超低鹼脫除氣相蒸煮脫膠的麻纖維表皮和殘膠的方法
2023-09-22 10:01:55 1
專利名稱：超低鹼脫除氣相蒸煮脫膠的麻纖維表皮和殘膠的方法
技術領域：
本發明屬於天然植物纖維利用領域，特別涉及超低鹼脫除氣相蒸煮脫膠的麻纖維 表皮和殘膠的方法。
背景技術：
麻纖維種類繁多，包括薴麻、漢麻、紅麻、亞麻、黃麻等，自古以來是人民群眾不可 缺少的生活資料。我國古代，雖然蠶桑業起源早，但被廣大勞動人民廣泛使用的衣著並不是 絲綢，而是麻纖維。古代勞動人民所說的「五穀」中就有「麻」一項。麻纖維其獨特的優點， 如透氣性好、吸溼散溼快、抗菌、防靜電、防紫外等，隨著人們生活質量的日益提高，對天麻 纖維的需求量越來越大。天然麻纖維原料不能直接用於紡織，須經過脫膠處理，即將原麻中的膠質(主要 是半纖維素、果膠和木質素)部分或完全去除後，剩下的主要為纖維素才能用於紡織。而目前麻脫膠過程產生廢液的昂貴的治理費用嚴重限制的麻纖維的發展，已成為 麻紡工業的瓶頸問題，雖然麻纖維與其他纖維相有諸多優點，甚至有的保健作用，但由於脫 膠過程汙染的緣故，麻紡工業沒有得到應有的發展，目前麻纖維只佔整個紡織纖維的3%左 右。汙染主要有兩個方面一是，在脫膠過程中使用的鹼難以回收；二是，脫膠過程要脫除 原料中的半纖維素、果膠、木質素等，它們的降解產物形成了高BOD的廢水。另外，能耗過高 也是麻纖維加工過程存在的問題。從源頭上治理汙染是麻纖維加工的必由之路，即開發清 潔高效的脫膠方法在得到麻纖維產品的同時將半纖維素、木質素、果膠等其他組分，轉化成 產品，實現植物纖維原料的生態化利用。化學脫膠是目前國內外麻纖維脫膠工業所採用的主要方法，分為高溫高壓和常溫 常壓兩大類，視麻纖維品質和紡紗工藝的不同要求而採取不同的脫膠工藝。常用的化學脫 膠基本工藝路線如下天然原麻扎把一裝籠一浸酸一水洗一煮練一水洗一敲麻一漂 白一水洗一酸洗一水洗一脫水一開松一裝籠一給油一脫油水一抖散一烘乾-精 幹麻。脫膠後精幹麻可直接用於紡織。高溫高壓煮練，脫膠速度快，膠質去除多，精幹麻棍質較好，但纖維製成率較低，制 成的工藝纖維長度較短。常溫常壓煮練，脫膠速度慢，膠質去除較少，精幹麻纖維分離度差， 纖維製成率高，但製成的工藝纖維長度較長。通常質量好的原麻，採用精梳工藝用幹紡法紡 制低特紗(細支紗)時，採用高溫高壓法，而品質較差，採用粗梳工藝用溼紡法紡制中、高特 紗(中、粗支紗)時採用常溫常壓為多。雖然化學脫膠時間只需五、六個小時，比生物脫膠 的幾天要短得多，但相對而言，時間仍較長，且耗能較多，成本高，汙染環境。不少科研人員 近年來研究了不少速度更快的化學脫膠方法。比如改變鹼煮前的預酸處理為預氧、預氯處 理或者是變二次鹼煮為一次鹼煮等方法。這些方法雖取得一定的進展，但始終未能擺脫化 學脫膠方法汙染嚴重的缺陷。由於化學脫膠會產生嚴重的汙染，逐漸受到限制，而生物脫膠有綠色環保的優點， 已成為研究的熱點。生物脫膠主要包括微生物脫膠和酶脫膠兩種方法。微生物脫膠是把經過篩選的脫膠菌株接種到天然植物纖維原料上，以植物纖維上的膠質為營養源，讓脫膠菌 在植物纖維上大量繁殖，在脫膠菌繁殖過程中，分泌出脫膠酶分解膠質，使高分子量的果膠 及半纖維素等大分子分解成小分子物質而溶於水中，即在緩和條件下進行的一系列「膠養 菌，菌產酶，酶脫膠」的生化反應。酶脫膠是直接利用脫膠酶製劑或者脫膠菌株產生酶純化 的酶作用於薴麻上，利用酶的生物活性，降解纖維素外包裹的膠質複合體，從而使纖維分離 出來。雖然經過多年的研究，但到目前為止，國內外麻纖維生物脫膠法未普及生產，僅停 留在試驗生產階段。主要是因為麻纖維膠質成分十分複雜，需要相應的複雜酶系共同作用， 而自然界的菌株往往只具有1種或幾種相關的酶類，或者缺少脫膠關鍵酶，故需要複合菌 群的作用降低植物纖維膠質，達到脫膠的目的。脫膠法菌種產酶能力低、菌種脫膠關鍵酶活 力不高或分泌的酶系不全、脫膠效果不穩定等使脫膠處理達不到麻紡的要求。針對化學脫膠汙染嚴重、能耗高，以及生物脫膠時間長、效果不理想的缺點，開發 了麻纖維氣相蒸煮清潔脫膠方法，該法採用水蒸汽氣相蒸煮，原理是纖維原料在一定溫度 和壓力的蒸汽環境中膠質組分和纖維素的穩定性存在差異，其膠質降解成可溶性物質，而 纖維素不降解，蒸煮後先釋放蒸汽再將蒸煮過的麻纖維取出，保證了纖維的有序性，有利於 後續的開松和梳理。但氣相蒸煮脫膠過程沒有經過液體煮練和漂洗，原麻上未刮乾淨的麻 皮難以去除，影響麻纖維的後續加工，針對這一問題，本發明提供超低鹼脫除氣相蒸煮脫膠 的麻纖維表皮與殘膠的方法，即對氣相蒸煮脫膠後的麻纖維用超低鹼溶液處理，通過調節 PH和在一定的溫度下漂洗使麻皮脫落，同時去除氣相蒸煮脫膠過程殘餘的膠質，處理後經 敲麻、給油、乾燥後便得優質精幹麻。本發明為麻纖維清潔製備特別是麻皮的脫除提供新方 法，大幅度減少的鹼的使用帶來的汙染，提高脫膠效率，降低能耗和水耗。易於工業化實施， 將產生巨大的經濟和社會效益。
發明內容
本發明的目的本發明的目的是針對麻纖維需求量日益增大，而麻纖維脫膠汙染 嚴重製約麻紡行業發展的問題，提供一種超低鹼脫除氣相蒸煮脫膠的麻纖維表皮和殘膠的 方法。技術方案本發明提供的超低鹼脫除氣相蒸煮脫膠的麻纖維表皮和殘膠的方法， 包括如下步驟(1)氣相蒸煮將原麻在水中浸泡2-4小時後裝籠，放入氣相蒸煮罐，充入蒸汽，在 0. 6-1. 6MPa壓力下氣相蒸煮0. 2-20min,蒸煮完備後，先釋放蒸汽再將麻纖維從蒸煮罐中 取出；(2)超低鹼處理對氣相蒸煮處理後的麻纖維浸泡在10-20倍(W/W)的超低鹼溶 液(超低鹼溶液為0. 01g/L-0. 5g/L的氫氧化鈉溶液)中600C _100°C下處理40-120min ；(3)麻纖維的後處理超低鹼處理後經敲麻、給油、乾燥便得到精幹麻。技術特點本發明的核心是麻纖維的清潔製備技術，將原麻通過水蒸汽氣相蒸煮 後從蒸煮罐中取出，氣相蒸煮後的麻纖維大部分膠質已經去除，但未刮淨的麻皮還附著在 纖維表面，利用超低鹼在一定的溫度下洗滌將麻皮去除，同時脫除殘餘的膠質，達到優質精 幹麻的要求，本發明大大減少了鹼的使用帶來的汙染，降低能耗和水耗。本發明為麻纖維清潔製備提供新方法，易於工業化實施，
具體實施例方式實施例1 (1)氣相蒸煮將薴麻纖維原料在水中浸泡2小時後裝籠，放入氣相蒸煮罐，充入 蒸汽，在0. 88MI^壓力下氣相蒸煮3min，蒸煮完備後，先釋放蒸汽再將麻纖維從蒸煮罐中取 出；(2)超低鹼處理將氣相蒸煮處理後的薴麻纖維浸泡在10-20倍(W/W)的0. 05g/ L的氫氧化鈉溶液中80°C下處理40min，處理過程中可上下抖動麻纖維，輔助麻皮脫落；(3)薴麻纖維的後處理對超低鹼處理後的薴麻物料在敲麻機上進行敲麻，敲麻 強度為4-6圈，敲麻完成後在2 %的纖維乳化油中300C浸泡20min完成給油，甩幹後用氣流 乾燥便得到薴麻精幹麻。實施例2 (1)氣相蒸煮將漢麻原麻在水中浸泡3小時後裝籠，放入氣相蒸煮罐，充入蒸汽， 在0. 7MPa壓力下氣相蒸煮6min，蒸煮完備後，先釋放蒸汽再將麻纖維從蒸煮罐中取出；(2)超低鹼處理將氣相蒸煮處理後的漢麻纖維浸泡在10-20倍(W/W)的0. lg/L 的氫氧化鈉溶液中90°C下處理50min，處理過程中可上下抖動麻纖維，輔助麻皮脫落；(3)漢麻纖維的後處理對超低鹼處理後的漢麻物料在敲麻機上進行敲麻，敲麻 強度為4-6圈，敲麻完成後在的纖維乳化油中30°C浸泡30min完成給油，甩幹後用氣流 乾燥便得到漢麻精幹麻。實施例3 (1)氣相蒸煮將亞麻原麻在水中浸泡3小時後裝籠，放入氣相蒸煮罐，充入蒸汽， 在1. IMI^a壓力下氣相蒸煮2min，蒸煮完備後，先釋放蒸汽再將麻纖維從蒸煮罐中取出；(2)超低鹼處理將氣相蒸煮處理後的亞麻纖維浸泡在10-20倍(W/W)的0. 2g/L 的氫氧化鈉溶液中100°c下處理50min，處理過程中可上下抖動麻纖維，輔助麻皮脫落；(3)亞麻纖維的後處理對超低鹼處理後的亞麻物料在敲麻機上進行敲麻，敲麻 強度為4-6圈，敲麻完成後在2 %的纖維乳化油中300C浸泡40min完成給油，甩幹後用氣流 乾燥便得到亞麻精幹麻。實施例4 (1)氣相蒸煮將羅布麻原麻在水中浸泡2. 5小時後裝籠，放入氣相蒸煮罐，充入 蒸汽，在1.2MI^壓力下氣相蒸煮6min，蒸煮完備後，先釋放蒸汽再將麻纖維從蒸煮罐中取 出；(2)超低鹼處理將氣相蒸煮處理後的羅布麻纖維浸泡在20倍(W/W)的0. 4g/L的 氫氧化鈉溶液中70°C下處理50min，處理過程中可上下抖動麻纖維，輔助麻皮脫落；(3)羅布麻纖維的後處理對超低鹼處理後的羅布麻物料在敲麻機上進行敲麻， 敲麻強度為4-6圈，敲麻完成後在2 %的纖維乳化油中35°C浸泡30min完成給油，甩幹後用 氣流乾燥便得到羅布麻精幹麻。實施例5 (1)氣相蒸煮將紅麻原麻在水中浸泡3小時後裝籠，放入氣相蒸煮罐，充入蒸汽，在0. 壓力下氣相蒸煮12min，蒸煮完備後，先釋放蒸汽再將麻纖維從蒸煮罐中取出；(2)超低鹼處理將氣相蒸煮處理後的紅麻纖維浸泡在15倍(W/W)的0. lg/L的 氫氧化鈉溶液中70°C下處理50min，處理過程中可上下抖動麻纖維，輔助麻皮脫落；(3)紅麻纖維的後處理對超低鹼處理後的紅麻物料在敲麻機上進行敲麻，敲麻 強度為4-6圈，敲麻完成後在2 %的纖維乳化油中35°C浸泡30min完成給油，甩幹後用氣流 乾燥便得到紅麻精幹麻。
權利要求
1.超低鹼脫除氣相蒸煮脫膠的麻纖維表皮和殘膠的方法，包括如下步驟(1)氣相蒸煮將原麻在水中浸泡2-4小時後裝籠，放入氣相蒸煮罐，充入蒸汽，在 0. 6-1. SMPa壓力下氣相蒸煮0. 2-30min,蒸煮完備後，先釋放蒸汽再將麻纖維從蒸煮罐中 取出；(2)超低鹼處理對氣相蒸煮處理後的麻纖維浸泡在10-20倍(W/W)的超低鹼溶液中 600C -100°C下處理 40-120min ；(3)麻纖維的後處理超低鹼處理後經敲麻、給油、乾燥便得到精幹麻。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵是麻纖維包括薴麻、亞麻、黃麻、漢麻、苘麻、蕁 麻、羅布麻、紅麻。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵是超低鹼溶液為0.01g/L-0. 5g/L的氫氧化鈉 溶液。
全文摘要
利用水蒸汽氣相蒸煮對麻纖維清潔脫膠，能克服傳統的麻纖維化學脫膠汙染嚴重、能耗高、制約麻紡產業發展的瓶頸問題，但氣相蒸煮脫膠過程沒有經過反覆的煮練和漂洗，難以去除原麻上未刮乾淨的麻皮，影響麻纖維的後續加工，針對這一問題，本發明提供超低鹼脫除氣相蒸煮脫膠的麻纖維表皮和殘膠的方法，即對氣相蒸煮脫膠後的麻纖維用超低鹼溶液處理，通過調節pH和在一定的溫度下漂洗使麻皮脫落，同時去除氣相蒸煮脫膠過程殘餘的膠質，處理後經敲麻、給油、乾燥後便得優質精幹麻。此方法高效、節能、環保，易於工業化實施。
文檔編號D01C1/00GK102121132SQ201110059888
公開日2011年7月13日 申請日期2011年3月14日 優先權日2011年3月14日
發明者彭小偉, 陳洪章 申請人:中國科學院過程工程研究所