Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Eine effektive Vorbehandlung von Baumwolle muss alle Stoffe entfernen, die nachfolgende Veredlungsschritte beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnten. Dies geschieht bis heute zumeist in drei Stufen: Entschlichtung, alkalisches Abkochen und Bleiche. Dabei werden unter Einsatz hoher Energie-, Wasser- und Alkalimengen die in der Weberei applizierten Hilfsmittel und die nat\u00fcrlichen Faserbegleitstoffe unspezifisch entfernt, was mitunter zu einer Sch\u00e4digung des cellulosischen Materials f\u00fchrt. Im Rahmen des F&E-Projekts sollte ein umfassendes enzymatisches Vorbehandlungskonzept zum Abbau der verschiedenen Baumwollbegleitsubstanzen und zur Weiterverwendung der nativen St\u00e4rkeschlichten erarbeitet werden. Die drei konventionellen Teilprozesse sollten m\u00f6glichst unter Verwendung von Enzymmischpr\u00e4paraten in einem einzigen enzymatischen Gesamtprozess vereint werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenGem\u00e4\u00df dem Projektantrag wurden verschiedene Arbeitsschritte von verschiedenen Projektpartnern durchgef\u00fchrt. Bei der CHT wurden die in der ersten Projektphase ausgew\u00e4hlten technischen Enzympr\u00e4parate in Verbindung mit den extremophilen Spezies der TUHH anhand einer statistischen Versuchs-planung in unterschiedlichsten Kombinationen bei konstanter Prozesstemperatur im leicht sauren und leicht alkalischen pH-Wert-Bereich auf ihre F\u00e4higkeit untersucht, die St\u00e4rkeschlichte und nat\u00fcrliche Baumwollbegleitsubstanzen in einer Flotte abbauen zu k\u00f6nnen. Am DTNW wurden vergleichbare Versuche im Laborjigger durchgef\u00fchrt, bei denen die Prozessf\u00fchrung (Verlauf der Reaktionstemperatur, pH-Wert-\u00c4nderung, Reaktionszeit, Zeitpunkt der Enzymzugabe etc.) im Vordergrund standen. Als Kriterien f\u00fcr eine gelungene enzymatische Vorbehandlung wurden bei beiden Partnern vor allem ein hoher Entschlichtungsgrad und eine ausreichende Benetzbarkeit herangezogen, die f\u00fcr eine Weiterverarbeitung unerl\u00e4sslich sind. Dar\u00fcber hinaus wurde die behandelte Baumwolle auf ihren Restwachs- und Restpektingehalt untersucht und mit Proben verglichen, die konventionell vorbehandelt wurden. An der TUHH wurde die Herstellung und Aufbereitung thermophiler Lipasen f\u00fcr den Abbau von Baumwollwachsen weiter vorangetrieben. Nachdem die optimalen Parameter f\u00fcr einen kombinierten Einsatz von Enzymen in der Baumwollvorbehandlung im Laborma\u00dfstab erarbeitet waren, wurden die Versuche im gro\u00dftechnischen Ma\u00dfstab bei der Textilveredlung an der Wiese nachgestellt und anschlie\u00dfend unter den branchen\u00fcblichen Bedingungen gebleicht. Sowohl die jeweiligen Zwischenprodukte als auch die gebleichte Ware wurden einer betriebsinternen Materialpr\u00fcfung unterzogen und mit konventionell vorbehandelter Ware verglichen. Dar\u00fcber hinaus wurden F\u00e4rbeversuche mit enzymatisch und konventionell behandelter Ware durchgef\u00fchrt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Verlaufe des dreij\u00e4hrigen Projekts konnte eine erfolgreiche Strategie zum kombinierten Einsatz von a-Amylase und Pektinase in der Baumwollvorbehandlung entwickelt werden. Dabei werden die pektinspaltenden Enzyme der Entschlichtungsflotte zugef\u00fchrt, so dass die Entschlichtung stattfinden kann, w\u00e4hrend gleichzeitig die Entfernung unerw\u00fcnschter Baumwollbegleitstoffe derartig vorbereitet wird, dass sie letztlich in einer Bleichstufe g\u00e4nzlich mobilisiert und von der Baumwolle entfernt werden k\u00f6nnen. Die zun\u00e4chst im Labor- und Technikumsma\u00dfstab gesammelten Ergebnisse konnten in der letzten Projektphase erfolgreich auf den Einsatz im gro\u00dftechnischen Ma\u00dfstab \u00fcbertragen werden. Dabei zeigte sich, dass die enzymatisch vorbehandelte Ware nach einer Bleiche die gleichen oder sogar bessere Qualit\u00e4tsmerkmale aufweist als eine konventionell entschlichtete und alkalisch abgekochte Ware. Dies bedeutet, dass durch den kombinierten Einsatz von a-Amylasen und Pektinasen auf das alkalische Abkochen g\u00e4nzlich verzichten werden kann, ohne Kompromisse beim Vorbehandlungsergebnis in Kauf nehmen zu m\u00fcssen. Weder das Benetzungsverhalten noch der Wei\u00dfgrad und die Anf\u00e4rbbarkeit der gebleichten Ware sind schlechter als bei einer konventionell vorbehandelten Baumwolle, wobei es gleichzeitig zu einer deutlich geringeren Sch\u00e4digung des Gewebes kommt. Die Einsparung eines Teilprozesses hat eine Einsparung von Zeit, Hilfschemikalien, Energie und vor allem von Brauchwasser zur Folge. Daraus ergeben sich sowohl \u00f6konomische als auch \u00f6kologische Vorteile f\u00fcr den Anwender.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Gem\u00e4\u00df den Richtlinien der DBU wurde am 29.04.2004 in L\u00f6rrach ein Statusseminar abgehalten. Am 23.03.2005 fand in Osnabr\u00fcck ein Abschlussseminar zur Pr\u00e4sentation der erzielten Resultate statt. Des Weiteren sollen die Ergebnisse zu einem sp\u00e4teren Zeitpunkt in der einschl\u00e4gigen Fachliteratur ver\u00f6ffentlicht werden.
\nDTNW-Mitteilung Nr. 46, 2005: Entwicklung einer innovativen und umweltentlastenden Verfahrenstechnik zur kombinierten enzymatischen Vorbehandlung von Baumwolle. ISSN 1430-1954.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
In dem dreij\u00e4hrigen von der DBU gef\u00f6rderten Forschungsvorhaben haben die Projektpartner DTNW, CHT, TUHH und TV a.d.W. gem\u00e4\u00df der anf\u00e4nglichen Zielsetzung eine Verfahrenstechnik zum kombinier-ten Einsatz von Enzymen in der Baumwollvorbehandlung entwickelt. Dabei wurde die Partnerstruktur im Vorfeld so gew\u00e4hlt, dass ein ausgewogenes Verh\u00e4ltnis aus Forschungseinrichtungen, Enzym- und Hilfsmittelherstellern sowie Anwendern vorhanden war, die die Umsetzung der Fragestellungen vom Laborma\u00dfstab in die industrielle Praxis gew\u00e4hrleistete. Gem\u00e4\u00df dem Projektantrag wurden die Labor- und Technikumsversuche sowie die textilspezifischen Untersuchungen \u00fcberwiegend am DTNW und bei der CHT durchgef\u00fchrt. Die TUHH besch\u00e4ftigte sich mit der Herstellung und Reinigung extremophiler Lipasen. Die \u00dcberf\u00fchrung der gesammelten Ergebnisse in die gro\u00dftechnische Praxis wurde in Absprache aller Projektpartner bei der TV a.d.W. durchgef\u00fchrt. Die Zusammenarbeit der Partner erwies sich dabei als fruchtbar und die durchgef\u00fchrte Vorgehensweise hat sich bew\u00e4hrt, so dass im Verlaufe des Projekts na-hezu alle gesteckten Ziele erf\u00fcllt werden konnten. Das von den Projektpartnern entwickelte Verfahren erm\u00f6glicht einem textilveredelnden Betrieb die Einsparung eines kompletten \u00f6kologisch bedenklichen Arbeitsschritts – dem alkalischen Abkochen in der Baumwollvorbehandlung – und ist mit einer Vielzahl \u00f6kologischer aber auch \u00f6konomischer Vorteile verbunden. Aus dem erfolgreichen Projekt ergeben sich neue Aufgabenstellungen f\u00fcr die Zukunft, wie etwa die Einbeziehung der vorgeschalteten Entmineralisie-rung in den Entschlichtungsprozess durch den Einsatz von s\u00e4ureresistenten ?-Amylasen sowie die Generierung potenzieller Einsatzgebiete der von der TUHH entwickelten thermophilen Lipasen. Die rich-tungsweisenden Versuche zur selektiven Inhibierung von Einzelaktivit\u00e4ten in Enzymmischungen sollten ebenfalls konkretisiert werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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