CN114456253A - 一种废旧羊毛的溶解及角蛋白提取工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧羊毛的溶解及角蛋白提取工艺，涉及于纺织技术领域，包括以下步骤：步骤S1：羊毛的选取：选择以羊毛为材料的废旧织物；步骤S2：羊毛的清洗：羊毛的消毒；羊毛的清洗；羊毛的干燥；步骤S3：羊毛的预处理：离子液体处理；超声处理；步骤S4：羊毛的溶解；步骤S5：角蛋白的提取；步骤S6：透析液的回收。本发明具备了采用溴化锂处理和亚硫酸氢钠还原的方法，以及采用透析法与等电点滴定结合提纯提取角蛋白，达到了较高效提取纯净角蛋白的目的，且溴化锂可进行回收再利用，具有绿色环保以及获得分子量和提取率俱佳的效果。
Description
技术领域
本发明涉及于纺织技术领域，具体为一种废旧羊毛的溶解及角蛋白提取工艺。
背景技术
羊毛是一种常见的天然纤维原料，角蛋白是羊毛纤维的主要组成成分，约占羊毛纤维的90％以上，我国是羊毛生产大国也是羊毛消费大国，在大量的羊毛羊绒资源中，存在许多粗毛、短毛、异质毛等无法直接应用于毛纺产业的羊毛纤维；在毛纺工艺的各个环节，也会存在许多下脚料；另外每年还存在大量羊毛制品的纺织废弃物，对于这些废旧羊毛，如果处理不当则会造成较严重的环境污染，将这部分羊毛通过角蛋白的提取与再生，不仅能够很好地解决资源的浪费问题，起到良好的环保效益，也能变废为宝，起到良好的经济效益。
羊毛角蛋白作为一种天然蛋白质材料，具有良好的生物相容性和可降解性等优异性能，在制备生物医用材料等方面具有良好的应用前景。
在角蛋白的再生应用中，首先就是要把羊毛能很好的溶解，并在溶解羊毛的同时尽量少损失其分子量；进而从羊毛溶液中进行角蛋白的提取，羊毛角蛋白中存在大量的二硫键交联，加上氢键等分子间作用力的共同作用下，其结构相当稳定，要从溶液中提取出角蛋白就必须破坏二硫键的交联，这也使得普通蛋白质提取方法无法从羊毛溶液中起到提取角蛋白的作用。
目前常用的角蛋白提取方法主要包括机械法、氧化法、还原法、碱法、熔融尿素法等，近年来，关于微波法、离子液体法等新型角蛋白提取方法的研究也相当广泛，要将角蛋白应用于纤维的再生，要求在提取工艺尽量保留角蛋白的分子量，同时需要提高角蛋白提取率以保证资源利用率。
目前现有的角蛋白提取方法中，温和的条件下角蛋白可以保持高分子量但提取率较低；在剧烈的条件下提取角蛋白可以获得高提取率但大分子链破坏严重，无法满足纺丝要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧羊毛的溶解及角蛋白提取工艺，具备了采用溴化锂处理和亚硫酸氢钠还原的方法，以及采用透析法与等电点滴定结合提纯提取角蛋白，达到了较高效提取纯净角蛋白的目的，且溴化锂可进行回收再利用，具有绿色环保以及获得分子量和提取率俱佳的效果，解决了上述背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种废旧羊毛的溶解及角蛋白提取工艺，包括以下步骤：
步骤S1：羊毛的选取：选择以羊毛为材料的废旧织物；
步骤S2：羊毛的清洗：羊毛的消毒；羊毛的清洗；羊毛的干燥；
步骤S3：羊毛的预处理：离子液体处理；超声处理；
步骤S4：羊毛的溶解：配制0.08-0.12mol/L的碳酸氢钠溶液，并在常温下对羊毛浸泡处理2-4h后洗净，在烘箱中烘干、剪碎备用；配制6-9mol/L的溴化锂溶液50mL，放在该溶液中放入2.5g的羊毛，常温下溶胀2-8h；在溶液体系中加入体系中羊毛质量50％-200％的亚硫酸氢钠，快速升温至80-110℃，以500r/min的转速搅拌反应6-14h；反应结束之后进行过滤，得到角蛋白溶液与滤渣，将该滤渣洗净、烘干和称重，并计算出羊毛溶解率；
步骤S5：角蛋白的提取：透析法初步提取；等电点法再次提取；计算出羊毛提取率；
步骤S6：透析液的回收：收集透析过的去离子水并进行浓缩；将浓缩后的透析液用作溶剂，重新配制溴化锂溶液；用重新配制的溴化锂溶液代替初次配制的溴化锂溶液用于羊毛的溶解。
可选的，所述步骤S2具体为，将羊毛先浸入消毒剂中进行消毒，再泡入清洗液中进行清洗，然后使用大量的水进行再次清洗，最后通过干燥机进行干燥。
可选的，所述步骤S3中的离子液体处理为将所述步骤S2处理后的羊毛称取2.1g并使其浸入19ml的1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐离子的液体中，再加入22ml的二甲基亚砜。
可选的，所述步骤S3中的超声处理为将离子液体处理后的羊毛置入超声机中进行超声作业。
可选的，所述步骤S5中的透析法初步提取为将步骤S4溶解所得的角蛋白溶液放入截留分子量为8000-14000D的透析袋内，并在去离子水中透析68-76h，每2-5h更换一次去离子水。
可选的，所述步骤S5中的等电点法再次提取为将透析法初步提取步骤处理后的角蛋白溶液用浓盐酸滴定至pH4-5左右，此时溶液中出现大量絮状沉淀，通过过滤的方式将所得沉淀分离出来，然后进行烘干得到纯净角蛋白。
可选的，所述步骤S6中的去离子浓缩至1.15-1.5g/mL。
可选的，所述步骤S6中配制的溴化锂溶液为0.5-1.5mol/L。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
一、本发明的溶解体系几乎不产生有毒物质，且溶解体系绿色低毒，符合绿色环保需求。
二、本发明通过对溴化锂的回收和利用，大大节约了成本，符合可持续发展需求。
三、本发明通过溴化锂处理和亚硫酸氢钠还原的方法获得分子量和提取率俱佳的废旧羊毛角蛋白，在此基础上可开发出具备良好力学性能的再生角蛋白纤维。
四、本发明通过透析法与等电点滴定结合提纯提取角蛋白，达到较高效提取纯净角蛋白的目的。
五、废旧羊毛角蛋白资源丰富且成本低，将大量废旧羊毛变废为宝减少资源浪费与环境污染，后续可开发出具有高附加值的再生角蛋白纤维，该类纤维不仅兼具吸湿透气性，还能有良好的生物相容性、可降解性，具有良好的市场应用前景。
附图说明
图1为本发明结构的工艺流程图；
图2为本发明不同方法角蛋白的溶解率与提取率对比的示意图；
图3为本发明羊毛及角蛋白的红外特征谱带的示意图；
图4为本发明不同方法角蛋白的溶解率与提取率对比的示意图；
图5为本发明羊毛红外光谱示意图；
图6为本发明实施例一所对应的角蛋白红外光谱示意图；
图7为本发明实施例二所对应的角蛋白红外光谱示意图；
图8为本发明实施例三所对应的角蛋白红外光谱示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
请参阅图1至图8，本实施例一提供一种技术方案：一种废旧羊毛的溶解及角蛋白提取工艺，包括以下步骤：
步骤S1：羊毛的选取：选择以羊毛为材料的废旧织物。
步骤S2：羊毛的清洗：羊毛的消毒；羊毛的清洗；羊毛的干燥。
步骤S3：羊毛的预处理：离子液体处理；超声处理。
步骤S4：羊毛的溶解：配制0.08-0.12mol/L的碳酸氢钠溶液，并在常温下对羊毛浸泡处理2-4h后洗净，在烘箱中烘干、剪碎备用；配制6-9mol/L的溴化锂溶液50mL，放在该溶液中放入2.5g的羊毛，常温下溶胀2-8h；在溶液体系中加入体系中羊毛质量50％-200％的亚硫酸氢钠，快速升温至80-110℃，以500r/min的转速搅拌反应6-14h；反应结束之后进行过滤，得到角蛋白溶液与滤渣，将该滤渣洗净、烘干和称重，并计算出羊毛溶解率。
更为具体的来说,在本实施例中采用溴化锂处理和亚硫酸氢钠还原的方法可获得分子量和提取率俱佳的废旧羊毛角蛋白，现有的提取方法通常伴随副着有毒物质的生成，易造成环境的污染，本方法中的体系几乎不产生有毒物质，且溶解体系绿色低毒，符合绿色环保需求，现有常用的提取方法难以达到高提取率的同时保留高分子量，采用溴化锂处理和亚硫酸氢钠还原的方法获得的分子量和提取率俱佳的废旧羊毛角蛋白，在此基础上可开发出具备良好力学性能的再生角蛋白纤维，在本实施例中，配制0.1mol/L的碳酸氢钠溶液，在常温下对羊毛浸泡处理3h后洗净，在烘箱中烘干、剪碎备用；配制7mol/L的溴化锂溶液50mL，放入2.5g羊毛，常温下溶胀6h；在溶液体系中加入3.75g亚硫酸氢钠，快速升温至90℃，以500r/min的转速搅拌反应12h；反应结束后过滤得到角蛋白溶液与滤渣，将滤渣洗净、烘干、称重，计算羊毛溶解率；计算得到溶解率为65％。
步骤S5：角蛋白的提取：透析法初步提取；等电点法再次提取；计算出羊毛提取率。
更为具体的来说，在本实施例中本发明采用透析法与等电点滴定结合提纯提取角蛋白，达到高效提取纯净角蛋白的目的，在本实施例中，将溶解所得的角蛋白溶液放入截留分子量8000-14000D透析袋，在去离子水中透析72h，每3h更换一次去离子水；透析后的角蛋白溶液用浓盐酸滴定至pH为4.6，溶液中出现大量絮状沉淀；通过过滤将所得沉淀分离出来，烘干得到纯净角蛋白，计算角蛋白提取率，得到提取率为81％。
步骤S6：透析液的回收：收集透析过的去离子水并进行浓缩；将浓缩后的透析液用作溶剂，重新配制溴化锂溶液；用重新配制的溴化锂溶液代替初次配制的溴化锂溶液用于羊毛的溶解。
更为具体的来说，在本实施例中该体系中溴化锂主要用于羊毛的溶胀，溶解过后体系中仍存在大量Li+可通过简单处理重新用于羊毛的溶解，大大节约了成本，符合可持续发展需求，在本实施例中，收集透析过的去离子水，浓缩至1.21g/mL；将浓缩后的透析液用作溶剂，重新配制1mol/L的溴化锂溶液；所得角蛋白溶解率为67.3％，提取率为80.2％。
进一步的，在实施例中：步骤S2具体为，将羊毛先浸入消毒剂中进行消毒，再泡入清洗液中进行清洗，然后使用大量的水进行再次清洗，最后通过干燥机进行干燥。
更为具体的来说，在本实施例中为了使得羊毛保持干净整洁无毒的状态，以便后续工作的正常进行。
进一步的，在实施例中：步骤S3中的离子液体处理为将步骤S2处理后的羊毛称取2.1g并使其浸入19ml的1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐离子的液体中，再加入22ml的二甲基亚砜。
更为具体的来说，在本实施例中离子液体是一种绿色的溶剂，因此对环境的污染较小，其能够高效的打开羊毛中的氢键以及二硫键，起到一定的协同作用，从而可提高羊毛角蛋白的提取效率，将二甲基亚砜与离子液体进行混合，有利于降低离子液体的体系粘度，且可以促进羊毛溶解，同时可以降低离子液体的成本。
进一步的，在实施例中：步骤S3中的超声处理为将离子液体处理后的羊毛置入超声机中进行超声作业。
更为具体的来说，在本实施例中对液体进行超声处理可增大物理剪切的作用，从而促进羊毛角蛋白在离子液体的溶解，缩短溶解的时间，提高了操作效率。
进一步的，在实施例中：步骤S5中的透析法初步提取为将步骤S4溶解所得的角蛋白溶液放入截留分子量为8000-14000D的透析袋内，并在去离子水中透析68-76h，每2-5h更换一次去离子水。
更为具体的来说，在本实施例中透析法是利用半透性膜将待纯化蛋白质包裹，沉浸在缓冲液中；但蛋白质不能通过半透膜，只有盐离子等小分子物质可以通过；因此待纯化蛋白质中的盐杂质就通过半透膜交换到外面了，其中使用缓冲液有两个原因，一是不用缓冲液蛋白质可能会变性；二是因为在以后的使用过程中都会使月缓冲液，因此缓冲液对于蛋白质本身来说不是杂质。
进一步的，在实施例中：步骤S5中的等电点法再次提取为将透析法初步提取步骤处理后的角蛋白溶液用浓盐酸滴定至pH4-5左右，此时溶液中出现大量絮状沉淀，通过过滤的方式将所得沉淀分离出来，然后进行烘干得到纯净角蛋白。
更为具体的来说，在本实施例中因提纯提取角蛋白往往需要复杂的透析和冻干工序，费时、耗能且较为复杂；本专利采用透析法与等电点滴定结合提纯提取角蛋白，达到较高效提取纯净角蛋白的目的。
进一步的，在实施例中：步骤S6中的去离子浓缩至1.15-1.5g/mL。
进一步的，在实施例中：步骤S6中配制的溴化锂溶液为0.5-1.5mol/L。
实施例二：
羊毛的溶解：配制0.1mol/L的碳酸氢钠溶液，在常温下对羊毛浸泡处理3h后洗净，在烘箱中烘干、剪碎备用；配制7mol/L的溴化锂溶液50mL，放入2.5g羊毛，常温下溶胀3h；在溶液体系中加入5g亚硫酸氢钠，快速升温至100℃，以500r/min的转速搅拌反应10h；反应结束后过滤得到角蛋白溶液与滤渣，将滤渣洗净、烘干、称重，计算羊毛溶解率；计算得到溶解率为66.3％
角蛋白的提取：将溶解所得的角蛋白溶液放入截留分子量8000-14000D透析袋，在去离子水中透析72h，每3h更换一次去离子水；透析后的角蛋白溶液用浓盐酸滴定至pH为4.6，溶液中出现大量絮状沉淀；通过过滤将所得沉淀分离出来，烘干得到纯净角蛋白。计算角蛋白提取率，得到提取率为81.1％。
透析液的回收：收集透析过的去离子水，浓缩至1.25g/mL；将浓缩后的透析液用作溶剂，重新配制0.75mol/L的溴化锂溶液；所得角蛋白溶解率为64.1％，提取率为78.5％。
实施例三：
羊毛的溶解：配制0.1mol/L的碳酸氢钠溶液，在常温下对羊毛浸泡处理3h后洗净，在烘箱中烘干、剪碎备用；配制7mol/L的溴化锂溶液50mL，放入2.5g羊毛，常温下溶胀3h；在溶液体系中加入5g亚硫酸氢钠，快速升温至110℃，以500r/min的转速搅拌反应8h；反应结束后过滤得到角蛋白溶液与滤渣，将滤渣洗净、烘干、称重，计算羊毛溶解率；计算得到溶解率为62.4％
角蛋白的提取：将溶解所得的角蛋白溶液放入截留分子量8000-14000D透析袋，在去离子水中透析72h，每3h更换一次去离子水；透析后的角蛋白溶液用浓盐酸滴定至pH为4.6，溶液中出现大量絮状沉淀；通过过滤将所得沉淀分离出来，烘干得到纯净角蛋白，计算角蛋白提取率，得到提取率为83.2％。
透析液的回收：收集透析过的去离子水，浓缩至1.26g/mL；将浓缩后的透析液用作溶剂，重新配制1mol/L的溴化锂溶液；所得角蛋白溶解率为61.2％，提取率为83.1％。
本发明实施例一～实施例三所提取得到的用于制备再生角蛋白纤维的羊毛角蛋白，分别对其溶解率与提取率进行了测定，其中，实施例一的溶解率为65％，提取率为81％，实施例二溶解率为66.3％，提取率为81.1％，实施例三溶解率为62.4％，提取率为83.2％，可参见图2和4所示，在三个实施例中，将透析液回收利用的二次溶解中仍然表现出稳定的溶解效果。相较于常见的还原法(孙小娟、李宏伟、张梅，羊毛角蛋白/氧化石墨烯复合材料的制备及其吸附性能，毛纺科技，2021年第1期)和熔融尿素法(房启海、朱平、董朝红、刘杰、徐江涛，熔融尿素法提取羊毛角蛋白工艺研究，青岛大学学报(工程技术版)，2016年第2期)等羊毛溶解率约为60％-70％，角蛋白提取率约50％-60％，本发明的方法具有明显优势，尤其是较高水平的提取率表明角蛋白大分子链段保存较完整，表现出较大分子量。
对实施例一～实施例三所提取得到的角蛋白进行红外光谱测试，其红外光谱图见图6-图8(图5为羊毛红外光谱图)以及图3所示，由图可见作为一种典型的角蛋白，羊毛在红外光谱中显示出三种主要的酰胺键特征吸收峰(—CONH—)，分别为酰胺A(～3286cm-1)、酰胺Ⅰ(1600～1696cm-1)、酰胺Ⅱ(1480～1580cm-1)，三个实施例所提取的角蛋白也具备这些吸收峰，表明该方法提取过程中，角蛋白的大分子主链得到保留没有被完全破坏，为其用于再生纺丝提供了良好的基础。
本发明以废旧羊毛为基本原料，通过对蛋白的提取制备出具有良好生物相容性，可降解性，无细胞毒性的羊毛角蛋白溶液，其角蛋白溶液通过不同的纺丝方法纺丝后将在生物、医用材料等方面具有良好的应用前景，本发明制备工艺简单，适于工业化生产。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种废旧羊毛的溶解及角蛋白提取工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：羊毛的选取，选择以羊毛为材料的废旧织物；
步骤S2：羊毛的清洗，羊毛的消毒；羊毛的清洗；羊毛的干燥；
步骤S3：羊毛的预处理，离子液体处理；超声处理；
步骤S4：羊毛的溶解，配制0.08-0.12mol/L的碳酸氢钠溶液，并在常温下对羊毛浸泡处理2-4h后洗净，在烘箱中烘干、剪碎备用；配制6-9mol/L的溴化锂溶液50mL，放在该溶液中放入2.5g的羊毛，常温下溶胀2-8h；在溶液体系中加入体系中羊毛质量50％-200％的亚硫酸氢钠，快速升温至80-110℃，以500r/min的转速搅拌反应6-14h；反应结束之后进行过滤，得到角蛋白溶液与滤渣，将该滤渣洗净、烘干和称重，并计算出羊毛溶解率；
步骤S5：角蛋白的提取，透析法初步提取；等电点法再次提取；计算出羊毛提取率；
步骤S6：透析液的回收，收集透析过的去离子水并进行浓缩；将浓缩后的透析液用作溶剂，重新配制溴化锂溶液；用重新配制的溴化锂溶液代替初次配制的溴化锂溶液用于羊毛的溶解。
2.根据权利要求1所述的废旧羊毛的溶解及角蛋白提取工艺，其特征在于：所述步骤S2具体为，将羊毛先浸入消毒剂中进行消毒，再泡入清洗液中进行清洗，然后使用大量的水进行再次清洗，最后通过干燥机进行干燥。
3.根据权利要求1所述的废旧羊毛的溶解及角蛋白提取工艺，其特征在于：所述步骤S3中的离子液体处理为将所述步骤S2处理后的羊毛称取2.1g并使其浸入19ml的1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐离子的液体中，再加入22ml的二甲基亚砜。
4.根据权利要求1所述的废旧羊毛的溶解及角蛋白提取工艺，其特征在于：所述步骤S3中的超声处理为将离子液体处理后的羊毛置入超声机中进行超声作业。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的废旧羊毛的溶解及角蛋白提取工艺，其特征在于：所述步骤S5中的透析法初步提取为将步骤S4溶解所得的角蛋白溶液放入截留分子量为8000-14000D的透析袋内，并在去离子水中透析68-76h，每2-5h更换一次去离子水。
6.根据权利要求1所述的废旧羊毛的溶解及角蛋白提取工艺，其特征在于：所述步骤S5中的等电点法再次提取为将透析法初步提取步骤处理后的角蛋白溶液用浓盐酸滴定至pH4-5，此时溶液中出现大量絮状沉淀，通过过滤的方式将所得沉淀分离出来，然后进行烘干得到纯净角蛋白。
7.根据权利要求1所述的废旧羊毛的溶解及角蛋白提取工艺，其特征在于：所述步骤S6中的去离子浓缩至1.15-1.5g/mL。
8.根据权利要求1所述的废旧羊毛的溶解及角蛋白提取工艺，其特征在于：所述步骤S6中配制的溴化锂溶液为0.5-1.5mol/L。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115215932A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-10-21 | 东华大学 | 一种有效溶解羊毛并提取羊毛角蛋白的制备工艺 |
| CN115232197A (zh) * | 2022-08-08 | 2022-10-25 | 东华大学 | 一种从羊毛中提取角蛋白的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103710775A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-04-09 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种离子液体角蛋白纺丝液的制备方法 |
| CN105399809A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-03-16 | 嘉兴学院 | 一种羊毛角蛋白的提取方法 |
| CN109111516A (zh) * | 2018-09-05 | 2019-01-01 | 浙江理工大学 | 一种提取羊毛角蛋白的方法 |
| CN113855588A (zh) * | 2021-11-16 | 2021-12-31 | 上海威之信生物技术有限公司 | 一种羊毛水解制备角蛋白溶液的方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103710775A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-04-09 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种离子液体角蛋白纺丝液的制备方法 |
| CN105399809A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-03-16 | 嘉兴学院 | 一种羊毛角蛋白的提取方法 |
| CN109111516A (zh) * | 2018-09-05 | 2019-01-01 | 浙江理工大学 | 一种提取羊毛角蛋白的方法 |
| CN113855588A (zh) * | 2021-11-16 | 2021-12-31 | 上海威之信生物技术有限公司 | 一种羊毛水解制备角蛋白溶液的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 曾春慧: "还原法与金属盐法结合溶解废旧羊毛的对比研究", 毛纺科技, vol. 40, no. 11, pages 393 - 40 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115215932A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-10-21 | 东华大学 | 一种有效溶解羊毛并提取羊毛角蛋白的制备工艺 |
| CN115232197A (zh) * | 2022-08-08 | 2022-10-25 | 东华大学 | 一种从羊毛中提取角蛋白的方法 |
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