CN108912731A - 一种植物染色剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物染色剂的制备方法,具体步骤如下:1)将植物粉碎后浸泡在稀硫酸溶液中得到酸解料;2)将酸解料移至密封容器中,通入高压蒸汽进行加热,然后迅速泄压至大气压,得到膨化料;3)将膨化料浸泡在1‑丁基‑3‑甲基咪唑醋酸盐离子液中得到预处理料;4)取出预处理料,浸泡在氢氧化钠溶液中进行低温低压处理,然后加入复合酶进行酶解,得到酶解液;5)将酶解液过滤后进行加热保温处理,降温后进行浓缩得到清膏;6)将清膏干燥后进行研磨,即可得到植物染色剂。本发明提供的植物染色剂的制备方法,工艺简单易操作,提取率高,染色剂性能优异,而且对人体安全无毒害,有利于植物染色剂的推广普及。
Description
技术领域
本发明属于染色剂制备技术领域,具体涉及一种植物染色剂的制备方法。
背景技术
植物染料是指利用自然界之花、草、树木、茎、叶、果实、种子、皮、根提取色素作为染料。植物染料,无毒无害,不会对人体健康造成任何伤害。染的织物,色形自然、经久不褪;具有防虫、抗菌的作用,这是化学染料所不具备的。特别适合于童装、内衣、鞋袜、汽车内饰、箱包、室内、床上用品等。色牢度高,可满足实际使用需求。
植物染料取之于自然,并且原料可以再生,加工处理和染色过程中不会产生对环境造成污染的废水废气,与环境相容性好,可生物降解,毒性较低,符合当前绿色纺织品的主题。现有技术中天然染料由于提取率低,造成价格高昂,很难大规模的批量生长。因此,提高植物染料的提取率,降低成本,推广植物染色剂的普及,是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种植物染色剂的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种植物染色剂的制备方法,具体步骤如下:
1)将植物粉碎后过50目筛,浸泡在15-20%的稀硫酸溶液中,加热至50-55℃,浸泡35-40min,得到酸解料;
2)将酸解料移至密封容器中,通入高压蒸汽进行加热30-35min,然后迅速泄压至大气压,得到膨化料;
3)将膨化料浸泡在浓度为4-7%的1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液中,加热至110-150℃进行保温处理30-40min,得到预处理料;
4)取出预处理料,浸泡在浓度为3-5%的氢氧化钠溶液中,移至50-70KPa的容器中,在-15--20℃下进行低温冷冻15-20min,然后加热至30-35℃,加入复合酶进行酶解25-30min,然后将压力降至30-40KPa,升温至37-40℃,继续酶解30-40min,再将压力降至10-20KPa,升温至42-45℃,继续酶解40-45min,得到酶解液;
5)将酶解液过滤后加热至80-90℃进行保温处理25-30min,然后降温至45-50℃进行浓缩,得到相对密度为1.1-1.2的清膏;
6)将清膏干燥后进行研磨,过200-300目筛,即可得到植物染色剂。
优选地,一种植物染色剂的制备方法,其中步骤1)中,所述植物为靛蓝、茜草、苏枋、槐花、栀子、紫苏、薯莨、五倍子中的一种或多种的混合物。
优选地,一种植物染色剂的制备方法,其中步骤1)中,植物与稀硫酸溶液的料液比为1g/5-7ml。
优选地,一种植物染色剂的制备方法,其中步骤2)中,高压蒸汽的压力为8-12MPa,温度为460-500℃。
优选地,一种植物染色剂的制备方法,其中步骤3)中膨化料与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液的料液比为1g/4-6ml。
优选地,一种植物染色剂的制备方法,其中步骤4)中,预处理料和氢氧化钠溶液的料液比为1g/8-13ml。
优选地,一种植物染色剂的制备方法,其中步骤4)中,复合酶的添加量为预处理料重量的1-2%,其中复合酶是由纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶按照1:1:1.5的重量比组成的。
优选地,一种植物染色剂的制备方法,其中步骤4)中,酶解过程中进行超声波振荡,功率为200-300W。
优选地,一种植物染色剂的制备方法,其中步骤6)中,干燥为真空干燥,压力为0.06-0.07MPa,干燥温度为50-70℃,干燥时间40-50min。
本发明相比现有技术具有以下优点:
本发明提供的植物染色剂的制备方法,首先,将植物破碎后浸泡在稀硫酸溶液中,可以有效的增大纤维素的表面积,减少纤维素的结晶度,使得纤维素容易水解;其次,通入高压蒸汽,然后迅速降压至大气压,可以促进纤维素分子间的氢键因膨化造成断裂,有利于促进后续的酶解;再次,在1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液进行加热浸泡,可以破坏木质素的稳定结构,使得木质素容易被去除;再次,在碱性溶液中进行低压低温处理,可以加速木质素的去除,降低木质素对纤维素和半纤维素的束缚作用,提高后续酶解过程中纤维素和半纤维素的降解;最后,通过不段改变压力和温度,可以提高酶解效果,使得酶解的到充分的进行,提高植物染料的提取率和纯度。
本发明提供的植物染色剂的制备方法,提取工艺简单,成本低,提取率高,纯度高,对人体安全无毒害,有利于植物染色剂的推广普及。
具体实施方式
下面结合具体实施方法对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种植物染色剂的制备方法,具体步骤如下:
1)将植物粉碎后过50目筛,浸泡在15%的稀硫酸溶液中,加热至50℃,浸泡35min,得到酸解料;
2)将酸解料移至密封容器中,通入高压蒸汽进行加热30min,然后迅速泄压至大气压,得到膨化料;
3)将膨化料浸泡在浓度为4%的1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液中,加热至110℃进行保温处理30min,得到预处理料;
4)取出预处理料,浸泡在浓度为3-5%的氢氧化钠溶液中,移至50KPa的容器中,在-15℃下进行低温冷冻15min,然后加热至30℃,加入复合酶进行酶解25min,然后将压力降至30KPa,升温至37℃,继续酶解30min,再将压力降至10KPa,升温至42℃,继续酶解40min,得到酶解液;
5)将酶解液过滤后加热至80℃进行保温处理25min,然后降温至45℃进行浓缩,得到相对密度为1.1的清膏;
6)将清膏干燥后进行研磨,过200目筛,即可得到植物染色剂。
作为优选,其中步骤1)中,所述植物为靛蓝、茜草、苏枋、槐花、栀子、紫苏、薯莨、五倍子中的一种或多种的混合物。
作为优选,其中步骤1)中,植物与稀硫酸溶液的料液比为1g/5ml。
作为优选,其中步骤2)中,高压蒸汽的压力为8MPa,温度为460℃。
作为优选,其中步骤3)中膨化料与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液的料液比为1g/4ml。
作为优选,其中步骤4)中,预处理料和氢氧化钠溶液的料液比为1g/8ml。
作为优选,其中步骤4)中,复合酶的添加量为预处理料重量的1%,其中复合酶是由纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶按照1:1:1.5的重量比组成的。
作为优选,其中步骤4)中,酶解过程中进行超声波振荡,功率为200W。
作为优选,其中步骤6)中,干燥为真空干燥,压力为0.06MPa,干燥温度为50℃,干燥时间40min。
实施例2
一种植物染色剂的制备方法,具体步骤如下:
1)将植物粉碎后过50目筛,浸泡在17%的稀硫酸溶液中,加热至53℃,浸泡37min,得到酸解料;
2)将酸解料移至密封容器中,通入高压蒸汽进行加热32min,然后迅速泄压至大气压,得到膨化料;
3)将膨化料浸泡在浓度为5%的1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液中,加热至130℃进行保温处理35min,得到预处理料;
4)取出预处理料,浸泡在浓度为4%的氢氧化钠溶液中,移至60KPa的容器中,在-17℃下进行低温冷冻17min,然后加热至32℃,加入复合酶进行酶解27min,然后将压力降至35KPa,升温至38℃,继续酶解35min,再将压力降至15KPa,升温至43℃,继续酶解42min,得到酶解液;
5)将酶解液过滤后加热至85℃进行保温处理27min,然后降温至47℃进行浓缩,得到相对密度为1.1的清膏;
6)将清膏干燥后进行研磨,过200目筛,即可得到植物染色剂。
作为优选,其中步骤1)中,所述植物为靛蓝、茜草、苏枋、槐花、栀子、紫苏、薯莨、五倍子中的一种或多种的混合物。
作为优选,其中步骤1)中,植物与稀硫酸溶液的料液比为1g/6ml。
作为优选,其中步骤2)中,高压蒸汽的压力为10MPa,温度为480℃。
作为优选,其中步骤3)中膨化料与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液的料液比为1g/5ml。
作为优选,其中步骤4)中,预处理料和氢氧化钠溶液的料液比为1g/10ml。
作为优选,其中步骤4)中,复合酶的添加量为预处理料重量的1%,其中复合酶是由纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶按照1:1:1.5的重量比组成的。
作为优选,其中步骤4)中,酶解过程中进行超声波振荡,功率为200W。
作为优选,其中步骤6)中,干燥为真空干燥,压力为0.06MPa,干燥温度为60℃,干燥时间45min。
实施例3
一种植物染色剂的制备方法,具体步骤如下:
1)将植物粉碎后过50目筛,浸泡在20%的稀硫酸溶液中,加热至55℃,浸泡40min,得到酸解料;
2)将酸解料移至密封容器中,通入高压蒸汽进行加热35min,然后迅速泄压至大气压,得到膨化料;
3)将膨化料浸泡在浓度为7%的1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液中,加热至150℃进行保温处理40min,得到预处理料;
4)取出预处理料,浸泡在浓度为5%的氢氧化钠溶液中,移至70KPa的容器中,在-20℃下进行低温冷冻20min,然后加热至35℃,加入复合酶进行酶解30min,然后将压力降至40KPa,升温至40℃,继续酶解40min,再将压力降至20KPa,升温至45℃,继续酶解45min,得到酶解液;
5)将酶解液过滤后加热至90℃进行保温处理30min,然后降温至50℃进行浓缩,得到相对密度为1.2的清膏;
6)将清膏干燥后进行研磨,过300目筛,即可得到植物染色剂。
作为优选,其中步骤1)中,所述植物为靛蓝、茜草、苏枋、槐花、栀子、紫苏、薯莨、五倍子中的一种或多种的混合物。
作为优选,其中步骤1)中,植物与稀硫酸溶液的料液比为1g/7ml。
作为优选,其中步骤2)中,高压蒸汽的压力为12MPa,温度为500℃。
作为优选,其中步骤3)中膨化料与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液的料液比为1g/6ml。
作为优选,其中步骤4)中,预处理料和氢氧化钠溶液的料液比为1g/13ml。
作为优选,其中步骤4)中,复合酶的添加量为预处理料重量的2%,其中复合酶是由纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶按照1:1:1.5的重量比组成的。
作为优选,其中步骤4)中,酶解过程中进行超声波振荡,功率为300W。
作为优选,其中步骤6)中,干燥为真空干燥,压力为0.07MPa,干燥温度为70℃,干燥时间50min。
对比例1:去除步骤1)中的稀硫酸溶液浸泡,其余与实施例1相同。
对比例2:去除步骤2)中的高压蒸汽加热,其余与实施例1相同。
对比例3:去除步骤3)中的1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液浸泡,其余与实施例1相同。
对比例4:去除步骤4)中的氢氧化钠溶液低温低压冷冻,其余与实施例1相同。
实验例,分别选取100g靛蓝,使用实施例1和对比例1-4提供的方法制备植物染色剂,统计提取的染色剂重量,并且使用提取的植物染色剂对亚麻织物进行染色处理,检测染色剂的性能,结果如表一所示:
表一
从表一可以看出,实施例1提供的方法提取得到染色剂重量重于对比例1-4,并且染色剂的固色率和色牢度也优于对比例1-4,由此可见,本发明提供的植物染色剂的制备方法,提取率高,而且染色剂性能优异。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变换或替换,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种植物染色剂的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:
1)将植物粉碎后过50目筛,浸泡在15-20%的稀硫酸溶液中,加热至50-55℃,浸泡35-40min,得到酸解料;
2)将酸解料移至密封容器中,通入高压蒸汽进行加热30-35min,然后迅速泄压至大气压,得到膨化料;
3)将膨化料浸泡在浓度为4-7%的1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液中,加热至110-150℃进行保温处理30-40min,得到预处理料;
4)取出预处理料,浸泡在浓度为3-5%的氢氧化钠溶液中,移至50-70KPa的容器中,在-15--20℃下进行低温冷冻15-20min,然后加热至30-35℃,加入复合酶进行酶解25-30min,然后将压力降至30-40KPa,升温至37-40℃,继续酶解30-40min,再将压力降至10-20KPa,升温至42-45℃,继续酶解40-45min,得到酶解液;
5)将酶解液过滤后加热至80-90℃进行保温处理25-30min,然后降温至45-50℃进行浓缩,得到相对密度为1.1-1.2的清膏;
6)将清膏干燥后进行研磨,过200-300目筛,即可得到植物染色剂。
2.如权利要求1所述的一种植物染色剂的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述植物为靛蓝、茜草、苏枋、槐花、栀子、紫苏、薯莨、五倍子中的一种或多种的混合物。
3.如权利要求1所述的一种植物染色剂的制备方法,其特征在于,步骤1)中,植物与稀硫酸溶液的料液比为1g/5-7ml。
4.如权利要求1所述的一种植物染色剂的制备方法,其特征在于,步骤2)中,高压蒸汽的压力为8-12MPa,温度为460-500℃。
5.如权利要求1所述的一种植物染色剂的制备方法,其特征在于,步骤3)中膨化料与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液的料液比为1g/4-6ml。
6.如权利要求1所述的一种植物染色剂的制备方法,其特征在于,步骤4)中,预处理料和氢氧化钠溶液的料液比为1g/8-13ml。
7.如权利要求1所述的一种植物染色剂的制备方法,其特征在于,步骤4)中,复合酶的添加量为预处理料重量的1-2%,其中复合酶是由纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶按照1:1:1.5的重量比组成的。
8.如权利要求1所述的一种植物染色剂的制备方法,其特征在于,步骤4)中,酶解过程中进行超声波振荡,功率为200-300W。
9.如权利要求1所述的一种植物染色剂的制备方法,其特征在于,步骤6)中,干燥为真空干燥,压力为0.06-0.07MPa,干燥温度为50-70℃,干燥时间40-50min。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20181130 |