1.基本原理

　　前处理工艺是印染加工中的关键工序之一，其目的就是应用化学和物理机械作用除去纤维上所含的天然杂质以及在纺织加工中施加的浆料和粘上的油污等，使纤维充分发挥其优良品质，使织物具有洁白、柔软、良好的渗透性能，以满足服用要求，并为染色、印花§、整理提供合格的半制品。就棉布而言，为了达到前处理效果，传统工艺主要包括退浆、煮练和漂白三个工序。所采用的传统加工助剂及其作用机理如下： 1）烧碱烧碱可使棉籽壳膨胀，有利于棉籽壳的去除；另外，烧碱对去除油蜡等杂质亦有帮助，所以，烧碱是传统煮练工序上最常用且有效的化学品。为使双氧水发挥稳定的漂白作用，用双氧水漂白时工作液的PH值以控制在10.5-10.8为宜。烧碱常被用做调整工作液PH值的化学品。

　　2）渗透剂渗透剂的加入，可以使织物快速被工作液渗透，有利于帮助其它化学品快速彻底地作用于织物。所选用的渗透剂要有一定耐碱稳定性，且要符合环保要求。

　　3）精练剂高效精练剂可以实现织物的煮练加工。要求其必须具有优良的润湿、乳化、分散作用，还要求其具有耐碱稳定性、耐氧漂和较强的洗涤力。它可以单独使用，亦可钙、镁离子及其它金属离子络合成水溶性络合物，从织物上除去，并将其分散而不再沾污到织物上。它可以单独使用，亦可以与烧碱等其它化学品共同使用。它对油蜡有乳化作用，可使其从织物上脱离；

　　4）螯合分散剂因为工厂前处理用水多为自来水或河水，水质较硬，通过加入螯合分散剂，可以控制水的硬度；另外，对磷酸钙、硫酸钙及碳酸钙具有优秀的阻垢分散能力，避免污垢沉积在织物或设备表面，提升产品品质。

　　5）氧漂稳定剂用双氧水进行漂白时，如果双氧水的分解速度太快，织物容易出现破洞，从而造成损失。为了避免这种现象发生，需要加入氧漂稳定剂来控制双氧水的分解速度。要求氧漂稳定剂必须是耐强碱的，且对双氧水的稳定性要好。

　　6）双氧水一种环保的氧化剂。在一定碱性条件下反应，可以进一步去除杂质，去除色素，使织物获得所需白度和外观。

　　对以上的“退浆→煮练→漂白”的全工艺路线，不仅工艺路线长，而且各种消耗增加，也给下道工序的生产造成影响。我们立足于企业的实际情况并结合设备状况,运用现代科技成果改造传统印染加工工业，研究了清棉师Scolase精炼技术，实现了清洁生产的短流程加工。不仅一步解决退煮漂流程，而且在水、电、汽、人工和废水排放方面，均较传统工艺取得了突破性进展；在降低成本和清洁生产方面为厂家赢得了生存空间。

　　运用生物酶对纺织品进行处理已经成为一项常规的技术。一般地，纤维素酶用于纤维素织物的抛光和牛仔的水洗，其基本原理是通过酶对纤维的水解使纤维绒毛脱离织物表面而达到光洁柔软的布面效果和蓝白相间的牛仔磨洗效果。然而，纤维素酶对纤维的作用并不限于此，在与纤维作用时，纤维素酶会破坏纤维素纤维表面的表皮和初生胞壁层的完整性，对纤维细胞表皮及初生胞壁层的进行弱化水解。清棉师Scolase的设计原理就是利用了纤维素酶的这一特性，通过内含的纤维素酶组分的对纤维的先行作用，使得清棉师Scolase中其他的组分快速进入纤维内部，对纤维的杂质进行均匀、高效、彻底地去除，达到缩短处理时间和提高处理效果的目的。

　　纤维素酶的存活条件不仅限于酸性条件，不同生存条件下的微生物可以分泌不同品种的酶，如碱性酶是由嗜碱微生物产生的，嗜碱微生物生长最适PH在9以上，但胞内pH都接近中性。细胞外被是胞内中性环境和胞外碱性环境的分隔，也是嗜碱微生物嗜碱性的重要基础。其控制机制是具有排出OH-的功能。嗜碱微生物产生大量的碱性酶，包括蛋白酶(活性pH10.5-12)、淀粉酶(活性pH4.5-11)、果胶酶(活性PHl0.0)、支链淀粉酶(活性pH9.0)、纤维素酶(活性pH6-11)、木聚糖酶(活性pH5.5-10)。这些碱性酶已被广泛用于洗涤剂或作其他用途。（见四川农业大学《农业微生物学》）据国内外研究表明，目前碱性纤维素酶的最佳使用温度在50-60℃，活性pH6-11。在其他条件下，活力虽然有所降低，但仍然具有较好的活力，目前国内市场已经可以很方便买到上述条件的纤维素酶商品。清棉师Scolase的关键技术是优选活力满足适合纤维素织物前处理工艺条件的纤维素酶，在与纤维作用时，纤维素酶会破坏纤维素纤维表面的表皮和初生胞壁层的完整性，对纤维细胞表皮及初生胞壁层的进行弱化水解，通过内含的纤维素酶组分的对纤维的先行作用，使得清棉师Scolase中其他的组分快速进入纤维内部，对纤维的杂质进行均匀、高效、彻底地去除，达到缩短处理时间和提高处理效果的目的。在保持纤维强力的前提下全面提升纤维素织物前处理效果、加速前处理进程并能改善织物表面的平整度和光洁度。同时，通过包覆技术，解决了纤维素酶在制造、储藏和应用过程中的稳定和释放问题，保证了纤维素酶组分在应用过程中的作用稳定性。

　　用于纤维素织物的短流程前处理剂(清棉师Scolase)是多种化学品和生物技术的有机结合。它通过上述技术设计方案，有效地解决了纤维素酶的耐高温性、耐酸碱性等问题，通过酶的先行作用，在织物温度尚未达到高温以前，纤维素酶组分对纤维素纤维表面的表皮和初生胞壁层的完整性进行破坏，对纤维细胞表皮及初生胞壁层的进行弱化水解，同时拆散纤维内部的结晶结构，扩大纤维的不定形区，帮助清棉师Scolase中的化学组分快速渗入纤维内部。在90-100℃，该助剂的化学组分与双氧水共同作用，能有效去除棉纤维上的果胶、蜡质、色素等杂质，在生物酶与化学品的共同作用下，达到缩短了完成纤维除杂过程的时间，减少了化学品的用量，达到了简化工艺流程，缩短工作时间，节能节时，减少织物损伤，提高织物白度和毛效，减少了排出的废水量，实现了废水低碱排放，易处理的效果。

　　2.技术特点

　　2.1.在不改变工厂设备的情况下，一步实现退、煮、漂加工，简化了工艺流程。

　　2.2.本成果工艺的工作液组成非常简单，而传统工艺的工作液则复杂得多，这不仅造成了称料

　　上的人力和时间浪费，还使因称料而导致的人为误差加大。

　　表1.本成果连续前处理工艺与传统前处理工艺工作液组成对比

　　2.3.生产加工时间有原来的2-3个小时降至70-90分钟。由于处理时间的缩短，减少了在练漂过

　　程的纤维损伤，提高了练漂后织物的白度和毛效。

　　2.4.简化了工艺流程，大大缩短了工作时间，减少了用工，提高了生产效率。

　　2.5.节省了水、电、汽用量；废水低碱排放，降低了废水处理成本。综合处理成本也比传统工

　　艺的低。利用本成果，生产每吨布可节约水60%，节省蒸气55%，每百米布节约生产综合

　　成本1.20元左右。

　　2.6可以与直接染料进行退、煮、漂、染一浴处理；亦可与其他分解剂配合使用，直接与活性

　　染料进行退、煮、漂、染一浴加工。

　　3.环保效果

　　本成果研制的助剂，将生物技术与化工技术有机结合，是一种环保产品，不含APEO/NPEO，符合Eco-lable生态标准，可以有效代替传统精练漂白工艺中使用的各种助剂。更为重要的是，作为一项清洁生产工艺，用本成果工艺处理较之传统工艺处理所需的水量少，处理后的废水量也少，且色度、PH值、悬浮物含量、CODcr、五日生化需氧量BOD5和总残渣量均较低。传统工艺排放废水的PH值是12-13，色度是64-512，总残渣量是2.56×103～4.69×104mg/L,本成果工艺排放废水的PH值是7-9，色度是16-32，总残渣量是1.24×103～7.81×103mg/L,这就大大减少了废水处理的压力。此外，本成果助剂还可以与直接染料进行退、煮、漂、染一浴法处理；如果与高效绿色双氧水分解剂Dioxy100L配合使用，可以完全做到与活性染料进行退、煮、漂、染一浴法处理。

　　由此可见，本成果具有明显的社会效益和环境效益。

　　4.经济性评价

　　可持续发展已成为21世纪的主题，特别是随着人们对生态和环境问题关注程度的加深，“清洁生产”、“绿色产品”、“生态纺织品”等概念已大范围的进入了国际纺织品服装贸易领域。随着全球对环保的日益重视，各印染厂的传统工艺受到很大挑战。传统的前处理工艺是将退浆、煮练、漂白分三步进行的，这不仅使得设备流水线长，占用很大空间，而且浪费人力、物力和财力。另外，处理后会产生很多废水，给环境造成极大危害。为了克服传统前处理工艺的上述缺陷，将退浆、煮练、漂白工艺合为一步法工艺即是最好的解决办法。本成果正是上海市纺织科学研究院化学中心对准市场的需求而研究出来的，是对传统工艺的一次大变革。

　　利用本成果，印染厂可用现有设备实现棉及其混纺织物的退煮漂一浴连续前处理加工，从而大大简化生产流程，减少用工，节约水、电、汽的消耗，提高生产效率，降低生产成本。与传统工艺对比，本成果能减小在练漂过程中的纤维损伤，提高白度、毛效和纤维吸收染料的能力，改善手感。利用本成果，生产每吨布可节约水60%，节省蒸气55%，每百米布节约生产综合成本1.20元左右，生产加工时间也有原来的2-3个小时降至70-90分钟。在竞争日益激烈的今天，本成果的应用为厂家赢得了更大的生存空间。以一个年产量7000万米的中等规模印染厂为例，需要使用本成果研制的高效绿色前处理剂200吨以上，可实现销售额250万元左右，实现利润50万元，税金30万元。所以，本成果的推广使用具有很好的经济价值。

　　5.推广应用情况

　　国内外均无适合清洁生产的连续加工前处理办法，而前处理在整个印染加工中占有极其主要的位置，是染整加工的关键工序，用水量大，污水排放的PH值和碱度均较高。《清洁生产促进法》的执行，使印染厂排水、用水均受到约束。通过应用本成果可以克服上述缺陷，实现传统印染行业的一次大变革。本产品目前已在浙江、上海、广东、山东、河北等地推广，仅绍兴百丽恒印染有限公司已使用本产品若干吨，加工织物若干万米，全部出口，受到国内外用户欢迎。目前，本成果助剂已实现销售2000吨左右，实现销售额两千多万元。本成果的应用具有广泛的社会效益、环境效益及巨大的经济效益，故其推广应用具有很大的市场潜力。