CN112760726A - 一种羊奶蛋白纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种羊奶蛋白纤维制备方法，解决脱脂效果差、质量差的问题。本发明包括步骤1：取羊奶加入非离子表面活性剂，搅拌后去除上层物质，加入乙醇，保温0.5h‑1.0h后弃去上层物质，加热至沸腾，过滤干燥得羊奶蛋白粉；步骤2：将羊奶蛋白粉溶解于氢氧化钠溶液，过滤加入环状糊精溶液，分步溶解，搅拌混合，得羊奶蛋白溶液；步骤3：将交联剂定量加入羊奶蛋白溶液，脱泡处理，将羊奶蛋白混合溶液与粘胶按比例混合，脱泡；步骤4：将混合溶液进行二浴法湿法纺丝，得粘胶细流；步骤5：将粘胶细流经凝固浴凝固成型，经固化浴得纤维丝束；步骤6：将上述纤维丝束进行后处理，得羊奶蛋白纤维。本发明具有提高脱脂效果及纤维质量等优点。

Description

一种羊奶蛋白纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种功能性纤维素纤维，具体涉及一种羊奶蛋白纤维及其制备方法。
背景技术
羊奶蛋白质主要是酪蛋白和乳清蛋白。羊奶、牛奶、人乳三者的酪蛋白与乳清蛋白之比大致为羊奶中为75：25、牛奶中为85：15、人乳中为60：40。由此可见羊奶比牛奶酪蛋白含量低，乳清蛋白含量高，与人乳中含量接近。酪蛋白在胃酸的作用下可形成较大凝固物，其含量越高蛋白质消化越低，所以羊奶蛋白质的消化率比牛奶高。羊奶矿物质含量为0.86％，比牛奶高0.14％。羊奶比牛奶含量高的元素主要是钙、磷、钾、镁、氯和锰等，是生活中优质的蛋白来源。
再生纤维素纤维是以天然纤维素(棉、麻、竹子、树、灌木)为原料的可降解材料，纤维素分子活泼的羟基，与其他分子在不同生产环节进行接枝共聚，不改变它的化学结构，仅仅改变天然纤维素的物理结构，从而制造出来性能更好的再生纤维素纤维。现有市场中关于将羊奶应用于纺织中仍是一种较新的应用，涉及较少，制备方法不完善，产品也相对较少。由于将羊奶应用于纺织产品中所获得的羊奶蛋白纤维既有丝的光滑，又有羊毛的暖感，因此既能够扩大了羊奶的应用领域，又为纺织原料增加了更多的选择，带给消费者给多的产品，发展前景广阔。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有技术羊奶纤维制备中脱脂效果差，羊奶纤维产品质量较差，本发明提供了解决上述问题的一种羊奶蛋白纤维及其制备方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种羊奶蛋白纤维的制备方法，进一步优化，包括以下步骤：
步骤1：脱脂；取羊奶加入非离子表面活性剂，搅拌后静置去除上层物质后，加入乙醇，保温0.5h-1.0h后弃去上层物质，加热至沸腾后，过滤干燥制得羊奶蛋白粉；
步骤2：制液；将羊奶蛋白粉溶解于氢氧化钠溶液中，过滤加入环状糊精溶液，分步溶解，搅拌混合均匀，得羊奶蛋白溶液；
步骤3：混合；将交联剂定量加入羊奶蛋白溶液中，脱泡处理，将羊奶蛋白混合溶液与粘胶按比例混合，脱泡；
步骤4：纺丝；将混合溶液进行二浴法湿法纺丝，形成粘胶细流；
步骤5：凝固与固化；将粘胶细流经凝固浴凝固成型后，经固化浴，制得纤维丝束；
步骤6：后处理；将上述纤维丝束进行后处理，制得乳白色羊奶蛋白纤维。
通过设置的羊奶纤维制备方法步骤，优选各方法步骤的条件，使得羊奶纤维中具备氨基、羧基等极性基团，有良好的中和酸碱的作用，从而能够快速清除汗臭，提高染色后功效。
进一步优选，所述步骤1中加入的非离子表面活性剂为十二烷基二乙醇酰胺，聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯烷基酚醚和十二烷基醇酰胺磷酸酯中的一种或两种，加入的质量与羊奶的质量比为2％-10％；
加入乙醇的浓度为20％-80％，保温温度设置为30℃-70℃。
设置脱脂过程中加入的十二烷基二乙醇酰胺，聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯烷基酚醚和十二烷基醇酰胺磷酸酯物质中具有烷基、脂肪醇基、烷基酚基等疏水基，能够将羊奶中的脂肪包裹起来，受到水的排斥力从而将整个分子从水溶液中脱离，富集在溶液表面，即上层物质为羊奶中分离出来的脂肪基疏水物质；设置加入乙醇，能够将残留的部分脂肪油脂等进行脱离，从而保证羊奶蛋白的纯度；设置加热至沸腾状态，能够将脂肪等密度较轻的物质漂浮于溶液表面，即上层物质为残留的脂肪油脂等物质；设置多次脱脂能够有效将羊奶中脂肪去除，降低脂肪含量，有效控制残留脂肪含量，避免后续步骤生产中对设备带来的隐患，减少影响产品质量。
进一步优选，所述步骤1中采用搅拌器进行搅拌，搅拌器的转速设置为300r/min-600 r/min，搅拌时间为0.5h-2h；
所述步骤1中采用离心机过滤，离心机的转速设置为1500r/min-4000r/min，离心时间为 5min-15min。通过控制脱脂过程中的搅拌速度和时间以及离心速度和时间，来有效去除羊奶中的脂肪，避免大量脂肪的残留，便于后续步骤操作处理。
进一步优选，所述步骤2中加入的氢氧化钠溶液的浓度为0.8％-3.5％，保温至60℃-85℃。
进一步优选，所述步骤2中加入的环状糊精溶液的浓度为1.5％-2.5％；
分步溶解过程中，先以升温速度为5℃/min升温至40℃-60℃溶解，后以降温速度为1℃ /min降温至25℃-30℃溶解。
设置羊奶蛋白粉优选加入氢氧化钠溶液中后，与环状糊精混合，环状糊精在强碱性溶液中稳定存在，同时设置与环状糊精混合，环状糊精能够增加羊奶蛋白中的粘度，便于与后续粘胶进行混合，同时环状糊精中的C-6伯羟基，C-2仲羟基和C-3仲羟基能够增加羊奶蛋白与纤维素纤维的反应，从而能够提升纤维产品的质量。
进一步优选，所述步骤3中交联剂采用N-羟甲基丙烯酰胺，N-羟甲基丙烯酰胺的重量和羊奶蛋白溶液的重量比为(0.005-0.03)：1。
进一步优选，所述步骤3中羊奶蛋白混合溶液与粘胶进行混合，混合溶液中，羊奶蛋白溶液的质量为1％-40％，粘胶的质量为60％-99％。
在混合步骤中优选加入N-羟甲基丙烯酰胺作为交联剂，N-羟甲基丙烯酰胺能够作为共聚单体，使得分子链上带有N-羟甲基，因此在羊奶蛋白混合溶液和粘胶混合时，能够在N-羟甲基之间，N-羟甲基与蛋白液中的氨基以及粘胶液中的羟基等发生缩合形成交联，进一步增加羊奶蛋白与纤维素的结合，从而提高产品质量。
进一步优选，所述步骤5中凝固浴的温度设置为40℃-60℃；凝固浴中凝固溶液由浓度为 250g/L-360g/L的硫酸钠，浓度为80g/L-130g/L的硫酸和浓度为10g/L-50g/L的硫酸锌组成。设置控制凝固与固化步骤操作处理，丝条经受拉伸完成分解再生过程，从而实现纤维的结构和性能的稳定成型，回弹性良好，尺寸稳定性提高。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明提供一种羊奶蛋白纤维的制备方法，包括步骤1：脱脂；取羊奶加入非离子表面活性剂，搅拌后静置去除上层物质后，加入乙醇，保温0.5h-1.0h后弃去上层物质，将加热至沸腾后，过滤干燥制得羊奶蛋白粉；步骤2：制液；将羊奶蛋白粉溶解于氢氧化钠溶液中，过滤加入环状糊精溶液，分布溶解，搅拌混合均匀，得羊奶蛋白溶液；步骤3：混合；将交联剂定量加入羊奶蛋白溶液中，脱泡处理，将羊奶蛋白混合溶液与粘胶按比例混合，脱泡；步骤4：纺丝；将混合溶液进行二浴法湿法纺丝，形成粘胶细流；步骤5：凝固与固化；将粘胶细流经凝固浴凝固成型后，经固化浴，制得纤维丝束；步骤6：后处理；将上述纤维丝束进行后处理，制得羊奶纤维；通过优选羊奶纤维制备方法步骤，完善了该纤维制备的方法步骤，由于控制各方法步骤的条件，使得羊奶纤维中具备氨基、羧基等极性基团，有良好的中和酸碱的作用，从而能够快速清除汗臭，提高染色后功效，实现制得纤维产品质量提升的目的；
2、本发明所述步骤1中设置加入的非离子活性剂中具有疏水基，能够将羊奶中的脂肪包裹起来，受到水的排斥力从而将整个分子从水溶液中脱离，富集在溶液表面，从而去除脂肪；设置加入乙醇，能够将残留的部分脂肪油脂等进行脱离，从而保证羊奶蛋白的纯度；设置加热至沸腾状态，能够将脂肪等密度较轻的物质漂浮于溶液表面，即上层物质为残留的脂肪油脂等物质；设置多次脱脂能够有效将羊奶中脂肪去除，降低脂肪含量，有效控制残留脂肪含量，避免后续步骤生产中对设备带来的隐患，减少影响产品质量；
3、本发明所述步骤1中采用搅拌器进行搅拌，搅拌器的转速设置为300r/min-600r/min，搅拌时间为0.5h-2h；所述步骤1中采用离心机过滤，离心机的转速设置为1500r/min-4000 r/min，离心时间为5min-15min，所述步骤2中加入的氢氧化钠溶液的浓度为0.8％-3.5％，保温至60℃-85℃，所述步骤2中加入的环状糊精溶液的浓度为1.5％-2.5％；分布溶解过程中，先以升温速度为5℃/min升温至40℃-60℃溶解，后以降温速度为1℃/min降温至25℃-30℃溶解。通过控制脱脂过程中的搅拌速度和时间以及离心速度和时间，来有效去除羊奶中的脂肪，避免大量脂肪的残留，便于后续步骤操作处理，通过加入氢氧化钠和环状糊精，能够增加羊奶蛋白与纤维素纤维的反应，从而可提升纤维产品的质量；
4、本发明所述步骤3中交联剂采用N-羟甲基丙烯酰胺，N-羟甲基丙烯酰胺的重量和羊奶蛋白溶液的重量比为(0.005-0.03)：1，所述步骤3中羊奶蛋白混合溶液与粘胶进行混合，混合溶液中，羊奶蛋白溶液的质量为1％-40％，粘胶的质量为60％-99％，所述步骤5中凝固浴的温度设置为40℃-60℃；凝固浴中凝固溶液由浓度为250g/L-360g/L的硫酸钠，浓度为 80g/L-130g/L的硫酸和浓度为10g/L-50g/L的硫酸锌组成；通过加入N-羟甲基丙烯酰胺，可进一步增加羊奶蛋白与纤维素的结合，从而提高产品质量，设置控制凝固与固化步骤操作处理，丝条经受拉伸完成分解再生过程，从而实现纤维的结构和性能的稳定成型，回弹性良好，尺寸稳定性提高。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种羊奶蛋白纤维的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：脱脂；称取新鲜羊奶100kg，加入聚氧乙烯脂肪醇醚和十二烷基醇酰胺磷酸酯，加入量为羊奶重量的4％，选用转速为450r/min的磁力搅拌器搅拌1h，静置后弃去上层物质；加入浓度为60％的乙醇，乙醇的加入量为羊奶蛋白重量的15％，于50℃条件下保温0.5h，弃去上层物质；再将羊奶煮沸，抽取弃去上层物质，将下层物质于转速为3000r/min的离心机进行离心过滤10min后，经喷雾干燥机蒸发干燥制得羊奶蛋白粉；
步骤2：制液；将羊奶蛋白粉于60℃条件下溶解至浓度为2.5％的氢氧化钠溶液中，用板框过滤机过滤，配置浓度为2％的环状糊精，加入羊奶蛋白粉溶液中，环状糊精的重量和羊奶蛋白粉的重量比为0.015:1，以速度为5℃/min升温至60℃完全溶解环状糊精，后以速度为1℃ /min降温至25℃充分溶解环状糊精，搅拌混合均匀，得羊奶蛋白溶液；
步骤3：混合；将N-羟甲基丙烯酰胺通过计量泵定量缓慢加入羊奶蛋白溶液中，N-羟甲基丙烯酰胺的重量和羊奶蛋白溶液的重量比为0.02:1，脱泡处理，将羊奶蛋白混合溶液与粘胶进行静态混合，混合溶液中，羊奶蛋白溶液的质量为15％，粘胶的质量为85％，进行脱泡；
步骤4：纺丝；进行二浴法湿法纺丝，将脱泡后的含羊奶素的粘胶液由供胶管路送进纺丝机，通过烛形滤器再次滤去粒子杂质，并由曲管送入喷丝头组件。粘胶在压力下通过众多喷丝孔，形成众多粘胶细流；
步骤5：凝固与固化；将粘胶细流经由浓度为250g/L的硫酸钠，浓度为80g/L的硫酸和浓度为10g/L的硫酸锌组成凝固浴于50℃条件下，凝固成型后成为初生丝条，初生丝条由导丝盘送去集束拉伸，经固化浴，初生丝条经受拉伸的同时，最终完成分解再生过程，制得纤维丝束；
步骤6：后处理；将上述纤维丝束进行切断，再经过酸洗、脱硫、水洗、酸洗、水洗、上油、脱水、烘干后，制得乳白色羊奶蛋白纤维。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，在羊奶纤维制备方法中的步骤1中不加入聚氧乙烯脂肪醇醚和十二烷基醇酰胺磷酸酯；其余方法步骤均于实施例1相同。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，在羊奶纤维制备方法中的步骤1中乙醇的加入量为羊奶蛋白重量的10％，在步骤2中不加入环状糊精；其余方法步骤均于实施例1相同。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，在羊奶纤维制备方法中的步骤3中不加入N-羟甲基丙烯酰胺；其余方法步骤均于实施例1相同。
将上述实施例提供的羊奶蛋白纤维的制备方法所制备出的羊奶蛋白纤维进行相关质量检测；
1、脂肪残留量的检测方法：
按照GB 5009.6-2016食品中脂肪的测定第二法酸水解法进行脂肪含量的检测。
2、羊奶蛋白含量的检测方法：
按照GB/T 5009.5-2003食品中蛋白质的测定进行蛋白质含量的检查。
3、纤维断裂强度的检测方法：
GB/T 14337-2008化学纤维短纤维拉伸性能试验方法标准进行纤维断裂强度的检测。
表1羊奶蛋白纤维的质量检测指标
Figure RE-GDA0002950925500000051
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种羊奶蛋白纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：脱脂；取羊奶加入非离子表面活性剂，搅拌后静置去除上层物质后，加入乙醇，保温0.5h-1.0h后弃去上层物质，加热至沸腾后，过滤干燥制得羊奶蛋白粉；
步骤2：制液；将羊奶蛋白粉溶解于氢氧化钠溶液中，过滤加入环状糊精溶液，分步溶解，搅拌混合均匀，得羊奶蛋白溶液；
步骤3：混合；将交联剂定量加入羊奶蛋白溶液中，脱泡处理，将羊奶蛋白混合溶液与粘胶按比例混合，脱泡；
步骤4：纺丝；将混合溶液进行二浴法湿法纺丝，形成粘胶细流；
步骤5：凝固与固化；将粘胶细流经凝固浴凝固成型后，经固化浴，制得纤维丝束；
步骤6：后处理；将上述纤维丝束进行后处理，制得乳白色羊奶蛋白纤维。
2.根据权利要求1所述的一种羊奶蛋白纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1中加入的非离子表面活性剂为十二烷基二乙醇酰胺，聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯烷基酚醚和十二烷基醇酰胺磷酸酯中的一种或两种，加入的质量与羊奶的质量比为2％-10％；
加入乙醇的浓度为20％-80％，保温温度设置为30℃-70℃。
3.根据权利要求1所述的一种羊奶蛋白纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1中采用搅拌器进行搅拌，搅拌器的转速设置为300r/min-600r/min，搅拌时间为0.5h-2h；
所述步骤1中采用离心机过滤，离心机的转速设置为1500r/min-4000r/min，离心时间为5min-15min。
4.根据权利要求1所述的一种羊奶蛋白纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2中加入的氢氧化钠溶液的浓度为0.8％-3.5％，保温至60℃-85℃。
5.根据权利要求1所述的一种羊奶蛋白纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2中加入的环状糊精溶液的浓度为1.5％-2.5％；
分步溶解过程中，先以升温速度为5℃/min升温至40℃-60℃溶解，后以降温速度为1℃/min降温至25℃-30℃溶解。
6.根据权利要求1所述的一种羊奶蛋白纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤3中交联剂采用N-羟甲基丙烯酰胺，N-羟甲基丙烯酰胺的重量和羊奶蛋白溶液的重量比为(0.005-0.03)：1。
7.根据权利要求1所述的一种羊奶蛋白纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤3中羊奶蛋白混合溶液与粘胶进行混合，混合溶液中，羊奶蛋白溶液的质量为1％-40％，粘胶的质量为60％-99％。
8.根据权利要求1所述的一种羊奶蛋白纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤5中凝固浴的温度设置为40℃-60℃；凝固浴中凝固溶液由浓度为250g/L-360g/L的硫酸钠，浓度为80g/L-130g/L的硫酸和浓度为10g/L-50g/L的硫酸锌组成。
9.权利要求1-8任一所述的一种羊奶蛋白纤维的制备方法所制备的羊奶蛋白纤维成品。
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