CN108532000A - 一种罗布麻韧皮的脱胶方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及韧皮纤维的脱胶技术领域，尤其是涉及一种罗布麻韧皮的脱胶方法。所述罗布麻韧皮的脱胶方法，包括如下步骤：将预处理的罗布麻韧皮蒸汽爆破，加入脱胶微生物菌液发酵脱胶，清洗得到罗布麻纤维。本发明通过对罗布麻韧皮进行预处理和蒸汽爆破，能够解除外层胶质组分的屏障作用；通过蒸汽爆破得到了粗纤维，进一步通过脱胶微生物发酵脱胶，使得得到的纤维质量进一步提高。并且，通过预处理和蒸汽爆破后，罗布麻胶质中的抑菌成分大部分被破坏分解，对后续脱胶微生物处理的影响大大减弱，提高脱胶效率。

Description

一种罗布麻韧皮的脱胶方法
技术领域
本发明涉及韧皮纤维的脱胶技术领域，尤其是涉及一种罗布麻韧皮的脱胶方法。
背景技术
我国是世界上罗布麻分布面积最大的国家。罗布麻纤维作为韧皮纤维植物，纤维含量高，纤维强度大，麻类学专家酆云鹤誉其为“野生纤维之王”，称其为21世纪保健纤维。罗布麻纤维具有丝的光泽、麻的挺括、绒的展性、棉的柔软，具有抑菌、防臭、防霉的优点，具有透气性好、吸湿性强、柔软、抑菌、冬暖夏凉等特点，可纯纺或与棉等纤维混纺，纺织成品质优良的衬衫、内衣和家居饰品等，在工业上具有重要的利用价值。
罗布麻纤维的利用首先必须要去掉韧皮中的非纤维素成分，而以往的化学脱胶方式因环境污染严重而限制了其在生产中的应用。如现有技术中采用碱法进行处理，一方面会污染环境，同时也使得纤维会受到碱类不同程度的破坏，从而导致纤维品质降低。因此环保型的生物脱胶方式是产业未来的发展的方向。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种罗布麻韧皮的脱胶方法，以解决现有技术中碱法处理存在的环境污染和降低纤维品质的技术问题。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种罗布麻韧皮的脱胶方法，包括如下步骤：
将预处理的罗布麻韧皮蒸汽爆破，加入脱胶微生物菌液发酵脱胶，清洗得到罗布麻纤维。
由于罗布麻韧皮组织的成分中存在45％～55％的胶质，包括果胶、半纤维素、木质素等，这些非纤维结构的胶质物质的大量存在，给脱胶过程带来较大的困难。具体来说，罗布麻韧皮组织上层胶质组分较厚，在生物脱胶过程中屏障作用明显，并且罗布麻纤维排列紧密，单纤维彼此之间排列规则有序，由此形成的致密结构，降低酶分子的可及度，给生物脱胶造成一定困难；罗布麻韧皮的韧皮组织外表层具有角质层，内表层主要为木质素层，这种疏水特性的结构，使得在水相体系为介质的脱胶过程中，作为生物催化剂的酶分子对麻皮内部胶质的可及性减小，影响生物脱胶的进行；同时罗布麻胶质组分中存在一定量的抑菌成分，也给脱胶过程中的微生物生长带来负面的效果。因此，对于生物脱胶来说，韧皮组织中高含量的胶质物质、角质层构成的表皮组织以及抑菌物质的存在是罗布麻韧皮组织在生物脱胶过程中所需要破除的多层次抗性屏障，这也导致了一般的生物脱胶技术难以彻底清除胶质成分，从而难以获得的纯净的纤维。
本发明通过对罗布麻韧皮进行预处理和蒸汽爆破，能够解除外层胶质组分的屏障作用；并且，通过蒸汽爆破得到了粗纤维，进一步通过脱胶微生物发酵脱胶，使得得到的纤维质量进一步提高。
并且，通过预处理和蒸汽爆破后，罗布麻胶质中的抑菌成分大部分被破坏分解，对后续脱胶微生物处理的影响大大减弱，提高脱胶效率。
优选的，所述预处理包括如下步骤：将所述罗布麻韧皮置于氨水中浸泡处理。优选的，所述氨水的质量浓度为2％-10％。更优选的，置于氨水中浸泡60-120min。进一步优选的，所述氨水的质量浓度为5％。
氨水作为弱碱性物质，对罗布麻韧皮预处理后，容易挥发，同时通过蒸汽爆破后，残留量极少，因而对纤维的损伤较小。并且本发明通过配合氨水预处理和蒸汽爆破，在高温碱性的环境条件下有助于抑制半纤维素向还原糖的转化，保证纤维的产量。
优选的，所述蒸汽爆破的条件包括：压力为1.0-3.0MPa，保压时间为60-180s。更优选的，所述蒸汽爆破的条件为：压力为2.0MPa，保压时间为120s。
不同的植物韧皮对蒸汽爆破具体的条件及反应参数不同，在上述蒸汽爆破反应参数条件下，对罗布麻韧皮进行蒸汽爆破，能够最大限度的脱除胶质，并且避免破坏罗布麻纤维结构。
优选的，所述蒸汽爆破的方法包括：将预处理的罗布麻韧皮在压力为1.0-3.0MPa，保压时间为60-180s的条件下汽爆，水洗烘干，得到粗纤维。
优选的，所述脱胶微生物包括嗜碱芽孢杆菌和欧文氏杆菌中的一种。更优选的，所述脱胶微生物菌液的脱胶微生物的接种量为1.5％-2.5％。
优选的，所述罗布麻韧皮与脱胶微生物菌液的浴比为1﹕(10-30)，更优选为1﹕(15-25)，进一步优选为1﹕20。
优选的，所述发酵脱胶的方法包括：将蒸汽爆破处理后的罗布麻韧皮置于脱胶微生物菌液中浸泡，在25-35℃的温度、160-200rpm/min转速条件下，发酵15-20h。更优选的，所述发酵脱胶的方法包括：将蒸汽爆破处理后的罗布麻韧皮置于脱胶微生物菌液中浸泡，在30℃的温度、180rpm/min转速条件下，发酵17h。
优选的，所述脱胶微生物菌液的制备方法包括：将脱胶微生物的单菌落接入液体培养基中培养至活菌数为108-1010CFU/mL，即可；优选培养至活菌数为109CFU/mL数量级。进一步优选的，所述液体培养基包括牛肉膏蛋白胨液体培养基。
优选的，发酵脱胶后，将罗布麻韧皮拷打，清水冲洗即得罗布麻纤维。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所述的罗布麻韧皮的脱胶方法，能够对罗布麻韧皮适度脱胶，制备得到的罗布麻纤维品质高，并且能够避免污染；
(2)本发明所述的罗布麻韧皮的脱胶方法，成本低，并且节省了污染治理环节，极大的提高了经济效益；
(3)罗布麻韧皮通过本发明所述的脱胶方法脱胶后，经梳理、漂白后，可以通过与各种纤维混纺、复合、交织加工的技术与棉、粘胶、涤、尼龙、羊绒、丝等多元混纺经纬交织、间隔交织麻包涤、涤包麻以提高含麻率，再纺成纤维。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明提供了一种罗布麻韧皮的脱胶方法，包括如下步骤：
将预处理的罗布麻韧皮蒸汽爆破，加入脱胶微生物菌液发酵脱胶，清洗得到罗布麻纤维。
本发明通过对罗布麻韧皮进行预处理和蒸汽爆破，能够解除外层胶质组分的屏障作用；并且，通过蒸汽爆破得到了粗纤维，进一步通过脱胶微生物发酵脱胶，使得得到的纤维质量进一步提高。
在本发明一优选实施方式中，所述预处理包括如下步骤：将所述罗布麻韧皮置于质量浓度为2％-10％的氨水中浸泡处理。更优选的，置于氨水中浸泡60-120min。进一步优选的，所述氨水的质量浓度为5％。
氨水作为弱碱性物质，对罗布麻韧皮预处理后，容易挥发，同时通过蒸汽爆破后，残留量极少，因而对纤维的损伤较小。并且本发明通过配合氨水预处理和蒸汽爆破，在高温碱性的环境条件下有助于抑制半纤维素向还原糖的转化，保证纤维的产量。
在本发明一优选实施方式中，所述蒸汽爆破的条件包括：压力为1.0-3.0MPa，保压时间为60-180s。更优选的，所述蒸汽爆破的条件为：压力为2.0MPa，保压时间为120s。
不同的植物韧皮对蒸汽爆破具体的条件及反应参数不同，在上述蒸汽爆破反应参数条件下，对罗布麻韧皮进行蒸汽爆破，能够最大限度的脱除胶质，并且避免破坏罗布麻纤维结构。
在本发明一优选实施方式中，所述蒸汽爆破的方法包括：将预处理的罗布麻韧皮在压力为1.0-3.0MPa，保压时间为60-180s的条件下汽爆，水洗烘干，得到粗纤维。
在本发明一优选实施方式中，所述脱胶微生物包括嗜碱芽孢杆菌和欧文氏杆菌中的一种。更优选的，所述脱胶微生物菌液的脱胶微生物的接种量为1.5％-2.5％。
在本发明一优选实施方式中，所述罗布麻韧皮与脱胶微生物菌液的浴比为1﹕(10-30)，更优选为1﹕(15-25)，进一步优选为1﹕20。
在本发明一优选实施方式中，所述发酵脱胶的方法包括：将蒸汽爆破处理后的罗布麻韧皮置于脱胶微生物菌液中浸泡，在25-35℃的温度、160-200rpm/min转速条件下，发酵15-20h。更优选的，所述发酵脱胶的方法包括：将蒸汽爆破处理后的罗布麻韧皮置于脱胶微生物菌液中浸泡，在30℃的温度、180rpm/min转速条件下，发酵17h。
在本发明一优选实施方式中，所述脱胶微生物菌液的制备方法包括：将脱胶微生物的单菌落接入液体培养基中培养至活菌数为108-1010CFU/mL，即可。优选的，所述液体培养基包括牛肉膏蛋白胨液体培养基。
在本发明一优选实施方式中，发酵脱胶后，将罗布麻韧皮拷打，清水冲洗即得罗布麻纤维。
所述罗布麻韧皮通过本发明所述的脱胶方法脱胶后，经梳理、漂白后，可以通过与各种纤维混纺、复合、交织加工的技术与棉、粘胶、涤、尼龙、羊绒、丝等多元混纺经纬交织、间隔交织麻包涤、涤包麻以提高含麻率，再纺成纤维。
实施例1
本实施例所述的罗布麻韧皮的脱胶方法，包括如下步骤：
(1)将罗布麻韧皮进行预处理，具体的：
取一定量的罗布原麻，用质量分数为2％的氨水浸泡60min；
(2)将预处理的罗布麻韧皮进行蒸汽爆破，具体的：
将步骤(1)中浸泡处理的罗布原麻取出，其中含水，放入气爆罐中，按汽爆压力为3.0MPa、保压时间为180s进行汽爆，汽爆结束后，水洗烘干，得到粗纤维；
(3)将粗纤维进行发酵脱胶，具体的：
将步骤(2)中得到的粗纤维放入脱胶微生物菌液中，粗纤维与脱胶微生物菌液的浴比为1﹕20，在30℃、转速为180rpm/min的恒温振荡器中发酵17h，发酵结束后将罗布麻取出后拷打，再用清水冲洗即得罗布麻纤维。
其中，所述脱胶微生物菌液的制备方法包括：将嗜碱芽孢杆菌的单菌落接入牛肉膏蛋白胨液体培养基，在25-35℃、180rpm/min的条件下培养至活菌数为109CFU/mL的数量级，即得所述脱胶微生物菌液。
实施例2
本实施例所述的罗布麻韧皮的脱胶方法，包括如下步骤：
(1)将罗布麻韧皮进行预处理，具体的：
取一定量的罗布原麻，用质量分数为5％的氨水浸泡90min；
(2)将预处理的罗布麻韧皮进行蒸汽爆破，具体的：
将步骤(1)中浸泡处理的罗布原麻取出，其中含水，放入气爆罐中，按汽爆压力为2.0MPa、保压时间为120s进行汽爆，汽爆结束后，水洗烘干，得到粗纤维；
(3)将粗纤维进行发酵脱胶，具体的：
将步骤(2)中得到的粗纤维放入脱胶微生物菌液中，粗纤维与脱胶微生物菌液的浴比为1﹕20，在30℃、转速为180rpm/min的恒温振荡器中发酵17h，发酵结束后将罗布麻取出后拷打，再用清水冲洗即得罗布麻纤维。
其中，所述脱胶微生物菌液的制备方法包括：将嗜碱芽孢杆菌的单菌落接入牛肉膏蛋白胨液体培养基，在25-35℃、180rpm/min的条件下培养至活菌数为109CFU/mL的数量级，即得所述脱胶微生物菌液。
实施例3
本实施例所述的罗布麻韧皮的脱胶方法，包括如下步骤：
(1)将罗布麻韧皮进行预处理，具体的：
取一定量的罗布原麻，用质量分数为10％的氨水浸泡120min；
(2)将预处理的罗布麻韧皮进行蒸汽爆破，具体的：
将步骤(1)中浸泡处理的罗布原麻取出，其中含水，放入气爆罐中，按汽爆压力为1.0MPa、保压时间为60s进行汽爆，汽爆结束后，水洗烘干，得到粗纤维；
(3)将粗纤维进行发酵脱胶，具体的：
将步骤(2)中得到的粗纤维放入脱胶微生物菌液中，粗纤维与脱胶微生物菌液的浴比为1﹕20，在30℃、转速为180rpm/min的恒温振荡器中发酵17h，发酵结束后将罗布麻取出后拷打，再用清水冲洗即得罗布麻纤维。
其中，所述脱胶微生物菌液的制备方法包括：将嗜碱芽孢杆菌的单菌落接入牛肉膏蛋白胨液体培养基，在25-35℃、180rpm/min的条件下培养至活菌数为109CFU/mL的数量级，即得所述脱胶微生物菌液。
实施例4
本实施例参考实施例2的脱胶方法，其区别仅在于，所述步骤(3)中，粗纤维与脱胶微生物菌液在35℃、转速为160rpm/min的恒温振荡器中发酵17h。
实施例5
本实施例参考实施例2的脱胶方法，其区别仅在于，所述步骤(3)中，粗纤维与脱胶微生物菌液在25℃、转速为200rpm/min的恒温振荡器中发酵15h。
实施例6
本实施例参考实施例2的脱胶方法，其区别仅在于，所述步骤(3)中，所述罗布麻韧皮与脱胶微生物菌液的浴比为1﹕15。
实施例7
本实施例参考实施例2的脱胶方法，其区别仅在于，所述步骤(3)中，所述罗布麻韧皮与脱胶微生物菌液的浴比为1﹕25。
实施例8
本实施例参考实施例2的脱胶方法，其区别仅在于，所述脱胶微生物菌液的制备方法包括：将欧文氏杆菌的单菌落接入牛肉膏蛋白胨液体培养基，在25-35℃、180rpm/min的条件下培养至活菌数为109CFU/mL的数量级，即得所述脱胶微生物菌液。
实施例9
本实施例参考实施例2的脱胶方法，其区别仅在于，所述蒸汽爆破的条件为：汽爆压力为4.0MPa、保压时间为120s。
实施例10
本实施例参考实施例2的脱胶方法，其区别仅在于，所述预处理中，氨水的质量分数为15％。
比较例1
比较例1参考实施例2的脱胶方法，区别在于，不进行氨水浸泡预处理，直接蒸汽爆破，加入脱胶微生物菌液发酵脱胶。
比较例2
比较例2参考实施例2的脱胶方法，区别在于，不进行蒸汽爆破，直接将预处理的罗布麻韧皮，加入脱胶微生物菌液发酵脱胶。
比较例3
比较例3参考实施例2的脱胶方法，区别在于，不进行氨水浸泡预处理和蒸汽爆破，直接将罗布麻韧皮加入脱胶微生物菌液发酵脱胶。
实验例1
本发明制备得到的罗布麻纤维的表面规整，基本无缺陷，纤维品质高。为进一步对比不同脱胶方法得到的罗布麻纤维的品质，对纤维的强度和细度进行了测试，测试结果见表1。
表1不同处理的罗布麻纤维的性能测试
实验例2
为了对比说明本发明实施例和比较例的脱胶方法的脱胶效果，对采用不同脱胶方法的残胶率进行测试，测试结果见表2。残胶率测试方法为：采用现行国标GB5889-86中的测定方法。
表2不同处理的罗布麻纤维的残胶率
组别 残胶率(％)
实施例1 7.8
实施例2 7.5
实施例3 9.0
实施例4 8.1
实施例5 8.2
实施例6 7.9
实施例7 8.5
实施例8 7.8
实施例9 8.2
实施例10 8.0
比较例1 9.4
比较例2 11.7
比较例3 14.8
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种罗布麻韧皮的脱胶方法，其特征在于，包括如下步骤：
将预处理的罗布麻韧皮蒸汽爆破，加入脱胶微生物菌液发酵脱胶，清洗得到罗布麻纤维。
2.根据权利要求1所述的罗布麻韧皮的脱胶方法，其特征在于，所述预处理包括如下步骤：将所述罗布麻韧皮置于氨水中浸泡处理；
优选的，所述氨水的质量浓度为2％-10％；
优选的，置于氨水中浸泡60-120min。
3.根据权利要求1所述的罗布麻韧皮的脱胶方法，其特征在于，所述蒸汽爆破的条件包括：压力为1.0-3.0MPa，保压时间为60-180s；
优选的，所述蒸汽爆破的条件：压力为2.0MPa，保压时间为120s。
4.根据权利要求1所述的罗布麻韧皮的脱胶方法，其特征在于，所述蒸汽爆破的方法包括：将预处理的罗布麻韧皮在压力为1.0-3.0MPa，保压时间为60-180s的条件下汽爆，水洗烘干，得到粗纤维。
5.根据权利要求1-4任一项所述的罗布麻韧皮的脱胶方法，其特征在于，所述脱胶微生物包括嗜碱芽孢杆菌和欧文氏杆菌中的一种。
6.根据权利要求5所述的罗布麻韧皮的脱胶方法，其特征在于，所述脱胶微生物菌液的脱胶微生物的接种量为1.5％-2.5％。
7.根据权利要求1所述的罗布麻韧皮的脱胶方法，其特征在于，所述罗布麻韧皮与脱胶微生物菌液的浴比为1﹕(10-30)；
优选的，所述罗布麻韧皮与脱胶微生物菌液的浴比为1﹕(15-25)。
8.根据权利要求1所述的罗布麻韧皮的脱胶方法，其特征在于，所述发酵脱胶的方法包括：将蒸汽爆破处理后的罗布麻韧皮置于脱胶微生物菌液中浸泡，在25-35℃的温度、160-200rpm/min转速条件下，发酵15-20h；
优选的，所述发酵脱胶的方法包括：将蒸汽爆破处理后的罗布麻韧皮置于脱胶微生物菌液中浸泡，在30℃的温度、180rpm/min转速条件下，发酵17h。
9.根据权利要求1所述的罗布麻韧皮的脱胶方法，其特征在于，所述脱胶微生物菌液的制备方法包括：将脱胶微生物的单菌落接入液体培养基中培养至活菌数为108-1010CFU/mL；
优选的，所述液体培养基包括牛肉膏蛋白胨液体培养基。
10.根据权利要求1所述的罗布麻韧皮的脱胶方法，其特征在于，发酵脱胶后，将罗布麻韧皮拷打，清水冲洗即得罗布麻纤维。
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