Enzymer kan minska farliga utsläpp från textilindustrin

Ett problem som textilindustrin dras med är att de mest effektiva processerna vid färgning av textilier i dag kräver stora mängder vatten, energi och kemikalier. I ett försök att lösa detta problem används enzymer för att få igång en nedbrytningsprocess av färgämnen och andra kemikalier. För att åstadkomma detta behöver enzymerna fästas på ytan av ett stödmaterial för att de ska verka maximalt. I de konventionella metoderna sker nedbrytningen vanligtvis med hjälp av syror eller oxiderande lösningar vid hög temperatur och under lång tid. Detta gör att hela färgningsprocessen förbrukar stora mängder vatten och energi och leder till utsläpp där stora mängder av de farliga ämnena åker med ut i naturen.

Ekologiskt snäll metod

Doktoranden May Kahoush vid Högskolan i Borås har i sitt forskningsprojekt riktat in sig på metoder som bidrar till att utsläppsvattnet kan renas på ett miljövänligt sätt.

– I färgningsprocessen spolas överskottet av färgämnen och kemikalier ut med vattnet, vilket orsakar stor skada på miljön. Mitt mål är att utveckla en ekologiskt snäll metod för att rena vattnet innan det släpps ut, förklarar hon.

Hon har undersökt tre olika metoder, som samtliga öppnar för en lösning till nytta både för både miljön och textilindustrin genom att vatten- och energiåtgången samt utsläppen av farliga kemikalier går att minska radikalt. Utmaningen har varit att fästa enzymerna på ett lämpligt material.

Fäster enzymer på textilier av kolfiber

– Vi har använt filtade textilier av kolfiber, ett vanligt material som används i många olika sammanhang, och på dessa kan enzymerna fästa och hjälpa till att bryta ner färgämnets molekyler. Kolfibertextilen är ett lättviktigt, poröst och lättformat material som står emot korrosion, som kan användas som alternativ till dyra, styva metaller. Kolfiber har därtill bra elektriskt ledande egenskaper vilket är en förutsättning för att få önskade egenskaper vid elektrokemiska tillämpningar, berättar hon.

Ett problem är dock att kolfilbertextilen stöter bort vatten. I det här fallet ville hon att materialet ska dra åt sig vatten, vilket är en förutsättning för att enzymerna ska kunna fästa på det. Det måste alltså till en förbehandling av materialet.

Minskar användning av vatten, energi och kemikalier

Till den ena metoden användes hon ett ekologiskt snällt ämne från växten gardenia som får enzymerna att fästa direkt på kolfibermaterialets yta. Till den andra metoden använde hon ett slags miljövänlig beläggning för att fästa enzymerna och i den tredje metoden behandling med kall plasma. De två första metoderna kväver små mängder vatten, medan metoden med plasma varken kräver vatten, kemikalier och som har låg energiförbrukning.

När enzymerna aktiveras på kolfibermaterialet bildas ämnet väteperoxid vilket bryter ner de färgämnen som används vid textilfärgning. Detta bidrar till minskade utsläpp av färgämnena och andra föroreningar.

Många fördelar med metoderna

Metoderna för att binda enzymerna har flera fördelar, som att de ger en stabil process och att enzymerna kan återanvändas. Om de istället hade flutit omkring fritt hade det funnits en risk för att rester av enzymerna hade funnits kvar på de färgade textilerna, vilket kan ge upphov till allergier och andra oönskade effekter.

Förutom till rening av vatten går metoden att använda för att identifiera ämnen som det aktuella enzymet reagerar på, i det här fallet sockerarten glukos. Det går också att generera elektricitet från biologiska ämnen som används för att producera socker eller alkohol.

Fotnot:

Projektet genomfördes inom SMDTex (Sustainable Management and Design in Textiles), ett doktorandprogram inom Erasmus Mundus om hållbart management och textildesign.

Avhandling:

Eco-Technologies for Immobilizing Redox Enzymes on Conductive Textiles, for Sustainable Development

Kontakt:

May Kahoush, doktor inom textil materialteknik, Högskolan i Borås, may.kahoush@hb.se