CN102121132B - 超低碱脱除气相蒸煮脱胶的麻纤维表皮和残胶的方法 - Google Patents

Abstract

利用水蒸汽气相蒸煮对麻纤维清洁脱胶，能克服传统的麻纤维化学脱胶污染严重、能耗高、制约麻纺产业发展的瓶颈问题，但气相蒸煮脱胶过程没有经过反复的煮练和漂洗，难以去除原麻上未刮干净的麻皮，影响麻纤维的后续加工，针对这一问题，本发明提供超低碱脱除气相蒸煮脱胶的麻纤维表皮和残胶的方法，即对气相蒸煮脱胶后的麻纤维用超低碱溶液处理，通过调节pH和在一定的温度下漂洗使麻皮脱落，同时去除气相蒸煮脱胶过程残余的胶质，处理后经敲麻、给油、干燥后便得优质精干麻。此方法高效、节能、环保，易于工业化实施。

Description

超低碱脱除气相蒸煮脱胶的麻纤维表皮和残胶的方法

技术领域

本发明属于天然植物纤维利用领域，特别涉及超低碱脱除气相蒸煮脱胶的麻纤维表皮和残胶的方法。

背景技术

麻纤维种类繁多，包括苎麻、汉麻、红麻、亚麻、黄麻等，自古以来是人民群众不可缺少的生活资料。我国古代，虽然蚕桑业起源早，但被广大劳动人民广泛使用的衣着并不是丝绸，而是麻纤维。古代劳动人民所说的“五谷”中就有“麻”一项。麻纤维其独特的优点，如透气性好、吸湿散湿快、抗菌、防静电、防紫外等，随着人们生活质量的日益提高，对天麻纤维的需求量越来越大。

天然麻纤维原料不能直接用于纺织，须经过脱胶处理，即将原麻中的胶质(主要是半纤维素、果胶和木质素)部分或完全去除后，剩下的主要为纤维素才能用于纺织。

而目前麻脱胶过程产生废液的昂贵的治理费用严重限制的麻纤维的发展，已成为麻纺工业的瓶颈问题，虽然麻纤维与其他纤维相有诸多优点，甚至有的保健作用，但由于脱胶过程污染的缘故，麻纺工业没有得到应有的发展，目前麻纤维只占整个纺织纤维的3％左右。污染主要有两个方面：一是，在脱胶过程中使用的碱难以回收；二是，脱胶过程要脱除原料中的半纤维素、果胶、木质素等，它们的降解产物形成了高BOD的废水。另外，能耗过高也是麻纤维加工过程存在的问题。从源头上治理污染是麻纤维加工的必由之路，即开发清洁高效的脱胶方法在得到麻纤维产品的同时将半纤维素、木质素、果胶等其他组分，转化成产品，实现植物纤维原料的生态化利用。

化学脱胶是目前国内外麻纤维脱胶工业所采用的主要方法，分为高温高压和常温常压两大类，视麻纤维品质和纺纱工艺的不同要求而采取不同的脱胶工艺。常用的化学脱胶基本工艺路线如下：天然原麻扎把--装笼--浸酸--水洗--煮练--水洗--敲麻--漂白--水洗--酸洗--水洗--脱水--开松--装笼--给油--脱油水--抖散--烘干-精干麻。脱胶后精干麻可直接用于纺织。

高温高压煮练，脱胶速度快，胶质去除多，精干麻棍质较好，但纤维制成率较低，制成的工艺纤维长度较短。常温常压煮练，脱胶速度慢，胶质去除较少，精干麻纤维分离度差，纤维制成率高，但制成的工艺纤维长度较长。通常质量好的原麻，采用精梳工艺用干纺法纺制低特纱(细支纱)时，采用高温高压法，而品质较差，采用粗梳工艺用湿纺法纺制中、高特纱(中、粗支纱)时采用常温常压为多。虽然化学脱胶时间只需五、六个小时，比生物脱胶的几天要短得多，但相对而言，时间仍较长，且耗能较多，成本高，污染环境。不少科研人员近年来研究了不少速度更快的化学脱胶方法。比如改变碱煮前的预酸处理为预氧、预氯处理或者是变二次碱煮为一次碱煮等方法。这些方法虽取得一定的进展，但始终未能摆脱化学脱胶方法污染严重的缺陷。

由于化学脱胶会产生严重的污染，逐渐受到限制，而生物脱胶有绿色环保的优点，已成为研究的热点。生物脱胶主要包括微生物脱胶和酶脱胶两种方法。微生物脱胶是把经过筛选的脱胶菌株接种到天然植物纤维原料上，以植物纤维上的胶质为营养源，让脱胶菌在植物纤维上大量繁殖，在脱胶菌繁殖过程中，分泌出脱胶酶分解胶质，使高分子量的果胶及半纤维素等大分子分解成小分子物质而溶于水中，即在缓和条件下进行的一系列“胶养菌，菌产酶，酶脱胶”的生化反应。酶脱胶是直接利用脱胶酶制剂或者脱胶菌株产生酶纯化的酶作用于苎麻上，利用酶的生物活性，降解纤维素外包裹的胶质复合体，从而使纤维分离出来。

虽然经过多年的研究，但到目前为止，国内外麻纤维生物脱胶法未普及生产，仅停留在试验生产阶段。主要是因为麻纤维胶质成分十分复杂，需要相应的复杂酶系共同作用，而自然界的菌株往往只具有1种或几种相关的酶类，或者缺少脱胶关键酶，故需要复合菌群的作用降低植物纤维胶质，达到脱胶的目的。脱胶法菌种产酶能力低、菌种脱胶关键酶活力不高或分泌的酶系不全、脱胶效果不稳定等使脱胶处理达不到麻纺的要求。

针对化学脱胶污染严重、能耗高，以及生物脱胶时间长、效果不理想的缺点，开发了麻纤维气相蒸煮清洁脱胶方法，该法采用水蒸汽气相蒸煮，原理是纤维原料在一定温度和压力的蒸汽环境中胶质组分和纤维素的稳定性存在差异，其胶质降解成可溶性物质，而纤维素不降解，蒸煮后先释放蒸汽再将蒸煮过的麻纤维取出，保证了纤维的有序性，有利于后续的开松和梳理。但气相蒸煮脱胶过程没有经过液体煮练和漂洗，原麻上未刮干净的麻皮难以去除，影响麻纤维的后续加工，针对这一问题，本发明提供超低碱脱除气相蒸煮脱胶的麻纤维表皮与残胶的方法，即对气相蒸煮脱胶后的麻纤维用超低碱溶液处理，通过调节pH和在一定的温度下漂洗使麻皮脱落，同时去除气相蒸煮脱胶过程残余的胶质，处理后经敲麻、给油、干燥后便得优质精干麻。本发明为麻纤维清洁制备特别是麻皮的脱除提供新方法，大幅度减少的碱的使用带来的污染，提高脱胶效率，降低能耗和水耗。易于工业化实施，将产生巨大的经济和社会效益。

发明内容

【本发明的目的】本发明的目的是针对麻纤维需求量日益增大，而麻纤维脱胶污染严重制约麻纺行业发展的问题，提供一种超低碱脱除气相蒸煮脱胶的麻纤维表皮和残胶的方法。

【技术方案】本发明提供的超低碱脱除气相蒸煮脱胶的麻纤维表皮和残胶的方法，包括如下步骤：

(1)气相蒸煮：将原麻在水中浸泡2-4小时后装笼，放入气相蒸煮罐，充入蒸汽，在0.6-1.6MPa压力下气相蒸煮0.2-20min，蒸煮完备后，先释放蒸汽再将麻纤维从蒸煮罐中取出；

(2)超低碱处理：对气相蒸煮处理后的麻纤维浸泡在10-20倍(W/W)的超低碱溶液(超低碱溶液为0.01g/L-0.5g/L的氢氧化钠溶液)中60℃-100℃下处理40-120min；

(3)麻纤维的后处理：超低碱处理后经敲麻、给油、干燥便得到精干麻。

【技术特点】本发明的核心是麻纤维的清洁制备技术，将原麻通过水蒸汽气相蒸煮后从蒸煮罐中取出，气相蒸煮后的麻纤维大部分胶质已经去除，但未刮净的麻皮还附着在纤维表面，利用超低碱在一定的温度下洗涤将麻皮去除，同时脱除残余的胶质，达到优质精干麻的要求，本发明大大减少了碱的使用带来的污染，降低能耗和水耗。本发明为麻纤维清洁制备提供新方法，易于工业化实施，

具体实施方式

实施例1：

(1)气相蒸煮：将苎麻纤维原料在水中浸泡2小时后装笼，放入气相蒸煮罐，充入蒸汽，在0.88MPa压力下气相蒸煮3min，蒸煮完备后，先释放蒸汽再将麻纤维从蒸煮罐中取出；

(2)超低碱处理：将气相蒸煮处理后的苎麻纤维浸泡在10-20倍(W/W)的0.05g/L的氢氧化钠溶液中80℃下处理40min，处理过程中可上下抖动麻纤维，辅助麻皮脱落；

(3)苎麻纤维的后处理：对超低碱处理后的苎麻物料在敲麻机上进行敲麻，敲麻强度为4-6圈，敲麻完成后在2％的纤维乳化油中30℃浸泡20min完成给油，甩干后用气流干燥便得到苎麻精干麻。

实施例2：

(1)气相蒸煮：将汉麻原麻在水中浸泡3小时后装笼，放入气相蒸煮罐，充入蒸汽，在0.7MPa压力下气相蒸煮6min，蒸煮完备后，先释放蒸汽再将麻纤维从蒸煮罐中取出；

(2)超低碱处理：将气相蒸煮处理后的汉麻纤维浸泡在10-20倍(W/W)的0.1g/L的氢氧化钠溶液中90℃下处理50min，处理过程中可上下抖动麻纤维，辅助麻皮脱落；

(3)汉麻纤维的后处理：对超低碱处理后的汉麻物料在敲麻机上进行敲麻，敲麻强度为4-6圈，敲麻完成后在1％的纤维乳化油中30℃浸泡30min完成给油，甩干后用气流干燥便得到汉麻精干麻。

实施例3：

(1)气相蒸煮：将亚麻原麻在水中浸泡3小时后装笼，放入气相蒸煮罐，充入蒸汽，在1.1MPa压力下气相蒸煮2min，蒸煮完备后，先释放蒸汽再将麻纤维从蒸煮罐中取出；

(2)超低碱处理：将气相蒸煮处理后的亚麻纤维浸泡在10-20倍(W/W)的0.2g/L的氢氧化钠溶液中100℃下处理50min，处理过程中可上下抖动麻纤维，辅助麻皮脱落；

(3)亚麻纤维的后处理：对超低碱处理后的亚麻物料在敲麻机上进行敲麻，敲麻强度为4-6圈，敲麻完成后在2％的纤维乳化油中30℃浸泡40min完成给油，甩干后用气流干燥便得到亚麻精干麻。

实施例4：

(1)气相蒸煮：将罗布麻原麻在水中浸泡2.5小时后装笼，放入气相蒸煮罐，充入蒸汽，在1.2MPa压力下气相蒸煮6min，蒸煮完备后，先释放蒸汽再将麻纤维从蒸煮罐中取出；

(2)超低碱处理：将气相蒸煮处理后的罗布麻纤维浸泡在20倍(W/W)的0.4g/L的氢氧化钠溶液中70℃下处理50min，处理过程中可上下抖动麻纤维，辅助麻皮脱落；

(3)罗布麻纤维的后处理：对超低碱处理后的罗布麻物料在敲麻机上进行敲麻，敲麻强度为4-6圈，敲麻完成后在2％的纤维乳化油中35℃浸泡30min完成给油，甩干后用气流干燥便得到罗布麻精干麻。

实施例5：

(1)气相蒸煮：将红麻原麻在水中浸泡3小时后装笼，放入气相蒸煮罐，充入蒸汽，在0.7MPa压力下气相蒸煮12min，蒸煮完备后，先释放蒸汽再将麻纤维从蒸煮罐中取出；

(2)超低碱处理：将气相蒸煮处理后的红麻纤维浸泡在15倍(W/W)的0.1g/L的氢氧化钠溶液中70℃下处理50min，处理过程中可上下抖动麻纤维，辅助麻皮脱落；

(3)红麻纤维的后处理：对超低碱处理后的红麻物料在敲麻机上进行敲麻，敲麻强度为4-6圈，敲麻完成后在2％的纤维乳化油中35℃浸泡30min完成给油，甩干后用气流干燥便得到红麻精干麻。

Claims (2)

1.超低碱脱除气相蒸煮脱胶的麻纤维表皮和残胶的方法，包括如下步骤：

(1)气相蒸煮：将原麻在水中浸泡2-4小时后装笼，放入气相蒸煮罐，充入蒸汽，在0.6-1.8MPa压力下气相蒸煮0.2-30min，蒸煮完备后，先释放蒸汽再将麻纤维从蒸煮罐中取出；

(2)超低碱处理：对气相蒸煮处理后的麻纤维浸泡在10-20倍(W/W)的超低碱溶液中60℃-100℃下处理40-120min；所述的超低碱溶液为0.01g/L-0.5g/L的氢氧化钠溶液；

(3)麻纤维的后处理：超低碱处理后经敲麻、给油、干燥便得到精干麻。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：麻纤维包括苎麻、亚麻、黄麻、汉麻、苘麻、荨麻、罗布麻、红麻。