CN105154994B - 一种玉米皮纤维 - Google Patents

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Abstract

一种玉米皮纤维,所述玉米皮纤维由如下方法制成:(1)筛选无霉变的玉米皮,用水浸泡过夜,然后在浴比为1:15‑20的水溶液中进行超声波处理10‑20min;(2)将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理;(3)用生物酶对玉米皮进行脱胶处理;(4)用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理;(5)后整理。

Description

一种玉米皮纤维
[0001] 本申请是申请号为“2014103046280”,发明名称为“一种玉米皮纤维的制备方法以 及由该方法得到的玉米皮纤维”,申请日为2014年6月30日的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种对农作物废弃物进行再利用的制备工艺,尤其涉及一种玉米皮纤 维及其制备方法,属于可再生资源利用技术领域。
背景技术
[0003] 玉米是世界上分布最广泛的农作物之一,其种植面积仅次于小麦和水稻。在我国 大部分地域都有广泛种植,玉米成熟后,收取玉米粒,玉米棒和玉米皮通常被放弃。丰富的 玉米皮资源其再用率非常低,只局限于在饲料等,有一小部分会编制成手工艺品,作为生活 燃料,污染环境。为了充分利用自然资源,减少浪费和环境污染,将玉米皮进行脱胶后,可代 替其他纤维用于产业,如制成人造板、缓冲材料、填充材料等等。因此,对废弃玉米皮进行再 利用,可以减少焚烧带来的环境污染,又可以缓解能源危机,具有绿色环保和经济收益的双 重优势。
[0004] 目前玉米皮纤维脱胶一般是采用碱脱胶,也有人开始尝试探索生物酶脱胶,中国 专利申请201210258345.8采用了化学生物联合脱胶方法,然而纤维的脱胶率、断裂强度和 细度均不够理想。
发明内容
[0005] 为解决上述问题,本发明的目的是在于提供一种脱胶率高、对纤维损伤小的玉米 皮纤维的制备方法。
[0006] 为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0007] 一种玉米皮纤维的制备方法,所述方法包括如下步骤:
[0008] (1)筛选无霉变的玉米皮,用水浸泡过夜,然后在浴比为1:15-20的水溶液中进行 超声波处理10-20min;
[0009] (2)将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理;
[0010] (3)用生物酶对玉米皮进行脱胶处理;
[0011] (4)用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理;
[0012] (5)后整理。
[0013] 进一步,所述步骤(1)中超声波频率为20-30KHZ。
[0014]进一步,所述步骤(2)的工艺条件为双氧水浓度为30%双氧水15-2〇g/L,硼氢化钠 0 • 2_0 • 5g/L,焦磷酸钠l_2g/L,以每分钟1〜2°c的升温速率,加热至温度为45 °C,处理时间 为 30miru
[0015]进一步,所述步骤(3)中的生物酶采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶,三者的重量 比为2 •5:1:3.2,总浓度为2-3g/L,室温浸泡3-5天,完成脱胶处理之后将玉米皮纤维用801 的热水浸泡1 Omin,然后反复冲洗3-5次;
[0016]进一步,所述步骤(4)是中采用的是2-3g/L的氢氧化钠,1 • 2-2g/L的焦磷酸钠以及 1-1 _5g/L的尿素,浴比为1:10,以每分钟1〜2°C的升温速率,加热至温度为6〇-7(TC,时间: 0 • 5-1小时;然后,放掉溶液,进行清水洗涤3-5次;
[0017]进一步,所述步骤(5)中的后整理是指水洗、脱水、给油、梳理、烘干。
[0018]进一步,是将玉米皮用粗疏机进行梳理。
[0019]进一步,所述给油的油剂是石蜡油、茶油、平平加0、聚氧乙烯醚、甘油按照重量比 40-50:45-60:1-2:0.5-1:1-2组成,在浴比1: 1〇的给油浴中浸泡3〇min,油剂浓度为4-5g/L, 然后在乳车上压乳,带液率为50%。
[0020]此外本发明还提供一种玉米皮纤维,所述玉米皮纤维是采用上述制备方法得到 的。
[0021]本发明的方法脱胶率高,制的的纤维横向连接消除,分散性好,强度高,无须进一 步漂白即可达到较好的白度。得到的玉米皮纤维:残胶率低于18%,细度180dtex以下,纤维 断裂强度大于1.50cN/dtex。
[0022]本申请说明书、说明书摘要、权利要求书中出现的浓度,wt%为相对于织物的重量 百分比,其余为质量浓度,百分比为重量百分比。
具体实施方式
[0023]下面结合具体的实施例,进一步详细地描述本发明。应理解,这些实施例只是为了 举例说明本发明,而非以任何方式限制本发明的范围。
[0024] 其中1 •残胶率:GB/T18147.2-2000《大麻纤维试验方法一第2部分:残胶率试验方 法》
[0025] 2 •细度:GB/T18147.4-2000《大麻纤维试验方法一第4部分:细度试验方法》
[0026] 3 •断裂强度:GB/T18147.5-2000《大麻纤维试验方法一第5部分:断裂强度试验方 法》
[0027] 实施例1
[0028] 筛选无霉变的玉米皮,用水浸泡过夜,然后在浴比为1:15的水溶液中进行超声波 处理lOmin,超声波频率为20KHz;将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理,双氧水浓度为30% 双氧水15g/L,硼氢化钠0.2g/L,焦磷酸钠lg/L,以每分钟1°C的升温速率,加热至温度为45 °C,处理时间为30min;用生物酶对玉米皮进行脱胶处理:采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶 酶,三者的重量比为2.5:1:3.2,总浓度为2g/L,室温浸泡5天,完成脱胶处理之后将玉米皮 纤维用8(TC的热水浸泡lOmin,然后反复冲洗3-5次;用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶 处理:采用的是2g/L的氢氧化钠,1.2g/L的焦磷酸钠以及lg/L的尿素,浴比为1:10,以每分 钟1°C的升温速率,加热至温度为60°C,处理时间:0.5小时;然后,放掉溶液,进行清水洗涤; 后整理:水洗、脱水、给油、梳理、烘干。梳理,是将玉米皮用粗疏机进行梳理。给油的油剂是 石蜡油、茶油、平平加0、聚氧乙烯醚、甘油按照重量比40:45:1:1:1组成,在浴比1:10的给油 浴中浸泡30min,油剂浓度为5g/L,然后在乳车上压乳,带液率为50%。
[0029] 得到的玉米皮纤维:残胶率16.3%,细度175dtex,纤维断裂强度1 • 52cN/dteX。
[0030] 实施例2
[0031] 筛选无霉变的玉米皮,用水浸泡过夜,然后在浴比为1:15的水溶液中进行超声波 处理15min,超声波频率为25KHz;将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理,双氧水浓度为30% 双氧水15g/L,硼氢化钠0.4g/L,焦磷酸钠2g/L,以每分钟1 °C的升温速率,加热至温度为45 °C,处理时间为30min;用生物酶对玉米皮进行脱胶处理:采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶 酶,三者的重量比为2.5:1:3.2,总浓度为2g/L,室温浸泡5天,完成脱胶处理之后高温水洗 使酶失活;用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理:采用的是2g/L的氢氧化钠,1.2g/L的 焦磷酸钠以及lg/L的尿素,浴比为1:10,以每分钟1°C的升温速率,加热至温度为6(TC,时 间:0.5小时;然后,放掉溶液,进行清水洗涤;后整理:水洗、脱水、给油、梳理、烘干。梳理,是 将玉米皮用粗疏机进行梳理。给油的油剂是石蜡油、茶油、平平加0、聚氧乙烯醚、甘油按照 重量比50:60:1:0.5:1组成,在浴比1:10的给油浴中浸泡30min,油剂浓度为4_5g/L,然后在 乳车上压乳,带液率为50%。
[0032] 得到的玉米皮纤维:残胶率在17%,细度175dtex,纤维断裂强度为1.55 cN/dtex。
[OO33] 实施例3
[0034] 筛选无霉变的玉米皮,用水浸泡过夜,然后在浴比为1:20的水溶液中进行超声波 处理lOmin,超声波频率为25KHz;将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理,双氧水浓度为30% 双氧水15g/L,硼氢化钠0.2g/L,焦磷酸钠lg/L,以每分钟1°C的升温速率,加热至温度为45 °C,处理时间为30min;用生物酶对玉米皮进行脱胶处理:采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶 酶,三者的重量比为2.5:1:3.2,总浓度为3g/L,室温浸泡3天,完成脱胶处理之后高温水洗 使酶失活;用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理:采用的是3g/L的氢氧化钠,1.2g/L的 焦磷酸钠以及lg/L的尿素,浴比为1:10,以每分钟rC的升温速率,加热至温度为7(TC,处理 时间:0.5小时;然后,放掉溶液,进行清水洗涤;后整理:水洗、脱水、给油、梳理、烘干。梳理, 是将玉米皮用粗疏机进行梳理。给油的油剂是石蜡油、茶油、平平加0、聚氧乙烯醚、甘油按 照重量比44:40:1:1:2组成,在浴比1:10的给油浴中浸泡30min,油剂浓度为4-5g/L,然后在 乳车上压乳,带液率为50%。
[0035] 得到的玉米皮纤维:残胶率I6 • 0%,细度172dtex,纤维断裂强度1 • 5〇CN/dtex。
[0036] 实施例4
[0037] 筛选无霉变的玉米皮,用水浸泡过夜,然后在浴比为1:15的水溶液中进行超声波 处理lOmin,超声波频率为30KHz;将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理,双氧水浓度为30% 双氧水20g/L,硼氢化钠0.5g/L,焦磷酸钠lg/L,以每分钟1°C的升温速率,加热至温度为45 °C,处理时间为30min;用生物酶对玉米皮进行脱胶处理:采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶 酶,三者的重量比为2.5:1:3.2,总浓度为2g/L,室温浸泡5天,完成脱胶处理之后高温水洗 使酶失活;用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理:采用的是2g/L的氢氧化钠,1.2g/L的 焦磷酸钠以及lg/L的尿素,浴比为1:10,以每分钟1°C的升温速率,加热至温度为60°C,处理 时间:1小时;然后,放掉溶液,进行清水洗涤;后整理:水洗、脱水、给油、梳理、烘干。梳理,是 将玉米皮用粗疏机进行梳理。给油的油剂是石蜡油、茶油、平平加0、聚氧乙烯醚、甘油按照 重量比50:45:2:0.5:1组成,在浴比1:10的给油浴中浸泡30min,油剂浓度为4-5g/L,然后在 轧车上压乳,带液率为50%。
[0038] 得到的玉米皮纤维:残胶率16.5%,细度170也的,纤维断裂强度1.50洲/扣以。
[0039] 对比例i
[0040]选取无霉变的洁净的玉米棒包皮,称取10g放入烧杯中,按照浴比1:15加入150ml 自来水,称取0.9g尿素、4g浓度为30wt%的双氧水加入到烧杯中,在30度的条件下作用4〇分 钟,期间要对玉米棒包皮纤维进行翻滚浸压,使溶液能完全浸泡、充分浸润到玉米棒包皮的 内部。预尿氧处理完成后,水洗玉米棒包皮纤维,控干。
[0041] 按照浴比1:20加入200ml自来水,加入5 • 6g氢氧化钠、0 • 4g硅酸钠、0.4g多聚磷酸 钠,使用超声波发生器(超声波频率33KHz),在55度的条件下,对玉米棒包皮纤维作用20分 钟。超声波碱处理完成后,先经过50度的热水水洗,然后再经过4-5次冷水水洗,得到3.7g玉 米棒包皮粗纤维。
[0042] 按照浴比1:30量取蒸馏水111ml,称取0 • 083g果胶酶、0. 〇28g半纤维素酶加入烧杯 中,在50度条件下对玉米棒包皮纤维作用1.5小时(PH=7)。期间要对纤维进行搅拌,防止酶 发生沉淀。将经过生物酶处理过的纤维在50度热水中水洗,使生物酶失活后,再经过凉水 洗,得到3.2g胶质含量低的玉米棒包皮纤维(纤维的提取率为32.25%左右),将其在90度下 烘干即可。
[0043] 最终得到的玉米棒包皮纤维的理化性能:残胶率在21.6%,细度为22〇dtex,断裂强 度为 1.42cN/dtex〇

Claims (1)

1. 一种玉米皮纤维,所述玉米皮纤维由如下方法制成: (1)筛选无霉变的玉米皮,用水浸泡过夜,然后在浴比为1:15-20的水溶液中进行超声 波处理10-20min; (2)将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理;(3)用生物酶对玉米皮进行脱 胶处理;(4)用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理; (5)后整理;其特征在于: 所述步骤(1)中超声波频率为20-30KHZ; 所述步骤(2)的工艺条件为双氧水浓度为30%双氧水15-20g/L,硼氢化钠0.2-0.5g/L, 焦磷酸钠l_2g/L,以每分钟1〜2°C的升温速率,加热至温度为45°C,处理时间为30min; 所述步骤(3)中的生物酶采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶,三者的重量比为2.5:1: 3.2,总浓度为2-3g/L,室温浸泡3-5天,完成脱胶处理之后将玉米皮纤维用80 °C的热水浸泡 lOmin,然后反复冲洗3-5次; 所述步骤(4)是中采用的是2-3g/L的氢氧化钠,1 • 2-2g/L的焦磷酸钠以及1-1.5g/L的 尿素,浴比为1:10,以每分钟1〜2°C的升温速率,加热至温度为60-70°C,时间:0.5-1小时; 然后,放掉溶液,进行清水洗涤3-5次; 步骤(5)中的后整理是指水洗、脱水、给油、梳理、烘干;后整理包括梳理,是将玉米皮用 粗疏机进行梳理;所述给油的油剂是石蜡油、茶油、平平加〇、聚氧乙烯醚、甘油按照重量比 40-50:45-60:1-2:0 • 5-1:1-2组成,在浴比1:10的给油浴中浸泡30min,油剂浓度为4-5g/L, 然后在轧车上压轧,带液率为50%。
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Applicant before: Geng Yunhua

Effective date of registration: 20170426

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Applicant after: Guangzhou Shenke Enterprise Management Consulting Co. Ltd.

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