CN103074216B - 一种复合菌群及其在制备纺织纤维中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合菌群及用在制备纺织纤维中的应用。所述复合菌群包含保藏号为CGMCC No.5972的唐山莱茵默氏菌、保藏号为CGMCCNo.5973的鲁氏不动杆菌、保藏号为CGMCC No.5975的Wickerhamomyces anomalus。所述方法包含步骤：菌液的配置；原料处理；纤维的制备，其包含生物降解，蒸汽杀菌，纤维的获取，干燥、梳理。上述方法不污染环境，废液直接转化成有机肥料，达到零排放，零污染。生物处理过程对纤维能起到保护作用，与传统的化学方法相比，生产成本低，经济效益高。既节省能源又环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种纺织纤维，尤其涉及一种复合菌群及其在制备纺织纤维中的应用。
背景技术
近年来，随着石化资源的日益枯竭，麻类纤维因具有生态、环保等优良特性而备受消费者的钟爱，其需求在逐年增长，全球天然纤维每年增速8%。麻类纤维原料最大特点是纤维含量高，纤维细长有利于交织，强度好；纤维胞腔小、胞壁厚、壁腔比大；由于麻类纤维细胞腔细、纤维细故不透明度高。但其缺点是纤维不容易分丝帚化，使制成的织物透气度低。
现有技术中从麻原料中制备纤维，多通过化学方法，化学方法生产中产生的废液污染化境，破坏土地，污染空气，而且耗能高，耗电及用水量大。不符合国家节能减排政策。物质不能达到有效循环再利用。化学制剂无法从废液中分离，有机物与化学制剂混合在一起，有机物也无法得到再利用，造成大量损失。
因此，有必要开发生物制纤维技术，从根本上解决上述污染难题，节能减排，省水，降低生产成本且提高物质的使用率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的化学法制纤维的上述缺陷，提供一种新的制备纤维用生物菌。发明人通过长时间的筛选工作，获得了适合用于制备纤维的能够实现上述发明目的的生物菌。
具体地，本发明提供一种复合菌群，其包含保藏号为CGMCC No.5972的唐山莱茵默氏菌（Rheinheimera tangshanensis）、保藏号为CGMCC No.5973的鲁氏不动杆菌（Acinetobacter lwoffii）、保藏号为CGMCC No.5975的Wickerhamomyces anomalus（该Wickerhamomyces anomalus菌在麦芽汁液体培养基中25℃培养三天，细胞球形、卵形、腊肠形，大小为（4.8-14.4）×（3.6-7.2）μm，有沉淀形成。麦芽汁琼脂斜面25℃培养一个月，菌落奶酪状，乳白色，表面平滑，不反光，边缘根状。玉米粉琼脂Dalmau平板培养，产生假菌丝）。
所述的复合菌群能够用于制备纺织纤维。
本发明还提供一种制备纺织纤维的方法，其主要包含步骤：
1）菌液的配置：将上述的复合菌群按照下述质量比配置成复合菌水溶液，即为菌液：
唐山莱茵默氏菌：鲁氏不动杆菌：Wickerhamomyces anomalus为1-2:1-2:2-3；
2）原料处理：将麻类原料切成段，并将原料放入浸泡池中润胀；
3）纤维的制备，其包含步骤：
生物降解：将疏解后的原料浸泡到配置好的菌液内；
蒸汽杀菌：将上述生物降解后的原料从菌液中捞出、沥水，通入水蒸汽灭菌；
纤维的获取：将灭菌后的原料进行一段粗磨，成为纤维束；将上述一段粗磨进行二段细磨，使纤维束分散成单根纤维；筛选、过滤经过一段粗磨和二段细磨后的浆液中的纤维束，再次磨浆使其制成单根纤维；
干燥、梳理：将上述制得的纤维在温水中浸泡，然后烘干、梳理，用于制备纺织纤维。
其中，步骤1）中形成的菌液的密度为6×107个/ml菌以上。
其中，步骤2）中，所述的麻类原料为亚麻、苎麻、黄红麻或剑麻。所述的润胀时间为10-12h。
其中，步骤3）所述的生物降解温度保持在35-40℃，时间32-36小时。疏解后的原料与菌液的质量比为1:7-9。所述的蒸汽灭菌为常压水蒸汽灭菌10-30分钟。
进一步地，步骤2）中浸泡原料后的浸泡液经絮凝、沉淀，上清液回收再利用，沉淀物输入沼气池发酵产生沼气。
本发明提供的生物方法制备纤维的优点是：1）不污染环境：废液直接转化成有机肥料，达到零排放，零污染。2）生物方法对纤维能起到保护作用，与传统的化学方法相比，本方法能够将全纤维和半纤维都回收，因此提高了得率。3）生物方法在常压下进行降解，节能、减排、低碳。4）生产成本低，经济效益高。
本发明的副产品输送到沉淀池絮凝、沉淀，上清液返回二次利用，再作预浸液使用。絮凝物中含有丰富的多种有机物和N、P、K等植物营养素，絮凝物再与老菌液（多次降解原料粘稠菌液，也含有N、P、K、Fe及微量元素）混合，酸化，然后一同排入沼气发酵池中，生产沼气。将沼渣、沼液与粉碎的锅炉灰混合造粒，制成颗粒有机肥，最后出厂，实现零排放。
本发明通过提供上述的发明人经过长时间的创造劳动获得的生物菌，进一步完善了现有的制备纤维素的技术，降低了反应时间，提高了制得纤维的纯度和得率，使得该技术能在实际生产中大规模地推广应用。本发明应用生物菌在短时间内降解植物获得纤维，副产品二次转化成沼气，沼气供煤、气两用锅炉燃烧加热，节省用煤量。最后，沼渣制成有机肥料，形成了一个“物质有机转化”的经济循环新模式，达到无废物排放，也就是零排放。从根本上解决了现有技术中的化学制备纤维的污染难题。节能减排，省水，降低了生产成本，提高了物质的使用率。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的制备纺织纤维的流程图。
具体实施方式
实施例1菌液的配置
本发明中采用的生物菌已于2012年4月6日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC，北京市朝阳区北辰西路1号院3号）保藏，其包含保藏号为CGMCC No.5972的唐山莱茵默氏菌（Rheinheimera tangshanensis）、保藏号为CGMCC No.5973的鲁氏不动杆菌（Acinetobacter lwoffii）、保藏号为CGMCC No.5975的Wickerhamomycesanomalus。
将上述的复合菌群按照下述质量比配置成复合菌水溶液，即为菌液：
唐山莱茵默氏菌：鲁氏不动杆菌：Wickerhamomyces anomalus为1-2:1-2:2-3；形成的菌液的密度为6×107个/ml菌以上，备用。
实施例2从亚麻中制备纤维
以亚麻为原料，具体说明纤维的制备方法。复合菌群按照下述质量比进行配置：
唐山莱茵默氏菌：鲁氏不动杆菌：Wickerhamomyces anomalus为1:1:3。
具体请参照图1，纤维的制备方法的流程分为三个阶段：准备阶段、纤维工段和副产品工段。
（一）准备阶段：1、4
将收割回来的亚麻浸入浸泡仓或浸泡池中进行洗涤、冷浸，首先将原料外表泥土等杂物洗去，同时进行浸泡，水温为自然温度，时间以浸透、润胀为准，10-12小时。经多次浸泡后的液体浑浊后，进行絮凝、沉淀后上清液还可以再次使用。沉淀物输入沼气池发酵，生产沼气。
（二）纤维工段：6-12
6)生物降解：将疏解后的原料输入生物菌降解仓或罐中，浸泡在实施例1制备的菌液内，疏解后的原料与菌液的质量比为1:8，温度保持在35-40℃，时间32-36小时。在生物菌的条件下发生降解反应，发挥其专一作用。
7)蒸汽杀菌：原料预处理完成后，将原料从菌液中捞出、沥水，输入到蒸汽仓中，通入常压水蒸汽10-30分钟灭菌。下端将原料输入磨浆机。
8)纤维的获取：将灭菌后的原料进行一段粗磨，成为纤维束。
9）将上述一段粗磨进行二段细磨，使纤维束分散成单根纤维。
10）复筛：筛选、过滤经过一段粗磨和二段细磨后的浆液中的纤维束，再次磨浆使其制成单根纤维。
11)干燥、梳理：将上述制得的纤维在温水中浸泡，然后烘干，梳理，牵伸，使纤维进一步伸直平行。
12）制备纺织纤维：将上述获得的纤维采用进一步的工艺技术制备纺织纤维。
（三）副产品阶段：A-C
A、3中分离出的原料剩余物含有丰富的营养成分，发酵转化成牛、羊饲料。
B、4中经多次浸泡、洗涤的液体浑浊后，经絮凝、沉淀，上清液回收再利用，沉淀物输入沼气池发酵产生沼气，通入煤气两用锅炉做燃料，可起到节能降耗作用。
C、生物有机肥：经沼气池发酵后的沼渣、沼液是丰富的生物有机肥，液体作为农作物追肥和花卉营养液使用，固体造粒做基肥使用，均是绿色肥料。
获得的纤维的物理性能指标测定结果请详见表1。
实施例3从苎麻中制备纤维素
具体制备工艺同实施例2。不同之处在于，复合菌群按照下述质量比进行配置：
唐山莱茵默氏菌：鲁氏不动杆菌：Wickerhamomyces anomalus为1:2:2生物降解时，疏解后的原料与菌液的质量比为1:7。
获得的纤维的物理性能指标测定结果请详见表1。
实施例4从黄红麻中制备纤维素
具体制备工艺同实施例2。不同之处在于，复合菌群按照下述质量比进行配置：
唐山莱茵默氏菌：鲁氏不动杆菌：Wickerhamomyces anomalus为2:1:2；生物降解时，疏解后的原料与菌液的质量比为1:8.5。
获得的纤维的物理性能指标测定结果请详见表1。
实施例5从剑麻中制备纤维素
具体制备工艺同实施例2。不同之处在于，复合菌群按照下述质量比进行配置：
唐山莱茵默氏菌：鲁氏不动杆菌：Wickerhamomyces anomalus为1:2:3；生物降解时，疏解后的原料与菌液的质量比为1:9。
获得的纤维的物理性能指标测定结果请详见表1。
表1
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与改进，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。
Claims (4)
1.一种制备纺织纤维的方法，其特征在于，包含步骤：
1）菌液的配置：将保藏号为CGMCC No.5972的唐山莱茵默氏菌（Rheinheimera tangshanensis）、保藏号为CGMCC No.5973的鲁氏不动杆菌（Acinetobacter lwoffii）、保藏号为CGMCC No.5975的Wickerhamomyces anomalus按照下述质量比配置成复合菌水溶液，即为菌液：
唐山莱茵默氏菌：鲁氏不动杆菌：Wickerhamomyces anomalus为1-2:1-2:2-3，菌液的密度为6.0×107个/ml菌以上；
2）原料处理：将麻类原料切成段，并将原料放入浸泡池中润胀，其中所述的麻类原料为亚麻、苎麻、黄红麻或剑麻；
3）纤维的制备，其包含步骤：
生物降解：将疏解后的原料浸泡到配置好的菌液内，疏解后的原料与菌液的质量比为1:7-9，降解温度保持在35-40℃，时间32-36小时；
蒸汽杀菌：将上述生物降解后的原料从菌液中捞出、沥水，通入水蒸汽灭菌；
纤维的获取：将灭菌后的原料进行一段粗磨，成为纤维束；将上述一段粗磨进行二段细磨，使纤维束分散成单根纤维；筛选、过滤经过一段粗磨和二段细磨后的浆液中的纤维束，再次磨浆使其制成单根纤维；
干燥、梳理：将上述制得的纤维在温水中浸泡，然后烘干、梳理，用于制备纺织纤维。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）所述的润胀时间为10-12h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）所述的蒸汽灭菌为常压水蒸汽灭菌10-30分钟。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）中浸泡原料后 的浸泡液经絮凝、沉淀，上清液回收再利用，沉淀物输入沼气池发酵产生沼气。
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