وظیفه اصلی آنزیم های شوینده از بین بردن لکه هاست. آنزیم ها به طور قابل توجهی بر اثرگذاری بیشتر مواد شوینده، عملکرد شویندگی مناسبتر و سازگارتر با محیط زیست ایفای نقش می کنند.
از آنجایی که آنزیم ها زیست تجزیه پذیر هستند، می توانند جایگزین مناسبی برای مواد شیمیایی خطرناک باشند و همچنین دمای شستشو را کاهش دهند. از مزایای آنزیم ها در صنعت شوینده می توان به پاک کردن و لکه بری بهتر، زمان شستشوی کوتاه تر، دمای شستشوی پایین تر، کاهش مصرف آب و انرژی و همینطور کمترین اثرات مخرب زیست محیطی اشاره کرد.
آنزیم ها به دو فرم گرانولی و مایع موجود هستند که در محصولات پودری و مایع شوینده ها مثل پودر های شوینده مخصوص ماشین لباسشویی و ظرفشویی، انواع مایع لباسشویی، لکه برها و … مورد مصرف دارند.
آنزیم های مختلف دارای خواص متمایزی هم هستند که بر اساس خواصشان برای ساخت شوینده ها استفاده می شوند. مواردی که در زیر به آنها اشاره می شود از مهم ترین آنزیم هایی هستند که در صنعت شوینده مورد استفاده قرار می گیرند.
پروتئاز
پروتئاز یکی از آنزیم هایی است که در صنعت شوینده بیشترین استفاده را دارد. این آنزیم‌ها پروتئین‌ها را به پپیدهای کوچک تر تجزیه می‌کنند تا به راحتی از روی پارچه ها و ظروف جدا شوند. پروتئازها لکه های پروتئینی مانند خون، عرق، شیر، زرده تخم مرغ و تخم مرغ و همچنین گوشت که از چالش برانگیزترین لکه های روی ظروف و لباس ها هستند را تجزیه و پاک می کند.
آمیلاز
آمیلازها کربوهیدرات‌ها را تجزیه می‌کنند و به ویژه در حذف لکه‌های نشاسته‌ای مانند آرد، شکلات، سس و حتی لکه‌های مواد غذایی مانند سیب‌زمینی و برنج مفید هستند. طی فرایند شستشو لکه ها با فشار آب پاک میشوند ولی ممکن است مقدار کمی نشاسته روی ظروف باقی بماند و به مرور زمان این غشاها انباشته می شوند و استفاده از آنزیم آمیلاز در مواد شوینده باعث میشود این لکه ها به طور کامل پاک شوند.
لیپاز
این آنزیم‌ها چربی‌ها و روغن‌ها را تجزیه می‌کنند. بنابراین، برای پاک کردن لکه‌های چربی، روغن، کره و سس‌ها بسیار مؤثر هستند. لیپاز می تواند با هیدرولیز کردن تری گلیسیرید به دی گلیسیرید آنها را آبدوست تر کرده تا این محصولات به راحتی در حالت قلیایی در طی یک فرایند شستشوی استاندارد حل شوند و به راحتی از سطح جدا شوند.
سلولاز
سلولاز کاربرد بی نظیری در لباسشویی برای پارچه های نخی دارد و مصرف آن باعث می شود پارچه ها ی نخی نرمی و لطافت و رنگ خود را حفظ کنند. همچنین می تواند با شکافتن پیوند های بتا و گلیکوزیدی در سلولز به سرعت روی پارچه هایی که با الیاف طبیعی ساخته شده اند اثر کند تا درخشش طبیعی خود را بدست بیاورند. سلولاز از گلوله شدن الیاف روی پارچه که بر اثر شستشوی نامناسب پارچه ها ایجاد میشوند جلوگیری میکند. آنها برای حذف لکه‌های حاصل از میوه‌ها، سبزیجات و حتی برای کاهش پرز و سفتی پارچه‌ها استفاده میشوند. این آنزیم‌ها باعث میشوند پارچه نرم‌تر و تمیزتر به نظر برسد.
پکتیناز
این آنزیم‌ها برای تجزیه پکتین (یک نوع فیبر گیاهی) که در میوه‌ها وجود دارد، استفاده میشوند. همینطور ازاین آنزیم می توان به عنوان جایگزینی موثربرای مواد سفید کننده و پاک کننده قوی نام برد. بیشترین استفاده پکتیناز برای از بین بردن لکه هایی است که بر اثر میوه هایی همچون توت ها و گوجه و … ایجاد میشوند، می باشد.
ماناناز
آنزیم ماناناز یکی از آنزیم های مهم در صنعت شوینده است که به طور ویژه برای تجزیه مانان ها، یک نوع پلی ساکارید موجود در منابع گیاهی مانند صمغ گوار، صمغ کنجد و برخی از مواد دیگر، به کار میرود. این آنزیم می تواند به کاهش چسبندگی لکه های مواد گیاهی، بهبود عملکرد شوینده ها و افزایش قدرت پاک کنندگی کمک کند. از آنجا که مانان ها می توانند لکه هایی مقاوم بر روی لباس ها یا سطوح ایجاد کنند، استفاده از ماناناز در ترکیب شوینده ها میتواند اثربخشی محصولات را در پاکسازی این نوع لکه ها بالا ببرد. این آنزیم ها به خصوص در شوینده های مایع و پودرهایی که برای شستشوی پارچه های نخی، پشمی یا شستشوی دستی طراحی شده اند، کاربرد دارد.
لکه هایی مانند شکلات، سس سالاد، لوازم آرایش، انواع سس ها، بستنی ها و غذاهای فرآوری شده را از بین می برند.
کاتالاز
کاتالازها آنزیم‌هایی هستند که برای تجزیه پراکسید هیدروژن به آب و اکسیژن عمل می‌کنند. در صنعت شوینده‌ها، این آنزیم‌ها می‌توانند به از بین بردن لکه‌های حاصل از مواد اکسیدکننده یا بهبود کارایی در ضدعفونی‌کننده‌ها کمک کنند.
مخلوط آنزیم های شوینده گرانولی
مخلوط انزیم های گرانولی قلیایی مشتق شده از سویه های منتخب برای استفاده در ماشین لباسشویی و ظرفشویی به منظور تجزیه لکه هایی که در سیکل شستشو به راحتی از سطوح مربوطه جدا شده اند، هستند.
مخلوط آنزیم های شوینده مایع
مخلوط آنزیم های مایع قلیایی ما شامل پروتئاز، لیپاز، آمیلاز، سلولاز، ماناناز و پکتیناز می باشد که به صورت موثری لکه ها را تجزیه میکند تا راحت تر در ماشین لباسشویی یا ماشین ظرفشویی از سطوح جدا شوند.
نقش آنزیم‌ها در شوینده‌ها
افزایش کارایی شست‌وشو: آنزیم‌ها به تجزیه مواد مختلف آلی و لکه‌ها کمک می‌کنند، بنابراین مواد شوینده می‌توانند در دماهای پایین‌تر و با سرعت بیشتری لکه‌ها را از بین ببرند. این باعث صرفه‌جویی در انرژی میشود.
صرفه‌جویی در مواد شیمیایی :آنزیم‌ها می‌توانند به‌طور طبیعی و مؤثر مواد لکه‌بر و شوینده‌های شیمیایی را جایگزین کنند، به‌ویژه در شوینده‌های مایع که تمایل دارند کمتر به محیط زیست آسیب برسانند.
کاهش آسیب به الیاف: استفاده از آنزیم‌ها در شوینده‌ها میتواند به کاهش آسیب به الیاف پارچه‌ها کمک کند. این به‌ویژه در شست‌وشوهای مکرر و در دماهای پایین‌تر اهمیت دارد.
محیط زیست و پایداری: چون بسیاری از آنزیم‌ها از منابع طبیعی به‌دست می‌آیند و نیاز به استفاده از مواد شیمیایی کمتر دارند، مصرف آنها میتواند به کاهش تأثیرات زیست‌محیطی کمک کند.
مزایای استفاده از آنزیم‌ها در شوینده‌ها:
عملکرد در دماهای پایین: بسیاری از آنزیم‌ها در دماهای پایین فعال هستند، بنابراین می‌توانند در شست‌وشوهای سرد یا با دمای پایین‌تر از آب مورد استفاده قرار گیرند که موجب صرفه‌جویی در انرژی میشود.
کارایی بالا: آنزیم‌ها به‌طور ویژه برای از بین بردن لکه‌های خاص طراحی شده‌اند، بنابراین در مقایسه با مواد شوینده شیمیایی معمولی عملکرد بهتری در حذف لکه‌ها دارند.
سازگاری با محیط زیست: به دلیل اینکه آنزیم‌ها به‌طور طبیعی تجزیه میشوند، استفاده از آنها معمولاً کمتر به محیط زیست آسیب می‌زند.
کاهش آسیب به پارچه‌ها و سطوح: استفاده از آنزیم‌ها میتواند باعث کاهش سایش و فرسایش پارچه‌ها در طول شست‌وشو شود.
چالش‌ها و محدودیت‌ها
هزینه بالا: تولید آنزیم‌ها به‌ویژه آنزیم‌های خاص میتواند هزینه‌بر باشد، به همین دلیل شوینده‌هایی که حاوی آنزیم هستند معمولاً قیمت بالاتری دارند.
پایداری: برخی آنزیم‌ها ممکن است در شرایط خاص مانند دمای بالا، pH شدید یا محیط‌های قلیایی و اسیدی غیرقابل استفاده شوند. برای رفع این مشکل، آنزیم‌ها باید تحت شرایط خاص و با تثبیت‌کننده‌ها و مواد محافظتی فرموله شوند.
آلرژی و حساسیت‌ها: در برخی افراد ممکن است تماس با محصولات حاوی آنزیم‌ها باعث واکنش‌های آلرژیک شود، بنابراین مهم است که اطلاعات کافی درباره ترکیب مواد شوینده در اختیار مصرف‌کنندگان قرار گیرد.
آینده آنزیم‌ها در صنعت شوینده
با توجه به روند رو به رشد تقاضا برای محصولات زیست‌محیطی و با کارایی بالا، پیش‌بینی میشود که استفاده از آنزیم‌ها در صنعت شوینده گسترش بیشتری پیدا کند. تحقیقات در حال انجام بر روی آنزیم‌های جدیدتر و بهینه‌شده، مانند آنزیم‌های مقاوم‌تر به دماهای بالا یا pHهای مختلف، میتواند امکانات بیشتری برای این صنعت فراهم کند.
در نهایت، آنزیم‌ها از مؤلفه‌های کلیدی در بهبود عملکرد شوینده‌ها هستند و استفاده از آنها به‌ویژه در تولید محصولات زیست‌محیطی و کارآمد بیشتر مورد توجه قرار خواهد گرفت.
تولید آنزیم‌های گرانولی
تولید آنزیم‌های گرانولی به طور کلی شامل فرآیندهایی است که در آنها آنزیم‌ها به شکل گرانول یا ذرات ریز درآیند. این فرآیندها می‌توانند شامل موارد زیر باشند:
فرآیند خشک کردن: یکی از رایج‌ترین روش‌ها برای تولید آنزیم‌های گرانولی، خشک کردن آنزیم‌های مایع یا پودری است تا آنها به صورت گرانول درآیند. این روش معمولاً از طریق اسپری‌درایینگ یا فشرده‌سازی انجام میشود.
فرآیند پیوسته: در این فرآیند، آنزیم‌ها به صورت پیوسته تولید شده و به شکل گرانول‌هایی با اندازه مشخص تبدیل میشوند.
فرآیند کپسوله‌سازی: در این روش آنزیم‌ها داخل یک کپسول یا ماتریکس قرار داده میشوند تا محافظت شده و به شکل گرانولی به بازار عرضه شوند.
مزایای آنزیم‌های گرانولی
پایداری حرارتی و شیمیایی بیشتر: آنزیم‌های گرانولی به دلیل اینکه در قالب ذرات ریز قرار دارند، معمولاً مقاومت بیشتری در برابر شرایط سخت مانند دماهای بالا، pHپایین یا بالا و شرایط صنعتی دارند.
کنترل راحت‌تر: گرانول‌ها می‌توانند به راحتی در فرآیندهای صنعتی و بیوتکنولوژیک کنترل شوند، به ویژه هنگامی که باید در مقیاس‌های بزرگ تولید شوند.
عملکرد طولانی‌تر: این آنزیم‌ها معمولاً فعالیت طولانی‌تری دارند و در نتیجه هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهند.
چالش‌ها
هزینه بالا: تولید آنزیم‌های گرانولی به‌ویژه در مقیاس‌های بزرگ میتواند هزینه‌های زیادی داشته باشد، به‌ویژه در فرایندهایی که نیاز به کنترل دقیق دارند.
فرآیندهای پیچیده تولید: برای تولید آنزیم‌های گرانولی با کیفیت بالا، فرآیندهای پیچیده‌ای مانند کپسوله‌سازی یا خشک کردن نیاز است که ممکن است به زیرساخت‌های خاصی نیاز داشته باشد.در نتیجه، آنزیم‌های گرانولی به دلیل ویژگی‌های خاص خود، کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف دارند، اما تولید و استفاده از آنها نیز نیازمند دقت و مهارت‌های خاص است.
