Denim Kumaşlarda Enzim Uygulamaları

Diğer Alanlardan Bakış ve Sonuç

Fakat bu kumaşa eskimiş görüntüsü vermek dokuma sektörünün çevreye en fazla zarar veren etkinliği olarak biliniyor. İspanya’nın Valencia kentindeki Jeanologia adlı şirket ise kot pantolonlara iki saat içinde otantik görüntü veren yeni bir teknoloji kullanıyor. Bu çabanın ardında yatan neden ise kot pantolonun giyildikçe kişiye özgü renk ve biçim kazanması ve insanların aldıkları yeni kot pantolonlarda bile sürekli olarak alıştıkları bu görünümü araması güdüsü.

Modacılar sürekli olarak farklı şirketlerle ortaklığa gidip yeni teknolojileri deniyor. Plastik şişelerin geri dönüşüm yoluyla kullanımını içeren ve Cone Touch adı verilen kumaşlar bu alanda atılan en son adımlardan biri. Fakat modacılar sürekli olarak geleneksel pamuklu denim görünümünü korumayı gözetiyor.

Enzimler tekstil terbiyesinde uygulanan kimyasal işlemler sırasında çevre dostu olmalarından dolayı ciddi bir alternatif olmaktadır ve hali hazırda ticari olarak başarılı bir şekilde uygulanan işlemler mevcuttur, amilaz enzimi haşıl sökmede, selülaz ve lakkaz denim ile ilgili işlemlerde, proteazlar çeşitli deterjanlarda kullanılmaktadır. Fakat ticari uygulamaların daha da yaygınlaştırılabilmesi için enzimler ile ilgili özellikle doğal ve sentetik liflerdeki biyomodifikasyonlar ile ilgili araştırmaların geliştirilmesi gerekmektedir.

Çeşitli mikroorganizmalardan yeni enzimlerin üretilmesi için araştırma potansiyeline sahip bir alandır ve gelecekteki tekstil terbiyesi uygulamalarında enzimlerin kullanımlarının geliştirilmesi potansiyeli mevcuttur.

Enzim Kullanımına Geçiş

Denim Kumaş İşlemleri

İlk dokunduğunda bu kadar sert ve kullanışsız olan denim kumaşını günümüzde kullanılabilir hale getirmek için bazı ön işlemler uygulanmaktadır. Taşlama da bunlardan birisidir.

Daha canlı ve yıpranmamış jean eldesi için, enzimlerin kullanıldığı yıkama prosesleri büyük önem taşımaktadır. Böylece denim ürünlerin ömrü de artırılabilir ve denim yıkamasında enzimlerinin kullanımı ile, hem eskimiş havası veren denimler üretilebilmektedir.

Selülazların selülozu hidroliz mekanizması

Taşla yıkamada denim kumaşların rengini açmak ve değişik bir görünüm kazandırmak için yıkama esnasında ponza taşı kullanılmaktadır.

Selülozun Selülazlar Yardımıyla Glukoza Kadar Parçalanması

Selülazlar kısaca, selülozu hidrolize eden enzim grubuna verilen isimdir. Selülazlar

“Endo-Glukonazlar”,

“Ekzo-Glukonazlar”, “Sellobiohidrolazlar” ve

“β-Glukosidazlar” ‘ın kompleks karışımlarından meydana gelmektedir. Bütün bu enzim sistemleri sinerjetik bir etkiyle selülozu parçalamaktadır.

Ancak taş kullanımı;

• Makinelerin aşırı bir hızla yıpranması,
• Drenaj hatlarında tıkanıklıklar,
• Yıkanan ürünlerin aşırı yıpranması ve kırık izlerinin ortaya çıkması,
• Taşların depolanması için yeni alanlara ihtiyaç duyulması,
• Atık suyun temizlenmesi ve bitmiş pantolondan tozun çıkartılması için oldukça fazla işçiliğe gerek duyulması gibi sorunlara yol açmaktadır.

Buna alternatif olarak selülaz enzimlerinin kullanımı taş miktarını azaltmış veya tamamen ortadan kaldırmıştır. Dolayısıyla sözü edilen sorunlar kısmen veya tamamen ortadan kalkmıştır.

Bu kadar sık kullanılan bir kumaş olan denimin özellikle üretim proseslerindeki kumaşı yumuşatmak ve rengi açmak için uygulanan kumla ya da ponza taşıyla taşlama işlemleri çalışanlar üzerinde ölümcül rahatsızlıklara yol açtığından 2009 yılında çalışma ve sosyal güvenlik bakanlığı tarafından yasaklanmıştır.

Trichoderma reesei

Bir ipliksi mantar türü olan Trichoderma reesei, Hypocrea jecorina'nın eşeysiz üreyen bir soyu. Yüksek miktarda salgılayabildiği selülaz ve hemiselülaz'larla selülozu glukoza kadar parçalayabilir. 7 kromozomdan oluşan genomunun boyutu toplam 33 megabazdır.

Ticari Olarak Selülaz Üretimi

Genellikle T. reesei kullanılan üretimlerde sıvı kültür fermentasyonu kullanılmıştır.

Endüstriyel üretimde karbon kaynağı olarak bir çok madde kullanılmaktadır. Bunlardan bazıları, pirinç, kağıt endüstrisi atıkları, tahıllar, ve bazı lignoselülotik atıklardır. Endüstriyel fermentasyon besiyerine ekonomik olarak eklenen tek katkı maddesi laktozdur.

Katı yüzey fermentasyonu ile selülaz üretimi ise daha efektif bir teknoloji olduğu için daha çok dikkat çekmeye başlamıştır. Buna rağmen ticari olarak üretilen selülazların büyük çoğunluğu hala sıvı olarak batık kültürde üretilmektedir.

Süreçlerin çoğunluğunda zorlu işlemler bulunmaktadır.

Kesikli ya da kesiksiz fermentörlerde üretim için girişimler olmuştur.

Selülazların üretiminde teknik olarak sıkıntı yaratan en temel sorun üretimin düşük olmasıdır.

Bio-parlatma (enzimatik tüy dökme) işleminde daha çok asidik selülazlar tercih edilirken, denim kumaştan mamül ürünlere uygulanan enzimatik taş yıkama prosesinde veya taş kullanılmaksızın sadece enzim ile gerçekleştirilen yıkamalarda nötral selülaz enzimleri tercih edilmektedir.

Avantajlar

Denimde enzimlerle gerçekleştirilen boya sökme işlemi ya sadece selülaz enzimi kullanılarak ya da taş ve enzimin birlikte kullanılmasıyla gerçekleştirilir. Ancak taş yıkama prosesinde enzim kullanımının sağladığı çok önemli avantajlar söz konusudur.

• Yıkama makinelerinin ve kumaşın zarar görmesi azalır.
• Ürün üzerinde daha düzgün ve homojen bir yüzey görüntüsü elde edilir.
• İşlem sonrasında makinenin temizlenmesi daha kolay olur.
• Daha az işçilik gerektirir.
• Atık su problemi daha azdır.
• Yıkama kapasitesi daha fazladır.
• İşçi sağlığı açısından daha zararsızdır.

Ticari anlamda selülaz enzimleri, genellikle optimal pH değerlerine göre sınıflandırılmaktadır.

Asidik selülazlar

Alkali Selülazlar

45-55°C’de ve 4,5-5,5 pH aralığında maksimum etki gösterirler. pH 6’ya çıkıldığında ise, renk sökme etkisi %40’ların altına düşmektedir.

• Denim ürünler üzerinde, kısa bir zamanda etkili bir renk sökümü gerçekleştirirler.

• Geri boyama problemi söz konusudur.

Genellikle Trichoderma reeseii tarafından üretilirler.

Optimum selüloz hidroliz aktivitesine alkali ortamda, genellikle pH 8’in üzerinde ulaşan enzimlerdir.

Nötral Selülazlar

50-60°C ‘de ve 6-8 pH aralığında maksimum etki gösterirler. En büyük etkiyi pH 6’da sağlamakla birlikte, pH 7-7,5 arasında renk sökme etkileri %90’ların üzerindedir.

• Denim ürünler üzerinde asidik selülaza göre daha uzun sürede ve daha az etkili bir renk sökümü gerçekleştirirler.

• Geri boyama problemi yoktur.

• Asidik selüloza göre tekrarlanabilirliği daha yüksek seviyelerdedir.

Ticari olarak Humicola insolens tarafından üretililer.

Endo-Glukonazlar

Statik köprü bağları sayesinde β-glukosidik bağlarını yani, uzun zincirli polimerlerin hidrolizini sağlamaktadır. Bu durumda yeniden parçalanabilir madde olarak enzime yardımcı olan sellooligosakkaritler meydana gelmektedir.

Sellobiohidrolazlar

Ekzo-Glukonazlar

Selüloz zincirinin

indirgenmeyen son kısmından sellobiozun

ayrılmasını sağlamaktadırlar.

Selüloz zincirinin sonunda indirgenmeyen glukoz birimlerinin ayrılmasını sağlamaktadırlar.

β -Glukosidazlar

Sellobiozun glukoza hidrolizini sağlamaktadırlar.

Denim Kumaş

Kim ve Ne zaman?

Bazı İddalar

Tarihsel Serüveni

Blucin kumaşının ilk olarak Türkiye’de üretildiği; blucinin anavatanının aslında Türkiye olduğu...

Sonraki yıllarda bu kesim ile sınırlı kalmayıp toplumun tüm kesimine yayılır. Özellikle Vahşi Batı’nın kovboyları sayesinde blucinler tüm ABD’ye sıçrayarak tüm ülkede emekçi kesimin bir simgesi haline gelir.

Prof.Dr.Halil İnalcık’a göre bilinenin aksine blucin kumaşının anavatanı ABD değil Türkiye. İnalcık’ın söylediklerine göre 15 ve 17.yüzyıllar arasında Denizli ve Akhisar bölgesinde yetiştirilen pamuklar sonrasında Hindistan’dan gelen mavi boya ile boyanmaya başlandı. Daha sonra İzmir’e getirilen bu mavi malzeme yani denim ilk olarak Fransa-Marsilya’ya ihraç edildi.

Buradan İspanyollar kumaşı Amerika’daki kolonilere götürür ve Afrikalı kölelere giydirir. Amerika ise bunu bir sanayiye dönüştürüp blucin yani bizim deyişimizle kotun sahiplenirler.

Yani blucini ilk olarak Türkler üretmiş ancak bunu bir sanayi haline getiremedikleri için ihracatla önce Fransızlara oradan da Amerikalılara kaptırmışlardır.

Özellikle o dönemin ünlü isimleri Marlon Brando, Marilyn Monroe, Elvis Presley, James Dean’in blucinleriyle verdiği pozların bu yayılımda ve ürünün popülaritesini artırmada etkisi büyük. İlk başta emekçi kesimin simgesi olan, sonra asi gençlikle özdeşleştirilen blucinleri artık hippilerden anarşistlere, işçilerden zenginlere kadar herkes giymeye başladı.

Blucin pantolonlar Alman göçmeni olan Levi Strauss ile terzi Jacob Davis’in ortak çalışmasının bir ürünü

Patent alınma tarihi 20 Mayıs 1873

Yayılımı

Türkiye'ye Gelişi

İlk kez 19. yüzyılın ortasında üretilen ve önceleri Amerika’da köylü ve işçilerin giydiği bir pantolon çeşidi olan denim ya da yaygın kullanım adıyla blue-jean, II. Dünya Savaşı sırasında tüm dünyaya yayılmıştır.

Terzi çırağı olarak kariyerine adım atan ve sonrasında Fransa’da dönemin en prestijli terzilik okulu olan La Deveze Derrox’ta eğitim alan Yugoslavya göçmeni Muhteşem Kot, Türkiye’yi sonradan kot ismini alacak blucinle tanıştıran insandır.

1960’lara geldiğimizde atölyesinde günde 200 adet kot üretimi seviyesine ulaşır.

Satışları düşen marka 1992 yılında üretimi durdurmak zorunda kalır.

1873 yılında maden işçileri için üretimi

Çok çabuk tüketilen moda akımları arasında belki de tek kalıcı olan kotlar oldu. Hem şık, hem rahat olması sebebiyle 7’den 70’e herkesin giydiği kotlara ilgi zaman içinde hiç azalmadı; hatta daha da arttı ve sadece pantolon olarak değil ceket, gömlek, etek ve hatta çanta olarak dolaplarımıza birçok şekliyle girmeyi başardı.

Türkiye’nin dışa açılması sırasında pazara yabancı jean markaları girmesi Kot’un sonunu hazırlar.

Dünyada yıllık kot pantolon üretimi beş milyarı aşıyor. Bu Avrupa’da kişi başına 1,5, Amerika’da ise 4 kot pantolona tekabül ediyor. Sektör temsilcileri ise kişi başına yılda bir kot pantolon tüketimini hedefliyor.

Denim Kumaşlarda Enzim Uygulamaları

Kaynaklar

• Rajeev K Sukumaran, Reeta Rani Singhania and Ashok Pandey, Microbial cellulases- Production, Apllications and challenge Singhania, Veeresh Juturu, Jin Chuan Wu, Microbial cellulases: Engineering, production and applications, Renewable and Sustainable Energy Reviews 33 (2014) 188–203
• Artur Cavaco-Paulo, Mechanism of cellulase action in textile processes, Carbohydrate Polymers 37 (1998) 273–277
• Çakır, N., 2010. “Kot Pantolon Üretiminde Bitim İşlemlerinin ve Farklı Denim Kumaşların Fit Üzerine Etkileri, Yüksek Lisans Tezi, Pamukkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekstil Mühendisliği Anabilim Dalı, s.99, Denizli
• Katoch Meenu,  Gurpreet Singh, R.A. Vishwakarma , Molecular Mechanism of Cellulase Production Systems in Trichoderma
• Mahir ASLAN, Ayşegül KÖRLÜ , Selülaz Enziminin Denim Yıkamada Kullanımı, Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi Cilt: 3, No: 1, 2009 (11-23
• Ayşegül Ekmekçikörlü, İbrahim Bahtiyar, Seher Perinçek, Kerim Duran, Selülaz Enziminin Selülozik Esaslı Kumaşlar Üzerine Etkisi, Tekstil ve Konfeksiyon, 2008
• Mutlu TOKSÖZ, Serin MEZARCIÖZ , Denim Kumaşlara Uygulanan Özel Yıkama Uygulamaları, Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 28(2), 141-147 ss., Aralık 2013
• TS EN ISO 13934-1, 2013. Tekstil Kumaşların Gerilme Özellikleri- Bölüm 1:En Büyük Kuvvetin ve En Büyük Kuvvet Altında Boyca Uzamanın Şerit Yöntemiyle Tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• Julio Polaina, Andrew P. MacCabe , Endustrial Enzymes: Structure, Function and Applications Springer Science & Business Media, 16 May 2007

http://tr.wikipedia.org/wiki/Sel%C3%BClaz#/media/File:Cellulase_1JS4.jpg

http://primagreen.dupont.com/product_solutions/for_garment_laundries/

Based on Jim Harvey's speech structures