CN106835792A - 一种秸秆制备纤维素纤维的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种秸秆制备纤维素纤维的方法，先将秸秆用滚切机切成长条，用双氧水浸泡漂白，用超低温冷冻机冷冻，放入超声波震荡器中震荡粉碎成秸秆粉末，放入反应釜中，按固液比1∶3～1∶5的质量比，先用温水浸泡1～2小时，加入生物酶进行酶解1～3小时，将漂洗后的沉淀物用挤浆机脱水，以及用滚筒干燥机干燥获得干的纤维素粉，将纤维素粉与热水混合制成纤维素原液，将纤维素原液加入静电纺丝机上进行纤维素纤维纺制。本发明的有益效果是：采用超低温冷冻机将条状的秸秆冷冻后利用超声波震荡器震荡破碎，能够避免纤维素结构遭到破坏，使纤维素纤维在纺制过程中不易断；采用多种酶混合而成的生物酶，能够完全降解秸秆中的木质素。

Description

一种秸秆制备纤维素纤维的方法
技术领域
本发明涉及再生纤维素纤维领域，尤其涉及一种秸秆制备纤维素纤维的方法。
背景技术
再生纤维素纤维是以天然纤维素为原料，不改变它的化学结构，仅仅改变天然纤维素的物理结构，从而制造出来性能更好的再生纤维素纤维。其结构组成与棉相似，不同的是它的吸湿性与透气性比棉纤维好，可以说它是所有化学纤维中吸湿性与透气性最好的一种，被誉为“会呼吸的面料”。同时它还拥有棉纤维不具备的蚕丝的部分优点。因此穿着更加舒适；染色靓丽性更优于棉纤维；手感柔软、丰满、滑爽，具有优良的悬垂性和蚕丝般的光泽；热稳定性和光稳定性高，不起静电；强度和伸度能满足大多数纺织品的需要。有较好的可纺性能。短纤维可以纯纺，也可以与其他纺织纤维混纺，织物柔软、光滑、透气性好，穿着舒适，染色后色泽鲜艳、色牢度好。适宜于制做内衣、外衣和各种装饰用品。
目前制造纤维素纤维的纤维素采用机械法将秸秆破碎然后用酸解或酶解的方法，这种方法会机械破坏纤维素，不利于后续的纺丝。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种秸秆制备纤维素纤维的方法，采用冷冻震碎的方法不破坏纤维素结构。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种秸秆制备纤维素纤维的方法，包括如下步骤：
1)将秸秆用滚切机切成1～2mm宽的秸秆长条；
2)将步骤1)的秸秆长条放入水池中用双氧水浸泡漂白，同时使秸秆长条充分吸水成为湿秸秆；
3)将步骤2)的湿秸秆用超低温冷冻机冷冻，再放入超声波震荡器中震荡粉碎成秸秆粉末，将秸秆粉末过筛，筛除未充分破碎的秸秆重复冷冻、震荡、过筛；
4)将步骤3)获得的秸秆粉末放入反应釜中，按固液比1∶3～1∶5的质量比，先用40℃～60℃的温水浸泡1～2小时，将水抽出重新注入60℃～70℃的热水浸泡15min～30min；
5)向步骤4)中的反应釜中加入醋酸调节pH值在4.8～6.0之间，再加入生物酶进行酶解1～3小时，酶解完成后抽出酶解上清液，加入清水漂洗1～2次，将漂洗后的沉淀物用挤浆机脱水，以及用滚筒干燥机干燥获得干的纤维素粉；
6)将纤维素粉与90℃热水按质量比为1∶6～1∶12混合制成纤维素原液，将纤维素原液加入静电纺丝机上进行纤维素纤维纺制，纺制速度为60～79m/min。
优选的，所述生物酶包括漆酶、过氧化氢酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、芳醇氧化酶、乙二醛氧化酶。
优选的，所述生物酶各组分含量为漆酶200～500份、过氧化氢酶300～600份、木质素过氧化物酶200～500份、锰过氧化物酶50～120份、芳醇氧化酶40～100份、乙二醛氧化酶40～100份。
优选的，所述湿秸秆超低温冷冻机冷冻采用液氮喷洒瞬间冷冻的方式。
优选的，所述纤维素原液用恒温水浴锅水浴保温。
优选的，所述秸秆来自下述一种或任意几种的混合：稻草秸秆、麦草秸秆、棉秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆。
优选的，所述纤维素纤维的直径为800nm～999nm。
本发明的有益效果是：采用超低温冷冻机将条状的秸秆冷冻后利用超声波震荡器震荡破碎，能够避免纤维素结构遭到破坏，使纤维素纤维在纺制过程中不易断；采用多种酶混合而成的生物酶，能够完全降解秸秆中的木质素。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
如图1所示，一种秸秆制备纤维素纤维的方法，包括如下步骤：
1)将秸秆用滚切机切成1～2mm宽的秸秆长条；
2)将步骤1)的秸秆长条放入水池中用双氧水浸泡漂白，同时使秸秆长条充分吸水成为湿秸秆；
3)将步骤2)的湿秸秆用超低温冷冻机冷冻，再放入超声波震荡器中震荡粉碎成秸秆粉末，将秸秆粉末过筛，筛除未充分破碎的秸秆重复冷冻、震荡、过筛；
4)将步骤3)获得的秸秆粉末放入反应釜中，按固液比1∶3～1∶5的质量比，先用40℃～60℃的温水浸泡1～2小时，将水抽出重新注入60℃～70℃的热水浸泡15min～30min；
5)向步骤4)中的反应釜中加入醋酸调节pH值在4.8～6.0之间，再加入生物酶进行酶解1～3小时，酶解完成后抽出酶解上清液，加入清水漂洗1～2次，将漂洗后的沉淀物用挤浆机脱水，以及用滚筒干燥机干燥获得干的纤维素粉；
6)将纤维素粉与90℃热水按质量比为1∶6～1∶12混合制成纤维素原液，将纤维素原液加入静电纺丝机上进行纤维素纤维纺制，纺制速度为60～79m/min。
其中，生物酶包括漆酶、过氧化氢酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、芳醇氧化酶、乙二醛氧化酶。
其中，生物酶各组分含量为漆酶200～500份、过氧化氢酶300～600份、木质素过氧化物酶200～500份、锰过氧化物酶50～120份、芳醇氧化酶40～100份、乙二醛氧化酶40～100份。
其中，湿秸秆超低温冷冻机冷冻采用液氮喷洒瞬间冷冻的方式。
其中，纤维素原液用恒温水浴锅水浴保温。
其中，秸秆来自下述一种或任意几种的混合：稻草秸秆、麦草秸秆、棉秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆。
其中，纤维素纤维的直径为800nm～999nm。
实施例一：一种秸秆制备纤维素纤维的方法，包括如下步骤：
1)将秸秆用滚切机切成1～2mm宽的秸秆长条；
2)将步骤1)的秸秆长条放入水池中用双氧水浸泡漂白，同时使秸秆长条充分吸水成为湿秸秆；
3)将步骤2)的湿秸秆用超低温冷冻机冷冻，再放入超声波震荡器中震荡粉碎成秸秆粉末，将秸秆粉末过筛，筛除未充分破碎的秸秆重复冷冻、震荡、过筛；
4)将步骤3)获得的秸秆粉末放入反应釜中，按固液比1∶3的质量比，先用40℃的温水浸泡2小时，将水抽出重新注入60℃的热水浸泡30min；
5)向步骤4)中的反应釜中加入醋酸调节pH值在4.8之间，再加入生物酶进行酶解1小时，酶解完成后抽出酶解上清液，加入清水漂洗1次，将漂洗后的沉淀物用挤浆机脱水，以及用滚筒干燥机干燥获得干的纤维素粉；
6)将纤维素粉与90℃热水按质量比为1∶6混合制成纤维素原液，将纤维素原液加入静电纺丝机上进行纤维素纤维纺制，纺制速度为60m/min。
其中，生物酶包括漆酶、过氧化氢酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、芳醇氧化酶、乙二醛氧化酶。
其中，生物酶各组分含量为漆酶200份、过氧化氢酶300份、木质素过氧化物酶200份、锰过氧化物酶50份、芳醇氧化酶40～100份、乙二醛氧化酶40～100份。
其中，湿秸秆超低温冷冻机冷冻采用液氮喷洒瞬间冷冻的方式。
其中，纤维素原液用恒温水浴锅水浴保温。
其中，秸秆来自下述一种或任意几种的混合：稻草秸秆、麦草秸秆、棉秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆。
其中，纤维素纤维的直径为800nm。
实施例二：一种秸秆制备纤维素纤维的方法，包括如下步骤：
1)将秸秆用滚切机切成1～2mm宽的秸秆长条；
2)将步骤1)的秸秆长条放入水池中用双氧水浸泡漂白，同时使秸秆长条充分吸水成为湿秸秆；
3)将步骤2)的湿秸秆用超低温冷冻机冷冻，再放入超声波震荡器中震荡粉碎成秸秆粉末，将秸秆粉末过筛，筛除未充分破碎的秸秆重复冷冻、震荡、过筛；
4)将步骤3)获得的秸秆粉末放入反应釜中，按固液比1∶4的质量比，先用50℃的温水浸泡1.5小时，将水抽出重新注入65℃的热水浸泡20min；
5)向步骤4)中的反应釜中加入醋酸调节pH值在5.0之间，再加入生物酶进行酶解2小时，酶解完成后抽出酶解上清液，加入清水漂洗2次，将漂洗后的沉淀物用挤浆机脱水，以及用滚筒干燥机干燥获得干的纤维素粉；
6)将纤维素粉与90℃热水按质量比为1∶8混合制成纤维素原液，将纤维素原液加入静电纺丝机上进行纤维素纤维纺制，纺制速度为70m/min。
其中，生物酶包括漆酶、过氧化氢酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、芳醇氧化酶、乙二醛氧化酶。
其中，生物酶各组分含量为漆酶300份、过氧化氢酶400份、木质素过氧化物酶300份、锰过氧化物酶100份、芳醇氧化酶70份、乙二醛氧化酶70份。
其中，湿秸秆超低温冷冻机冷冻采用液氮喷洒瞬间冷冻的方式。
其中，纤维素原液用恒温水浴锅水浴保温。
其中，秸秆来自下述一种或任意几种的混合：稻草秸秆、麦草秸秆、棉秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆。
其中，纤维素纤维的直径为900nm。
实施例三：一种秸秆制备纤维素纤维的方法，包括如下步骤：
1)将秸秆用滚切机切成1～2mm宽的秸秆长条；
2)将步骤1)的秸秆长条放入水池中用双氧水浸泡漂白，同时使秸秆长条充分吸水成为湿秸秆；
3)将步骤2)的湿秸秆用超低温冷冻机冷冻，再放入超声波震荡器中震荡粉碎成秸秆粉末，将秸秆粉末过筛，筛除未充分破碎的秸秆重复冷冻、震荡、过筛；
4)将步骤3)获得的秸秆粉末放入反应釜中，按固液比1∶5的质量比，先用60℃的温水浸泡1小时，将水抽出重新注入70℃的热水浸泡15min；
5)向步骤4)中的反应釜中加入醋酸调节pH值在6.0之间，再加入生物酶进行酶解3小时，酶解完成后抽出酶解上清液，加入清水漂洗2次，将漂洗后的沉淀物用挤浆机脱水，以及用滚筒干燥机干燥获得干的纤维素粉；
6)将纤维素粉与90℃热水按质量比为1∶12混合制成纤维素原液，将纤维素原液加入静电纺丝机上进行纤维素纤维纺制，纺制速度为79m/min。
其中，生物酶包括漆酶、过氧化氢酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、芳醇氧化酶、乙二醛氧化酶。
其中，生物酶各组分含量为漆酶500份、过氧化氢酶600份、木质素过氧化物酶500份、锰过氧化物酶120份、芳醇氧化酶100份、乙二醛氧化酶100份。
其中，湿秸秆超低温冷冻机冷冻采用液氮喷洒瞬间冷冻的方式。
其中，纤维素原液用恒温水浴锅水浴保温。
其中，秸秆来自下述一种或任意几种的混合：稻草秸秆、麦草秸秆、棉秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆。
其中，纤维素纤维的直径为999nm。
设计原理：采用超低温冷冻机将条状的秸秆冷冻后利用超声波震荡器震荡破碎，能够避免纤维素结构遭到破坏，使纤维素纤维在纺制过程中不易断；采用多种酶混合而成的生物酶，能够完全降解秸秆中的木质素。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (7)

1.一种秸秆制备纤维素纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将秸秆用滚切机切成1～2mm宽的秸秆长条；
2)将步骤1)的秸秆长条放入水池中用双氧水浸泡漂白，同时使秸秆长条充分吸水成为湿秸秆；
3)将步骤2)的湿秸秆用超低温冷冻机冷冻，再放入超声波震荡器中震荡粉碎成秸秆粉末，将秸秆粉末过筛，筛除未充分破碎的秸秆重复冷冻、震荡、过筛；
4)将步骤3)获得的秸秆粉末放入反应釜中，按固液比1∶3～1∶5的质量比，先用40℃～60℃的温水浸泡1～2小时，将水抽出重新注入60℃～70℃的热水浸泡15min～30min；
5)向步骤4)中的反应釜中加入醋酸调节pH值在4.8～6.0之间，再加入生物酶进行酶解1～3小时，酶解完成后抽出酶解上清液，加入清水漂洗1～2次，将漂洗后的沉淀物用挤浆机脱水，以及用滚筒干燥机干燥获得干的纤维素粉；
6)将纤维素粉与90℃热水按质量比为1∶6～1∶12混合制成纤维素原液，将纤维素原液加入静电纺丝机上进行纤维素纤维纺制，纺制速度为60～79m/min。
2.根据权利要求1所述的秸秆制备纤维素纤维的方法，其特征在于：所述生物酶包括漆酶、过氧化氢酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、芳醇氧化酶、乙二醛氧化酶。
3.根据权利要求2所述的秸秆制备纤维素纤维的方法，其特征在于：所述生物酶各组分含量为漆酶200～500份、过氧化氢酶300～600份、木质素过氧化物酶200～500份、锰过氧化物酶50～120份、芳醇氧化酶40～100份、乙二醛氧化酶40～100份。
4.根据权利要求1所述的秸秆制备纤维素纤维的方法，其特征在于：所述湿秸秆超低温冷冻机冷冻采用液氮喷洒瞬间冷冻的方式。
5.根据权利要求1所述的秸秆制备纤维素纤维的方法，其特征在于：所述纤维素原液用恒温水浴锅水浴保温。
6.根据权利要求1所述的秸秆制备纤维素纤维的方法，其特征在于：所述秸秆来自下述一种或任意几种的混合：稻草秸秆、麦草秸秆、棉秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆。
7.根据权利要求1所述的秸秆制备纤维素纤维的方法，其特征在于：所述纤维素纤维的直径为800nm～999nm。
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