Bioalvejamento enzimático de tecidos de malha de algodão

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016.A presente pesquisa envolve o estudo do branqueamento de malhas de algodão utilizando peróxido de hidrogênio gerado enzimaticamente. Inicialmente realizou-se a biopurga utilizando as enzimas celulase, pectinase e lipase, a fim de retirar as impurezas, pectinas e óleos da fibra. Em uma primeira etapa, realizou-se o branqueamento utilizando o peróxido de hidrogênio gerado pela oxidação da ß-D-Glicose pela enzima glicose oxidase. No segundo momento foi avaliada a utilização de um ativador de peróxido de hidrogênio, Tetra acetil etileno diamina (TAED), como agente potencializador do bioalvejamento enzimático. Foi avaliada também a substituição da enzima glicose oxidase ultrapura por uma enzima comercial, bem como os parâmetros de toxicidade, DBO e DQO e a aplicação dos bioprocessos propostos em escala piloto. As etapas de geração de peróxido de hidrogênio, de ácido peracético e a do branqueamento (para os dois casos) foram avaliadas através de planejamentos experimentais. Para o primeiro processo proposto (com H2O2), foi possível verificar que o efeito mais significativo para geração de peróxido foi o tempo e, para o branqueamento, foi a concentração de peróxido de hidrogênio. Para o segundo processo (com TAED), o fator mais significativo para a geração de ácido peracético foi a concentração de peróxido de hidrogênio e, para o branqueamento, o fator mais significativo foi a concentração de ácido peracético. Os tecidos tratados foram avaliados quanto ao grau de branco e à hidrofilidade. Foi possível obter um processo com baixo consumo de água e tecidos com grau de branco de 52±1 °Berger para o primeiro processo e de 60±1 °Berger para o bioalvejamento com o TAED. Para os processos utilizando a enzima ultrapura, foi encontrada uma relação DBO/DQO maior, indicando uma menor dificuldade no seu tratamento biológico. Os testes em escala piloto mostraram que os processos investigados neste trabalho tem viabilidade técnica para o uso industrial. As amostras tratadas apresentaram uma hidrofilidade maior que a obtida no processo convencional, além de possibilitar uma malha com propriedades de conforto melhores, um melhor aspecto visual e um polimento mais efetivo. O consumo de água foi consideravelmente reduzido quando comparado ao processo convencional.Abstract : This research involves the study of knitted cotton fabric bleaching using hydrogen peroxide enzymatically generated. Initially the bioscouring was performed using the enzymes cellulase, pectinase and lipase to remove impurities, for example pectins and oils fiber. In the first step, it was performed bleaching using hydrogen peroxide, which was enzymatically produced by glucose oxidase during oxidation of glucose. In the second stage, it was evaluated a performance using a hydrogen peroxide activator, Tetra-acetylethylenediamine (TAED), as a potentiating agent of enzymatic bleaching. It was also evaluated the replacement of the ultrapure glucose oxidase by a commercial enzyme, the toxicity, BOD and COD parameters and the application of the bioprocess proposed in the pilot scale. The steps of generating hydrogen peroxide, producing peracetic acid and bleaching (for both processes) were assessed using experimental designs. For the first process (with H2O2), we observed that the most significant effect to generate peroxide was time and, for bleaching, the concentration of hydrogen peroxide. For the second process (with TAED), for the generation of peracetic acid, the most significant factor was the concentration of hydrogen peroxide and for the bleaching, the most significant factor was the concentration of peracetic acid. The whiteness and hydrophilicity of the treated knitted were evaluated. The whiteness index of the enzymatically bleached fabric was 52±1 Berger degree for the first process and 60±1 Berger degree for the process with activator. For the process using ultrapure enzyme, it was found a higher BOD/COD ratio, indicating less difficulty in their biological treatment. The pilot scale showed that these processes are efficiently applied and the treated samples showed a higher hydrophilicity than that obtained in the conventional process. In addition it is possible to obtain a fabric with better comfort properties (more soft) and better visual appearance; and the polishing was more effective than the conventional process. The amount of rinse water could be drastically reduced compared to traditional process