Zastosowanie enzymów w przemysle gumowym i fotograficznym


  1. Kauczuk

Lateks naturalny, nazywany mleczkiem kauczukowym, jest żywicowym sokiem powstają­cym w komórkach mlecznych roślin kauczukodaj­nych. Poznano około 250 gatunków tych roślin, do których należą odmiany drzewiaste, syntetyzujące mleczko kauczukowe w korze oraz krzewiaste i zielne, syntetyzujące mleczko w korzeniach i kłączach. Najbardziej cenionym przedstawicielem roślin drzewiastych jest kauczukowiec brazylijski należący do rodziny wilczo­mieczowatych. Aktualnie uprawiany jest na skalę przemysłową w krajach międzyzwrotnikowych. Właściwości lateksu zależą od gatunku rośliny, z której jest otrzymywany, a także miejsca uprawy oraz sposobu przechowywania.

Mleczko kau­czukowe jest wodną dyspersją cis-1,4-poliizoprenu (kauczuku) stabilizowaną przez niewielkie ilości białek, cukrów, alkoholi, kwasów tłuszczo­wych, estrów i soli.

  1. Zastosowanie

Surowy kauczuk jest miękki, używa się go do wytwarzania podeszew butowi.
Kauczuk po utwardzeniu w procesie wulkanizacji wykorzystywany jest do wykonywania różnorodnych towarów.

- LATEKS NATURALNY

Ma zastosowanie do produkcji gumy piankowej, gumy mikroporowatej, wyrobów maczanych, do

impregnacji tkanin, kordów oraz jako kleje.

- LATEKS SYNTETYCZNY

Lateksy terpolimerów butadienu, styrenu i winylopirydyny w połączeniu z żywicą rezorcynowo -formaldehydową służą do impregnacji kordów oponowych w celu zwiększenia przyczepności gumy do włókien celulozowych i poliamidowych. Nazwą lateks określa się niekiedy także dyspersje wodne innych elastomerów syntetycznych.

  1. Wulkanizacja

Gumę otrzymujemy w wyniku sieciowania kauczuków w procesie wulkanizacji. Proces ten przebiega najczęściej w podwyższonej temp i polega ba tworzeniu wiązań kowalencyjnych pomiędzy sąsiednimi makrocząsteczkami w miejscach nienasyconych wiązań, przeważnie za pomocą siarki w ilości od 0,25-5%. Wraz ze wzrostem ilości środka wulkanizującego następuje wzrost twardości i sztywności wyrobu. Np.: przy użyciu >30% siarki otrzymujemy ebonit.

Wulkanizacja to operacja w wyniku której otrzymuje się z plastycznej mieszanki gumowej elastyczny wyrób. Poddawana procesowi mieszanka gumowa składa się z jednego lub większej liczby kauczuków oraz innych składników: przyspieszaczy i aktywatorów wulkanizacji, plastyfikatorów, napełniaczy i substancji przeciwstarzeniowych. Mogą też zawierać substancje barwiące, regenerat, środki porotwórcze i inne specjalne składniki wpływające na właściwości fizyczne produktu. Wulkanizacje przeprowadza się okresowo w kotłach wulkanizacyjnych, w ogrzewanych formach, w prasach płytowych, we wtryskawkach. W sposób ciągły w złożu fluidalnym, w stopionych solach lub w prasie bębnowej z obracającym się bębnem. Obserwacja zmian naprężenia przy określonym odkształceniu wskazuje że proces wulkanizacji mieszanki gumowej obejmuje kilka następujących etapów:

- podwulkanizację

- obszar wulkanizacji właściwej

- optimum wulkanizacji

- obszar stałej wartości modułu

- przewulkanizowanie

  1. Katalaza (EC 1.11.1.6)

Katalaza jest hemoproteiną zawierającą cztery grupy hemowe. Wykazuje ona aktywność peroksydazową oraz może dodatkowo katalizować reakcje, w której jedna cząsteczka nadtlenku wodoru jest substratem oddającym elektrony, a druga cząsteczka nadtlenku wodoru jest utleniaczem, czyli akceptorem elektronów. Katalaza niszczy nadtlenek wodoru w dwóch etapach. Po pierwsze, cząsteczka nadtlenku wodoru wiąże się i jest rozrywana na fragmenty. Jeden atom tlenu jest odrywany i dołączany do atomu żelaza, zaś reszta jest uwalniana jako nieszkodliwa woda. Potem, wiąże się druga cząsteczka nadtlenku wodoru. Tak samo jest rozrywana a części łączone z atomem tlenu związanym do żelaza, uwalniając wodę i gazowy tlen.

2 H2O2 0x01 graphic
2 H2O + O2

W warunkach in vivo katalaza wykazuje aktywność peroksydazową. Jest enzymem rozpowszechnionym w świecie zwierzęcym - aktywność katalazy stwierdzono we krwi szpiku kostnym, błonie śluzowej, nerkach i wątrobie - występuje jednak również w niektórych roślinach oraz we wszystkich bakteriach tlenowych. Rozkłada ona powstający nadtlenek wodoru tworzony w reakcjach z udziałem oksydaz.

  1. Uczulenie

W latach 20 poprzedniego stulecia opisano pierwsze przypadki uczuleń na lateks. Pierwszy: opisano chorą, u której wystąpiła pokrzywka i obrzęk twarzy i głośni, po zastosowa­niu kauczukowej płytki dentystycznej. Drugi przypadek to zaostrzenia astmy, spowodowane wdychaniem cząsteczek lateksu, po­chodzących z gumowego kabla lampy oraz gruszki gumowej, służącej do inhalacji. W następnych dziesięcioleciach problem alergii na lateks nie budził większego zainteresowania. Dopiero pod koniec lat 70 pojawiły się opisy przypadków po­krzywki kontaktowej, będącej reakcją na rękawice z lateksu . Pierwsze przypadki anafilaksji odnotowano w latach 80. Był to opis piętnastu przy­padków śmiertelnej anafilaksji, wywołanych przez kontakt śluzówki jelita grubego z lateksowymi mankietami do badań kontrastowych dolnego od­cinka przewodu pokarmowego

  1. Metody `leczenia' lateksu

Do najczęściej stosowanych należą:

. Hydroliza enzymatyczna białek - bezpośrednio w lateksie przed podjęciem procesu technologicznego uznawana jest za najbardziej skuteczną metodę usuwania białek. Proces ten pozwala na rozkład nie tylko rozpuszczalnych białek występujących w lateksie w stanie wolnym, ale również tych, które są mocno związane z cząsteczkami kauczuku i których nie daje się usunąć innymi metodami

Savinazę jest enzymem rozszczepiającym białka otrzymywanym przez fermentację wgłębną alkalofilowego gatunku Bacillus. Jest to endoproteaza typu seryny.

Neutrase jest proteazą bakteryjną - enzymem degradującym białka, produkowanym metodą fermentacji wgłębnej wybranego szczepu Bacillus amyloliquefaciens. Jest brązowym płynem - endoproteazą stosowanym tam gdzie konieczna jest hydroliza białek do peptydów.

. Naświetlanie lateksu promieniowaniem radiacyjnym.

. Intensyfikacja procesów wymywania białek z lateksu.

. Chlorowanie gotowych rękawic.

. Odwirowywanie lateksu.

. Obróbka rękawic parą wodną.

Osoby uczulone na białka nie powinny mieć jakiejkolwiek styczności z lateksem i dla nich powinny być dostępne w sprzedaży rękawice z polimerów syntetycznych.

  1. Fotografia

Fotografia powstała w dziewiętnastym wieku czerpała z wynalazków znanych dużo wcześniej. W XVIw zauważono, że chlorek srebra zaczernia się pod wpływem działania promieni słonecznych. Prawie dwieście lat później zuważono światłoczułość azotanu srebra. Parę lat potem uzyskano po raz pierwszy odwzorowanie obrazu na emulsji światłoczułej wykonanej z chlorku srebra na podkładzie z kredy.

Materiały produkowane na skale przemysłową (technika soli srebra) oraz materiały produkowane metodami `domowymi'

- techniki pigmentowe

- technika gumowa

- techniki olejowe

  1. Sole srebra

W filmach czarno-białych obecność światła lub jego brak rejestruje jedna warstwa światłoczuła, natomiast filmy barwne mają więcej warstwy, z których każda reaguje na światło o innym kolorze

Emulsja światłoczuła to rodzaj żelatynowej galaretki, w której rozmieszczone są miliardy kryształów bromku srebra. Każdy z nich składa się z ujemnie naładowanych jonów bromu oraz jonów srebra o ładunku dodatnim. Światło wywołuje reakcję chemiczną, której skutkiem jest powstanie na kryształach czarnych plamek metalicznego srebra, po wywołaniu widocznych jako ciemne miejsca. Im mocniejsze światło i im dłużej pada na błonę fotograficzną, tym więcej metalicznego srebra powstaje, a obraz jest ciemniejszy.

  1. Żelatyna

Żelatyna jest naturalną substancją białkową, pochodzenia zwierzęcego, składającą się głównie z kolagenu. Zawiera również i inne białka oraz produkty ich rozkładu. Ponadto w żelatynie znajdują się nieznaczne ilości kwasów nukleinowych, węglowodanów i soli mineralnych. Żelatyna rozpuszczona w wodzie tworzy układ koloidalny

  1. Odzyskiwanie srebra

W literaturze znaleźć można wiele przepisów, które są ogromnie kłopotliwe lub zupełnie wręcz nierealne.

Najmniej kłopotliwe jest odzyskiwanie srebra z wywołanych błon rentgenowskich. Ponieważ żelatyna takich materiałów jest zazwyczaj silnie zgarbowana i nie daje się łatwo zmyć nawet gorącą wodą, najprostsze jest zdegradowanie jej za pomocą enzymu. Błony należy zanurzyć w kilkuprocentowym, przesączonym roztworze enzymatycznego proszku do prania lub wykorzystać gotowy środek o nazwie PROTEOPOL BP-T. Błony należy umieścić w taki sposób, aby wzajemnie się nie sklejały (np. pionowo w większym naczyniu, roztwór powinien być ogrzany do temperarury 40-45 stopni, czas reakcji nie przekracza 10-20 minut). Resztki żelatyny należy zetrzeć gąbką z powierzchni płyt. Osad srebra uzyskany w taki sposób jest dość dobrze skoagulowany i daje się łatwo sączyć. Srebro należy oddzielić i przemyć przez kilkukrotną dekantację, odsączyć, przepłukać i ewentualnie wyprażyć.

  1. PROTEOPOL BP-T

jest preparatem enzymatycznym zawierającym enzymy proteolityczne, otrzymywane w procesie biosyntezy z wykorzystaniem szczepu bakterii Bacillus subtilis. Enzymy te hydrolizują białka do polipeptydów, peptydów i aminokwasów w środowiskach o odczynie zbliżonym do obojętnego.

ZASTOSOWANIE

DOZOWANIE

W procesie odzyskiwania srebra z odpadów materiałów fotograficznych dawka preparatu wynosi 1% w stosunku do suchej masy klisz. Temperatura obróbki: 40 - 45°C. Stosować minimalną ilość kąpieli konieczną do zanurzenia klisz.

Preparat jest cieczą żrącą w stosunku do skóry, toteż w użytkowaniu i transporcie należy stosować się do przepisów BHP dotyczących obchodzenia się z cieczami żrącymi. Powinno się unikać bezpośredniego kontaktu enzymu z ciałem, a w szczególności z oczami. Miejsce przypadkowego kontaktu należy niezwłocznie zmyć wodą celem uniknięcia podrażnień.

  1. Szlachetne techniki fotografii

Przy wszystkich wczesniej wymienionych technikach wykorzystywanie enzymów jest podobne - związane z papierem na który nakładamy obraz.