CN104726969A - 一种亚麻下脚料加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种亚麻下脚料加工工艺，包括生物处理工艺和纤维精细化处理工序，所述生物处理工艺包括生物酶前处理和生物处理，所述生物酶前处理包括装料—加水升温—加酶—保温—浸泡，所述生物处理包括酶处理—氧漂—萃取—中和洗—柔软洗—出料；经生物技术处理后的麻纤维，再进行纤维精细化处理，所述纤维精细化处理采用毛纺—半精纺工艺。本发明生物技术处理亚麻一粗、二粗，可实现低耗、低压、低排放和高品质、高效率，显著提高亚麻资源的利用率，缓解麻纺工业原料的短缺。处理后的亚麻纤维可以直接和各种高档纤维混纺，可广泛用于服装面料、床上用品、扩大了亚麻制品应用领域。

Description

一种亚麻下脚料加工工艺

技术领域

本发明涉及一种亚麻下脚料(二粗)生物加工工艺，属资源与环境技术领域。

背景技术

亚麻纤维是一种性能优异的天然纤维素纤维，具有吸湿性好、散热快、耐摩擦、导电性小、吸尘率低、抑菌保健等独特优点，其产品具有良好的服用性能和外观风格，颇受国内外市场和消费者的青睐。在国外，意大利、英国、比利时等国家，亚麻纤维的利用更是处于领先地位。但是，对下脚料的利用却不被重视，特别是上世纪90年代后由于环境污染问题，他们多对亚麻下脚料(一粗、二粗)经过简单的清弹处理后，出售给发展中国家。我国也是主要进口国家之一。我国苎麻和亚麻的种植居世界首位，但是随着亚麻纺织产品出口及国内纺织市场需求的增大，亚麻纤维纺织原料短缺尤为突出。所以如何充分利用亚麻资源，对亚麻下脚料的开发利用就成为行业中的热点。当前，由于亚麻一粗、二粗是未经过脱胶除杂，含有大量的纤维共生物和麻皮、麻屑等杂质的下脚料，传统的生物处理技术环境污染严重，纤维损伤大，制成率低，水电浪费巨大，传统的亚麻初加工脱胶工艺落后，环境污染严重，纤维质量偏低。为此，开展生物脱胶技术及配套设备的研究，降低麻类加工过程的环境污染，提高纤维的制成率和品质，是本行业亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种利用生物加工技术对亚麻下脚料(一粗、二粗)进行棉型精细化纤维处理的工艺。

为解决这一技术问题，本发明提供了一种亚麻下脚料加工工艺，包括生物处理工艺和纤维精细化处理工序，所述生物处理工艺包括生物酶前处理和生物处理，所述生物酶前处理包括装料—加水升温至55℃—加酶—保温—浸泡至少6小时，所述生物处理包括酶处理—氧漂—萃取—中和洗—柔软洗—出料，其中“酶处理—氧漂—萃取”即实现“一浴三步”，浴比为1﹕10；所述“一浴三步”为常温15℃-20℃—加水升温配液—酶处理55℃至3小时—升温配液—90℃漂白萃取2小时—放水经污水处理后排放；经生物技术处理后的麻纤维，再进行纤维精细化处理，所述纤维精细化处理采用毛纺-半精纺工艺，即和毛机开松除杂、除尘二遍—喂毛机开送输送—凝棉箱喂入—梳理—并条—复梳。

所述生物处理的氧漂和萃取采用低碱、低温工艺，即氧漂液NaOH用量1.5g/L、pH 10.5，萃取NaOH用量2.5g/L、pH 11-12；温度为85℃。

所述生物处理的工艺设备配置为：

煮炼机(主机)一台；

辅机：脱水、烘干、开松、自制行吊一台；

主机：容量50kg(最小型)；

控制：CPU单片机控制，人机对话，设置工艺程序；

空压机：1.5兆帕；

变频器调速电机：11kw；

加热形式：电加热(省去锅炉，不用汽源)。

所述主机配有两只料笼。

所述纤维精细化处理工序采用羊毛开松的方式，采用两遍开松，高密针布分梳，降低锡林转速(不大于320r/min)，具体设备选用及工艺参数为：

和毛机:B262,工艺原则：三辊直钉打手，风机管道输送到储棉室，下落时用垂直打手开松；

喂毛机：FB001，工艺原则：喂入前开松，匀整；

梳毛机：A186F-3101,(FB201)；

锡林针布：AC2030*01540；

针布密度：1072针/吋²；

盖板与锡林隔距：8/1000—10/1000；

速度：320r/min。

所述污水处理包括：污水经第一沉淀池沉淀后，给予絮凝剂加药，再入第二沉淀池沉淀，沉淀后的泥浆经离心脱水后回收，沉淀后的液体经多介质过滤，再经活性炭过滤达无废气废水排放或回用。

有益效果：本发明生物技术处理亚麻一粗、二粗，可实现低耗、低压、低排放和高品质、高效率，显著提高亚麻资源的利用率，缓解麻纺工业原料的短缺。处理后的亚麻纤维可以直接和各种高档纤维(彩棉、羊毛、羊绒、真丝、天丝等)混纺，可广泛用于服装面料、床上用品、扩大了亚麻制品应用领域。对亚麻资源充分利用，提高经济效益具有积极的意义。

附图说明

图1为本发明一浴三步法工艺路线图；

图2为三浴三步法工艺路线图；

图3为本发明污水处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做具体描述。

亚麻二粗纤维是精干麻打成的过程中的落物，经轻弹处理后形成的其品质较差；另外就是在精干麻的梳理过程中的落物称为“机落”，亦属下脚料的品种，品质较好。这两种下脚料都有亚麻共生物，果胶皮质木质素，半纤维素，灰粉等，若要取得较优质的麻纤维，一是要分解果胶达到较高的分裂度，二是要采用氧漂萃取的方法将木质素，半纤维素等氧化去除，这样就产生了一对矛盾，即：既要纤维保证充分的分裂度，又要保护纤维的强力不受损伤，从而保证纤维的综合工艺性能，本发明的亚麻下脚料加工工艺，包括生物处理工艺和纤维精细化处理工序。

本发明生物处理工艺根据工艺要求涉及的设备选型配置：

主机(煮炼机)；容量50kg，CPU单片机控制，变频器，给排水，电加热，温度控制等功能，可有效的实现人机对话，设定工艺程序满足工艺要求，设备虽小，但自动化程度却是先进的。

煮炼机(主机)一台，所述主机配有两只料笼；

辅机：脱水、烘干、开松、自制行吊一台；

主机：容量50kg(最小型)；

控制：CPU单片机控制，人机对话，设置工艺程序；

空压机：1.5兆帕；

变频器调速电机：11kw；

加热形式：电加热(省去锅炉，不用汽源)。

所述生物处理工艺包括生物酶前处理和生物处理。

所述生物酶前处理是温和安全的，为了充分发挥生物酶对果胶的分解作用，采用加温55℃后延长浸泡时间，取得较好的效果。由于主机配有两只料笼，一备一用，故延长浸泡时间不占用主机的运行。

生物酶前处理的工艺路线包括：

装料—加水升温至55℃—加酶—保温—浸泡至少6小时。

由于生物酶的特性在30-55℃时活性最高，随时间的延长对果胶的分解越充分，生物酶充分发挥了作用，所以采用浸泡保温时间延长对脱胶有利，而对纤维无任何损伤。

所述生物处理的工艺路线包括：酶处理—氧漂—萃取—中和洗—柔软洗—出料。

所述生物处理的创新点在于：低温、低碱、“一浴三步”法：

所述低温、低碱是指氧漂萃取如何保护纤维不受损伤，又能达到较高的分裂度的工艺设置；

所述低碱：氧漂液NaOH用量1.5g/L、pH 10.5；

萃取NaOH用量2.5g/L、pH 11-12；

(传统工艺用量每步5-10g/L)

所述低温：采用低温氧漂稳定剂：1％；温度85℃(传统工艺，氧漂温度90-100℃)

随着烧碱的用量增加虽然对去除亚麻纤维的共生物有一定作用，但对纤维的损伤是无法弥补的：短绒增加，强力下降，破坏了其纺纱性能，也对环境造成污染。因此采用低碱法是在生物酶充分发挥脱胶作用后才得以实现，有利而无害。氧漂萃取降温10度，可节电、省时，按40kW计算，10度的升温时间为10分钟，可节电6.5kW。

采用上述低温、低碱工艺可保护纤维不受损伤，提高了制成率，实现了纤维较高的分裂度，减少了化学助剂的用量，节能减排，取得了良好的效果，是本发明的重要突破。

所述“一浴三步”为生物技术处理亚麻二粗的工艺流程中所见“三浴三步法”：“酶处理—氧漂萃取—热洗—中和洗—柔软洗—出料”中前三步并做“一浴三步”，即酶处理的水升温直接氧漂，氧漂后保温热洗萃取，即“酶处理—氧漂—萃取”即实现了“一浴三步”，浴比为1﹕10。

本发明“一浴三步法”与传统的“三浴三步法”两种工艺曲线的对比：

图1所示为本发明一浴三步法工艺路线图:

所述“一浴三步法”包括：常温15℃-20℃—加水升温配液—酶处理55℃至3小时—升温配液—90℃漂白萃取2小时—放水经污水处理后排放。

图2所示为三浴三步法工艺路线图。

所述“三浴三步法”包括：常温—加水升温配液—酶处理55℃至3小时—放水—加水—加水升温配液—1小时95℃热煮萃取—放水—加水升温—1小时95℃氧漂—放水—加水升温—1小时95℃复漂—放水。

“一浴三步”与“三浴三步”耗能、效果对比见下表：(每100kg原料)

对比分析如下：

(1)采用一浴三步法，温度是从常温—升温—保温—再升温的过程。酶处理后直接升温氧漂萃取不但节约能源，更重要的是酶处理后果胶木质素类已得到分解，此时的温度55度左右，直接升温不致已分解的胶质遇冷凝结，而且双氧水在55-95℃发挥效用，对其物质进行氧化，容易被萃取，使纤维的分裂度提高；

(2)不反复升温可提高前处理的制成率，节约能耗、工时；

(3)一浴三步法排放的水之所以呈浅黄色，是因为在漂白萃取过程中把工作液中的有机物同时进行了氧化，相当于在氧漂的同时对水进行了预处理，同时也对纤维的漂白无影响，为后序的污水处理创造了方便，提高了污水的回用率。达到节能减排的目的；

(4)两者能耗对比：用水1﹕2；耗电1﹕6；工时1﹕3。

综上可见采用低温、低碱、“一浴三步”是本项目的创新点，已成为本发明在试验阶段较成熟的工艺。

经生物技术处理后的麻纤维，缠丝现象较严重，要合理充分的开松落杂后再经梳理形成棉型麻绒状称之为精细化处理，为了达到理想效果，需要再进行纤维精细化处理。

本发明的纤维精细化处理采用采用羊毛开松的方式，具体工艺流程为：

毛纺-半精纺工艺，即和毛机开松除杂、除尘二遍—喂毛机开送输送

—凝棉箱喂入—梳理—并条—复梳。

本发明采用两遍开松，高密针布分梳，降低锡林转速(不大于320r/min)，具体设备选用及工艺参数为：

和毛机:B262；工艺原则：三辊直钉打手，风机管道输送到储棉室，下落时用垂直打手开松；

喂毛机：FB001，工艺原则：喂入前开松，匀整；

梳毛机：A186F-3101,(FB201)；

锡林针布：AC2030*01540；

针布密度：1072针/吋²；

盖板与锡林隔距：8/1000—10/1000；

速度：320r/min。

羊毛开松工艺特点为：(1)开送充分且对纤维损伤较小；(2)高密针布有利于分梳且对纤维损伤较小；(3)隔距偏中上宽松掌握；(4)低车速，有利于减少对纤维的损伤。

较好与较差亚麻下脚料脱胶漂白效果对比表：

对比项目	较好的亚麻下脚料	较差的亚麻下脚料
			纤维分裂度(细度)(Nm)	＞2500	772
纤维长度(mm)	38	25
			短绒率(≤16mm)(％)	12	30
制成率	84.5	44

上表可见：该工艺路线开松除杂效果理想，开松充分，对纤维损伤小；采用高密针布分梳效果好，采用低速、中上隔距有利于减小纤维损伤。

为进行比较，下述为棉纺工艺路线参数：

清弹机开松除杂---给棉板喂入---梳棉机

设备配置和参数：

清弹机：MQT-250B(两道刺辊)

梳棉机：A186F

针布规格：AC2525*01550

针布密度：860针/吋2

锡林转速：360r/min

锡林隔距：8/1000

棉纺工艺路线工艺特点：(1)清弹机开松，落杂效果很好(大颗粒和麻杆基本落掉)，但对纤维损伤较大，其中采用开松一遍，纤维长度20-25mm,,开松两遍，纤维长度15-20mm。(2)梳理效果比高密针布效果差(并丝较多)。(3)转速稍高。

效果(梳理了效果较差的脱胶漂白麻纤维)：用清弹机开松一遍后，纤维长度20-25mm，锡林梳理效果尚可，但道夫无法实现转移，无法成网，落入机肚。通过增加柔软剂，增大回潮后，再梳理，效果尚可。

上述分析可见：该工艺路线开松除杂效果较好，但对纤维长度损伤较大，若采用低密度针布则不利于分梳。

羊毛开松工艺与棉纺工艺路线试验效果(选用品质较差原料作为对比材料)，如对照表。

上表可见：羊毛开松工艺路线优于棉纺工艺路线。

结论：(1)开松应采用羊毛开松(和毛机)的方式，采用两遍开松效果较好，纤维受损伤较小；但去除麻杆、大颗粒不如清弹机除杂彻底；(2)采用高密针布分梳效果好；(3)锡林速度≤320r/min。

总体性能指标与国内同行对比

1、品质指标与229级棉，预期指标，国标对比表：

以上对比说明：

(1)与229原棉对比除细度外其它指标均好于229原棉；接近131原棉；(2)全面好于预期计划目标；(3)对照国标，主要指标要好的多。

2、与国内同行业对比表：

与国内同行业相比,从品质指标看具有先进性，也可证明工艺技术处于先进水平。

本发明还涉及到污水处理，所述污水处理流程(如图3所示)：

污水经第一沉淀池沉淀后，给予絮凝剂加药，再入第二沉淀池沉淀，沉淀后的泥浆经离心脱水后回收，沉淀后的液体经多介质过滤，再经活性炭过滤达无废气废水排放或回用。

与国内同行业能耗，排放比较如表：(耗能/吨)

对比可见：耗能，用时都优于国内同行业，排放COD比其少600mg/l，NaOH用量是本项目的2.5倍；从节能减排方面比较看，本项目具有先进性。

本发明是亚麻下脚料生物处理技术和纤维精细化处理技术及其生产工艺，可在全国麻类纤维生产和应用企业进行推广，为相关企业带来巨大经济效益，尤其是作为功能性非棉类纤维材料的应用，社会效益尤为突出。

主要技术指标(山东省纤检局检测)：

亚麻绒(棉型)的推广应用可分为三个档次，即高、中、低端产品的应用：

所述高端产品：适应高端产品的要求要有高品质的原料而获得高品质的纤维，首先从原料入手，用较好二粗或机落麻经生物技术处理后，不但分裂度可达3000以上，且纤维的长度可达35～40mm，可与羊绒、绢丝长绒棉混纺纱支在60S以上织造高档面料和功能性面料。省内的高端客户有“鲁泰纺织”、“济宁如意纺织”等企业；

所述中端产品：分裂度在2500-3000长度25-30mm，可纺30S～40S的纱线，价格、品质适合中端客户的需求；

所述低端产品：利用高端产品的落物(含精梳落物)和较低档的亚麻二粗，制成的纤维可采用汽流纺工艺，生产7～16S的纱线织造牛子布、沙发布、床上用等，物美价廉亦显高档。

本发明生物技术处理亚麻一粗、二粗，可实现“三低”、“两高”：

所述三低：1)低耗：低浴比(＜1﹕8)，可节水50％以上，短流程，可节电50％以上；低温，≤55℃，常温堆置，节汽80％；2)低压：生物技术在低温常压进行，即保证生产安全又保证纤维“安全”，废品率低，失重率低；3)低排放：基本无废气废水排放，每处理100kg麻纤维，用水＜1吨，是原来的1/4，工作液PH值7-8，增设水处理设备一套，废水回用90％以上，可基本实现零排放。固沉物均是有机物，回收后可做有机肥料，还田，可实现绿色低碳环保生产线。

所述两高：1)高品质：保证纤维强力，不受损；分裂度明显提高；提高可纺织工艺性；使后染整工艺简便；2)高效率：制成率高达90％，纺制成率85％，失重率＜10％；低温常压，短流程，省时高效。

随着技术的完善，市场的开拓，成本的降低，推向市场有着良好的发展前景。

本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。

Claims (6)

1.一种亚麻下脚料加工工艺，其特征在于：包括生物处理工艺和纤维精细化处理工序，所述生物处理工艺包括生物酶前处理和生物处理，所述生物酶前处理包括装料—加水升温至55℃—加酶—保温—浸泡至少6小时，所述生物处理包括酶处理—氧漂—萃取—中和洗—柔软洗—出料，其中“酶处理—氧漂—萃取”即实现“一浴三步”，浴比为1﹕10；所述“一浴三步”为常温15℃-20℃—加水升温配液—酶处理55℃至3小时—升温配液—90℃漂白萃取2小时—放水经污水处理后排放；经生物技术处理后的麻纤维，再进行纤维精细化处理，所述纤维精细化处理采用毛纺-半精纺工艺，即和毛机开松除杂、除尘二遍—喂毛机开送输送—凝棉箱喂入—梳理—并条—复梳。

2.根据权利要求1所述的亚麻下脚料加工工艺，其特征在于：所述生物处理的氧漂和萃取采用低碱、低温工艺，即氧漂液NaOH用量1.5g/L、pH10.5，萃取NaOH用量2.5g/L、pH 11-12；温度为85℃。

3.根据权利要求1所述的亚麻下脚料加工工艺，其特征在于：所述生物处理的工艺设备配置为：

煮炼机(主机)一台；

辅机：脱水、烘干、开松、自制行吊一台；

主机：容量50kg(最小型)；

控制：CPU单片机控制，人机对话，设置工艺程序；

空压机：1.5兆帕；

变频器调速电机：11kw；

加热形式：电加热(省去锅炉，不用汽源)。

4.根据权利要求3所述的亚麻下脚料加工工艺，其特征在于：所述主机配有两只料笼。

5.根据权利要求1所述的亚麻下脚料加工工艺，其特征在于：所述纤维精细化处理工序采用羊毛开松的方式，采用两遍开松，高密针布分梳，降低锡林转速(不大于320r/min)，具体设备选用及工艺参数为：和毛机:B262,工艺原则：三辊直钉打手，风机管道输送到储棉室，下落时用垂直打手开松；

喂毛机：FB001，工艺原则：喂入前开松，匀整；

梳毛机：A186F-3101,(FB201)；

锡林针布：AC2030*01540；

针布密度：1072针/吋²；

盖板与锡林隔距：8/1000—10/1000；

速度：320r/min。

6.根据权利要求1所述的亚麻下脚料加工工艺，其特征在于：所述污水处理包括：污水经第一沉淀池沉淀后，给予絮凝剂加药，再入第二沉淀池沉淀，沉淀后的泥浆经离心脱水后回收，沉淀后的液体经多介质过滤，再经活性炭过滤达无废气废水排放或回用。