CN104060473B - 一种处理废旧涤棉织物的酶溶液及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理废旧涤棉织物的酶溶液及工艺，所述酶溶液为白腐菌中的虫漆酶，过氧化氢酶和淀粉酶的混合液，所述酶溶液各组分的体积含量：虫漆酶占25～35份，过氧化氢酶占25～35份，淀粉酶占30～50份。所述酶溶液处理废旧涤棉织物的工艺，包括除垢、酶解、碱解、抽滤、棉纤回收、化纤回收，本发明利用酶法处理废旧混纺织物，适于颜色不统一的废旧混纺织物的回收，对后续反应有催化脱色作用并使衣物上的浆料和染料更容易松散下来，对涤棉混纺织物的单独回收具有重要的作用，该反应过程条件温和，溶剂无毒无害，反应时间短，效率高，有效的分离了不同成分纤维，回收的单一种类棉纤和化纤利用具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种处理废旧涤棉织物的酶溶液及工艺。
背景技术
旧纺织品的回收再利用是一项资源丰富、投资少、效益显著的新兴行业，它不仅可以缓解纺织行业资源短缺的现状，而且可以减少纺织品对环境造成的污染，具有很大的经济效益和社会效益，利国利民。
目前我国棉、羊毛、化学纤维等纺织原料50％以上依赖进口，资源严重不足。据有关方面测算，如果我国废旧纺织品综合利用率达到60％，每年可节约原油1880万吨，节约耕地1634万亩，占全年棉花耕地面积的近一半，极大地减少了我国纺织原料对外依存度。大量回收使用废旧纺织物，与原生材料的加工生产相比，还减少了对二氧化碳的排放，每吨旧衣服再生纤维等于节约用地8.33平方米，同时可减少劳动力、化肥、农药和物流费用的投入；一吨石油可生产涤纶、尼龙等化纤原料800千克，利用废旧化纤织物加工成再生化纤单体，不仅可以节约石油，还可节约其他化工原料的投入。而在废旧纺织品回收过程中能获得纯净的单一化纤和棉纤对废旧纺织品回收再利用价值很大。
废旧纺织品按照纤维组分划分，可以分为单一织物和混纺织物。一般单一纺织品的回收利用方法有：一是纯棉纺织品的再利用，即通过开棉工艺等物理方法，将废纯棉纺织品开松，用于低附加值产品；二是纯涤纶纺织品回收利用也是通过简单的是物理方法，通过团粒，再纺制成涤纶短纤维，但是强力低，常规规的纺织品无法再利用。或是化学方法，通过水解法、醇解法、超临界流体法等各种化学方法，将聚酯降解成单体或半酯，用作化工原材料或者涂料、粘合剂等。但是，占废旧纺织品比例最大的仍然是涤棉混纺纺织品，而不仅仅是单一成分的织物。由于混纺不易分离因此回收难度极大。
据报道，美国公司曾采用萘作溶剂，将涤棉混纺织物中的涤纶进行溶解，分离后再将涤纶化学降解实现利用。这种方法流程长，工艺复杂，溶剂挥发后会产生空气污染。我国有公司将废弃的同一颜色的纯涤纶服装剥除钮扣，拉链等，再去除非涤纶纤维，利用破碎机把纯涤纶处理，通过乙二醇解反应进行液相增粘，增粘后的熔体再进行精过滤，此过程需要挑选颜色一致的废旧衣物，且只针对涤纶纤维，产生了大量的人力成本，消耗大量人力物力和时间。我们在回收利用废旧混纺织物过程中，也利用碱解成功的分离出单一成分的棉纤维和对苯二甲酸成品，但过程中不同颜色的衣物，由于织物添加料、浆料和染料等的存在，对不同成分纤维的分离有一定的阻碍作用。
一般织物中浆料和织物添加剂增稠剂等质量占1～7％，而大多织物中染料、涂料等质量占0.5％～7％，由于染料、浆料存在，使织物比较致密不易后续工艺溶液的快速融入且有颜色的干扰。染料、浆料等一般是抗降解并且寿命很长。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种处理废旧涤棉织物的酶溶液及工艺，本发明具有工艺简单、环境友好、产物附加值较高，该过程减少了对衣物回收利用时的障碍，减少时间，实现了资源的再利用，成本低、效益高、节能环保的优点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种处理废旧涤棉织物的酶溶液，所述酶溶液为白腐菌中的虫漆酶，过氧化氢酶和淀粉酶的混合液，所述酶溶液各组分的体积含量：虫漆酶占25～35份，过氧化氢酶占25～35份，淀粉酶占30～50份。
利用上述酶溶液处理废旧涤棉织物的工艺，包括除垢、酶解、碱解、抽滤、棉纤回收、化纤回收，具体的步骤如下：
(1)除垢：将废旧涤棉织物加入浓度为2％～6％的碱液，于5～30℃水中超声0.5～3h后烘干，织物与碱液的质量比为1︰4～1︰20，所述碱液为NaOH溶液、KOH溶液或者是两者的混合溶液；将烘干的织物剪切成2～10cm布条。
(2)酶解：将步骤1)处理后的废旧涤棉织物中加入上述酶溶液，酶溶液的体积用量：废旧涤棉织物的质量为0.2～1:1，温度30～40℃，pH为6.5～7.5，酶解6～12h。
(3)碱解：将酶解后的织物甩干放入高压反应釜中，加入浓度为10％～80％的碱液，织物与加入的碱液之间的质量关系为0.5～1:1，所述碱液为NaOH溶液、KOH溶液或者是两者的混合溶液，预浸搅拌0.5h后，将高压反应釜的温度设定为100～130℃，高压反应0.5～6h；
(4)抽滤：碱解结束后将反应混合物进行抽滤，分别收集漏斗内不溶物及滤液组分；
(5)棉纤和化纤回收：用水清洗不溶物，不溶解的织物即为棉纤维，滤液中加入体积分数为5％的水，放置2～6h，过滤除去沉淀，将滤液酸析，甩干，烘干，得对苯二甲酸成品。
本发明的有益效果：
本发明利用酶法处理废旧混纺织物，适于颜色不统一的废旧混纺织物的回收，对后续反应有催化脱色作用并使衣物上的浆料和染料更容易松散下来，对涤棉混纺织物的单独回收具有重要的作用，该反应过程条件温和，溶剂无毒无害，反应时间短，效率高，有效的分离了不同成分纤维，回收的单一种类棉纤和化纤利用具有重要的意义。
针对染料、浆料等抗降解并且寿命很长，通过本发明酶溶液的处理，能使部分浆料等降解达到衣物开松的效果，并使染料浓度降低，实现一定的脱色作用。
在整个工艺过程中，不是采用独立酶，而是采用混合酶，主要是各种酶的作用有所不同，通过混合酶系的协同作用，可以提高染料的降解脱色能力。淀粉酶能够较容易地使浆料和织物添加剂增稠剂等退掉，对布料有一定的开松作用。而白腐菌中的虫漆酶对染料的脱色，特别是偶氮类染料脱色有一低的影响。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种处理废旧涤棉织物的酶溶液，所述酶溶液为白腐菌中的虫漆酶，过氧化氢酶和淀粉酶的混合液，所述酶溶液各组分的体积含量：虫漆酶占25份，过氧化氢酶占25份，淀粉酶占30份。
将从垃圾中捡到的废旧拖布用5％的NaOH溶液50～70℃水浴浸泡1.2～2.5h，废旧拖布与NaOH溶液质量比为1︰4，然后超声清洗1h，将衣物上的脏渍、污垢清洗一遍后，再用清水漂洗干净，将清洗完毕的拖布去水、烘干。
先将拖布剪成2cm布条，将布条加入上述酶溶液进行酶解处理，酶溶液的体积与布条的质量比为0.2：1，温度35℃，pH为7时，酶解6h。
称酶解后的布料20g加入到大烧杯中，加入40g质量浓度为10％的NaOH，再加入100mL水，充分混合后放置于高压反应釜中，设置高压反应釜的温度为121℃，反应2h，开启高压反应釜工作按钮。
反应结束后，待高压反应釜压强降下来，关闭电源。放气后，打开反应釜，取出烧杯。将烧杯中的混合物进行抽滤，然后用清水漂洗抽滤后的不溶物，不溶物为棉纤维。
滤液加少量水，放置6h，析出部分沉淀过滤除去沉淀，此为不溶解的衣物浆料及染料。用酸液中和剩余溶液，得到化纤沉淀，过滤烘干得纯净的对苯二甲酸产品。
实施例2
一种处理废旧涤棉织物的酶溶液，所述酶溶液为白腐菌中的虫漆酶，过氧化氢酶和淀粉酶的混合液，所述酶溶液各组分的体积含量：虫漆酶占25份，过氧化氢酶占25份，淀粉酶占30份。
一种酶溶液处理废旧涤棉织物的工艺，包括除垢、酶解、碱解、抽滤、棉纤回收、化纤回收，具体的步骤如下：
(1)除垢：将废旧涤棉织物加入质量浓度为2％的碱液，于5℃水中超声0.5h后烘干，织物与碱液的质量比为1︰20，所述碱液为KOH溶液，将烘干的织物剪切成10cm布条。
(2)酶解：将步骤1)处理后的废旧涤棉织物中加入上述酶溶液，酶溶液的体积用量：废旧涤棉织物的质量为0.2:1，温度30℃，pH为6.5，酶解6h。
(3)碱解：将酶解后的织物甩干放入高压反应釜中，加入质量浓度为10％的KOH溶液，织物与加入的KOH溶液之间的质量关系为0.5:1，预浸搅拌0.5h后，将高压反应釜的温度设定为100℃，高压反应0.5h；
(4)抽滤：碱解结束后将反应混合物进行抽滤，分别收集漏斗内不溶物及滤液组分；
(5)棉纤和化纤回收：用水清洗不溶物，不溶解的织物即为棉纤维，滤液中加入体积分数为5％的水，放置2h，过滤除去沉淀，将滤液酸析，甩干，烘干，得对苯二甲酸成品。
实施例3
一种处理废旧涤棉织物的酶溶液，所述酶溶液为白腐菌中的虫漆酶，过氧化氢酶和淀粉酶的混合液，所述酶溶液各组分的体积含量：虫漆酶占25份，过氧化氢酶占25份，淀粉酶占30份。
利用上述酶溶液处理废旧涤棉织物的工艺，包括除垢、酶解、碱解、抽滤、棉纤回收、化纤回收，具体的步骤如下：
(1)除垢：将废旧涤棉织物加入质量浓度为6％的碱液，于30℃水中超声3h后烘干，织物与碱液的质量比为1︰20，所述碱液为NaOH溶液；将烘干的织物剪切成10cm布条。
(2)酶解：将步骤1)处理后的废旧涤棉织物中加入上述酶溶液，酶溶液的体积用量：废旧涤棉织物的质量为1:1，温度40℃，pH为7.5，酶解12h。
(3)碱解：将酶解后的织物甩干放入高压反应釜中，加入质量浓度为80％的碱液，织物与加入的碱液之间的质量关系为1:1，所述碱液为NaOH溶液预浸搅拌0.5h后，将高压反应釜的温度设定为130℃，高压反应6h；
(4)抽滤：碱解结束后将反应混合物进行抽滤，分别收集漏斗内不溶物及滤液组分；
(5)棉纤和化纤回收：用水清洗不溶物，不溶解的织物即为棉纤维，滤液中加入体积分数为5％的水，放置6h，过滤除去沉淀，将滤液酸析，甩干，烘干，得对苯二甲酸成品。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (6)
1.一种处理废旧涤棉织物的酶溶液，其特征在于，所述酶溶液为白腐菌中的虫漆酶，过氧化氢酶和淀粉酶的混合液，所述酶溶液各组分的体积含量：虫漆酶占25～35份，过氧化氢酶占25～35份，淀粉酶占30～50份。
2.如权利要求1所述酶溶液处理废旧涤棉织物的工艺，其特征在于，包括除垢、酶解、碱解、抽滤、棉纤回收、化纤回收，具体的步骤如下：
(1)除垢：将废旧涤棉织物加入浓度为2％～6％的碱液，于5～30℃水中超声0.5～3h后烘干，织物与碱液的质量比为1︰4～1︰20，所述碱液为NaOH溶液、KOH溶液或者是两者的混合溶液；
(2)酶解：将步骤(1)处理后的废旧涤棉织物中加入上述酶溶液，酶溶液的体积用量：废旧涤棉织物的质量为0.2～1:1，温度30～40℃，pH为6.5～7.5，酶解6～12h。
(3)碱解：将酶解后的织物甩干放入高压反应釜中，加入浓度为10％～80％的碱液，织物与加入的碱液之间的质量关系为0.5～1:1，所述碱液为NaOH溶液、KOH溶液或者是两者的混合溶液，预浸搅拌0.5h后，将高压反应釜的温度设定为100～130℃，高压反应0.5～6h；
(4)抽滤：碱解结束后将反应混合物进行抽滤，分别收集漏斗内不溶物及滤液组分；
(5)棉纤和化纤回收：用水清洗不溶物，不溶解的织物即为棉纤维，滤液中加入体积分数为5％的水，放置2～6h，过滤除去沉淀，将滤液酸析，甩干，烘干，得对苯二甲酸成品。
3.如权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述步骤(1)中将烘干的织物剪切成2～10cm布条。
4.如权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述步骤(1)将废旧涤棉织物加入浓度为2％～6％的碱液后，用50～70℃水浴浸泡1.2～2.5h。
5.如权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述步骤(2)温度35℃，pH为7。
6.如权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述步骤(3)将高压反应釜的温度设定为121℃，高压反应2h。
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