Auf dem Weg zu einer nachhaltigen biologischen Vorbehandlung von Baumwolltextilien
Die hohen Anforderungen an die Nutzung von Chemikalien, Wasser und Energie bei den derzeitigen Vorbehandlungsverfahren für Gewebe haben zu erheblichen Problemen in der Textilbranche geführt. Besonders der Reinigungsprozess für Baumwolle erfordert die Verwendung großer Mengen des potenziell toxischen Sodiumhydroxids, das letztendlich im Abwasser landet. Obwohl dieses Abwasser normalerweise neutralisiert und gereinigt wird, können trotzdem Salzreste zurückbleiben, die dann schließlich in Flüsse und Seen gelangen. Deshalb wurde im Rahmen des BPT-Projekts ein integriertes biologisches Vorbehandlungsverfahren entwickelt, das noch vor der Färbung und der Endbearbeitung des Baumwollgewebes stattfindet. Bei den durchgeführten Untersuchungen wurden zwei Enzymsysteme gefunden, die für den Bioreinigungsprozess geeignet sind – Pektatlyase vom Bacillus pumilus und zwei Polygalakturonasen (PG) vom S. rolfsii. Das erstgenannte basische Enzym zeigt unter alkalischen Bedingungen, die normalerweise bei einer Einbindung von Bioreinigungs- und Entschlichtungsprozess vorzufinden sind, eine gute biologische Reinigungsleistung. Des Weiteren ist das Lyase-Enzym außerordentlich stabil, und das sogar bei den zu Beginn des Vorgangs erforderlichen hohen Temperaturen. Die PG können unter sauren Bedingungen, die für biologische Bleichverfahren notwendig sind, gute Leistungen zeigen und sind bei Temperaturschwankungen weniger beständig als Lyase. Auf Grundlage der erzeugten Enzyme wurde ein innovativer Bioreinigungsprozess entwickelt, der sowohl schubweise als auch kontinuierlich eingesetzt werden kann. Bei schubweisem Betrieb werden mäßige Temperaturen für eine längere Zeitspanne genutzt, auf die dann Zeiträume mit höheren Temperaturen folgen. Diese sind entscheidend für das effiziente Entfernen von unerwünschten Substanzen. Bei einem kontinuierlichen Betrieb dauert der biologische reinigungsvorgang bei hohen Temperaturen mit minimalen Gewebefehlern gerade mal 3-5 Minuten - den darauf folgenden Spülvorgang eingeschlossen. Diese Innovation bietet im Vergleich zu herkömmlichen langwierigen Verfahren eine beachtliche Steigerung der Vorbehandlungskapazität und erleichtert die Logistik in den Fabriken. Das entwickelte kontinuierliche Bioreinigungsverfahren wurde ebenso angepasst, um eine Integration in den bestehenden enzymgesteuerten Entschlichtungsprozess zu gewährleisten. Diese Anpassung umfasste einen zweiphasigen Erstellungsprozess für die Enzyminkubation und die Hinzufügung einer erweiterten Massentransportmethode. Aufgrund eines engeren zeitlichen Rahmens beziehungsweise der Auslassung von Spülschritten können neben Zeit auch Energie und Wasser gespart werden. Die wichtigsten Nebeneffekte sind aber wohl die ökologischen Vorteile, denn es werden keine toxischen Chemikalien benutzt und Hydroxidgerüche in den Fabriken gehören der Vergangenheit an.
