CN102776577B - 生产苎麻精干麻的预处理方法 - Google Patents

Abstract

生产苎麻精干麻的预处理方法，属于天然纺织纤维的制造方法，解决现有苎麻预处理方式较简单、作用不显著或者需要使用强酸、强碱等对废水处理带来负担的问题。本发明的预处理方法，顺序包括搓压处理步骤和溶剂处理步骤，所述溶剂处理步骤之后可以增加湿热处理步骤；本发明的另一种预处理方法，顺序包括搓压处理步骤和湿热处理步骤。经过本发明处理后，可显著减少苎麻韧皮中的杂质（总计7.4%）、降低附着在苎麻韧皮上杂菌的含量、使苎麻纤维进一步暴露，并增加苎麻韧皮的松散度及柔软度，从而使后续化学或生物脱胶处理更容易进行，进一步提高苎麻精干麻品质。

Description

生产苎麻精干麻的预处理方法

技术领域

本发明属于天然纺织纤维的制造方法，特别涉及生产苎麻精干麻的预处理方法。

背景技术

苎麻学名Boehmeria nivea(L.)Gaudich.，别名家苎麻、白麻、圆麻、青麻，属多年生宿根性草本植物，是重要的纺织纤维作物，原产于中国西南地区，新石器时代长江中下游一些地方就已有种植。苎麻韧皮纤维长、柔韧色白、不皱不缩、拉力强、富弹性、耐水湿、耐热力大、富绝缘性，脱胶（韧皮非纤维素成分）后洁白有丝光。苎麻织物“轻如蝉翼，薄如宣纸，平如水镜，细如罗绢”，曾被历代列为贡布。

苎麻韧皮纤维的主要成分是纤维素，其单纤维长度为60–250mm，是麻类作物中最长的；直径17–64μm，横断面呈多角形、椭圆形。苎麻韧皮非纤维素成分由脂蜡质、果胶、半纤维素、木质素、灰分等组成。这几种物质依靠物理的和化学的相互作用进行连接，形成复杂的胶质复合体，覆盖在苎麻纤维的表面。苎麻原麻中含有30%左右的胶质，在纺纱前必须将胶质去除，释放出纤维并呈单纤维分离状态。

苎麻韧皮（俗称原麻）经脱胶处理后得到的苎麻纤维称为苎麻精干麻。影响苎麻精干麻质量的主要因素就是脱胶。脱胶的第一个工序就是原麻预处理，原麻预处理的主要目的是将麻壳与麻皮去掉，同时还需要使原麻尽可能变得松散，使脱胶微生物或化学脱胶剂易于和苎麻原麻充分接触，适于被微生物分泌的酶或化学脱胶剂降解，从而实现脱胶。

近年来，为了减轻苎麻的处理难度，部分科研院所和单位以相继开展了苎麻新型脱胶技术的研究，孙焕良等在公开号CN1624213的发明专利申请中，公开了一种苎麻物理脱胶方法，工艺流程为：鲜麻（或商品原麻）→温水浸泡→机械敲麻洗麻→高温高压煮练（或温水浸泡）→机械敲麻洗麻→后处理→精干麻。该方法利用苎麻化学脱胶工艺的现有设备，在不使用强酸、强碱等化工原料的情况下，以高温高压蒸煮、温水浸泡、机械敲打与水洗，脱除苎麻韧皮中的杂菌，制取环保型苎麻精干麻，大幅度降低了苎麻脱胶成本，避免了脱胶废液中强酸与强碱对环境的污染，具有十分明显的环保、高效、优质的特点；其中温水浸泡工序和机械敲麻洗麻工序是对苎麻原麻预处理的有益尝试，但是处理方式较简单、作用比较有限，不能从根本上去除苎麻韧皮表面的脂蜡质等胶质，应用于实际生产尚需时日。

熊和平等在公开号CN1955346的发明专利申请中，公开了一种超临界CO₂介质中酶法提取苎麻纤维的方法，其特征在于苎麻采用Na₂CO₃进行化学预处理后，在超临界CO₂条件下进行果胶酶和木聚糖酶催化反应提取苎麻纤维，利用H₂O₂进行漂白。其技术路线为：生苎麻→化学预处理→酶液配制→酶液浸泡→超临界酶处理→烤麻→洗麻→漂白→脱水→给油→脱油水→抖麻和烘干。加入的果胶酶活性＞2000IU/mL，木聚糖酶活性＞5000IU/mL，果胶酶与木聚糖酶的配比1:3–5。采用该发明能将不同品种、不同等级的原麻加工成洁白柔软的精干麻，具有处理时间短、均匀，品质好、污染轻等特点。本技术对解决常规化学脱胶工艺存在的环境污染重、出麻率低和品质差等问题具有重要作用。其中用Na₂CO₃进行化学预处理，有利于后面工序的展开，为提高精干麻品质提供了可能，但是该方法引入了不易于完全去除的Na₂CO₃，对废水处理带来一定负担，且超临界CO₂应用于工业领域存在成本控制方面的问题。

发明内容

本发明提供生产苎麻精干麻的预处理方法，解决现有苎麻预处理方式较简单、作用不显著或者需要使用强酸、强碱等对废水处理带来负担的问题，以有效去除苎麻韧皮表面的脂蜡质、增加苎麻韧皮的松散度及柔软度、除去附着在苎麻韧皮上的杂菌、使苎麻纤维进一步暴露。

本发明所提供的一种生产苎麻精干麻的预处理方法，其特征在于：

其顺序包括搓压处理步骤和溶剂处理步骤；

所述搓压处理步骤，采用压麻机或扎麻机，对苎麻韧皮施加5×10⁴～4×10⁵Pa的压强，进行1～3次搓压，每次搓压0.5～5秒，通过施加高压改变苎麻韧皮物理形态，促使苎麻纤维分散，同时使麻皮、麻壳和表面灰分等物质松散脱落；

所述溶剂处理步骤，将搓压处理后的苎麻韧皮置于密封的处理罐，加溶剂至完全浸没，所述溶剂为质量百分比15％～50％的乙醇水溶液或者质量百分比15％～50％的丙酮水溶液，苎麻韧皮和溶剂质量之比为1∶3～1∶15；在20°C～40°C温度下浸泡5min～90min，浸泡时溶剂静置或在泵的作用下循环，苎麻韧皮经过处理后表面脂蜡质完全被溶解。

所述的预处理方法，其特征在于：

所述溶剂处理步骤之后增加湿热处理步骤；

所述湿热处理步骤，在60°C～100°C的温度下，用水浸润溶剂处理后苎麻韧皮3min～15min，苎麻韧皮和水质量之比为1∶3～1∶15，取出后冷却至室温。苎麻韧皮经过处理后纤维进一步分散，附着杂菌基本被除去。

所述处理罐为最低可耐1×10⁵Pa压力的密闭容器，安全阀上方配有冷凝器使挥发溶剂冷凝回流；所述的有机溶剂在管道泵的作用下循环，是指管道泵将处理罐底部阀门排出的有机溶剂抽提到处理罐顶部入口再灌入处理罐，管道泵每次工作5～20min，每批溶剂处理步骤中管道泵要先后工作1～3次。

所述溶剂使用2～5批次后，经密封的管道过滤器过滤后除去固体残渣，滤液采用真空减压蒸馏回收有机溶剂备用，同时得到富含脂蜡质的浸膏副产品。

本发明所提供的另一种生产苎麻精干麻的预处理方法，其特征在于：

其顺序包括搓压处理步骤和湿热处理步骤；

所述搓压处理步骤，采用压麻机或扎麻机，对苎麻韧皮施加5×10⁴～4×10⁵Pa的压强，进行1～3次搓压，每次搓压0.5～5秒，通过施加高压改变苎麻韧皮物理形态，促使苎麻纤维分散，同时使麻皮、麻壳和表面灰分等物质松散脱落；

所述湿热处理步骤，在60°C～100°C的温度下，用水浸润搓压处理后的苎麻韧皮3min～15min，苎麻韧皮和水质量之比为1∶3～1∶15，取出后冷却至室温，苎麻韧皮经过处理后纤维进一步分散，附着杂菌基本被除去。

作为对比，未经任何预处理时，韧皮杂质为苎麻韧皮总质量的7.4％、苎麻韧皮杂质脱除率为0，含杂菌量7.1×10⁸cfu/g，松散度很差，柔软度很差。

仅进行搓压处理，韧皮杂质脱除率为苎麻韧皮总质量的1.19±0.13（％），含杂菌量7.0×10⁸cfu/g，松散度较好，柔软度较好。

仅进行溶剂处理，韧皮杂质脱除率为苎麻韧皮总质量的5.34±0.17（％），含杂菌量7.0×10³cfu/g，松散度差，柔软度较好。

仅进行湿热处理，韧皮杂质脱除率为苎麻韧皮总质量的2.52±0.12（％），含杂菌量5.0×10²cfu/g，松散度好，柔软度较好。

经过本发明处理后，可显著减少苎麻韧皮中的杂质，降低附着在苎麻韧皮上杂菌的含量、使苎麻纤维进一步暴露，并增加苎麻韧皮的松散度及柔软度，从而使后续化学或生物脱胶处理更容易进行，进一步提高苎麻精干麻品质。

附图说明

图1（a）为未处理的苎麻韧皮原麻；

图1（b）为经实施例9处理后的苎麻韧皮。

具体实施方式

实施例1，包括搓压处理步骤和溶剂处理步骤；

搓压处理步骤，采用压麻机，对苎麻韧皮施加5×10⁴Pa的压强，进行1次搓压，搓压0.5秒，同时收集掉落麻皮、麻壳和表面灰分；

溶剂处理步骤，使用质量分数为15％的乙醇水溶液浸润搓压处理后的苎麻韧皮，苎麻韧皮和溶剂质量之比为1∶3，在20°C温度下静置浸泡5min；

经检测，韧皮杂质脱除率为苎麻韧皮总质量的5.68%，含杂菌量6.3×10³cfu/g，松散度较好，柔软度很好。

实施例2，包括搓压处理步骤和溶剂处理步骤；

搓压处理步骤，采用扎麻机，对苎麻韧皮施加4×10⁵Pa的压强，进行3次搓压，每次搓压5秒，同时收集掉落麻皮、麻壳和表面灰分；

溶剂处理步骤，使用质量分数为质量分数为50％的丙酮水溶液浸润搓压处理后的苎麻韧皮，苎麻韧皮和溶剂质量之比为1∶15，在20°C温度下浸泡90min，管道泵每次工作20min，溶剂在浸泡30min、50min、70min时各循环一次；

经检测，韧皮杂质脱除率为苎麻韧皮总质量的6.08%，含杂菌量2.0×10³cfu/g，松散度较好，柔软度很好。

实施例3，包括搓压处理步骤和溶剂处理步骤；

搓压处理步骤，采用压麻机，对苎麻韧皮施加2×10⁵Pa的压强，进行2次搓压，每次搓压2秒，同时收集掉落麻皮、麻壳和表面灰分；

溶剂处理步骤，使用质量分数为质量分数为30％的乙醇水溶液浸润搓压处理后的苎麻韧皮，在30°C温度下浸泡30min，苎麻韧皮和溶剂质量之比为1∶10，管道泵每次工作10min，溶剂在浸泡10min时循环一次；

经检测，韧皮杂质脱除率为苎麻韧皮总质量的5.82%，含杂菌量3.1×10³cfu/g，松散度较好，柔软度很好。

实施例4，包括搓压处理步骤和湿热处理步骤；

搓压处理步骤，采用扎麻机，对苎麻韧皮施加5×10⁴Pa的压强，进行1次搓压，搓压0.5秒，同时收集掉落麻皮、麻壳和表面灰分；

湿热处理步骤，用水浸润搓压处理后的苎麻韧皮，在60°C的温度下维持3min，苎麻韧皮和水质量之比为1∶3然后取出苎麻待冷却至室温。

经检测，韧皮杂质脱除率为苎麻韧皮总质量的3.22%，含杂菌量400cfu/g，松散度很好，柔软度较差。

实施例5，包括搓压处理步骤和湿热处理步骤；

搓压处理步骤，采用压麻机，对苎麻韧皮施加4×10⁵Pa的压强，进行3次搓压，每次搓压5秒，同时收集掉落麻皮、麻壳和表面灰分，苎麻韧皮经过处理后蜡质层破裂，苎麻纤维分散；

湿热处理步骤，用水浸润搓压处理后的苎麻韧皮，在100°C的温度下维持15min，苎麻韧皮和水质量之比为1∶15然后取出苎麻待冷却至室温。

经检测，韧皮杂质脱除率为苎麻韧皮总质量的4.42%，含杂菌量100cfu/g，松散度很好，柔软度较好。

实施例6，包括搓压处理步骤和湿热处理步骤；

搓压处理步骤，采用扎麻机，对苎麻韧皮施加2×10⁵Pa的压强，进行2次搓压，每次搓压2秒，同时收集掉落麻皮、麻壳和表面灰分；

湿热处理步骤，用水浸润搓压处理后的苎麻韧皮，在80°C的温度下维持10min，苎麻韧皮和水质量之比为1∶10然后取出苎麻待冷却至室温。

经检测，韧皮杂质脱除率为苎麻韧皮总质量的3.63%，含杂菌量400cfu/g，松散度很好，柔软度较好。

实施例7，包括搓压处理步骤、溶剂处理步骤和湿热处理步骤；

搓压处理步骤，采用扎麻机，对苎麻韧皮施加5×10⁴Pa的压强，进行1次搓压，搓压0.5秒，同时收集掉落麻皮、麻壳和表面灰分；

溶剂处理步骤，使用质量分数为15％的乙醇水溶液浸润搓压处理后的苎麻韧皮，在20°C温度下静置浸泡5min，苎麻韧皮和溶剂质量之比为1∶3；

湿热处理步骤，用水浸润溶剂处理后的苎麻韧皮，在60°C的温度下维持3min，苎麻韧皮和水质量之比为1∶3然后取出苎麻待冷却至室温。

经检测，韧皮杂质脱除率为苎麻韧皮总质量的5.76%，含杂菌量500cfu/g，松散度和柔软度很好。

实施例8，包括搓压处理步骤、溶剂处理步骤和湿热处理步骤；

搓压处理步骤，采用扎麻机，对苎麻韧皮施加4×10⁵Pa的压强，进行3次搓压，每次搓压5秒，同时收集掉落麻皮、麻壳和表面灰分；

溶剂处理步骤，使用质量分数为质量分数为50％的丙酮水溶液浸润搓压处理后的苎麻韧皮，在20°C温度下浸泡90min，苎麻韧皮和溶剂质量之比为1∶15，溶剂在浸泡30min、50min、70min时各循环一次，管道泵每次工作20min，；

湿热处理步骤，用水浸润溶剂处理后的苎麻韧皮，在100°C的温度下维持15min，苎麻韧皮和水质量之比为1∶15然后取出苎麻待冷却至室温。

经检测，韧皮杂质脱除率为苎麻韧皮总质量的6.32%，含杂菌量100cfu/g，松散度和柔软度很好。

实施例9，包括搓压处理步骤、溶剂处理步骤和湿热处理步骤；

搓压处理步骤，采用压麻机，对苎麻韧皮施加2×10⁵Pa的压强，进行2次搓压，每次搓压2秒，同时收集掉落麻皮、麻壳和表面灰分；

溶剂处理步骤，使用质量分数为质量分数为30％的乙醇水溶液浸润搓压处理后的苎麻韧皮，在30°C温度下浸泡30min，苎麻韧皮和溶剂质量之比为1∶10，溶剂在浸泡10min时循环一次，管道泵工作10min；

湿热处理步骤，用水浸润溶剂处理后的苎麻韧皮，在80°C的温度下维持15min，苎麻韧皮和水质量之比为1∶10然后取出苎麻待冷却至室温。

经检测，韧皮杂质脱除率为苎麻韧皮总质量的6.08%，含杂菌量400cfu/g，松散度和柔软度很好。作为对比，图1（a）表示未处理的苎麻韧皮原麻；图1（b）为经本实施例处理后的苎麻韧皮。

Claims (3)

1.一种生产苎麻精干麻的预处理方法，其特征在于：

其顺序包括搓压处理步骤和溶剂处理步骤；

所述搓压处理步骤，采用压麻机或扎麻机，对苎麻韧皮施加5×10⁴～4×10⁵ Pa的压强，进行1～3次搓压，每次搓压0.5～5秒，同时收集掉落麻皮、麻壳和表面灰分；

所述溶剂处理步骤，将搓压处理后的苎麻韧皮置于密封的处理罐，加溶剂至完全浸没，所述溶剂为质量百分比15%～50%的乙醇水溶液或者质量百分比15%～50%的丙酮水溶液，苎麻韧皮和溶剂质量之比为1∶3～1∶15；在20℃～40℃温度下浸泡5 min～90 min，浸泡时溶剂静置或在管道泵的作用下循环。

2.如权利要求1所述的预处理方法，其特征在于：

所述溶剂处理步骤之后增加湿热处理步骤；

所述湿热处理步骤，在60℃～100℃的温度下，用水浸润苎麻韧皮3 min～15 min，苎麻韧皮和水质量之比为1∶3～1∶15，取出后冷却至室温。

3.如权利要求1或2所述的预处理方法，其特征在于：

所述溶剂处理步骤，溶剂使用2～5批次后，经密封的管道过滤器过滤后除去固体残渣，滤液采用真空减压蒸馏回收有机溶剂备用，同时得到富含脂蜡质的浸膏副产品。

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