*lemon*
کاربر فعال مهندسی نساجی
بيوتكنولوژي (زيست‌فناوري)، تلفيق روندهاي زيست‌شناختي و فناوري است كه پيشرفتهاي سريع در نوآوري‌هاي آن طي سال‌هاي اخير منجر به ايجاد راهحلهاي مؤثر و كم‌هزينه در فرآيندهاي نساجي شده است. تجربيات موجود، نشان‌دهندة مزاياي كاربرد روش‌هاي بيولوژيك در صنعت نساجي بوده و امروزه گسترش بيوتكنولوژي در صنعت نساجي در كشورهاي پيشرفته رو به افزايش است. در اين مقاله، زمينه‌هاي مختلف كاربرد بيوتكنولوژي در صنعت نساجي به‌صورت كلي بررسي مي‌شوند:
مقدمه:
1- ابزارهاي كنترل و شناسايي
1-1- پادتن‌هاي منوكلونال
1-2- ردياب‌هاي DNA
1-3- زيستحسگرها
2- كاربردهاي بيوتكنولوژي در عمليات تكميلي نساجي
2-1- حفاظت محيط‌زيست
2-2- اصلاح مواد خام و يا توليد مواد جديد
3- فرآيندهاي آنزيمي
3-1- كاربرد آنزيم‌ها در آماده‌سازي الياف
3-2- كاربرد آنزيم‌ها در آماده‌سازي پارچه
3-3- كاربرد آنزيم‌ها در تكميل كالاي نساجي
3-4- مراقبت‌هاي بعدي منسوجات
مقدمه
كاربرد بيوتكنولوژي در صنعت نساجي، از حدود 100 سال قبل، با بكارگيري آنزيم‌هاي آميلاز استخراج شده از مالت براي زدودن آهارهاي نشاسته‌اي آغاز شد. امروزه با پيشرفت بيوتكنولوژي، راهحلهاي كم‌هزينه و مؤثر فزاينده‌اي در فرآيندهاي نساجي بوجود آمده است. با پيشرفتهاي صنعت نساجي، كاهش هزينه در توليد انبوه ضروري به‌نظر مي‌رسد. بيوتكنولوژي مي‌تواند در هر مرحله از توليد و فرآيندهاي تكميلي آن، از مواد اولية الياف تا مرحلة تصفية پساب، باعث صرفه‌جويي در هزينه‌ها شود.
اين فناوري، علاوه بر كاهش هزينه، با كاهش مضرات زيست‌محيطي ناشي از شوينده‌ها و مواد شيميايي، منجر به ايجاد صنعت دوست‌دار محيط‌زيست مي‌گردد. از طريق بيوتكنولوژي و استفاده از مواد جايگزين با آثار جانبي كمتر به جاي مواد شيميايي رايج در صنعت نساجي، نه تنها مشكل آلودگي زيست‌محيطي حل مي‌شود، بلكه كيفيت و پايداري عمليات نيز بهتر مي‌گردد.
زمينه‌هاي كاربرد بيوتكنولوژي در صنعت نساجي بطور مختصر در جدول 1 بيان شدهاند كه در ادامه به تشريح هر يك از آنها پرداخته مي‌شود. البته كاربردهاي عملي امروزي عمدتاً شامل بكارگيري آنزيم‌ها به ويژه آميلازها در آهارگيري، سلولازها در زيست‌پرداخت كالاهاي سلولزي و سنگ‌شويي كالاهاي‌جين، پروتئازها در عمل‌آوري پشم و ابريشم و بالاخره آنزيم‌ها در شوينده‌ها مي‌باشد. دورنماي استفاده از بيوتكنولوژي در ساير زمينه‌ها نيز مورد توجه محققان بوده و در حال پيشرفت است.
1- ابزارهاي كنترل و شناسايي
روش‌هاي آناليزي و كنترلي، جنبه‌هاي غيرمتداول كاربرد بيوتكنولوژي در نساجي هستند كه اميد مي‌رود با پيشرفتهاي در حال انجام، به سوي بكارگيري متداول و عمومي سوق يابند.
1-1- پادتن‌هاي منوكلونال (Monoclonal Antibodies)
اين مواد داراي مولكول‌هاي پروتئيني با قابليت فوق‌العاده براي شناسايي مواد (حتي در غلظت‌هاي خيلي كم) هستند كه در داروسازي، پزشكي و اخيراً براي علامت‌دار كردن بكار مي‌روند. اين مواد به مولكول‌هاي موردنظر متصل شده و جهت شناسايي، رنگ قابل رويت ايجاد مي‌كنند. اين مواد در نساجي جهت علامت‌داركردن جين‌هاي مارك‌دار بكار برده مي‌شوند.
1-2- ردياب‌هاي DNA
آزمون‌هاي دي‌ان‌آ كه به انگشت‌نگاري ژنتيكي در انسان‌ها شبيه است، يك فناوري حاصل از تحقيقات مهندسي ژنتيك مي‌باشد. اين تكنيك براي شناسايي الياف گران‌بها مثل كشمير از پشم و ساير الياف مويي بز بكار مي‌رود. اكنون ردياب‌هاي مشابهي براي شناسايي پنبه و ساير الياف گياهي شناخته شدهاند.
1-3- زيستحسگرها (Biosensors)
زيستحسگرها يكي ديگر از ابزارهاي كنترل در سيستم‌هاي بيولوژيكي، هستند. اين حس‌گرها، شناساگرهاي سريع و مؤثر آلودگي مي‌باشند كه مي‌توانند راهحلهاي كم هزينه و سريع براي فرآيندهاي شناسايي و كنترل (بر خلاف نتايج آزمايشگاهي پرهزينه و كُند) فراهم كنند. در اين زمينه، روي قارچ‌هايي كه قادر به جذب يونهاي فلزي سنگين مثل سرب، مس و كادميم هستند كار شده است كه از تغيير در هدايت و خواص دي‌الكتريك قارچ‌ها استفاده شده است؛ استفاده از آنها ارزان بوده و در مقياس بزرگتر براي تصفية فاضلاب‌هاي حاوي اين مواد استفاده مي‌شوند. كاربردهاي ديگر آنها براي توليد صافي‌ها و پوشش‌هاي محافظ در نساجي است.
2- كاربردهاي بيوتكنولوژي در عمليات تكميلي نساجي
مهمترين كاربردهاي بيوتكنولوژي در اين زمينه شامل اصلاح مواد خام و توليد مواد جديد، فرآيندهاي آنزيمي و بهبود حفاظت محيط‌زيست مي‌باشد كه در ادامه به تشريح موارد كاربردي هر يك از آنها پرداخته مي‌شود:
2-1- حفاظت محيط‌زيست
چندين سال است كه فرآيندهاي طبيعي ميكروبي براي بازيابي پسماندها و تصفية پساب‌ها در صنعت نساجي استفاده شده است. نه‌تنها برطرف‌كردن رنگ از پساب رنگ‌زاها و جابجايي ضايعات سمي شامل PCPها و حشره‌كش‌ها و فلزات سنگين با روش سنتي يا تصفيه شيميايي مشكل است، بلكه روش‌هاي فوق سبب سمي‌شدن سيستم‌هاي بكار رفته براي تصفية آنها مي‌شوند.
2-1-1- رنگ‌زدايي
تصفية رنگ‌هاي راكتيو (reactive) با روش‌هاي متداول دشوار است؛ زيرا آنها جذب جرم‌هاي فاضلاب مي‌شوند. اخيراً راه‌حلي براي اين مشكل پيدا شده است كه شامل حملة مستقيم ميكروبي به پيوندهاي آزوري رنگ‌زاهاي آلي است كه منجر به تخريب كامل و حل آنها مي‌شود. روش‌هاي ديگري از قبيل استفاده از مواد فعال بيولوژيك نظير chitin براي جذب رنگ معرفي شده است. در بعضي كشورها، محققين از منابع ارزان و قابل دسترس محلي تودة زيستي (biomass) نظير خمير كاه و حتي باقي‌مانده‌هاي حاصل از راكتورهاي biogas استفاده كرده‌اند.
مقدمه:
1- ابزارهاي كنترل و شناسايي
1-1- پادتن‌هاي منوكلونال
1-2- ردياب‌هاي DNA
1-3- زيستحسگرها
2- كاربردهاي بيوتكنولوژي در عمليات تكميلي نساجي
2-1- حفاظت محيط‌زيست
2-2- اصلاح مواد خام و يا توليد مواد جديد
3- فرآيندهاي آنزيمي
3-1- كاربرد آنزيم‌ها در آماده‌سازي الياف
3-2- كاربرد آنزيم‌ها در آماده‌سازي پارچه
3-3- كاربرد آنزيم‌ها در تكميل كالاي نساجي
3-4- مراقبت‌هاي بعدي منسوجات
مقدمه
كاربرد بيوتكنولوژي در صنعت نساجي، از حدود 100 سال قبل، با بكارگيري آنزيم‌هاي آميلاز استخراج شده از مالت براي زدودن آهارهاي نشاسته‌اي آغاز شد. امروزه با پيشرفت بيوتكنولوژي، راهحلهاي كم‌هزينه و مؤثر فزاينده‌اي در فرآيندهاي نساجي بوجود آمده است. با پيشرفتهاي صنعت نساجي، كاهش هزينه در توليد انبوه ضروري به‌نظر مي‌رسد. بيوتكنولوژي مي‌تواند در هر مرحله از توليد و فرآيندهاي تكميلي آن، از مواد اولية الياف تا مرحلة تصفية پساب، باعث صرفه‌جويي در هزينه‌ها شود.
اين فناوري، علاوه بر كاهش هزينه، با كاهش مضرات زيست‌محيطي ناشي از شوينده‌ها و مواد شيميايي، منجر به ايجاد صنعت دوست‌دار محيط‌زيست مي‌گردد. از طريق بيوتكنولوژي و استفاده از مواد جايگزين با آثار جانبي كمتر به جاي مواد شيميايي رايج در صنعت نساجي، نه تنها مشكل آلودگي زيست‌محيطي حل مي‌شود، بلكه كيفيت و پايداري عمليات نيز بهتر مي‌گردد.
زمينه‌هاي كاربرد بيوتكنولوژي در صنعت نساجي بطور مختصر در جدول 1 بيان شدهاند كه در ادامه به تشريح هر يك از آنها پرداخته مي‌شود. البته كاربردهاي عملي امروزي عمدتاً شامل بكارگيري آنزيم‌ها به ويژه آميلازها در آهارگيري، سلولازها در زيست‌پرداخت كالاهاي سلولزي و سنگ‌شويي كالاهاي‌جين، پروتئازها در عمل‌آوري پشم و ابريشم و بالاخره آنزيم‌ها در شوينده‌ها مي‌باشد. دورنماي استفاده از بيوتكنولوژي در ساير زمينه‌ها نيز مورد توجه محققان بوده و در حال پيشرفت است.
1- ابزارهاي كنترل و شناسايي
روش‌هاي آناليزي و كنترلي، جنبه‌هاي غيرمتداول كاربرد بيوتكنولوژي در نساجي هستند كه اميد مي‌رود با پيشرفتهاي در حال انجام، به سوي بكارگيري متداول و عمومي سوق يابند.
1-1- پادتن‌هاي منوكلونال (Monoclonal Antibodies)
اين مواد داراي مولكول‌هاي پروتئيني با قابليت فوق‌العاده براي شناسايي مواد (حتي در غلظت‌هاي خيلي كم) هستند كه در داروسازي، پزشكي و اخيراً براي علامت‌دار كردن بكار مي‌روند. اين مواد به مولكول‌هاي موردنظر متصل شده و جهت شناسايي، رنگ قابل رويت ايجاد مي‌كنند. اين مواد در نساجي جهت علامت‌داركردن جين‌هاي مارك‌دار بكار برده مي‌شوند.
1-2- ردياب‌هاي DNA
آزمون‌هاي دي‌ان‌آ كه به انگشت‌نگاري ژنتيكي در انسان‌ها شبيه است، يك فناوري حاصل از تحقيقات مهندسي ژنتيك مي‌باشد. اين تكنيك براي شناسايي الياف گران‌بها مثل كشمير از پشم و ساير الياف مويي بز بكار مي‌رود. اكنون ردياب‌هاي مشابهي براي شناسايي پنبه و ساير الياف گياهي شناخته شدهاند.
1-3- زيستحسگرها (Biosensors)
زيستحسگرها يكي ديگر از ابزارهاي كنترل در سيستم‌هاي بيولوژيكي، هستند. اين حس‌گرها، شناساگرهاي سريع و مؤثر آلودگي مي‌باشند كه مي‌توانند راهحلهاي كم هزينه و سريع براي فرآيندهاي شناسايي و كنترل (بر خلاف نتايج آزمايشگاهي پرهزينه و كُند) فراهم كنند. در اين زمينه، روي قارچ‌هايي كه قادر به جذب يونهاي فلزي سنگين مثل سرب، مس و كادميم هستند كار شده است كه از تغيير در هدايت و خواص دي‌الكتريك قارچ‌ها استفاده شده است؛ استفاده از آنها ارزان بوده و در مقياس بزرگتر براي تصفية فاضلاب‌هاي حاوي اين مواد استفاده مي‌شوند. كاربردهاي ديگر آنها براي توليد صافي‌ها و پوشش‌هاي محافظ در نساجي است.
2- كاربردهاي بيوتكنولوژي در عمليات تكميلي نساجي
مهمترين كاربردهاي بيوتكنولوژي در اين زمينه شامل اصلاح مواد خام و توليد مواد جديد، فرآيندهاي آنزيمي و بهبود حفاظت محيط‌زيست مي‌باشد كه در ادامه به تشريح موارد كاربردي هر يك از آنها پرداخته مي‌شود:
2-1- حفاظت محيط‌زيست
چندين سال است كه فرآيندهاي طبيعي ميكروبي براي بازيابي پسماندها و تصفية پساب‌ها در صنعت نساجي استفاده شده است. نه‌تنها برطرف‌كردن رنگ از پساب رنگ‌زاها و جابجايي ضايعات سمي شامل PCPها و حشره‌كش‌ها و فلزات سنگين با روش سنتي يا تصفيه شيميايي مشكل است، بلكه روش‌هاي فوق سبب سمي‌شدن سيستم‌هاي بكار رفته براي تصفية آنها مي‌شوند.
2-1-1- رنگ‌زدايي
تصفية رنگ‌هاي راكتيو (reactive) با روش‌هاي متداول دشوار است؛ زيرا آنها جذب جرم‌هاي فاضلاب مي‌شوند. اخيراً راه‌حلي براي اين مشكل پيدا شده است كه شامل حملة مستقيم ميكروبي به پيوندهاي آزوري رنگ‌زاهاي آلي است كه منجر به تخريب كامل و حل آنها مي‌شود. روش‌هاي ديگري از قبيل استفاده از مواد فعال بيولوژيك نظير chitin براي جذب رنگ معرفي شده است. در بعضي كشورها، محققين از منابع ارزان و قابل دسترس محلي تودة زيستي (biomass) نظير خمير كاه و حتي باقي‌مانده‌هاي حاصل از راكتورهاي biogas استفاده كرده‌اند.
