CN109537065A - 一种苎麻生物脱胶装置及脱胶方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种苎麻生物脱胶装置，包括苎麻剥麻机、苎麻茎秆粉碎机、苎麻生物脱胶罐、苎麻茎秆溶解池、厌氧生物反应器、营养池、出水碱度调节池、沼气贮存罐；所述苎麻剥麻机的出料口与苎麻生物脱胶罐的进料口相连，苎麻剥麻机的废料与苎麻茎秆粉碎机相连接，苎麻茎秆粉碎机的出料储存在出水碱度溶解池，苎麻茎秆溶解池与厌氧生物反应器的进水口相连，营养池与厌氧生物反应器的进水口相连，厌氧生物反应器的外循环口与苎麻生物脱胶罐的进水口相连，厌氧生物反应器的排气口与沼气贮存罐连接，苎麻生物脱胶罐的出水口与厌氧生物反应器的进水口连接，厌氧生物反应器的出水口与出水碱度调节池连接。本发明具有绿色环保、成本低、工艺简单的优点。

Description

一种苎麻生物脱胶装置及脱胶方法

技术领域

本发明涉及一种苎麻脱胶技术领域，更进一步说明，涉及一种苎麻生物脱胶反应器与工艺。

背景技术

苎麻昔称中国草，作衣着用纤维已有数千年的历史，且我国是苎麻资源大国。苎麻纤维的单纤维长、强度大、吸湿和散湿迅速、热传导性能优良，是纺织行业的重要原料。苎麻原麻中含有胶质，不能直接用于纺织，故脱胶程序必不可少。在苎麻脱胶方面，我国大多数企业一直沿用传统的苎麻化学脱胶工艺，该工艺水量大、废水中含大量强酸碱、高温高压煮炼消耗大量能量，且对纤维的强力损伤较大。相比较而言，生物脱胶法不仅可减少对纤维的损伤，而且绿色环保，因此，该工艺具有重要的行业推广价值。

目前，国内在生物脱胶方面的研究主要集中在酶脱胶法以及筛选高效脱胶菌种来进行微生物脱胶，酶脱胶法生产环境苛刻，成本较高；所以近年来在微生物脱胶方面进行了大量的研究。本研究以“生物反应器脱胶”作为主体工艺，采用了厌氧微生物作为高效菌种，具有脱胶效果好，绿色环保，以废治废，成本低，工艺简单的优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种苎麻生物脱胶装置及方法，解决现有化学脱胶方法污染大以及对纤维损伤大的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种苎麻生物脱胶装置，其特征在于，包括：苎麻剥麻机、苎麻生物脱胶罐、出水碱度调节池、厌氧生物反应器、沼气贮存罐、苎麻茎秆粉碎机、苎麻茎秆溶解池、营养池；

所述苎麻剥麻机的出料口与苎麻生物脱胶罐的进料口相连；

所述苎麻剥麻机的废料出口与苎麻茎秆粉碎机的进料口相连接；所述苎麻茎秆粉碎机的出料口与苎麻茎秆溶解池进料口相连接；所述苎麻茎秆溶解池的出水口与厌氧生物反应器的进水口相连，所述营养池的出水口与厌氧生物反应器的进水口相连；

所述厌氧生物反应器的外循环口与苎麻生物脱胶罐的进水口相连接，所述苎麻生物脱胶罐的出水口与厌氧生物反应器的进水口连接，构成了外循环系统；

所述厌氧生物反应器的排气口与沼气贮存罐的进气口相连接，所述厌氧生物反应器的出水口与出水碱度调节池的进水口相连接，所述出水碱度调节池的出水口与苎麻生物脱胶罐的进水口相连接。

优选地，所述苎麻生物脱胶罐中利用高效厌氧微生物对苎麻原麻进行脱胶初开纤。

优选地，所述苎麻生物脱胶装置还包括摇床清洗设备、苎麻纤维给油设备、苎麻纤维烘干设备；所述苎麻生物脱胶罐的取料口通过传送带与摇床清洗设备连接，摇床清洗设备通过传送带与苎麻纤维给油设备连接，苎麻纤维给油设备通过传送带与苎麻纤维烘干设备连接，对苎麻纤维进行精开纤。

优选地，所述苎麻生物脱胶装置还包括第一压力泵，所述苎麻生物脱胶罐的出水口与第一压力泵的进水口连接，所述第一压力泵的出水口与厌氧生物反应器的进水口连接。

优选地，所述苎麻生物脱胶装置还包括第二压力泵，所述营养池的出水口与第二压力泵的进水口连接，所述第二压力泵的出水口与厌氧生物反应器的进水口相连。

优选地，所述苎麻生物脱胶罐中设有温度传感器，可检测温度并将温度控制在30～37℃。

优选地，所述苎麻生物脱胶罐中设有pH检测系统，所述pH检测系统通过控制出水碱度调节池的出水量，调节回流比，回收厌氧生物反应器出水的碱度，将苎麻生物脱胶罐的pH维持在7.0～8.0。

优选地，所述沼气贮存罐排气口与用户连接。

优选地，所述苎麻生物脱胶装置还包括好氧生物反应器，所述厌氧生物反应器的出水口与好氧生物反应器的进水口相连接。

本发明还提供了一种利用上述苎麻生物脱胶装置的苎麻生物脱胶方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)预处理步骤：鲜苎麻经苎麻剥麻机得到苎麻茎秆废料和苎麻原麻，苎麻茎秆废料经苎麻茎秆粉碎机粉碎后储存于苎麻茎秆溶解池中备用；苎麻原麻进入苎麻生物脱胶罐中；

(2)菌种驯化步骤：向厌氧生物反应器中加入颗粒污泥，将储存在苎麻茎秆溶解池的苎麻茎秆废料间歇泵入厌氧生物反应器，作为厌氧生物反应器菌种驯化的基质，将营养池中的营养液泵入厌氧生物反应器，驯化，形成脱胶菌液；

(3)生物脱胶步骤：脱胶菌液通过外循环系统进入苎麻生物脱胶罐中，将苎麻原麻浸没在脱胶菌液中，生物脱胶，然后经过摇床清洗设备清洗，经苎麻纤维给油设备给油，烘干后，得到苎麻纤维。

优选地，所述步骤(1)中苎麻茎秆废料经苎麻茎秆粉碎机粉碎后颗粒直径为1～2μm。

优选地，所述步骤(2)中颗粒污泥的体积为厌氧生物反应器容积的10％～20％，所述驯化的时间为48h。

优选地，所述步骤(3)中苎麻生物脱胶罐中苎麻原麻与脱胶菌液的浴比为1:50，pH控制在7.0～8.0，温度控制在37℃；所述生物脱胶时间为72h；所述清洗时间为30min。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、整个工艺绿色环保，以废治废、成本低、工艺简单，还能够产生沼气能源，简化了传统脱胶工艺的流程。

2、该苎麻生物脱胶罐中设有检测系统，有效检测温度、pH，温度在37℃，pH检测系统在7.0左右，若pH低于7.0，通过调节回流比，回收厌氧生物反应器出水的碱度。

3、该生物脱胶过程为外循环系统，方便取麻，不破坏厌氧生物反应器中稳定的菌群结构。

4、在苎麻生物脱胶罐中，利用高效厌氧微生物进行脱胶，开纤效果好，能够有效去除原麻上的胶质成分，制成率高。

5、该生物脱胶方法实现了苎麻茎秆的资源利用，能够产生沼气能源。沼气经过净化除湿后，再经过热电联产装置产热发电，发电用于厂里日常使用，实现资源的最大化利用。

附图说明

图1为实施例1中苎麻生物脱胶装置示意图。

附图标记：1为苎麻剥麻机，2为苎麻生物脱胶罐，3为温度传感器，4为pH检测系统，5为出水碱度调节池，6为厌氧生物反应器、7为沼气贮存罐，8为用户，9为苎麻茎秆粉碎机，10为苎麻茎秆溶解池，11为第一压力泵，12为营养池，13为第二压力泵，14为摇床清洗设备，15为苎麻纤维给油设备，16为苎麻纤维烘干设备。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种苎麻生物脱胶装置，具体包括：

苎麻剥麻机1、苎麻生物脱胶罐2、温度传感器3、pH检测系统4、出水碱度调节池5、厌氧生物反应器6、沼气贮存罐7、用户8、苎麻茎秆粉碎机9、苎麻茎秆溶解池10、第一压力泵11、营养池12、第二压力泵13、摇床清洗设备14、苎麻纤维给油设备15、苎麻纤维烘干设备16；

所述苎麻剥麻机1的出料口与苎麻生物脱胶罐2的进料口相连，所述苎麻生物脱胶罐2中利用高效厌氧微生物对苎麻原麻进行脱胶初开纤；所述苎麻生物脱胶罐2的取料口通过传送带与摇床清洗设备14连接，摇床清洗设备14通过传送带与苎麻纤维给油设备15连接，苎麻纤维给油设备通过传送带与苎麻纤维烘干设备16连接,实现了苎麻纤维的精开纤；

所述苎麻剥麻机1的废料出口与苎麻茎秆粉碎机9的进料口相连接；所述苎麻茎秆粉碎机9的出料口与储存在苎麻茎秆溶解池10进料口相连接；所述苎麻茎秆溶解池10的出水口与厌氧生物反应器6的进水口相连，所述营养池12的出水口与第二压力泵13的进水口连接，所述第二压力泵13的出水口与厌氧生物反应器6的进水口相连；

所述厌氧生物反应器6的外循环口与苎麻生物脱胶罐2的进水口相连，所述苎麻生物脱胶罐2的出水口与第一压力泵11的进水口连接，所述第一压力泵11的出水口与厌氧生物反应器6的进水口连接，构成了外循环系统；方便取麻，不破坏厌氧生物反应器中稳定的菌群结构。

所述厌氧生物反应器6的出水口与出水碱度调节池5的进水口相连接，所述出水碱度调节池5的出水口与苎麻生物脱胶罐2的进水口相连接；

所述苎麻生物脱胶罐2中设置有温度传感器3，可检测温度并将温度控制在37℃；

所述苎麻生物脱胶罐2中设置有pH检测系统4，通过控制出水碱度调节池5的调节阀，通过调节回流比，回收厌氧生物反应器出水的碱度，将苎麻生物脱胶罐的pH维持在7.0～8.0。

所述厌氧生物反应器6的排气口与沼气贮存罐7连接，所述沼气贮存罐7与用户8连接，能够产生沼气能源，所述厌氧生物反应器6的出水口与好氧生物反应器的进水口连接，达标排放。

所述苎麻生物脱胶装置用于苎麻生物脱胶工艺的具体步骤如下：

(1)预处理步骤：鲜苎麻经苎麻剥麻机处理得到苎麻茎秆废料和苎麻原麻，苎麻茎秆废料经苎麻茎秆粉碎机粉碎成直径为1～2μm的颗粒后储存于苎麻茎秆溶解池中形成均相体系备用；

(2)菌种驯化步骤：向厌氧生物反应器中加入体积比10％～20％的颗粒污泥，将储存在苎麻茎秆溶解池的苎麻茎秆废料间歇泵入厌氧生物反应器，作为厌氧生物反应器菌种驯化的基质，实现了苎麻茎秆的资源利用，能够产生部分沼气能源；将营养池中的营养液泵入厌氧生物反应器,驯化48h，形成脱胶菌液；厌氧生物反应器产生的沼气经沼气贮存罐贮存，供给用户；

(3)生物脱胶步骤：脱胶菌液通过外循环系统进入苎麻生物脱胶罐中，将苎麻原麻浸没在脱胶菌液中，苎麻原麻与脱胶菌液的浴比为1:50，pH控制在7.0～8.0，温度控制在37℃，生物脱胶72h，然后经过摇床清洗设备清洗30min,经苎麻纤维给油设备给油，经苎麻纤维烘干设备烘干后，得到苎麻纤维。

Claims (10)

1.一种苎麻生物脱胶装置，其特征在于，包括：苎麻剥麻机、苎麻生物脱胶罐、出水碱度调节池、厌氧生物反应器、沼气贮存罐、苎麻茎秆粉碎机、苎麻茎秆溶解池、营养池；

所述苎麻剥麻机的出料口与苎麻生物脱胶罐的进料口相连；

所述苎麻剥麻机的废料出口与苎麻茎秆粉碎机的进料口相连接；所述苎麻茎秆粉碎机的出料口与苎麻茎秆溶解池进料口相连接；所述苎麻茎秆溶解池的出水口与厌氧生物反应器的进水口相连，所述营养池的出水口与厌氧生物反应器的进水口相连；

所述厌氧生物反应器的外循环口与苎麻生物脱胶罐的进水口相连接，所述苎麻生物脱胶罐的出水口与厌氧生物反应器的进水口连接，构成了外循环系统；

所述厌氧生物反应器的排气口与沼气贮存罐的进气口相连接，所述厌氧生物反应器的出水口与出水碱度调节池的进水口相连接，所述出水碱度调节池的出水口与苎麻生物脱胶罐的进水口相连接。

2.如权利要求1所述苎麻生物脱胶装置，其特征在于，所述苎麻生物脱胶罐中利用高效厌氧微生物对苎麻原麻进行脱胶初开纤；所述苎麻生物脱胶装置还包括摇床清洗设备、苎麻纤维给油设备、苎麻纤维烘干设备；所述苎麻生物脱胶罐的取料口通过传送带与摇床清洗设备连接，摇床清洗设备通过传送带与苎麻纤维给油设备连接，苎麻纤维给油设备通过传送带与苎麻纤维烘干设备连接，对苎麻纤维进行精开纤。

3.如权利要求1所述苎麻生物脱胶装置，其特征在于，所述苎麻生物脱胶装置还包括第一压力泵，所述苎麻生物脱胶罐的出水口与第一压力泵的进水口连接，所述第一压力泵的出水口与厌氧生物反应器的进水口连接。

4.如权利要求1所述苎麻生物脱胶装置，其特征在于，所述苎麻生物脱胶装置还包括第二压力泵，所述营养池的出水口与第二压力泵的进水口连接，所述第二压力泵的出水口与厌氧生物反应器的进水口相连。

5.如权利要求1所述苎麻生物脱胶装置，其特征在于，所述苎麻生物脱胶罐中设有温度传感器，可检测温度并将温度控制在30～37℃；

6.如权利要求1所述苎麻生物脱胶装置，其特征在于，所述苎麻生物脱胶罐中设有pH检测系统，所述pH检测系统通过控制出水碱度调节池的出水量，调节回流比，回收厌氧生物反应器出水的碱度，将苎麻生物脱胶罐的pH维持在7.0～8.0。

7.如权利要求1所述苎麻生物脱胶装置，其特征在于，所述苎麻生物脱胶装置还包括好氧生物反应器，所述厌氧生物反应器的出水口与好氧生物反应器的进水口相连接。

8.权利要求1～7任一项所述苎麻生物脱胶装置的用于苎麻生物脱胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)预处理步骤：鲜苎麻经苎麻剥麻机得到苎麻茎秆废料和苎麻原麻，苎麻茎秆废料经苎麻茎秆粉碎机粉碎后储存于苎麻茎秆溶解池中备用；苎麻原麻进入苎麻生物脱胶罐中；

(2)菌种驯化步骤：向厌氧生物反应器中加入颗粒污泥，将储存在苎麻茎秆溶解池的苎麻茎秆废料间歇泵入厌氧生物反应器，作为厌氧生物反应器菌种驯化的基质，将营养池中的营养液泵入厌氧生物反应器，驯化，形成脱胶菌液；

(3)生物脱胶步骤：脱胶菌液通过外循环系统进入苎麻生物脱胶罐中，将苎麻原麻浸没在脱胶菌液中，生物脱胶，然后经过摇床清洗设备清洗，经苎麻纤维给油设备给油，烘干后，得到苎麻纤维。

9.如权利要求8所述苎麻生物脱胶装置的用于苎麻生物脱胶的方法，其特征在于，所述步骤(2)中颗粒污泥的体积为厌氧生物反应器容积的10％～20％，所述驯化的时间为48h。

10.如权利要求8所述苎麻生物脱胶装置的用于苎麻生物脱胶的方法，其特征在于，所述步骤(3)中苎麻生物脱胶罐中苎麻原麻与脱胶菌液的浴比为1:50，pH控制在7.0～8.0，温度控制在37℃；所述生物脱胶时间为72h；所述清洗时间为30min。