CN107190332A - 一种高效环保的蚕丝脱胶方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效环保的蚕丝脱胶方法，其特征在于，包括以下方面：（1）蚕丝烘干：将蚕丝在40‑44℃温度下烘干至水分含量在22%‑25%，得烘干蚕丝；（2）脱胶，在脱胶槽中依次加入酵素、混合提取液、混合植物油和氯化钠对蚕丝进行脱胶处理；（3）水洗，将粗脱胶蚕丝浸入清水中清洗10‑13min；（4）洗涤，向滚筒设备水中加入10%‑13%的功能洗涤剂，温度28‑32℃，滚动转速95‑107转/min，进行洗涤，得脱胶蚕丝。

Description

一种高效环保的蚕丝脱胶方法

技术领域

本发明属于蚕丝加工技术领域，具体涉及一种高效环保的蚕丝脱胶方法。

背景技术

蚕丝主要有丝素和外部包裹的丝胶蛋白组成，其占蚕丝比重约在97%左右，丝胶占蚕丝的四分之一以上，在蚕丝的脱胶工艺中主要是将丝胶蛋白除掉，而脱胶后蚕丝丝素部分即为蚕丝加工的主题。蚕丝脱胶的过程分为两部分，首先是丝胶蛋白的溶胀变性，然后是丝胶蛋白质的分子分散于水或溶于水中的过程。由于丝胶蛋白的氨基酸组成比较复杂，丝胶按其溶出顺序分为易溶和难溶部分，丝胶的溶出顺序不仅与丝胶本身的溶解难易因素(如分子量的大小、结晶度的高低、氨基酸所处的几何位置等等)有关，而且与所用脱胶剂有关。常用蚕丝脱胶工艺由沸水脱胶法、皂煮法、有机酸法及酶解法和碱法，其中沸水法温度高、耗费时间长，高温容易使丝素部分出现变性；而皂煮法对皂的纯度要求高，脱胶效率低，耗费时间长，乙醇-酒石酸法温度低，脱胶效率高，但是酒石酸极易被丝素所吸收，并且难以清洗去除，其具有强酸性和低毒性；酶解法使用一种或几种酶协同脱胶，其酶耗费量快，乳化剂要求高，脱胶速效慢等现象；而碱法虽然脱胶效率高、时间短，但是反应过程不易控制，会造成对丝素的损伤。另外，脱胶后蚕丝丝素为纤维状蛋白，与外界环境长期接触，容易发生氧化变色、微生物滋生等，导致蚕丝加工性能降低，品质下降。

发明内容

本发明针对现有的问题：传统脱胶方法，沸水法温度高、耗费时间长，高温容易使丝素部分出现变性；而皂煮法对皂的纯度要求高，脱胶效率低，耗费时间长，乙醇-酒石酸法温度低，脱胶效率高，但是酒石酸极易被丝素所吸收，并且难以清洗去除，其具有强酸性和低毒性；酶解法使用一种或几种酶协同脱胶，其酶耗费量快，乳化剂要求高，脱胶速效慢；而碱法虽然脱胶效率高、时间短，但是反应过程不易控制，会造成对丝素的损伤程度大。蚕丝性能，脱胶后蚕丝丝素为纤维状蛋白，与外界环境长期接触，容易发生氧化变色、虫蛀、微生物滋生等，导致蚕丝加工性能降低，品质下降。环保方面，使用沸水法、有机法及碱法，其脱胶过程中产生大量的污水，污水中含有大量有机物、有机剂和碱成分，污水处理难度大、成本高，造成环境污染严重。为解决上述问题，本发明提供了一种高效环保的蚕丝脱胶方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高效环保的蚕丝脱胶方法，包括以下步骤：

（1）蚕丝烘干：将蚕丝在40-44℃温度下烘干至水分含量在22%-25%，得烘干蚕丝；

（2）脱胶：向脱胶槽中加入槽体总容积2/3的水，并向脱胶槽水中加入水质量8%-11%的酵素剂，其含有的多种酶成分和生物碱等成分，可对蚕丝丝胶进行脱胶，其脱胶速率快，稳定性好，搅拌混合均匀，其中脱胶阶段搅拌转速始终保持在110-120转/min，使用微波加热至27-30℃静止5-7min后，提高酵素中酶和菌类的活性，将蚕丝浸入脱胶槽水中，保持温度1-2h；然后，向脱胶槽水中加入水质量12%-15%的混合提取液，提取液中黄酮、生物碱类物质具有清除蛋白质和脂肪的作用，其具有的杀菌和抗氧化成分，可提高脱胶蚕丝的品质，与水混合均匀后温度提高至53-57℃保持40-45min；再向脱胶槽水中加入水质量3%-4%的混合植物油，橄榄油和山茶油分解为小分子油脂，可对蚕丝进行填充，并且含有多酚和多糖类物质，可提高蚕丝的抗氧化性和防辐射性能，搅拌混合均匀，在53-57℃保持20-30min；最后，向脱胶槽水中加入水质量0.1%的氯化钠，可使脱胶后蛋白质进一步变性脱离丝素，搅拌溶解后静置12-15min，制得粗脱胶蚕丝；

（3）水洗：将粗脱胶蚕丝浸入清水中清洗10-13min，即得清洗脱胶蚕丝；

（4）洗涤：向滚筒清洗设备中加入其容积1/3的水，滚筒设备与蚕丝接触性好，可节水降本，并向滚筒设备水中加入水质量10%-13%的功能洗涤剂，可清除脱胶蚕丝残留的蛋白质和脱胶剂成分，并起到提高杀菌、杀虫和填充蚕丝作用，将清洗脱胶蚕丝放入滚筒清洗设备中，设置温度28-32℃，滚动转速95-107转/min，洗涤50-60min；然后，经清水清洗后制得脱胶蚕丝。

步骤（2）所述的酵素剂，其中强化酵素：益生菌酵素质量配比为2-4:1。

步骤（2）所述的混合提取液，其配制方法为：

将桑叶和桑枝经粉碎后浸入水中煮沸，温度94-98℃，时间1-2h，冷却后得提取水溶液；把提取水溶液置于35-40℃低温下浓缩至原溶液体积的30%-40%，制得混合提取液。

步骤（2）所述的混合植物油，其配制方法为：

将橄榄油和山茶油按照质量配比1:1均匀混合，按照橄榄油和山茶油总质量6%-8%的量加入酵素剂，在22-26℃温度下搅拌14-18min，制备得混合植物油。

步骤（4）所述的功能洗涤剂，其配制方法为：

按照质量计份称取水80-85份、甜菜碱11-14份、95%乙醇6-8份、香樟叶提取液18-22份、印楝叶提取液9-11份、松脂3-5份，先将松脂中加入95%乙醇搅拌混合，再加入水搅拌均匀，然后依次加入甜菜碱、香樟叶提取液和印楝叶提取液，搅拌混合后制得功能洗涤剂。

本发明相比现有技术具有以下优点：脱胶方法，使用强化酵素和益生菌酵素混合酵素在27-30℃恒温下搅拌初步脱胶，其中强化酵素为中药液培养液发酵提取物，益生菌酵素为益生菌发酵提取物，酵素中含有丰富的脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和核糖核酸酶等，并且含有多酚、酮、烯、萜、多糖、皂甙等各种植源酵素成分，其生物活性和酶活性高，可对蚕丝的丝胶蛋白进行酶解脱胶,并且酵素中代谢产物可同时对脱胶后蚕丝进行保护，提高其加工性能和品质；使用桑叶和桑枝提取液对蚕丝进一步处理，其桑叶和桑树提取成分具有杀菌、抗病毒和蛋白质脱离的功能，同时所含的槲皮素、酚类化合物等成分能通过抑制或清除自由基来防止氧化损伤，提高蚕丝的抗氧化能力；在酵素和提取液脱胶后，使用橄榄油和山茶油对蚕丝进行浸泡，橄榄油和山茶油经过加入酵素后将大分子油脂降解为小分子油脂成分，经加热浸泡后可渗透至蚕丝丝素中，其到填充作用，其中橄榄油中多酚和脂多糖可提高抗辐射能力，山茶油中茶多酚具有强杀菌和抗氧化能力，可提高蚕丝的杀菌、抗氧化和防辐射能力；其脱胶阶段所使用试剂均为天然提取成分，无污染、绿色环保，并且脱胶效率高、时间短。洗涤方法，脱胶后蚕丝其丝素表面仍然附着部分变性蛋白质以及其他脱胶剂成分，对蚕丝外观及加工性能产生影响，使用滚筒式设备对脱胶后蚕丝进行洗涤，滚筒与蚕丝接触面积大，清洗充分，可节约水分；并且香樟叶提取液和印楝叶提取液具有杀菌、杀虫作用，松脂溶于乙醇中形成脂类小分子，具有填充蚕丝和提高杀虫效果。

具体实施方式

实施例1：

一种高效环保的蚕丝脱胶方法，包括以下步骤：

（1）蚕丝烘干：将蚕丝在40-44℃温度下烘干至水分含量在22%-25%，得烘干蚕丝；

（2）脱胶：向脱胶槽中加入槽体总容积2/3的水，并向脱胶槽水中加入水质量9%的酵素剂，搅拌混合均匀，其中脱胶阶段搅拌转速始终保持在115转/min，使用微波加热至28℃静止6min后，将蚕丝浸入脱胶槽水中，保持温度1.5h；然后，向脱胶槽水中加入水质量13%的混合提取液，与水混合均匀后温度提高至54℃保持42min；再向脱胶槽水中加入水质量3%的混合植物油，搅拌混合均匀，在55℃保持22min；最后，向脱胶槽水中加入水质量0.1%的氯化钠，搅拌溶解后静置13min，制得粗脱胶蚕丝；

（3）水洗：将粗脱胶蚕丝浸入清水中清洗11min，即得清洗脱胶蚕丝；

（4）洗涤：向滚筒清洗设备中加入其容积1/3的水，并向滚筒设备水中加入水质量11%的功能洗涤剂，将清洗脱胶蚕丝放入滚筒清洗设备中，设置温度29℃，滚动转速98转/min，洗涤53min；然后，经清水清洗后制得脱胶蚕丝。

步骤（2）所述的酵素剂，其中强化酵素：益生菌酵素质量配比为3:1。

步骤（2）所述的混合提取液，其配制方法为：

将桑叶和桑枝经粉碎后浸入水中煮沸，温度96℃，时间1h，冷却后得提取水溶液；把提取水溶液置于36℃低温下浓缩至原溶液体积的34%，既得混合提取液。

步骤（2）所述的混合植物油，其配制方法为：

将橄榄油和山茶油按照质量配比1:1均匀混合，按照橄榄油和山茶油总质量6%-8%的量加入酵素剂，在24℃温度下搅拌16min，制备得混合植物油。

步骤（4）所述的功能洗涤剂，其配制方法为：

按照质量计份称取水82份、甜菜碱12份、95%乙醇6.5份、香樟叶提取液19份、印楝叶提取液9.5份、松脂3.6份，先将松脂中加入95%乙醇搅拌混合，再加入水搅拌均匀，然后依次加入甜菜碱、香樟叶提取液和印楝叶提取液，搅拌混合后制得功能洗涤剂。

实施例2：

一种高效环保的蚕丝脱胶方法，包括以下步骤：

（1）蚕丝烘干：将蚕丝在40-44℃温度下烘干至水分含量在22%-25%，得烘干蚕丝；

（2）脱胶：向脱胶槽中加入槽体总容积2/3的水，并向脱胶槽水中加入水质量10%的酵素剂，搅拌混合均匀，其中脱胶阶段搅拌转速始终保持在117转/min，使用微波加热至29℃静止6min后，将蚕丝浸入脱胶槽水中，保持温度2h；然后，向脱胶槽水中加入水质量14%的混合提取液，与水混合均匀后温度提高至56℃保持44min；再向脱胶槽水中加入水质量4%的混合植物油，搅拌混合均匀，在56℃保持27min；最后，向脱胶槽水中加入水质量0.1%的氯化钠，搅拌溶解后静置14min，制得粗脱胶蚕丝；

（3）水洗：将粗脱胶蚕丝浸入清水中清洗12min，即得清洗脱胶蚕丝；

（4）洗涤：向滚筒清洗设备中加入其容积1/3的水，并向滚筒设备水中加入水质量12%的功能洗涤剂，将清洗脱胶蚕丝放入滚筒清洗设备中，设置温度30℃，滚动转速103转/min，洗涤57min；然后，经清水清洗后制得脱胶蚕丝。

步骤（2）所述的酵素剂，其中强化酵素：益生菌酵素质量配比为4:1。

步骤（2）所述的混合提取液，其配制方法为：

将桑叶和桑枝经粉碎后浸入水中煮沸，温度97℃，时间2h，冷却后得提取水溶液；把提取水溶液置于39℃低温下浓缩至原溶液体积的37%，既得混合提取液。

步骤（2）所述的混合植物油，其配制方法为：

将橄榄油和山茶油按照质量配比1:1均匀混合，按照橄榄油和山茶油总质量7.5%的量加入酵素剂，在25℃温度下搅拌17min，制备得混合植物油。

步骤（4）所述的功能洗涤剂，其配制方法为：

按照质量计份称取水84份、甜菜碱13.5份、95%乙醇7.5份、香樟叶提取液21份、印楝叶提取液10.5份、松脂4.8份，先将松脂中加入95%乙醇搅拌混合，再加入水搅拌均匀，然后依次加入甜菜碱、香樟叶提取液和印楝叶提取液，搅拌混合后制得功能洗涤剂。

对比1：

本对比1与实施例1比较，未进行步骤（2）脱胶中酵素使用，其他步骤与实施例1相同。

对比2：

本对比2与实施例1比较，未进行步骤（2）脱胶中混合提取液使用，其他步骤与实施例1相同。

对比3：

本对比3与实施例1比较，未进行步骤（2）脱胶中混合植物油使用，其他步骤与实施例1相同。

对比4：

本对比4与实施例2比较，未进行步骤（4）洗涤中功能洗涤剂使用，其他步骤与实施例2相同。

对照组：

对照组使用沸水脱胶法，未使用本发明脱胶及洗涤方法。

对实施例1、实施例2、对比1、对比2、对比3、对比4及对照组实验方案，统计蚕丝脱胶率、脱胶时间、老化变色时间、紫外辐照进行比较。

老化变色时间：将脱胶、洗涤后蚕丝置于太阳光模拟器下，光强为1000lux，温度为52-57℃，湿度50%-55%，观察其老化变色时间。

紫外辐照：相同紫外灯光照射条件下，光照强度为310lux，使用各实验方案蚕丝纺织布，将紫外线强度测试仪置于蚕丝纺织布下，测试紫外辐照数据。

实验数据：

项目	蚕丝脱胶率%	脱胶时间h	老化变色时间h	紫外辐照lux
					实施例1	92.70%	2.9	21.7	107
实施例2	92.10%	3.1	22.1	112
					对比1	86.25%	4.8	20.9	119
对比2	88.98%	4.2	20.5	158
					对比3	89.79%	3.3	19.1	141
对比4	91.26%	3	20.4	139
					对照组	79.60%	6.7	15.4	213

综合结果：通过使用酵素和混合提取液，可提高蚕丝脱胶率分别为6.45%、3.72%，脱胶时间降低分别为1.9h、1.3h，紫外辐照降低12lux、51lux；而使用混合植物油，提高蚕丝脱胶率为2.91%，老化变色时间延长2.6h，紫外辐照降低34lux；通过使用功能洗涤剂，蚕丝老化时间延长1.7h，紫外辐照降低27lux。

Claims (5)

1.一种高效环保的蚕丝脱胶方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）蚕丝烘干：将蚕丝在40-44℃温度下烘干至水分含量在22%-25%，得烘干蚕丝；

（2）脱胶：向脱胶槽中加入槽体总容积2/3的水，并向脱胶槽水中加入水质量8%-11%的酵素剂，搅拌混合均匀，其中脱胶阶段搅拌转速始终保持在110-120转/min，使用微波加热至27-30℃静止5-7min后，将蚕丝浸入脱胶槽水中，保持温度1-2h；然后，向脱胶槽水中加入水质量12%-15%的混合提取液，与水混合均匀后温度提高至53-57℃保持40-45min；再向脱胶槽水中加入水质量3%-4%的混合植物油，搅拌混合均匀，在53-57℃保持20-30min；最后，向脱胶槽水中加入水质量0.1%的氯化钠，搅拌溶解后静置12-15min，制得粗脱胶蚕丝；

（3）水洗：将粗脱胶蚕丝浸入清水中清洗10-13min，即得清洗脱胶蚕丝；

（4）洗涤：向滚筒清洗设备中加入其容积1/3的水，并向滚筒设备水中加入水质量10%-13%的功能洗涤剂，将清洗脱胶蚕丝放入滚筒清洗设备中，设置温度28-32℃，滚动转速95-107转/min，洗涤50-60min；然后，经清水清洗后制得脱胶蚕丝。

2.如权利要求1所述高效环保的蚕丝脱胶方法，其特征在于，步骤（2）所述的酵素剂，其中强化酵素：益生菌酵素质量配比为2-4:1。

3.如权利要求1所述高效环保的蚕丝脱胶方法，其特征在于，步骤（2）所述的混合提取液，其配制方法为：

将桑叶和桑枝经粉碎后浸入水中煮沸，温度94-98℃，时间1-2h，冷却后得提取水溶液；把提取水溶液置于35-40℃低温下浓缩至原溶液体积的30%-40%，既得混合提取液。

4.如权利要求1所述高效环保的蚕丝脱胶方法，其特征在于，步骤（2）所述的混合植物油，其配制方法为：

将橄榄油和山茶油按照质量配比1:1均匀混合，按照橄榄油和山茶油总质量6%-8%的量加入酵素剂，在22-26℃温度下搅拌14-18min，制备得混合植物油。

5.如权利要求1所述高效环保的蚕丝脱胶方法，其特征在于，步骤（4）所述的功能洗涤剂，其配制方法为：

按照质量计份称取水80-85份、甜菜碱11-14份、95%乙醇6-8份、香樟叶提取液18-22份、印楝叶提取液9-11份、松脂3-5份，先将松脂中加入95%乙醇搅拌混合，再加入水搅拌均匀，然后依次加入甜菜碱、香樟叶提取液和印楝叶提取液，搅拌混合后制得功能洗涤剂。