一種亞麻短纖維的生物處理方法
2023-06-22 15:21:46
專利名稱：一種亞麻短纖維的生物處理方法
技術領域：
本發明涉及一種以粗麻為原料製備亞麻短纖維的方法。
背景技術：
目前亞麻短纖維的處理方法主要是機械法和化學脫膠法，現廣泛使用的是機械法。機械法加工出的纖維無法去除亞麻纖維的共生物果膠、木質素、半纖維素等，纖維粗、硬，可紡性和染色性差，幹紡純麻紗行業標準最高定7英支(11.85公支)，而實際生產中除少數使用品質優良的原料外，多數只能紡到5英支(8.5公支)，產品結構簡單，檔次低；生產的坯布，在印染時為提高染色性，不得不使用大量的化學品如燒鹼、次氯酸鈉等進行強化煮煉與漂白，在去除大量的纖維共生物和麻皮、麻屑等雜質的同時，織物纖維受損失重，強力下降，不僅損失了亞麻紗原有的風格而且造成嚴重的廢水汙染；化學脫膠法使用大量的燒鹼造成嚴重的廢水汙染，且對纖維強力損失多，短絨率高，加工設備和操作方法複雜。
發明內容
針對現有的亞麻短纖維的處理方法存在纖維受損嚴重、強力下降以及可紡性和染色性差的問題，本發明提供一種不損傷纖維強力、可大幅提高纖維的可紡性和染色性的亞麻短纖維的生物處理方法。一種亞麻短纖維的生物處理方法，它包括以下步驟a.酶催化降解→b.熱水溶解→c.萃取→d.熱水溶解→e.脫水→f.柔軟→g.脫水→h.烘乾→i.纖維機械分裂；所述「a.酶催化降解」過程為將軟水水溫升至15～65℃，在PH＝7～9.5的條件下，加入精煉酶301L，精煉酶301L的加入量佔粗麻重量的0.5％～3％；然後加入粗麻，浸泡1～8小時後，排液；浸泡過程需保持水的溫度在15～65℃；所述「c.萃取」過程為將軟水水溫升至50～100℃，加入佔原始粗麻重量1.5％～5％、質量濃度在96％以上的NaOH片鹼，攪均後，再加入佔原始粗麻重量1～5％、模數2.2～2.5的液體矽酸鈉攪勻；控制水溫在90～100℃，然後放入經過b步驟熱水溶解後的粗麻浸泡30～90分鐘，然後排液；浸泡過程需保持水的溫度在90～100℃；所述「e.脫水」過程為用脫水機將d步驟所得粗麻進行脫水，使其脫水後的含水率為35～60％；所述「f.柔軟」過程為將軟水水溫升至30～50℃，加入佔原始粗麻重量1～5％的柔軟劑，攪拌均勻後，放入脫水後的粗麻，浸泡20～40分鐘，排液；浸泡過程保持水溫在30～50℃；所述「g.脫水」過程為用脫水機將f步驟所得粗麻進行脫水，使其脫水後的含水率為35～80％；所述「i.纖維機械分裂」過程為在h步驟的烘乾回潮率在10～25％時進行分裂，經開松機、單刺機和清彈機依次機械打擊，分裂成亞麻短纖維。本發明用生物技術加工亞麻短纖維的方法，是在常壓設備中，利用生物複合酶有針對性地去除大部分纖維共生物，不損傷纖維強力，提高了纖維的分裂度，增加了工藝纖維的可紡性和紡紗支數，同時增加了染料的上染率和色牢度，著色均勻。纖維柔軟，其可紡性和染色性大大提高。並且本發明的方法不會造成廢水汙染，加工設備和操作方法都非常簡單，利於推廣應用。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式為一種亞麻短纖維的生物處理方法，它包括以下步驟a.酶催化降解→b.熱水溶解→c.萃取→d.熱水溶解→e.脫水→f.柔軟→g.脫水→h.烘乾→i.纖維機械分裂；所述「a.酶催化降解」過程為將軟水水溫升至15～65℃，在PH＝7～9.5的條件下，加入精煉酶301L，精煉酶301L的加入量佔粗麻重量的0.5％～3％；然後加入粗麻，浸泡1～8小時後，排液；浸泡過程需保持水的溫度在15～65℃；具體闡述酶催化降解過程，可以分為以下三個步驟(1)酶激活軟水在PH＝7～9.5的條件下，水溫保持在15～65℃，加入精煉酶301L，機械攪動使精煉酶301L充分與水混和，使酶進入活性及其催化反應速率最佳的狀態，精煉酶301L的加入量佔粗麻重量的0.5％～3％；所述精煉酶301L為諾維信(中國)生物技術有限公司銷售；(2)粗麻浸潤水溫保持在15～65℃，將粗麻以蓬鬆狀態逐層均勻加入到「酶激活」過程配製的溶液中，每加入一層，要下壓原料，使原料充分被溶液浸潤後，再加下一層，至全部加入；(3)共生物降解在「粗麻浸潤」過程結束後，水溫保持在15～65℃，浸泡1～8小時，中間翻動浸潤料1～4次或利用循環水裝置使溶液保持流動，在酶的高效催化作用下，亞麻共生物迅速降解，形成可溶性物質；達到浸泡時間後排液；浸泡過程需保持水的溫度在15～65℃，水溫保持溫度的方法可以採用具有較好保溫效果的保溫箱，也可以採取其他保溫方法，最終目的是要嚴格控制水溫在15～65℃之間，即可保證實現本發明的目的；所述粗麻包括亞麻一粗和亞麻二粗；亞麻一粗是指在製取打成麻的過程中，經手工梳理後落下或梳下的紊亂亞麻纖維，俗稱一粗。亞麻二粗是指在製取打成麻的過程中，產生的落麻，經過落麻(短麻)處理機械處理後，即成為亞麻二粗，俗稱二粗。
所述「c.萃取」過程為將軟水水溫升至50～100℃，加入佔原始粗麻重量1.5％～5％、質量濃度在96％以上的NaOH片鹼，攪均後，再加入佔原始粗麻重量1～5％、模數2.2～2.5的液體矽酸鈉攪勻；控制水溫在90～100℃，然後放入經過b步驟熱水溶解後的粗麻浸泡30～90分鐘，目的是使其溶解大部分共生物降解物，然後排液；浸泡過程需保持水的溫度在90～100℃；所述「e.脫水」過程為用脫水機將d步驟所得粗麻進行脫水，使其脫水後的含水率為35～60％；所述「f.柔軟」過程為將軟水水溫升至30～50℃，加入佔原始粗麻重量1～5％的柔軟劑，攪拌均勻後，放入脫水後的粗麻，浸泡20～40分鐘，排液；浸泡過程保持水溫在30～50℃；所述「g.脫水」過程為用脫水機將f步驟所得粗麻進行脫水，使其脫水後的含水率為35～80％；所述「i.纖維機械分裂」過程為在h步驟的烘乾回潮率在10～25％時進行分裂，經開松機、單刺機和清彈機(俗稱雙刺機)依次進行機械打擊，分裂成亞麻短纖維。h步驟的烘乾過程可以採用散毛烘乾機進行烘乾，也可以採用其他烘乾辦法，只要能夠達到烘乾的目的即可。
具體實施例方式
二本實施方式的「b.熱水溶解」和「d.熱水溶解」時的水溫為50～100℃，熱水溶解使用的水可以是軟水，也可以是硬水，水溶解過程為衝洗、揉搓。b步驟熱水溶解的目的在於去掉粗麻上的部分雜質和溶解部分共生物降解物；d步驟的熱水溶解具有同樣的目的，但在「熱水溶解」之後直接進行「e.脫水」過程的，則其熱水溶解之後則要達到水溶解液的PH-7。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施例方式
三本實施方式與具體實施方式
二不同之處在於，在「d.熱水溶解」過程與「e.脫水」之間加入「冷水溶解」過程，冷水溶解時的水溫為10～40℃，可以是軟水，也可以是硬水，冷水溶解具有與熱水溶解同樣的目的，但增加冷水溶解過程可以節省能源的消耗，降低成本。由於在「熱水溶解」之後加入「冷水溶解」過程，所以熱水溶解之後水溶解液的PH值可以不必控制，但在冷水溶解之後則要達到水溶解液的PH＝7。
具體實施例方式
四本實施方式與前述實施方式不同之處在於，a步驟的精煉酶301L在加入到軟水中之前用15～65℃的水稀釋1～30倍，先稀釋後再加入到軟水中的精煉酶可以更好的與水溶合，從而使其更全面的與粗麻接觸。
具體實施例方式
五本實施方式與前述實施方式不同之處在於，c步驟中的NaOH加入到軟水中之前用0～30℃冷水溶解稀釋1～35倍，液體矽酸鈉加入到軟水中之前用10～100℃水稀釋1～35倍；先稀釋後再加入到軟水中的NaOH和液體矽酸鈉可以更好的與水溶合，從而使其更全面的與粗麻接觸。
具體實施例方式
六本實施方式與前述實施方式不同之處在於，f步驟中的柔軟劑加入到軟水中之前用15～60℃的水稀釋1～20倍，先稀釋後再加入到軟水中的柔軟劑可以更好的與水溶合，從而使其更全面的與粗麻接觸。。
具體實施例方式
七本實施方式中，f步驟中的柔軟劑為上海永光化工公司銷售的快速給油劑SS-2005，或者營口大泉漿料有限公司銷售的柔軟劑HC。但是本發明中的柔軟劑不限於上述兩種，只要是能夠使麻、棉等天然纖維具有柔軟、滑爽性能的油劑，都可以實現本發明的目的，所以都應在本發明的保護範圍之內。
具體實施例方式
八本實施方式中，加入到水中的粗麻量為粗麻重量與水的重量之比為1∶10～15，所述粗麻重量是「a.酶催化降解」之前的粗麻重量；也就是說，粗麻浴比為1∶10～15，這樣的比例可以使粗麻具有較大的與水中溶解物接觸的空間，從而增加處理效果。
具體實施例方式
九對於含有較多共生物的原料，可以進行二次處理過程。經過二次處理的整體工藝操作步驟如下a.酶催化降解(第一次)→b.熱水溶解→c.萃取(第一次)→d.熱水溶解→a.酶催化降解(第二次)→b.熱水溶解→c.萃取(第二次)→d.熱水溶解→e.脫水→f.柔軟→e.脫水→h.烘乾→i.纖維機械分裂。每一步驟的具體操作過程與具體實施方式
一中的相應步驟過程相同，但第二次a步驟所使用精煉酶的用量只需第一次a步驟處理時用量的一半；氫氧化鈉和矽酸鈉用量第二次可以與第一次處理用量相同，也可以減少20～50％，都可以實現發明目的。
本實施方式經過二次處理過程精煉酶的使用量與具體實施方式
一所述的一次處理精煉酶的使用量只增加了20～50％，氫氧化鈉和矽酸鈉用量只增加了20～50％。經過二次處理過程可以更好的清潔原料，從而可以提高纖維分裂度，增加纖維的細度，降低超倍長纖維，提高短纖維的質量。
具體實施例方式
十本實施方式與具體實施方式
九不同之處在於，在兩個「c.萃取→d.熱水溶解」步驟之後加入「冷水溶解」過程，冷水溶解具有與熱水溶解同樣的目的，但增加冷水溶解過程可以節省能源的消耗，降低成本。
具體實施例方式
十一對於粗麻中的共生物含量較高時，可以將「a.酶催化降解」過程與「c.萃取」過程順序調換，即先進行「c.萃取」過程，然後進行「b.熱水溶解」過程，再進行「a.酶催化降解」過程，後續過程與具體實施方式
一相同。
具體實施例方式
十二本實施方式與前述實施方式區別在於，軟水的硬度在100PPM以下，符合該條件的軟水可以避免鐵、鈣和鎂等多價金屬離子影響亞麻共生物的降解，從而提高產品質量。
實驗驗證，用本發明所述方法處理的亞麻短纖維可紡性大大提高(主要體現在抱合性好)，已通過用普通棉紡設備(環錠紡)紡出純麻紗達到24公支。
用本發明方法得到的亞麻短纖維紡出的15公支和24公支幹紡環錠純麻紗經10次以上測試，成紗指標均可達到如下參數，完全可以滿足織造需要。
權利要求
1.一種亞麻短纖維的生物處理方法，其特徵在於它包括以下步驟a.酶催化降解→b.熱水溶解→c.萃取→d.熱水溶解→e.脫水→f.柔軟→g.脫水→h.烘乾→i.纖維機械分裂；所述「a.酶催化降解」過程為將軟水水溫升至15～65℃，在PH＝7～9.5的條件下，加入精煉酶301L，精煉酶301L的加入量佔粗麻重量的0.5％～3％；然後加入粗麻，浸泡1～8小時後，排液；浸泡過程需保持水的溫度在15～65℃；所述「c.萃取」過程為將軟水水溫升至50～100℃，加入佔原始粗麻重量1.5％～5％、質量濃度在96％以上的NaOH片鹼，攪均後，再加入佔原始粗麻重量1～5％、模數2.2～2.5的液體矽酸鈉攪勻；控制水溫在90～100℃，然後放入經過b步驟熱水溶解後的粗麻浸泡30～90分鐘，然後排液；浸泡過程需保持水的溫度在90～100℃；所述「e.脫水」過程為用脫水機將d步驟所得粗麻進行脫水，使其脫水後的含水率為35～60％；所述「f.柔軟」過程為將軟水水溫升至30～50℃，加入佔原始粗麻重量1～5％的柔軟劑，攪拌均勻後，放入脫水後的粗麻，浸泡20～40分鐘，排液；浸泡過程保持水溫在30～50℃；所述「g.脫水」過程為用脫水機將f步驟所得粗麻進行脫水，使其脫水後的含水率為35～80％；所述「i.纖維機械分裂」過程為在h步驟的烘乾回潮率在10～25％時進行分裂，經開松機、單刺機和清彈機依次機械打擊，分裂成亞麻短纖維。
2.根據權利要求1所述的一種亞麻短纖維的生物處理方法，其特徵在於還包括二次處理過程，二次處理的整體工藝操作步驟如下a.酶催化降解→b.熱水溶解→c.萃取→d.熱水溶解→a.酶催化降解→b.熱水溶解→c.萃取→d.熱水溶解→e.脫水→f.柔軟→e.脫水→h.烘乾→i.纖維機械分裂。
3.根據權利要求1所述的一種亞麻短纖維的生物處理方法，其特徵在於「a.酶催化降解」過程與「c.萃取」過程順序調換。
4.根據權利要求2所述的一種亞麻短纖維的生物處理方法，其特徵在於「a.酶催化降解」過程與「c.萃取」過程順序調換。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的一種亞麻短纖維的生物處理方法，其特徵在於在「d.熱水溶解」過程與「e.脫水」之間加入「冷水溶解」過程，冷水溶解時的水溫為10～40℃；「冷水溶解」過程之後的液體PH＝7。
6.根據權利要求1、2、3或4所述的一種亞麻短纖維的生物處理方法，其特徵在於「b.熱水溶解」和「d.熱水溶解」時的水溫為50～100℃；「d.熱水溶解」過程之後的液體PH＝7。
7.根據權利要求1、2、3或4所述的一種亞麻短纖維的生物處理方法，其特徵在於所述軟水的硬度在100PPM以下。
8.根據權利要求1、2、3或4所述的一種亞麻短纖維的生物處理方法，其特徵在於a步驟的精煉酶301L在加入到軟水中之前用15～65℃的水稀釋1～30倍；c步驟中的NaOH加入到軟水中之前用0～30℃冷水溶解稀釋1～35倍，液體矽酸鈉加入到軟水中之前用10～100℃水稀釋1～35倍；f步驟中的柔軟劑加入到軟水中之前用15～60℃的水稀釋1～20倍。
9.根據權利要求1、2、3或4所述的一種亞麻短纖維的生物處理方法，其特徵在於加入到水中的粗麻量為粗麻重量與水的重量之比為1∶10～15，所述粗麻重量是「a.酶催化降解」之前的粗麻重量。
10.根據權利要求1、2、3或4所述的一種亞麻短纖維的生物處理方法，其特徵在於f步驟中的柔軟劑為快速給油劑SS-2005，或者是柔軟劑HC。
全文摘要
一種亞麻短纖維的生物處理方法，涉及一種製備亞麻短纖維的方法。現有亞麻短纖維的處理方法存在纖維受損失重、強力下降以及可紡性和染色性差的問題。一種亞麻短纖維的生物處理方法，它依次包括以下步驟a.酶催化降解→b.熱水溶解→c.萃取→d.熱水溶解→e.脫水→f.柔軟→g.脫水→h.烘乾→i.纖維機械分裂。本發明用生物技術加工亞麻短纖維的方法，是在常壓設備中，利用生物複合酶有針對性地去除大部分纖維共生物，不損傷纖維強力，提高了纖維的分裂度，增加了工藝纖維的可紡性和紡紗支數，同時增加了染料的上染率和色牢度，著色均勻。纖維柔軟，其可紡性和染色性大大提高。並且本發明的方法不會造成廢水汙染，加工設備和操作方法都非常簡單，利於推廣應用。
文檔編號D06M101/04GK1752337SQ20051001046
公開日2006年3月29日 申請日期2005年10月21日 優先權日2005年10月21日
發明者邢玉紅 申請人:黑龍江圓寶紡織股份有限公司