CN102899906B - 一种绢纺精练除油用生物制剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绢纺精练除油用生物制剂，其组分及质量配比为5-15份菌株粉剂，5-15份脂肪酶，70-90份填料；其中，菌株包括蜡状芽孢杆菌，放线菌A2016和荧光假单胞杆菌；脂肪酶为解脂假丝酵母胞外脂肪酶，洋葱假单胞菌脂肪酶，UN-503碱性脂肪酶；填料为玉米杆粉、棉籽壳粉、木屑、豆饼粉中的任意一种或任意组合。本发明还公开了绢纺精练除油用生物制剂的制备方法及其应用。本发明绢纺精练除油用生物制剂对绢纺原料的除油率高，不损伤蚕丝纤维，精练后废水无有害物质，对环境无污染。

Description

一种绢纺精练除油用生物制剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种绢纺精练除油用生物制剂及其制备方法，属纺织原料初加工技术领域。

背景技术

绢纺原料来自养蚕制种、缫丝、织绸工业的下脚料，包括茧类，长吐，滞头等，其含胶多，含油高，蜡质、无机物、污物等杂质多。绢纺原料的精练是除去部分丝胶、极大部分油脂和杂质，打开纤维的胶着点，使丝纤维柔软、蓬松、光洁、有弹性，以利于梳纺。绢纺原料精练效果的好坏直接关系到绢纺的产量、质量和成本，影响企业的经济效益。

目前，绢纺行业主要采用的精练工艺有：皂碱多次练，生物酶制剂，腐化练法。

传统的皂碱法是利用纯碱、丝光皂等化学药品达到除油目的，其除油时间短，单次可处理的原料量大。但是，该工艺精练条件十分剧烈，需消耗大量的酸来中和，并用大量的水冲洗，致使丝纤维损伤，强度下降。此外，皂碱法耗用大量化学品和水资源，造成废液中BOD、COD和盐含量高，污染环境。

生物酶法是利用多种酶制剂的油脂分解功能促进脱油，其优点是作用温和，对环境污染较小，但酶制剂的弊端在于售价高且作用范围较窄，且当反应体系不适宜时，酶制剂的除油作用效果会受到较大的抑制。

腐化练法利用自然形成的微生物体系进行发酵脱油，微生物经长期富集驯化而具有高效的油脂分解功能。然而，车间腐化液是自发形成的混菌体系，仅部分菌株具有除油功能，大部分杂菌产生硫化氢、氨气和二氧化碳等有害气体，既损伤丝素又污染环境。由于腐化液组成成分复杂，易受环境条件的影响，发酵过程不易控制，产品质量难以稳定，故生物除油的优势未能在实际生产中发挥作用。

发明内容

本发明目的是为了解决现有绢纺精练方法污染严重，效果不稳定，车间环境恶劣的问题，提供一种能高效除油，自动化程度高，可控性强，不损伤蚕丝纤维，对环境无污染的生物除油制剂及其制备方法和用途。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种绢纺精练除油用生物制剂，其含有的组分及质量配比包括：5-15份菌株粉剂，5-15份脂肪酶，70-90份填料；

其中，所述菌株包括蜡状芽孢杆菌，放线菌A2016和荧光假单胞杆菌。所述脂肪酶为解脂假丝酵母胞外脂肪酶，洋葱假单胞菌脂肪酶，UN-503碱性脂肪酶中的任意一种或任意组合。所述填料为玉米杆粉、棉籽壳粉、木屑、豆饼粉中的任意一种或任意组合。

本发明还提供了上述绢纺精练除油用生物制剂的制备方法，具体步骤为：

第一步：将蜡状芽孢杆菌，放线菌A2016和荧光假单胞杆菌菌种经恒温摇床和发酵罐扩大培养，培养的发酵终点为活菌数大于10亿个/ml，得到菌种发酵液；

第二步：将所述菌种发酵液离心得到菌泥，与冷冻干燥剂混合均匀，经-45℃至-20℃真空低温干燥，得到菌株粉剂；

其中，冷冻干燥保护剂为蔗糖，海藻糖，谷氨酸钠，L-半胱氨酸中的任意一种或任意组合；

第三步：将所述蜡状芽孢杆菌，放线菌A2016和荧光假单胞杆菌的菌株粉剂混合后加入脂肪酶、填料，经粉碎后充分搅拌混合均匀，于铝塑袋中密封。

其中，所述离心转速为5000-8000r/min。

所述蜡状芽孢杆菌，放线菌A2016和荧光假单胞杆菌的菌株粉剂的混合比例为1∶1∶1-3∶2∶1。

本发明还提供了上述绢纺除油用生物制剂在绢纺精练除油中的应用。本发明生物制剂用于绢纺原料除油时，绢纺原料与生物制剂质量比例为100∶1-250∶1，精练缸浴比(即精练缸绢纺原料与精练用水量比例)为1∶35-1∶45，每1吨水中加入0.9-1.1千克表面活性剂，水温38℃-42℃，pH6-8，处理时间20-40小时。

其中，所述表面活性剂为AEO-9，Tween80，Tween20中的任意一种或任意组合。

本发明中采用的菌株具有除油功能，其在自然代谢过程中脂肪酶产量高且稳定。然而，由于脂肪酶具有底物作用专一性，即一种脂肪酶仅能分解一类油脂，故除油菌株中任一一种菌株无法分解绢纺原料中所有种类的油脂。同时，产不同脂肪酶菌株所产生的代谢产物可能会相互抑制生长。本发明生物制剂在对绢纺原料进行除油的过程中，复合菌株粉剂不但保持了各菌株产脂肪酶能力且避免了互相影响生长，各菌株粉剂除油过程中的代谢产物相互互补，极大地提高了除油效果。本发明的绢纺精练除油用生物制剂能够分解绢纺原料大部分油脂，使精炼后的原料符合后续加工的标准，并且经处理后的原料仍保持优良的纤维结构，处理后的废水不会对环境造成污染。

与现有方法相比，本发明具有以下有益效果：

本发明绢纺精练除油用生物制剂为含高纯度活性菌的复合制剂，同时包含极具油脂分解能力的菌株，脂肪酶以及除油用时所需的培养物质。利用本发明生物制剂处理绢纺原料的除油工艺操作简单；除油用时温度、PH等条件易于控制，精练成品质量稳定。

本发明绢纺精练除油用生物制剂用于生产时无需高温高碱配合，不损伤丝纤维，使绢丝保持固有的色泽和手感，极大程度地提高了绢纺原料的综合利用率。

本发明绢纺精练除油用生物制剂的制备周期短，操作简易：从菌株培养到制剂的生产全过程仅需要4-8天；生产成本低，所使用的设备为工业发酵基础设备：种子培养及发酵扩大培养所需原料豆饼粉，牛肉膏蛋白胨等来源丰富，价格低廉。因此，本发明绢纺精练除油用生物制剂的制备方法适合于大规模工业生产，具有良好的应用价值。

本发明绢纺精练除油用生物制剂中，筛选出几种高效除油菌种制成高纯度微生物复合制剂应用于绢纺除油。本发明绢纺除油用生物制剂利用菌株自然代谢产物脂肪酶，分解油脂为生物代谢过程，不损伤丝纤维，精练后废水不含有毒害物质，经简单处理即可达到国家排放标准，可降低精练工厂的能源耗费，节约精练生产成本。同时，本发明的应用过程可避免传统腐化练法中大量杂菌污染的问题，保证工厂生产车间良好的环境。

附图说明

图1所示为本发明绢纺精练除油用生物制剂的应用实验结果示意图；其中，图1(a)为除油前原料，图1(b)为经皂碱法处理的结果，图1(c)为经本发明除油用生物制剂处理的结果。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。

实施例1

本实施例中绢纺精练除油用生物制剂的制备方法，包括以下步骤：

1.菌株接种至溶菌肉汤液体培养瓶中，放置于恒温摇床上，37℃，150r/min条件下培养12小时，得到种子液。

2.将种子液按比例6％(体积比)接种于1.5％豆饼粉液体培养基中，在37℃条件下培养84小时，当培养发酵的活菌数大于10亿个/ml时，得到菌株发酵液。

3.将菌株发酵液以5500r/min离心8分钟，弃掉上清，收集湿菌体即为菌泥；将菌泥与冷冻干燥剂混合，冷冻干燥剂的组分及比例为10％海藻糖、8％蔗糖、1％L-半胱氨酸、1％谷氨酸钠。混合均匀后在无菌条件下利用真空冻干机于-45℃冷冻干燥至水分为5％，得到菌株粉剂。其中，上述步骤中合适的离心转速范围为5000-8000r/min，离心5-20分钟。真空低温干燥合适的温度范围是-45℃至-20℃。所得到的菌株粉剂的水分含量为5％-8％即可。

4.将蜡状芽孢杆菌，放线菌A2016和荧光假单胞杆菌三种菌株分别按照上述1-3步制备的菌株粉剂按比例为3∶1∶1混合，加入玉米杆粉、木屑、洋葱假单胞菌脂肪酶、UN-503碱性脂肪酶，经粉碎后充分搅拌，混合均匀，于密封铝带中保存，得到绢纺精练除油用生物制剂。其中，所用菌种购自中国工业微生物菌种保藏管理中心。

本实施例所制备的绢纺精练除油用生物制剂，其组分及质量配比为：

菌株粉剂12份

玉米杆粉60份

木屑15份

洋葱假单胞菌脂肪酶8份

UN-503碱性脂肪酶5份。

本实施例中蜡状芽孢杆菌，放线菌A2016和荧光假单胞杆菌的混合比例为3∶1∶1。本发明适用的混合比例范围是1∶1∶1-3∶2∶1。

本实施例中的脂肪酶组合采用洋葱假单胞菌脂肪酶、UN-503碱性脂肪酶。本方法适用的脂肪酶可以是解脂假丝酵母胞外脂肪酶，洋葱假单胞菌脂肪酶，UN-503碱性脂肪酶中的任意一种或任意组合。

本实施例中组合采用玉米杆粉和木屑作为填料。本方法适用的填料可以是玉米杆粉、棉籽壳粉、木屑中的任意一种或任意组合。

实施例2

本实施例中绢纺精练除油用生物制剂的制备方法，包括以下步骤：

1.菌株接种至溶菌肉汤液体培养瓶中，38℃振荡培养16小时，进行菌株形态学及纯度检查。将检定合格的种子液按比例6％(体积比)接种于含有2％牛肉膏、1％麦芽糖的液体培养基中，37℃发酵培养96小时，得到菌株发酵液。

3.将菌株发酵液以8000r/min离心5分钟，弃掉上清，收集湿菌体即为菌泥；将菌泥按1∶1的比例与灭菌的无水氯化钙混合并搅拌均匀，加入5％蔗糖干燥至含水量为7％，研磨成干粉得到菌株粉剂。混合均匀后在无菌条件经真空冻干机-5℃冷冻干燥至水分为5％，即为菌株粉剂。所制得的粉剂与实例1中粉剂经检测活菌数目均大于10⁹/g，均可在常温条件下保存。

4.将蜡状芽孢杆菌，放线菌A2016和荧光假单胞杆菌三种菌株分别按照上述1-3步制备的菌株粉剂按比例2∶2∶1混合，加入豆饼粉、玉米杆粉、棉籽壳粉、解脂假丝酵母胞外脂肪酶，经粉碎后充分搅拌，混合均匀，得到绢纺精练除油用生物制剂。

经充分搅拌并混合均匀，得到绢纺精练除油用生物制剂。

本实施例所制备的绢纺精练除油用生物制剂，其组分及质量配比为：

菌株粉剂15份

豆饼粉30

玉米杆粉30份

棉籽壳粉10份

解脂假丝酵母胞外脂肪酶15份。

实施例3

本实施例制备条件、过程与实施例1基本相同。其中，本实施例中摇床培养转速为220r/min。

本实施例制备得到的绢纺精练除油用生物制剂，其含有的组分及质量配比为：

菌株粉剂10份

蜡状芽孢杆菌，放线菌A2016和荧光假单胞杆菌三种菌株粉剂比例为3∶1∶1

玉米杆粉50份

木屑25份

洋葱假单胞菌脂肪酶5份

UN-503碱性脂肪酶10份。

实施例4

本实施例制备条件、过程与实施例2基本相同。其中，菌泥与灭菌氯化钙1∶1的比例混合均匀，加入8％蔗糖作为保护剂，-10℃低温干燥至水分为8％。

本实施例制备得到的绢纺精练除油用生物制剂，其含有的组分及质量配比：

菌株粉剂14份

豆饼粉40份

玉米杆粉20份

棉籽壳粉10份

解脂假丝酵母胞外脂肪酶16份。

本实施例中，蜡状芽孢杆菌，放线菌A2016，荧光假单胞杆菌三种菌株粉剂的混合比例为2∶1∶1。

上述各实施例1-4制备的绢纺精练的除油用生物制剂中，均含有为5-15份菌株粉剂，5-15份脂肪酶，70-90份植物填料。

本发明中，菌株通过牛肉膏蛋白胨、三丁酸甘油酯双层培养基分离获得。该菌株在普通溶菌肉汤培养基上均可以培养，在18℃-40℃培养温度下均能良好生长。上述各实施例中的菌种在恒温摇床和发酵扩大培养时所使用的培养基原料物质，也可用其他适宜蜡状芽孢杆菌，放线菌A2016，荧光假单胞杆菌的其他现有原料进行替代，均属于本发明所保护的范围。

实施例5

本实施例举例说明本发明绢纺精练除油用生物制剂的使用方法，包括以下步骤：

绢纺原料长吐100千克放入精练缸中，精练缸浴比(即绢纺原料与精练用水量比例)为1∶40；加入实施例1中制备的绢纺精练除油用生物制剂1千克，加入4千克表面活性剂AEO-9，在水温40℃，pH7的条件下处理36小时。

将本发明生物制剂用于绢纺原料除油时，合适的应用条件包括如下，原料与制剂比例为100∶1-250∶1，精练缸浴比为1∶35-1∶45，每1吨水中加入0.9-1.1千克表面活性剂，水温38℃-42℃，pH6-8，原料处理时间20-40小时，本发明生物制剂将对绢纺原料取得良好的除油效果。其中，表面活性剂可以是AEO-9，Tween80，Tween20中的任意一种或任意组合。

对处理后绢纺原料进行质量检验，原料残油率测定采用索氏抽提法，溶剂为石油醚，回流15次。目测手感及残油率测试结果，如下表所示：

根据以上实验结果可见，经本发明除油用生物制剂处理后，绢纺原料中的残油率明显下降，同时，脱油效果也显著优于经传统皂碱法处理的结果。

如图1所示，根据电子显微镜下检测结果显示，未经处理的原料表面有较多杂质，经过皂碱法处理丝纤维表面油脂可去除，但较为粗糙，说明丝纤维收到损伤。而使用本发明绢纺精练除油生物制剂处理后，丝纤维表面均匀，洁净光滑。

将实施例2-4制备的绢纺精练除油用生物制剂用于上述除油实验，均能得到显著良好的除油效果。

实施例6

绢纺原料有蛹茧类50千克，预先除去蚕蛹后放入精练缸中，绢纺原料与精练用水量比例为1∶50；加入实施例2中制备的绢纺精练除油用微生物制剂0.4千克加入2.5千克表面活性剂SDS，在水温40℃，pH7的条件下处理40小时。

检验对处理后绢纺原料质量，原料残油率测定采用索氏抽提法，溶剂为石油醚，回流15次。检验结果：残油率0.48％。

将实施例1、3-4制备的绢纺精练除油用生物制剂用于上述除油实验，均能得到显著良好的除油效果。

实施例5、6中，本发明除油用生物制剂对不同绢纺原料具有较好的除油效果，成品质量有明显的改善，其强力和色泽得到提高。本发明绢纺精练除油用生物制剂均含有为5-15份菌株粉剂，5-15份脂肪酶，70-90份填料，在实际应用时可对具体比例进行调整，均能取得对原料理想的除油效果。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (8)

1.一种绢纺精练除油用生物制剂，其特征在于，其组分及质量配比为：5-15份菌株粉剂，

5-15份脂肪酶，70-90份填料；

其中，所述菌株为蜡状芽孢杆菌，放线菌A2016和荧光假单胞杆菌；所述脂肪酶为解脂假丝酵母胞外脂肪酶，洋葱假单胞菌脂肪酶，UN-503碱性脂肪酶中的任意一种或任意组合；所述填料为玉米杆粉、棉籽壳粉、木屑、豆饼粉中的任意一种或任意组合。

2.根据权利要求1所述的绢纺精练除油用生物制剂，其特征在于，所述蜡状芽孢杆菌，放线菌A2016和荧光假单胞杆菌的菌株粉剂的混合比例为1：1：1-3：2：1。

3.权利要求1所述的绢纺精练除油用生物制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：将蜡状芽孢杆菌，放线菌A2016和荧光假单胞杆菌菌种经恒温摇床和发酵罐扩大培养，培养的发酵终点为活菌数大于10亿个/ml，得到菌种发酵液；

第二步：将所述菌种发酵液离心得到菌泥，与冷冻干燥剂混合均匀，经真空低温干燥，得到菌株粉剂；

其中，所述冷冻干燥保护剂为蔗糖，海藻糖，谷氨酸钠，L-半胱氨酸中的任意一种或任意组合；

第三步：将所述蜡状芽孢杆菌，放线菌A2016和荧光假单胞杆菌的菌株粉剂混合,加入脂肪酶、填料经粉碎后充分搅拌混合均匀，于铝塑袋中密封。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述离心转速为5000-8000r/min。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述蜡状芽孢杆菌，放线菌A2016和荧光假单胞杆菌的菌株粉剂的混合比例为1：1：1-3：2：1。

6.权利要求1所述的绢纺精练除油用生物制剂在绢纺精练除油中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，绢纺原料与绢纺精练除油用生物制剂质量比例为100：1-250：1，精练缸浴比为1：35-1：45，每1吨水中加入0.9-1.1千克表面活性剂，水温38℃-42℃，pH6-8，处理时间20-40小时。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述表面活性剂为AEO-9，Tween80，Tween20中的任意一种或任意组合。