CN111691210A - 一种艾草纸浆纤维的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种艾草纸浆纤维的制备方法及其应用，该种艾草纸浆纤维直径18‑25μm，平均长度为1.0‑3.2mm；该种艾草纸浆纤维制备方法，包括预浸渍、化学预处理、挤碾撕裂和磨浆步骤，经预处理后可以使得原料纤维更容易被利用，方便之后的机械磨浆处理，使得得到的混合艾草纸浆纤维品质更好，同时该工艺简单、绿色、无污染，有效活性成分被大量保留，原料得到了充分利用。通过此工艺得到的艾草纤维纸浆，生物活性有效成分丰富且含量高、成纸强度好、附加值高，富含艾草等原料气味药香，可用于新型环保艾草制品的生产。
Description
技术领域
本发明属于植物纤维分离技术领域，具体涉及一种艾草纸浆纤维的制备方法及其应用。
背景技术
艾灸是中医学的重要组成部分，也是传统医学中最古老的医疗技法之一。艾灸疗法是运用艾绒等中草药在体表的穴位上烧灼、温烤，借艾草之火的热力以及药物活性物质的作用，通过经络的传导，以起到温通气血，扶正祛邪，补中益气，祛寒止痛，达到防治疾病的作用，其对数百种疾病有显著的疗效。
几千年来，艾灸的基础性主流耗材例如艾条、艾柱等，都是采用包装纸裹挟的形式，将一定数量的艾绒卷制成规格、密度不同的艾制品用于临床。所采用的卷制包装纸包括白绵纸（以构树皮和龙须草等为主要原材料）、宣纸（以青檀树皮、沙田稻草为主要原料）、桑皮纸（以桑树皮榆树皮等为主要原材料），近年也开始有艾叶纸（以艾叶为主要原材料）面市，所存在的最大问题在于这些包装纸的现代制造基本上都是以木浆（80%左右）为主，活性成分十分有限，更多停留在概念点缀和卖点标签化的宣传阶段。
随着社会经济发展和新消费需求升级，艾草制品的生产和消费量逐年增加，艾草制品的环保化、功能化和工业化等方向的进化趋势强劲，持续开始创新发力。
中国专利CN108814952A提出了一种带孔的艾柱，采用卷制工艺制作而成，艾绒被桑皮纸包裹。中国专利CN206642082U公开了一种由艾绒和用来包裹艾绒的艾条包装纸组成的艾柱，具有安全、方便，便于携带等特点，但是，其成纸张力和韧性不够，且制备过程中使用的化学助剂较多。除此之外，传统艾柱所存在的最大问题在于纸浆仅起到了包裹艾绒的作用，而中药活性成分十分有限，并且在燃烧过程中的产生大量的烟灰和难闻的浓烈烧纸味，燃烧后的包装纸和艾灰灰白分明，一直被消费者所诟病。
因此，如何使艾灸耗材的包装纸既有良好的艾绒裹挟性能，又有出色的中药生物活性，且环保性能也能够同步获得一定改善，显然已经成为艾灸行业进步和规模化发展亟待解决的问题。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，对现有工艺进行进一步优化，本发明提供一种艾草纸浆纤维的制备方法及其应用，以实现以下发明目的：
1、以艾草、葛根等具有中药活性物质的配方纤维替代传统的木浆纤维，既能作为艾制品的外层包装，又能提高艾制品的活性成分含量，进而提升艾灸治疗的协同效力；
2、提高成纸强度和韧性以及美化度；
3、工艺简单、绿色、无污染；
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种艾草纸浆纤维的制备方法，其特征在于，所述艾草纸浆纤维，直径18-25μm，平均长度为1.0-3.2mm；所述制备方法，包括预浸渍、化学预处理、挤碾撕裂、磨浆、抄造和干燥灭菌步骤；
所述艾草纸浆纤维，按重量百分比计，原材料组成，包括：艾草茎秆20-30%、生姜10-20%、葛根10-20%、艾纳香20-30%、蒜皮茎秆5-10%；
所述预浸渍，原料液体比为1:3-1:6；
所述预浸渍，温度20-35℃下浸泡时间3-5h；
所述化学预处理，氢氧化钠的加入量占预浸渍液总重量的为5-9%；
所述化学预处理，在温度20-30℃条件下静置3-5h；
所述挤碾撕裂，混合原料压缩比为1:5-1:9，电机转速为40~80r/min；
所述磨浆，第一次磨浆盘磨间隙分别为0.4-0.6mm；第二次磨浆盘磨间隙分别为0.2-0.4mm；第三次磨浆盘磨间隙分别为0.1-0.2mm；
所述磨浆，浆浓为3-5%；
所述，艾草纸浆纤维的应用，包括艾草纸浆纤维的抄造和干燥灭菌；
所述艾草纸浆纤维的抄造，包括利用艾姜植瀞精华素和艾、姜纯精油喷涂湿纸幅，涂布量为2-3g/cm2；
所述干燥灭菌，包括红外干燥灭菌过程，干燥温度为120-130℃；
本发明采用化学预处理以及机械法制备了混合艾草纸浆纤维，预处理后可以使得原料纤维更容易被利用，方便之后的机械磨浆处理，使得得到的混合艾草纸浆纤维品质更好，同时该工艺简单、绿色、无污染，有效活性成分被大量保留，原料得到了充分利用；通过此工艺得到的艾草纤维纸浆，有效成分丰富且含量高、成纸强度好、附加值高，富含艾草等原料气味药香，可用于新型环保艾草制品的生产，提供更为直观的产品差异化特色。
采用上述技术方案，本发明的有益效果为：
1、采用本发明艾草纤维的制备方法，得到的中药植物纤维，直径为18-25微米，长度为1.0-3.2mm，纤维中富含艾草等原料药香，中药有效成分丰富且含量高达95%以上，附加值高；
2、采用本发明艾草纸浆纤维，得到的艾草纸浆纤维成纸强度好，定量为100g/m2的艾草纤维纸，纸张抗张指数为29-42N·m/g；
3、采用本发明艾草纸浆纤维的制备方法，艾草纸浆纤维得率高达65-75%；
4、采用本发明艾草纸浆纤维的制备方法，预处理中的碱液可回收利用，工艺简单、绿色、无污染，没有任何废弃物的产生，原料得到了充分利用，使得艾草中的有效活性成分被大量保留，是一种新型环保艾草制品的生产工艺。
具体实施方式：
下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
（1）预浸渍
取艾草茎秆30%、生姜15%、葛根20%、艾纳香20%以及蒜皮茎秆15%加入水中，液比为1∶6，混合均匀后，在35℃条件下浸渍5小时；
（2）化学预处理
向预浸液中加入氢氧化钠进行化学预处理，混合均匀后，在30℃条件下静置5小时；
所述氢氧化钠的加入量占预浸渍液总重量的5%；
（3）挤碾撕裂
取化学预处理后的混合原料，将其缓慢放入螺旋挤压机中进行挤碾撕裂，电机转速为40r/min，压缩比为1∶9，纤维在机械作用下充分暴露；
（4）磨浆
加水稀释混合纤维至3%浓度，随后在室温下将其放入盘磨机进行磨浆，循环三次，依次调节磨浆间隙为0.4mm，0.2mm及0.1mm，磨浆结束得到混合艾草纤维纸浆；
（5）艾草纸的抄造
使用纤维疏解机将混合纤维浆料均匀分散在水中，在凯塞法抄片器中脱水成型；
将前述配方完全相同比例的中药，采用分子定向萃取技术（可采用高压水刀+陶瓷膜或者大孔树脂多级过滤的低温萃取分离工艺）获得艾姜植瀞精华素和二氧化碳超临界萃取的艾、姜高级别纯精油，对得到的湿纸幅，按照2g/cm2的涂布量以雾状均匀喷涂；
（6）干燥灭菌
在密闭120℃条件下，采用红外干燥并同步完成灭菌过程，得到高植物活性成分的无菌艾灸耗材包装专用纸。
实施例2
（1）预浸渍
取艾草茎秆30%、生姜20%、葛根15%、艾纳香20%以及蒜皮茎秆15%加入水中，液比为1∶4，混合均匀后，在30℃条件下浸渍4小时；
（2）化学预处理
向预浸液中加入氢氧化钠进行化学预处理，混合均匀后，在25℃条件下静置4小时；
所述氢氧化钠的加入量占预浸渍液总重量的6%；
（3）挤碾撕裂
取化学预处理后的混合原料，随后将其缓慢放入螺旋挤压机中进行挤碾撕裂，电机转速为60r/min，压缩比为1∶7，纤维在机械作用下充分暴露；
（4）磨浆
加水稀释混合纤维至3%浓度，随后在室温下将其放入盘磨机进行磨浆，循环三次，依次调节磨浆间隙为0.5mm，0.3mm及0.1mm，磨浆结束得到混合艾草纤维纸浆；
（5）艾草纸的抄造
使用纤维疏解机将混合纤维浆料均匀分散在水中，在凯塞法抄片器中脱水成型；
将前述配方完全相同比例的中药，采用分子定向萃取技术（可采用高压水刀+陶瓷膜或者大孔树脂多级过滤的低温萃取分离工艺）获得艾姜植瀞精华素和二氧化碳超临界萃取的艾、姜高级别纯精油，对得到的湿纸幅，按照2g/cm2涂布量以雾状均匀喷涂；
（6）干燥灭菌
在密闭120℃条件下，采用红外干燥并同步完成灭菌过程。得到高植物活性成分的无菌艾灸耗材包装专用纸。
实施例3
（1）预浸渍
取艾草茎秆30%、生姜20%、葛根20%、艾纳香15%以及蒜皮茎秆15%加入水中，液比为1∶3，混合均匀后，在20℃条件下浸渍3小时；
（2）化学预处理
向预浸液中加入氢氧化钠进行化学预处理，混合均匀后，在30℃条件下静置4小时；
所述氢氧化钠的加入量占预浸渍液总重量的7%；
（3）挤碾撕裂
取化学预处理后的混合原料，将其缓慢放入螺旋挤压机中进行挤碾撕裂，电机转速为40r/min，压缩比为1∶5，纤维在机械作用下充分暴露；
（4）磨浆
加水稀释混合纤维至3%浓度，随后在室温下将其放入盘磨机进行磨浆，循环三次，依次调节磨浆间隙为0.6mm，0.4mm及0.2mm，磨浆结束得到混合艾草纤维纸浆；
（5）艾草纸的抄造
使用纤维疏解机将混合纤维浆料均匀分散在水中，在凯塞法抄片器中脱水成型；
将前述配方完全相同比例的中药，采用分子定向萃取技术（可采用高压水刀+陶瓷膜或者大孔树脂多级过滤的低温萃取分离工艺）获得艾姜植瀞精华素和二氧化碳超临界萃取的艾、姜高级别纯精油，对得到的湿纸幅，按照3g/cm2涂布量以雾状均匀喷涂；
（6）干燥灭菌
在密闭120℃条件下，采用红外干燥并同步完成灭菌过程。得到高植物活性成分的无菌艾灸耗材包装专用纸。
实施例4
（1）预浸渍
取艾草茎秆25%、生姜20%、葛根20%、艾纳香25%以及蒜皮茎秆10%加入水中，液比为1∶6，混合均匀后，在35℃条件下浸渍5小时；
（2）化学预处理
向预浸液中加入氢氧化钠进行化学预处理，混合均匀后，在30℃条件下静置5小时；
所述氢氧化钠的加入量占预浸渍液总重量的8%；
（3）挤碾撕裂
取化学预处理后的混合原料，将其缓慢放入螺旋挤压机中进行挤碾撕裂，电机转速为80r/min，压缩比为1∶9，纤维在机械作用下充分暴露；
（4）磨浆
加水稀释混合纤维至3%浓度，随后在室温下将其放入盘磨机进行磨浆。循环三次，依次调节磨浆间隙为0.4mm，0.3mm及0.1mm，磨浆结束得到混合艾草纤维纸浆；
（5）艾草纸的抄造
使用纤维疏解机将混合纤维浆料均匀分散在水中，在凯塞法抄片器中脱水成型；
将前述配方完全相同比例的中药，采用分子定向萃取技术（可采用高压水刀+陶瓷膜或者大孔树脂多级过滤的低温萃取分离工艺）获得艾姜植瀞精华素和二氧化碳超临界萃取的艾、姜高级别纯精油，对得到的湿纸幅，按照3g/cm2涂布量以雾状均匀喷涂；
（6）干燥灭菌
在密闭120℃条件下，采用红外干燥并同步完成灭菌过程。得到高植物活性成分的无菌艾灸耗材包装专用纸。
实施例5
（1）预浸渍
取艾草茎秆20%、生姜15%、葛根20%、艾纳香30%以及蒜皮茎秆15%加入水中，液比为1∶6，混合均匀后，在35℃条件下浸渍5小时；
（2）化学预处理
向预浸液中加入氢氧化钠进行化学预处理，混合均匀后，在30℃条件下静置5小时；
所述氢氧化钠的加入量占预浸渍液总重量的9%；
（3）挤碾撕裂
取化学预处理后的混合原料，随后将其缓慢放入螺旋挤压机中进行挤碾撕裂，电机转速为80r/min，压缩比为1∶9，纤维在机械作用下充分暴露；
（4）磨浆
加水稀释混合纤维至3%浓度，随后在室温下将其放入盘磨机进行磨浆。循环三次，依次调节磨浆间隙为0.5mm，0.3mm及0.2mm。最后得到混合艾草纤维纸浆。
（5）艾草纸的抄造
使用纤维疏解机将混合纤维浆料均匀分散在水中，在凯塞法抄片器中脱水成型；
将前述配方完全相同比例的中药，采用分子定向萃取技术（可采用高压水刀+陶瓷膜或者大孔树脂多级过滤的低温萃取分离工艺）获得艾姜植瀞精华素和二氧化碳超临界萃取的艾、姜高级别纯精油，对得到的湿纸幅，按照3g/cm2涂布量以雾状均匀喷涂；
（6）干燥灭菌
在密闭120℃条件下，采用红外干燥并同步完成灭菌过程。得到高植物活性成分的无菌艾灸耗材包装专用纸。
艾草和生姜、葛根、艾纳香以及蒜皮（茎秆）由珠海易衡慧健康科技有限公司提供；
实施例1-5中的得到样品采用纤维质量分析仪测试混合艾草纤维的平均纤维长度，按照国标GB/T 12914-2008对艾草纸的抗张强度进行检测，结果如下：
表1 实施例样品的纤维平均长度、得率和抗张强度
研究结果表明，本发明制备的混合艾草纸浆纤维有效活性成分丰富且含量高、成纸抗张强度好，富含艾草等原料药香，附加值高。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种艾草纸浆纤维的制备方法，其特征在于，所述艾草纸浆纤维，直径18-25μm，平均长度为1.0-3.2mm；所述制备方法，包括预浸渍、化学预处理、挤碾撕裂和磨浆步骤。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述艾草纸浆纤维，按重量百分比计，原材料组成，包括：艾草茎秆20-30%、生姜10-20%、葛根10-20%、艾纳香20-30%、蒜皮茎秆5-10%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预浸渍，原料液体比为1:3-1:6。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述化学预处理，氢氧化钠的加入量占预浸渍液总重量的为5-9%。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述化学预处理，在温度20-30℃条件下静置3-5h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述挤碾撕裂，混合原料压缩比为1:5-1:9。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磨浆，第一次磨浆盘磨间隙分别为0.4-0.6mm；第二次磨浆盘磨间隙分别为0.2-0.4mm；第三次磨浆盘磨间隙分别为0.1-0.2mm。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述磨浆，浆浓为3-5%。
9.一种艾草纸浆纤维的应用，包括艾草纸浆纤维的抄造，其特征在于，所述抄造，包括利用艾姜植瀞精华素和艾、姜纯精油喷涂湿纸幅，涂布量为2-3g/m2。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，还包括红外干燥灭菌过程，干燥温度为120-130℃。
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