【摘 要】
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在制革的准备工段,传统硫化钠、氢氧化钙体系脱毛和分散胶原纤维可为鞣制提供必要的条件,但会产生硫化物、氨氮（NH3-N）、固体悬浮物（SS）等污染物,是制革行业的主要污染源。因此,研究可替代传统硫化钠、氢氧化钙脱毛与分散胶原纤维对于解决准备工段的污染问题具有重要的意义与价值。本文选取高效、清洁、专一的生物酶体系,替代传统化工材料,通过响应面模型研究了在盐/酶体系和复合酶体系脱毛/分散胶原纤维过程中,
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在制革的准备工段,传统硫化钠、氢氧化钙体系脱毛和分散胶原纤维可为鞣制提供必要的条件,但会产生硫化物、氨氮（NH3-N）、固体悬浮物（SS）等污染物,是制革行业的主要污染源。因此,研究可替代传统硫化钠、氢氧化钙脱毛与分散胶原纤维对于解决准备工段的污染问题具有重要的意义与价值。本文选取高效、清洁、专一的生物酶体系,替代传统化工材料,通过响应面模型研究了在盐/酶体系和复合酶体系脱毛/分散胶原纤维过程中,各因素及各因素之间的关系,并与传统工艺得到的坯革的物理性能、热稳定性以及环境效益等方面进行了对比。在研究氯化铵（NH4Cl）/中性蛋白酶体系脱毛/分散胶原纤维的过程中,考察了氯化铵浓度、温度、时间对中性蛋白酶活性的影响,探究了皮中纤维间质溶出的规律。采用EVG染色及SEM分析了脱毛/分散胶原纤维后纤维间质的水解及胶原纤维的分散情况,建立了响应面模型,并与传统工艺进行了对比。结果表明,在32℃下,利用1 wt%NH4Cl协同中性蛋白酶脱毛/分散胶原纤维束15 h,脱毛及纤维分散效果最好,得到坯革的热稳定性与传统工艺相差不大,物理性能及环境效益优于传统工艺。研究硫酸铵（（NH4）2SO4）/中性蛋白酶体系脱毛/分散胶原纤维的效果发现,在30℃下,利用1 wt%（NH4）2SO4辅助中性蛋白酶脱毛/分散胶原纤维束15 h效果最佳,这与氯化铵/中性蛋白酶体系最佳条件相似,坯革的物理性能优于传统工艺,拉伸强度提高了18.22%,断裂伸长率和弹性模量略有提高,热稳定性与传统工艺相当,且污染物大大降低。与NH4Cl/中性蛋白酶体系相比,化学需氧量（COD）、氨氮和总固体物（TS）含量略有降低。同时,研究了氯化镁（Mg Cl2）/中性蛋白酶体系脱毛/分散胶原纤维,发现在35℃下,利用2 wt%Mg Cl2辅助中性蛋白酶脱毛/分散胶原纤维束18h效果最佳,与氯化铵/中性蛋白酶体系和硫酸铵/中性蛋白酶体系相比,盐的浓度、反应温度及时间均有所增加,可能是因为铵根离子与中性蛋白酶的结合能力优于镁离子,更有效地提高了中性蛋白酶的溶解性,加速了中性蛋白酶的渗透速率。优化后的Mg Cl2/中性蛋白酶体系制得的坯革物理性能优于传统工艺,拉伸强度提高了27.18%,断裂伸长率、弹性模量和热稳定性与传统脱毛工艺相当,环境效益显著。进一步研究了α-淀粉酶/中性蛋白酶体系的脱毛/分散胶原纤维的效果。在35℃下,0.5 wt%中性蛋白酶与0.3 wt%α-淀粉酶复合脱毛/分散胶原纤维束20h效果最佳,与盐/酶体系相比,反应温度及时间均有所增加。得到的皮革的物理性能优于传统工艺,拉伸强度提高了27.85%,断裂伸长率和弹性模量变化不大,皮革热稳定性优于传统工艺,环境效益显著优于传统工艺。
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