Tratamento de fibras têxteis com ultra-sons e enzimas

Abstract

A capacidade da lacase para promover reacções de polimerização a partir de compostos fenólicos tem sido investigada com o objectivo de criar processos de acabamento ambientalmente aceites. Um dos principais problemas da aplicação de enzimas em processos têxteis é o facto destes serem processos heterogéneos, nos quais as fibras estão no estado sólido e as enzimas se encontram no estado líquido. Consequentemente, os processos têxteis enzimáticos são lentos devido a problemas de transferência de massa. Sabe-se que a aplicação dos ultra-sons nestes processos é capaz de promover um aumento significativo na transferência de massa, aumentando deste modo a velocidade de catálise da enzima. Neste trabalho estudou-se o efeito dos ultra-sons na polimerização oxidativa da lacase, a partir de um composto fenólico (catecol), com diferentes objectivos nas fibras de algodão e lã, assim como a polimerização deste mesmo composto sem qualquer tipo de substrato. A polimerização do catecol foi efectuada na fibra de algodão (algodão branqueado, tingido e aminizado), estudando-se o efeito da concentração da lacase de Trametes hirsuta e de diferentes potências (W) de ultra-sons, optimizando as condições de tratamento. A formação do poli(catecol) foi efectuada nas amostras de lã, com o objectivo de obter estampados definidos com coloração castanha. Realizaram-se também estudos de polimerização do catecol sem substrato, verificando- se a influência da distância do transdutor na formação do polímero. Nas fibras de algodão, o melhor tratamento foi obtido a uma temperatura de 50 ºC com uma concentração de catecol de 2 mM, 0,067 U/mL de lacase de Trametes hirsuta e uma potência de 50 W durante 60 minutos de tratamento. Verificou-se um aumento de polimerização com o aumento da intensidade dos ultra-sons até uma concentração de 0,067 U/mL de lacase de Trametes hirsuta. A obtenção de um estampado na fibra de lã foi conseguida com aplicação de uma potência elevada (50 W), com uma concentração de catecol de 10 mM e 0,67 U/mL de lacase de Trametes hirsuta durante 60 minutos de tratamento. Os melhores resultados de polimerização enzimática sem qualquer tipo de material adsorvente foram conseguidos com 2 e 3,5 cm de distância do transdutor ao fundo do reactor, obtendo-se uma maior concentração de polímero formado.

The ability of enzymes, like laccase, to promote the polymerization of phenolic compounds has been study with the objective to obtained finishing processes environmentally accepted. One of the major problems of enzyme application in textiles processes are the fact that they are heterogeneous processes, since the fabrics are on the solid state and enzymes are in liquid state. Consequently, the textiles enzymatic processes are slow due to mass transfer limitations. It is known that the application of ultrasound in these processes is able to promote a significant increase on mass transfer thus, increases the rate of enzymes catalyzes. In this work the effect of ultrasound on the oxidative polymerization of phenolic compounds in the presence of enzymes was studied. Two substrates, namely cotton and wool fibres, were used and the polymerization was also studied using the same phenolic compounds without any substrate. It was made also studied the effect of different intensities and laccase from Trametes hirsuta concentrations to optimize the treatment conditions. The formation of poly(catechol) on the wool samples was performed with the objective to print with a brown colour. Some studies of catechol polymerization without substrates were conducted to verify the influence of different distances of the transducer to the bottom of reactor, on the polymer obtained. For cotton the best treatment was obtained when the following conditions were used: 50 ºC of temperature, 2 mM of catechol, 0,067 U/mL of laccase from Trametes hirsuta, 50 W of intensity, for 60 minutes of treatment. The result was observed an increase in the degree of polymerization with an increase of intensity until 0,067 U/mL of laccase from Trametes hirsuta. The best printing result on wool fibres was obtained with the application of a higher ultrasonic intensity (50 W), 10 mM of catechol and 0,67 U/mL of laccase from Trametes hirsuta, for 60 minutes of treatment. Finally, the best results for the enzymatic polymerization of catechol without the use of an adsorvente substrate was obtained when the distances from the transducer to the bottom of the reactor were 2,0 and 3,5 cm, were an increase in the concentration of the polymer was attained.