專利名稱：一種苧麻物理脫膠方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種苧麻物理脫膠方法，屬于苧麻初加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
苧麻纖維分布于麻莖的韌皮部組織中，纖維細胞四周分布著大量的韌皮薄壁細胞與篩管、伴胞等。苧麻原麻除纖維素外，苧麻原麻還含有數(shù)量不等的果膠、水溶物、半纖維素、木質(zhì)素和臘質(zhì)等。因此，從細胞學(xué)角度看，苧麻膠質(zhì)就是苧麻韌皮中的非纖維細胞，從化學(xué)組分上分析，苧麻膠質(zhì)就是其韌皮纖維細胞中的非纖維素物質(zhì)。苧麻脫膠的實質(zhì)就是破壞并去除韌皮中的薄壁細胞、篩管、伴胞等雜細胞，換言之，苧麻脫膠就是要去除韌皮纖維細胞中的半纖維素、木質(zhì)素、果膠、水溶物等伴生物，獲得可供紡織利用的精干麻的加工過程。國內(nèi)外苧麻脫膠方法主要有化學(xué)脫膠、微生物脫膠與酶法脫膠三種。
國內(nèi)外苧麻紡織廠普遍采用化學(xué)脫膠，其工藝流程為浸麻(溫水浸泡)→浸酸(硫酸浸泡)→裝籠→氫氧化鈉第一次煮練→水洗→氫氧化鈉第二次煮練→機械敲打→漂白→酸洗→水洗→給油→脫水→抖麻→烘干→精干麻。苧麻化學(xué)脫膠工藝最大的優(yōu)點是效率較高，脫膠質(zhì)量穩(wěn)定均勻，最大的缺點是強酸、強堿等化工原料用量大，脫膠成本較高，脫膠廢水處理難度大，環(huán)境污染嚴重。
苧麻微生物脫膠的實質(zhì)就是“以膠養(yǎng)菌、以菌產(chǎn)酶、以酶脫膠”，可分為天然微生物脫膠與人工加菌脫膠兩種。苧麻天然微生物脫膠古已有之，我國《詩經(jīng)·陳風》中就有“東門之池，可以漚麻”的記載。苧麻天然微生物脫膠成本低，但脫膠速度慢，脫膠質(zhì)量受天氣的影響較大，無法適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)的要求。
現(xiàn)代苧麻微生物脫膠技術(shù)，主要是利用人工選育的、產(chǎn)酶能力強、酶活性較高的脫膠菌株，直接加菌脫膠，或者制成初酶液(復(fù)合酶)進行脫膠。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所曾選育出1株枯草芽孢桿菌T66，研究出苧麻細菌化學(xué)聯(lián)合脫膠技術(shù)，即改堿液兩次煮練為先加菌脫膠和堿液后煮練。苧麻細菌化學(xué)聯(lián)合脫膠可減少硫酸、硝堿等化工原料的用量，降低脫膠成本，減輕環(huán)境污染，但因細菌脫膠不完全，仍須進行一次堿液煮練，在苧麻化學(xué)脫膠工藝的基礎(chǔ)上，增加了脫膠菌種選育、保存、純化、擴大培養(yǎng)等一整套設(shè)備，且因脫膠菌種擴大培養(yǎng)成本高、時間長等原因，難以形成規(guī)?；a(chǎn)，該技術(shù)曾在廣東省樂昌市、湖南省沅江市等地推廣應(yīng)用，目前苧麻紡織生產(chǎn)中已極少應(yīng)用。
湖南師范大學(xué)公開了一種苧麻脫膠酶產(chǎn)生菌的培養(yǎng)方法(CN 85104285 A)，湖南師范大學(xué)與益陽地區(qū)微生物廠合作發(fā)明了苧麻脫膠酶的工業(yè)發(fā)酵工藝(85104284)，武漢大學(xué)公開了一種新的嗜堿芽孢桿菌菌株及其在苧麻脫膠中的應(yīng)用(CN 1177003A)，山東大學(xué)與湖南沅江二苧麻紡織廠合作發(fā)明了苧麻脫膠果膠酶的生產(chǎn)及其在苧麻脫膠工藝中的應(yīng)用(CN 1366043A)，現(xiàn)在湖南沅江二苧麻紡織廠推廣應(yīng)用。盡管現(xiàn)有部分脫膠菌種的產(chǎn)酶能力強，半纖維素酶和木質(zhì)素酶的酶活較高，直接加菌脫膠，或者制成初酶液(復(fù)合酶)進行脫膠，可一次性完成脫膠，發(fā)酵后不必進行類似苧麻細菌化學(xué)聯(lián)合脫膠的化學(xué)后處理，簡化了脫膠工藝，具有重要的生產(chǎn)應(yīng)用價值，但這些脫膠方法仍須增加菌種選育、保存、純化與擴大培養(yǎng)等一整套設(shè)備，脫膠成本仍然較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種苧麻物理脫膠的方法，這種方法不需強酸強堿等化工原料，可以大幅度減輕環(huán)境污染及脫膠廢液的處理難度，降低了苧麻的脫膠成本，也減少了脫膠菌種選育、保存、純化與擴大培養(yǎng)等工序，大幅度降低了脫膠的能耗與成本。
本發(fā)明根據(jù)苧麻韌皮薄壁細胞(雜細胞)在高溫高壓蒸煮、溫水浸泡與機械敲打作用下，比韌皮纖維細胞更容易吸水膨脹而破裂的原理，在不使用強酸、強堿等化工原料的情況下，利用苧麻化學(xué)脫膠工藝的現(xiàn)有設(shè)備，采取機械敲打與水洗、高溫與高壓蒸煮、溫水浸泡等方法，替代苧麻化學(xué)脫膠工藝中的浸酸、堿煮、酸洗等工藝，改傳統(tǒng)的化學(xué)脫膠為物理脫膠，將包裹于苧麻韌皮中的非纖維細胞全部脫除，制成可供紡織利用的苧麻精干麻，既降低了苧麻脫膠的成本，又大幅度減輕了環(huán)境污染，特別是應(yīng)用本發(fā)明生產(chǎn)的環(huán)保型纖維，可用于苧麻生態(tài)紡織品的開發(fā)。具體做法如下(1)鮮麻脫膠的工藝流程鮮麻→機械敲麻洗麻→溫水浸泡→機械敲麻洗麻→高溫高壓蒸煮或第二次溫水浸泡→機械敲麻洗麻→后處理至精干麻。
第一次機械敲洗將剛刮制好的鮮麻，利用苧麻敲麻機進行敲洗，方法是邊敲麻、邊翻把、邊水洗。
溫水浸泡將第一次敲洗后的鮮麻浸漬在無化學(xué)污染的自然水中，自然水為江河或湖泊、水庫、池塘、堤壩、溝渠等處的水，重量浴比為1∶15～30，水溫20～35℃條件下，浸泡時間60～96h。
第二次機械敲洗將溫水浸泡好的鮮麻取出，利用苧麻敲麻機再次敲洗，方法是邊敲麻、邊翻把、邊水洗。
高溫與高壓煮練將第二次機械敲洗后的鮮麻，按本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員已知的方法直接裝籠，在0.2～0.3Mpa和130～140℃的條件下，連續(xù)蒸煮3～5h。如采用第二次溫水浸泡的方法，其浸泡條件與第一次溫水浸泡相同，浸泡時間為48～72小時。
第三次機械敲洗取出經(jīng)高溫高壓蒸煮或第二次溫水浸泡的鮮麻，進行第三次機械敲洗，方法是邊敲打、邊翻把、邊水洗。
脫膠后處理經(jīng)敲麻、蒸煮(或溫水浸泡)與敲麻后，再進行給油、脫水、烘干、抖松和整理等處理，其處理方法同苧麻化學(xué)脫膠。
(2)原麻脫膠的工藝流程原(干)麻→溫水浸泡→機械敲麻洗麻→溫水浸泡→機械敲麻洗麻→給油→脫水→抖松→烘干→精干麻。
第一次溫水浸泡將原麻直接裝籠，浸漬在取自無化學(xué)污染的江河或湖泊、水庫、池塘、堤壩、溝渠等處的水中，重量浴比1∶15～30，水溫20～35℃條件下，浸泡時間3～9天。
第一次機械敲洗將溫水浸泡好的原麻取出，利用苧麻敲麻機進行敲洗，方法為邊敲麻、邊翻把、邊水洗。
第二次溫水浸泡將經(jīng)過第一次溫水浸泡與機械敲洗的原麻直接裝籠，浸漬在無化學(xué)污染的自然水中，自然水為江河或湖泊、水庫、池塘、堤壩、溝渠等處的水，重量浴比1∶15～30，水溫20～35℃條件下，浸泡時間60～96h。
第二次機械敲洗將經(jīng)再次溫水浸泡的原麻取出，進行機械敲洗，方法為邊敲打、邊翻把、邊水洗。
脫膠后處理敲麻、蒸煮或溫水浸泡與敲麻后，進行給油、脫水、烘干、抖松和整理等處理，處理方法與苧麻化學(xué)脫膠方法相同。
本發(fā)明與現(xiàn)有苧麻化學(xué)脫膠技術(shù)比較，以機械敲麻洗麻、高溫高壓煮、溫水浸泡替代了硫酸浸麻、硝堿煮練和硫酸中和，脫膠廢液中僅有生物殘渣，大幅度減輕了環(huán)境污染及脫膠廢液的處理難度，降低了苧麻的脫膠成本；與苧麻天然微生物脫膠比較，改以常溫天然水漚麻為溫水浸泡、機械敲麻、高溫高壓蒸煮，提高了脫膠速度與脫膠均勻度，能滿足苧麻現(xiàn)代紡織工業(yè)生產(chǎn)的需要；與苧麻現(xiàn)代微生物脫膠技術(shù)比較，改人工加菌(或粗酶液)脫膠為溫水浸泡、高溫高壓煮和機械敲麻，不須進行化學(xué)后處理，減少了脫膠菌種選育、保存、純化與擴大培養(yǎng)等工序，大幅度降低了脫膠的能耗與成本。
具體實施例方式
以下提供的實例是對本發(fā)明作進一步的說明，并不包括發(fā)明內(nèi)容的所有方式。
實例1將剛刮制好的“湘苧三號”鮮麻，手工敲打與清水洗凈后，浸泡于水池中，水源取自無化學(xué)污染的池塘水，水溫為32～35℃、pH為7.0、浴比為1∶20，浸泡時間為3天；取出經(jīng)溫水浸泡的鮮麻，進行手工敲麻與漂洗后，利用TMQ.J-2540型醫(yī)用滅菌鍋，在高壓(0.2～0.3Mpa)和高溫(130～140℃)條件下，連續(xù)煮練4h后取出，再次手工敲打與清水漂洗，進行脫膠后處理。經(jīng)測定，平均纖維分離度95.5％，平均殘膠率9.7％。
實例2將刮制好的“Tril”品種的鮮麻，先進行機械敲打與清水漂洗，浸泡于水池中，水源取自無化學(xué)污染的池塘水，水溫為32～35℃、pH為7.0、重量浴比為1∶20，浸泡時間為3天，再次機械敲打與水洗，再在高壓(0.2～0.3Mpa)和高溫(130～140℃)條件下，連續(xù)煮練3h后取出，再次機械敲打與清水漂洗，然后進行脫膠后處理。經(jīng)檢測，纖維分離度99.5％，殘膠率3.9％。
實例3將“湘苧三號”品種的原麻(商品干麻)浸泡于水池中，水源取自無化學(xué)污染的河水，在32～35℃、pH7.0、浴比1∶20的條件下浸泡6天；取出經(jīng)浸泡的苧麻，經(jīng)手工敲打與水洗后，進行第二次溫水浸泡，水源取自無化學(xué)污染的河水，浸泡水溫32～35℃、pH7.0、浴比1∶20，浸泡時間為3天，再次取出進行手工敲打、清水漂洗與脫膠后處理。經(jīng)檢測，平均纖維分離度91.7％，平均殘膠率9.7％。
實例4將“湘苧三號”品種的原麻浸泡于水池中，水源取自無化學(xué)污染的池塘，在32～35℃、pH7.0、重量浴比1∶20的塘水浸泡發(fā)酵9天，取出后機械敲打與清水漂洗，然后進行第二次溫水浸泡，水源取自無化學(xué)污染的池塘，浸泡水溫為32～35℃、pH為7.0、浴比為1∶20，浸泡時間為3天，再次取出進行機械敲打、清水漂洗與脫膠后處理。經(jīng)檢測，平均纖維分離度98.3％，平均殘膠率4.1％。
權(quán)利要求
1.一種苧麻物理脫膠方法，其特征在于在不使用強酸和強堿等化工原料的條件下，鮮麻或原麻經(jīng)溫水浸泡、高溫高壓煮練、機械敲麻洗麻程序進行脫膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苧麻物理脫膠方法，其特征在于鮮麻脫膠工藝為鮮麻、機械敲麻洗麻、溫水浸泡、機械敲麻洗麻、高溫高壓煮練或第二次溫水浸泡、機械敲麻洗麻、后處理至精干麻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苧麻物理脫膠方法，其特征在于原麻脫膠工藝為商品原麻、溫水浸泡、機械敲麻洗麻、溫水浸泡、機械敲麻洗麻、后處理至精干麻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苧麻物理脫膠方法，其特征在于所述的溫水浸泡，水源取自無化學(xué)污染的自然水，浸泡水溫為20～35℃，重量浴比為1∶15～30，鮮麻浸泡時間為60～96h，原麻第一次浸泡時間為3～9天，原麻第二次浸泡時間為60～96h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苧麻物理脫膠方法，其特征在于所述的鮮麻高溫高壓煮練，煮練壓力為0.2～0.3Mpa，煮練溫度為130～140℃，煮練時間為3～5h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種苧麻物理脫膠方法，工藝流程為鮮麻(或商品原麻)→溫水浸泡→機械敲麻洗麻→高溫高壓煮練(或溫水浸泡)→機械敲麻洗麻→后處理→精干麻。利用苧麻化學(xué)脫膠工藝的現(xiàn)有設(shè)備，在不使用強酸、強堿等化工原料的情況下，以高溫高壓蒸煮、溫水浸泡、機械敲打與水洗，脫除苧麻韌皮中的雜細胞，制取環(huán)保型苧麻精干麻，大幅度降低了苧麻脫膠成本，避免了脫膠廢液中強酸與強堿對環(huán)境的污染，具有十分明顯的環(huán)保、高效、優(yōu)質(zhì)的特點。
文檔編號D01B9/00GK1624213SQ20041004703
公開日2005年6月8日 申請日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月10日
發(fā)明者孫煥良, 周清明, 唐升斌, 謝達平, 孟桂元, 李煊星, 王孔儉 申請人:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)