Substituição dos processos tradicionais de purga, alvejamento e tingimento por processos enzimáticos na indústria têxtil

Abstract

A fibra de algodão cru apresenta impurezas que dificultam os processos de beneficiamento têxtil à úmido. A retirada destes componentes indesejados, que conferem característica hidrofóbica e cor pardacenta ao substrato, é realizada usualmente através de técnicas que utilizam condições severas de processo, com elevado pH, altas temperaturas e grande consumo de água. É necessário desenvolver métodos de produção mais \"verdes\" e econômicos. Reduzir o consumo de água nos processos de transformação atuais, assim como a geração de efluentes é uma necessidade imediata. A utilização das enzimas vem ganhando espaço pela sua especificidade, condições amenas de trabalho, menor degradação das fibras e com efluente reduzido e biodegradável. Neste trabalho foi investigado o uso de enzimas combinadas, em solução única, no beneficiamento primário e secundário de tecido de malha de algodão. As concentrações ótimas das enzimas pectinase e celulase empregadas para a biopurga foram estabelecidas utilizando-se um planejamento fatorial. Adicionou-se a esta solução a enzima glicose oxidase para proceder o bioalvejamento e depois a enzima catalase para a neutralização de resíduos de peróxido de hidrogênio. Para o tingimento, o corante foi adicionado à mesma solução do bioalvejamento. A solução da biopurga foi reutilizada por seis vezes e foi constatada remoção constante das impurezas. As amostras apresentaram índices de qualidade adequados, não havendo prejuízo da cor das amostras tingidas. Consumiu-se ao final do 6º ciclo apenas 29,2 % de solução de tratamento em comparação à biopurga convencional. Na etapa do bioalvejamento obteve-se um processo com baixo consumo de água, resultando em tecidos de malha com grau de branco de 54,00±0,10 °Berger, valor inferior a 26 unidades em relação ao índice de alvura obtido no tratamento convencional de 80,48±0,49 °Berger. Na etapa de tingimento, a diferença total de cor ?E entre as amostras tingidas na solução de bioalvejamento e pelo processo tradicional foi de 14,33±0,69. Os valores de intensidade de cor K/S obtidos nas amostras tingidas em solução única (3,00±0,02) foram menores do que os apresentados no método tradicional (8,10±0,02). A quantidade de solução consumida no processo único foi de apenas 60 % daquela utilizada no processo tradicional. A solução de tingimento no efluente de bioalvejamento foi reaproveitada por quatro vezes. A diferença e a intensidade de cor entre as amostras dos quatro ciclos mantiveram-se dentro do padrão exigido pela indústria, sendo imperceptível a olho nu identificar em qual ciclo de reaproveitamento foram tingidas. Os tecidos de malha tingidos pela nova rota proposta de beneficiamento enzimático apresentaram ótima solidez à lavagem, tingidos de maneira uniforme, homogênea e desprovidos de defeitos. Verificou-se que através dos processos enzimáticos, a economia e o reuso da água e por consequência, a redução de energia, insumos e tempo, podem ser efetuados em diferentes partes dos processos dos beneficiamentos primário e secundário de têxteis de algodão além da obtenção de produtos com melhores propriedades visuais.

Abstract: Raw cotton fiber has impurities that make wet textile processing processes difficult. The removal of these unwanted components, which give the substrate a hydrophobic characteristic and brownish color, is usually conducted through techniques that use severe process conditions, such as high pH and temperatures and extensive water consumption. It is necessary to develop more \"green\" and economical production methods. Reducing water consumption in current transformation processes, as well as the generation of effluents, is an immediate need. The use of enzymes has been gaining ground due to their specificity, mild working conditions, less fiber degradation and reduced and biodegradable effluent. In this work, the use of combined enzymes, in a single bath, in the primary and secondary processing of cotton knitted fabric was investigated. The optimal concentrations of pectinase and cellulase enzymes used for scouring were established using a factorial design. The enzyme glucose oxidase was added to this solution to carry out the biobleaching and then the enzyme catalase for the neutralization of hydrogen peroxide residues. In next step, for dyeing, the dye was added to the same biobleaching solution. The enzymatic scouring solution was reused six times and it was found constant removal of impurities. The samples showed adequate quality indices, with no damage to the color of the dyed samples. At the end of the 6th cycle, only 29.2 % of the treatment solution was consumed compared to the single bath enzymatic scouring, without reuse of the liquor. In the biobleaching stage, a process with low water consumption and knitted fabrics with a whiteness level of 54.00±0.10 °Berger was obtained, a value lower than 26 units in relation to the whiteness index obtained in the conventional treatment of 80 .48±0.49 °Berger. In the dyeing step, the total difference in color ?E between the samples dyed in the biobleaching bath and by the traditional process was 14.33±0.69. The K/S color intensity values obtained in the samples dyed in a single solution (3.00±0.02) were lower than those presented in the traditional method (8.10±0.02). The amount of solution consumed in the single process was only 60 % of that used in the traditional process. The dyeing solution in the biobleaching effluent was reused four times. The difference and color intensity between the samples from the four cycles remained within the standard required by the industry, making it being imperceptible to the naked eye to detect in which recycling cycle they were dyed. The knitted fabrics dyed using the new proposed route of enzymatic processing showed excellent fastness washing, dyed uniformly, homogeneously, and free of defects. It was verified that through the enzymatic processes, the economy and the reuse of water and, consequently, the reduction of energy, inputs and time, can be carried out in different parts of the primary and secondary processing processes of cotton textiles, in addition to obtaining products with better visual properties.