專利名稱：棉桿皮的生物脫膠裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明屬于棉桿皮纖維技術領域，尤其涉及一種棉桿皮的生物脫膠裝置及方法。
背景技術：
棉桿是棉花的秸稈，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢棄物。棉桿屬于半木材纖維原料，含有豐富的纖維素、木質素和多縮戊糖等，具有廣泛的潛在利用價值。棉桿可剝離分解為棉桿皮和棉稈芯，其中，棉稈皮中含有纖維素、木質素、果膠、半纖維素、水溶物和脂蠟質等成分，與苧麻、 亞麻、大麻、黃麻等麻類植物的組成成分較為相似，經(jīng)過脫膠后可得到吸濕性能良好的棉桿皮纖維。但是，由于棉桿皮中木質素含量較低，其平均分子量也較低，且木質素與半纖維素存在化學結合，傳統(tǒng)麻類的脫膠方法并不適用于棉桿皮的脫膠?，F(xiàn)有技術公開了多種棉桿皮的脫膠方法，如申請?zhí)枮?00710066829. 1的中國專利文獻公開了一種采用閃爆和高溫高壓相結合的方法對棉桿皮進行脫膠處理的方法，其工藝流程為棉桿皮水洗-烘干-閃爆處理-熱水洗-水洗-高溫高壓脫膠-水洗-脫水-給油柔軟-烘干-精干棉桿皮纖維。該方法雖然能夠得到精干棉桿皮纖維，但其處理過程會對纖維造成損傷，得到的纖維強度較低，而且纖維無法保持順直狀態(tài)，影響后續(xù)加工。申請?zhí)枮?00810031539.8的中國專利文獻公開了一種棉桿皮的脫膠方法，首先將棉桿皮進行干軟處理，去除表皮與雜質；然后將干軟過的棉桿皮進行順直，并使棉桿皮保持順直狀態(tài)浸入預處理槽的處理液中，用頻率為25KHz 50KHz的超聲波進行預處理；將經(jīng)過超聲波預處理后的棉桿皮壓干，并在保持順直狀態(tài)下浸入含有氫氧化鈉、水玻璃、蒽醌或其衍生物、無磷洗衣粉、雙氧水和三聚磷酸鈉的煮漂練液中進行煮漂練；將經(jīng)過煮漂練的棉桿皮纖維壓干、沖洗后，在順直狀態(tài)下浸入氨基硅油中浸漬；將經(jīng)過浸漬的棉桿皮纖維壓干、烘干后采用聚醚改性硅油進行柔化處理，然后機械壓揉后得到精干棉桿皮纖維，該方法對棉桿皮纖維的損傷較小，得到的棉桿皮精干纖維呈順直帶狀，但是該方法步驟繁多、工藝繁瑣，而且使用了大量化學試劑，增加了廢液處理的工序。生物脫膠具有步驟簡單、對纖維損傷小等優(yōu)點，但是在棉桿皮的脫膠過程中，由于棉桿結構復雜、不易分離，采用手工分離或者簡單的機械分離后得到棉桿皮中雜質含量較高，不利于其進行生物脫膠。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種棉桿皮的生物脫膠裝置及方法，本發(fā)明提供的生物脫膠裝置能夠實現(xiàn)棉桿皮的生物脫膠，方法簡單，得到的精干棉桿皮纖維質量較好。本發(fā)明提供了一種棉桿皮的生物脫膠裝置，包括棉桿皮芯分離裝置；與所述棉桿皮芯分離裝置的出料口相連的開纖除皮機；與所述開纖除皮機的出料口相連并可進行振蕩發(fā)酵的發(fā)酵設備；
與所述發(fā)酵設備的出料口相連的、可對棉桿皮纖維進行拷打開纖的直線拷麻機；與所述直線拷麻機的出料口相連的漬油機；與所述漬油機的出料口相連的烘干設備；其中，所述棉桿皮芯分離裝置包括羅拉支架；碾壓剝離機構，所述碾壓剝離機構包括依次架設于所述羅拉支架上的若干羅拉組，所述羅拉組由上下對應布置的上羅拉和下羅拉組成，所述下羅拉的一端設有輸入齒輪；設置于相鄰兩個下羅拉之間的過橋齒輪，所述過橋齒輪分別與和其相鄰的兩個下羅拉上的所述輸入齒輪相嚙合；驅動其中一個所述輸入齒輪轉動的傳動裝置。優(yōu)選的，所述棉桿皮芯分離裝置還包括設置在所述羅拉支架上的壓緊裝置，所述壓緊裝置的一端抵設于浮動設置于所述羅拉支架上的所述上羅拉兩端的軸承座上。優(yōu)選的，還包括設置在所述直線拷麻機和所述漬油機之間的超聲波分離設備。優(yōu)選的，還包括設置在所述漬油機和烘干設備之間的脫水裝置。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種棉桿皮的生物脫膠裝置，包括棉桿皮芯分離裝置；與所述棉桿皮芯分離裝置的出料口相連的開纖除皮機；與所述開纖除皮機的出料口相連并可進行振蕩發(fā)酵的發(fā)酵設備；與所述發(fā)酵設備的出料口相連的、可對棉桿皮纖維進行拷打開纖的直線拷麻機；與所述直線拷麻機的出料口相連的漬油機；與所述漬油機的出料口相連的烘干設備，其中，所述棉桿皮芯分離裝置包括羅拉支架；碾壓剝離機構，所述碾壓剝離機構包括依次架設于所述羅拉支架上的若干羅拉組，所述羅拉組由上下對應布置的上羅拉和下羅拉組成，所述下羅拉的一端設有輸入齒輪；設置于相鄰兩個下羅拉之間的過橋齒輪，所述過橋齒輪分別與和其相鄰的兩個下羅拉上的所述輸入齒輪相嚙合；驅動其中一個所述輸入齒輪轉動的傳動裝置。在所述棉桿皮芯分離裝置中，驅動裝置驅動下羅拉上的輸入齒輪轉動，從而使得具有該輸入齒輪的下羅拉轉動；通過設置于相鄰兩個輸入齒輪之間的過橋齒輪使得各個下羅拉的轉向相同，各個下羅拉驅動與其相對設置、并與其嚙合的上羅拉轉動，形成對棉桿的穩(wěn)定的擠壓力，從而使棉桿的皮與芯實現(xiàn)徹底分離，得到雜質含量低的棉桿皮，從而使得棉桿皮能夠采用生物脫膠的方法得到精干棉桿皮纖維。本發(fā)明還提供了一種棉桿皮的生物脫膠方法，包括以下步驟將棉桿送入棉桿皮芯分離裝置中進行皮芯分離，得到棉桿皮，所述棉桿皮芯分離裝置包括羅拉支架；碾壓剝離機構，所述碾壓剝離機構包括依次架設于所述羅拉支架上的若干羅拉組，所述羅拉組由上下對應布置的上羅拉和下羅拉組成，所述下羅拉的一端設有輸入齒輪；設置于相鄰兩個下羅拉之間的過橋齒輪，所述過橋齒輪分別與和其相鄰的兩個下羅拉上的所述輸入齒輪相嚙合；驅動其中一個所述輸入齒輪轉動的傳動裝置；
將所述棉桿皮進行除皮、預開纖，得到原棉桿皮；將擴大培養(yǎng)后的脫膠菌種浸泡接種于所述原棉桿皮中，以50r/min 200r/min的轉速進行振蕩發(fā)酵，得到發(fā)酵棉桿皮纖維；將所述發(fā)酵棉桿皮纖維進行拷打開纖，得到初生棉桿皮纖維；將所述初生棉桿皮纖維進行漬油和烘干后，得到精干棉桿皮纖維。優(yōu)選的，在將所述棉桿皮進行除皮、預開纖之前，還包括將所述棉桿皮進行再干燥，使所述棉桿皮的含水量為IOwt % 12wt%。優(yōu)選的，所述振蕩發(fā)酵的轉速為60r/min 160r/min。優(yōu)選的，所述振蕩發(fā)酵的溫度為32°C 38°C。優(yōu)選的，所述拷打開纖包括以下步驟將所述發(fā)酵棉桿皮纖維進行直線拷打開纖；將經(jīng)過直線拷打開纖的發(fā)酵棉桿皮纖維進行超聲波開纖。優(yōu)選的，所述直線拷打開纖的水溫為80°C 90°C，所述超聲波開纖的水溫為 40°C 50°C。本發(fā)明首先采用具有上述結構的棉桿皮芯分離裝置獲得分離徹底、雜質含量低的棉桿皮，然后將所述棉桿皮進行除皮、預開纖，去除棉桿外表皮的同時增加棉桿皮的比表面積，有利于脫膠菌株以棉桿皮為基質進行振蕩發(fā)酵，降低了后續(xù)生物脫膠的難度；將擴大培養(yǎng)后的脫膠菌種接種于所述原棉桿皮中，以50r/min 200r/min的轉速進行振蕩發(fā)酵，脫膠菌種以原棉桿皮為基質進行發(fā)酵，產(chǎn)生脫膠酶，脫膠酶與原棉桿皮中的膠質物質發(fā)生酶促反應，將膠質物質與纖維素分離，而在振蕩的條件下發(fā)酵能夠使原棉桿皮與脫膠菌株充分、均勻接觸，提高發(fā)酵效率和脫膠質量；然后將發(fā)酵棉桿皮纖維進行拷打開纖，拷打開纖能夠將膠質物質等雜質與纖維素徹底分離，再經(jīng)過漬油和烘干后得到質量穩(wěn)定、纖維強度高的精干棉桿皮纖維。本發(fā)明提供的方法將機械處理方法與生物脫膠方法相結合，首先將棉桿皮進行皮芯分離后得到雜質含量少、適于進行生物脫膠的棉桿皮，然后對所述棉桿皮進行預開纖以提高后續(xù)生物脫膠的效率，生物脫膠完畢后再拷打開纖實現(xiàn)膠質物質與纖維素的徹底分離，方法簡單，得到的精干棉桿皮纖維質量穩(wěn)定、纖維強度較高。同時，本發(fā)明提供的棉稈皮生物脫膠方法無需使用化學試劑，而且脫膠過程中產(chǎn)生的余液能利用，不會產(chǎn)生廢水，因而不會污染環(huán)境。此外，本發(fā)明提供的棉稈皮生物脫膠方法工藝流程簡單，成本較低。


圖1為本發(fā)明實施例提供的棉桿皮生物脫膠裝置的結構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的棉桿皮芯分離裝置的結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種棉桿皮的生物脫膠裝置，包括棉桿皮芯分離裝置；與所述棉桿皮芯分離裝置的出料口相連的開纖除皮機；與所述開纖除皮機的出料口相連并可進行振蕩發(fā)酵的發(fā)酵設備；
與所述發(fā)酵設備的出料口相連的、可對棉桿皮纖維進行拷打開纖的直線拷麻機；與所述直線拷麻機的出料口相連的漬油機；與所述漬油機的出料口相連的烘干設備；其中，所述棉桿皮芯分離裝置包括羅拉支架；碾壓剝離機構，所述碾壓剝離機構包括依次架設于所述羅拉支架上的若干羅拉組，所述羅拉組由上下對應布置的上羅拉和下羅拉組成，所述下羅拉的一端設有輸入齒輪；設置于相鄰兩個下羅拉之間的過橋齒輪，所述過橋齒輪分別與和其相鄰的兩個下羅拉上的所述輸入齒輪相嚙合；驅動其中一個所述輸入齒輪轉動的傳動裝置。本發(fā)明采用棉桿皮芯分離裝置使棉桿的皮與芯實現(xiàn)徹底分離，得到雜質含量低的棉桿皮，從而使得棉桿皮能夠采用生物脫膠的方法得到精干棉桿皮纖維。以下結合附圖對本發(fā)明提供的棉桿皮的生物脫膠裝置和方法進行詳細描述。參見圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的棉桿皮生物脫膠裝置的結構示意圖，其中，1 為棉桿皮芯分離裝置，2為與棉桿皮芯分離裝置1的出料口相連的開纖除皮機，3為與開纖除皮機2的出料口相連的振蕩發(fā)酵設備，4為與振蕩發(fā)酵設備3的出料口相連的直線拷麻機，5為與直線拷麻機4的出料口相連的超聲波分離機，6為與超聲波分離機5的出料口相連的漬油機，7為與漬油機6的出料口相連的烘干設備。棉桿皮芯分離裝置1的作用在于使棉桿的皮與芯徹底分離，得到雜質含量較少的棉桿皮，其包括羅拉支架、碾壓剝離機構、過橋齒輪和驅動裝置，其中，羅拉支架用于對棉桿皮芯分離裝置的核心部分碾壓剝離機構進行支撐。參見圖2，圖2為本發(fā)明實施例提供的棉桿皮芯分離裝置的結構示意圖。碾壓剝離機構包括依次架設于羅拉支架上的若干羅拉組，羅拉組由上下對應布置的上羅拉17和下羅拉18組成，下羅拉18的一端設有輸入齒輪，通常將上羅拉17浮動設置， 以便于根據(jù)棉桿的厚度實時調整上羅拉17和下羅拉18的間隙。上羅拉17和下羅拉18為本發(fā)明的核心部件，棉桿需通過二者上的斜向齒進行皮芯分離。過橋齒輪設置于相鄰兩下羅拉18之間，該過橋齒輪分別與和其相鄰的兩下羅拉 18上的輸入齒輪相嚙合，通過該過橋齒輪可保證與其嚙合的兩個輸入齒輪具有相同的轉向，繼而保證各個下羅拉18的轉向相同。驅動裝置驅動其中一個輸入齒輪轉動，本領域技術人員可以理解的是，由于各個下羅拉上的輸入齒輪均通過過橋齒輪實現(xiàn)連接，只需要驅動其中一個輸入齒輪轉動，則可保證各個下羅拉均跟隨轉動。其中驅動裝置多種多樣，可為電機、轉動馬達等任意可輸出轉動的驅動裝置。棉桿皮芯分離裝置1通過驅動裝置驅動一個下羅拉18上的輸入齒輪轉動，繼而使得具有該輸入齒輪的下羅拉18轉動。通過設置于相鄰兩個輸入齒輪之間的過橋齒輪使得各個下羅拉18的轉向相同，各個下羅拉18驅動與其相對設置、并與其嚙合的上羅拉17轉動，形成穩(wěn)定的對棉桿的擠壓力，將棉桿芯碾碎并將其從棉桿皮中搓出，從而實現(xiàn)棉桿芯和棉桿皮的徹底分離。將棉桿喂入碾壓剝離機構后，碾壓剝離機構的上、下羅拉會把棉桿芯擠壓成碎小的木質屑，使其易于與棉桿皮分離。在本發(fā)明一具體實施例中，驅動裝置可具體包括驅動電機12和齒輪傳動機構19。 其中，齒輪傳動機構19與驅動電機12相連，該齒輪傳動機構19的輸出齒輪與下羅拉18上的輸入齒輪相嚙合，本領域技術人員可以理解的是，齒輪傳動機構19的輸出齒輪只需要與其中一個輸入齒輪嚙合即可。由于驅動電機12輸出的轉速過高，不利于棉桿的皮芯分離， 齒輪傳動機構19可優(yōu)選為由多級齒輪組成的減速機構。本發(fā)明通過該齒輪傳動機構19可將驅動電機12的輸出轉速降低，以達到適應棉桿皮芯分離轉速的目的。在棉桿皮芯分離過程中，會有大量塵渣被分離出來，為了防止塵渣落入齒輪傳動機構19的齒輪中而影響傳動，齒輪傳動機構19的外側包覆有主機箱體110。主機箱體110 能夠避免落下的塵渣落入齒輪內。為了進一步優(yōu)化上述技術方案，棉桿皮芯分離裝置1還可包括設置在羅拉支架上的壓緊裝置，該壓緊裝置的一端抵設于浮動設置于羅拉支架上的上羅拉17兩端的軸承座上。上羅拉17浮動設置于羅拉支架上，即該上羅拉17具有上下移動的自由度，通過壓緊裝置始終保證上羅拉17與下羅拉18的嚙合狀態(tài)，根據(jù)喂入上羅拉17和下羅拉18之間的棉桿厚度不同，該壓緊裝置可被壓縮，以保證上羅拉17和下羅拉18之間具有足夠的間隙。壓緊裝置可為彈簧壓緊裝置，為了實現(xiàn)該彈簧壓緊裝置的預緊力可調，本發(fā)明還可包括一端螺紋配合于羅拉支架上，另一端抵設于彈簧壓緊裝置的壓縮彈簧的預緊螺栓， 通過調整該預緊螺栓的旋入深度，可調整彈簧的壓緊狀態(tài)，從而調節(jié)該彈簧壓緊裝置對上羅拉17的壓緊力。為了進一步優(yōu)化上述技術方案，本發(fā)明還可包括設置于碾壓剝離機構的入料口處的喂麻平臺11。喂麻平臺11可為輸送式喂麻平臺，也可為漏斗式喂麻平臺。首先將棉桿放置于該喂麻平臺11上，并在該喂麻平臺11上向碾壓剝離機構的入料口推送，直至將棉桿推入碾壓剝離機構的入料口內，通過上羅拉17和下羅拉18進行擠壓分離。本發(fā)明可將靠近入料口一端的羅拉組向出料口一端的羅拉組的齒數(shù)逐漸增多，而且可將靠近入料口處的第一排羅拉組設計為光面結構，即可不在該羅拉組上設置斜向齒。將該第一排羅拉組設計為光面結構，主要為了首先將棉桿壓扁后再揉碎，減少了纖維的損傷，提高了長棉桿皮出料率。為了進一步優(yōu)化上述技術方案，本發(fā)明還可包括設置于碾壓剝離機構的出料口處的出料傳送機構。棉桿皮經(jīng)碾壓剝離機構出來后，被出料傳送機構接住并運走。本發(fā)明提供的出料傳送機構可具體包括出料動力電機115、主動鏈輪116、主動滾筒117、傳送帶114、機架113、從動鏈輪112和從動滾筒111。其中，為出料傳送機構提供的動力的出料動力電機115設置在機架113上，主動鏈輪116和主動滾筒117位于同一軸上， 出料動力電機115通過傳動鏈與主動鏈輪116相連，將動力傳遞給該主動鏈輪116，由于主動鏈輪116與主動滾筒117位于同一軸上，因此主動滾筒117跟隨轉動。從動鏈輪112和從動滾筒111位于同一軸上，通過傳動鏈實現(xiàn)從動鏈輪112與主動鏈輪116的連接，通過傳送帶114實現(xiàn)主動滾筒117和從動滾筒111的連接。主動鏈輪116帶動從動鏈輪112轉動， 由于從動鏈輪112和從動滾筒111位于同一軸上，因此從動滾筒111跟隨轉動，實現(xiàn)了傳送帶114的傳送效果。為了進一步優(yōu)化上述技術方案，本發(fā)明還可包括設置于碾壓剝離機構下側的塵渣傳送機構，該塵渣傳送機構下側設有收集塵渣的塵渣漏斗16。棉桿芯經(jīng)羅拉碾碎后，塵渣從兩相鄰下羅拉18的縫隙間掉落，被塵渣傳送機構接住并運走，直至落入塵渣漏斗16內。本發(fā)明提供的塵渣傳送機構具體可包括塵渣傳送鏈輪13、塵渣傳送滾筒14和塵渣傳動帶15。塵渣傳送滾筒14為兩個，能夠將塵渣傳動帶15撐緊，塵渣傳送鏈輪13可通過傳動鏈與驅動電機12相連，實現(xiàn)動力的輸入。開纖除皮機2的進料口通過傳送帶或其他傳送裝置與棉桿皮芯分離裝置1的出料口相連，通過滾壓搓動將棉稈皮進行除表皮、預開纖。開纖除皮機2為中國專利文獻 200610031993. 4公開的開纖除皮機，主要包括多個并排的主動羅拉和多個并排的從動羅拉，這些主動羅拉和從動羅拉一對一的嚙合，對棉稈皮進行滾壓搓動，棉桿表皮被搓動碾掉；同時，由于受到擠壓、碾搓，棉稈皮的比表面積增大，棉稈皮纖維初步分離。振蕩發(fā)酵設備3的進料口通過傳送帶或其他傳送裝置與開纖除皮機2的出料口相連，是將纖維和膠質物質分離的主要設備，通過振蕩發(fā)酵實現(xiàn)使棉桿皮均勻發(fā)酵的目的。振蕩發(fā)酵設備3可以為中國專利文獻200620050490. 7公開的生物脫膠連續(xù)發(fā)酵設備。在振蕩發(fā)酵設備3內，棉桿皮放置在車架上，車架沿軌道反復快速運轉，即可實現(xiàn)棉桿皮的振蕩發(fā)酵。直線拷麻機4的進料口通過傳送帶或其他傳送裝置與發(fā)酵設備3的出料口相連， 主要是對經(jīng)過振蕩發(fā)酵后得到的發(fā)酵棉桿皮纖維進行拷打開纖。直線拷麻機為中國專利 86203685公開的直線拷麻機，由傳動軸及軸上的齒輪驅動全機運動部件同步啟動，實現(xiàn)纖維和膠質物質等雜質的最終分離。超聲波分離機5的進料口通過傳送帶或其他傳送裝置與直線拷麻機4的出料口相連，用于對經(jīng)過直線拷麻機4拷打開纖后得到的棉桿皮纖維進行超聲波洗滌，以便提高脫膠效果。在其他實施例中，也可以不設置超聲波分離機5。漬油機6的進料口通過傳送帶或其他傳送裝置與超聲波分離機5的出料口相連， 主要作用是對經(jīng)過超聲波洗滌的棉桿皮纖維進行上油。漬油機6主要包括乳化油池、多個并排設置的主動羅拉和多個并排的從動羅拉，這些主動羅拉和從動羅拉一對一的嚙合，對浸在乳化油池中的初生麻進行漬油。當不設置超聲波分離機5時，漬油機6直接與直線拷麻機4相連。烘干設備7的進料口通過傳送帶或其他傳送裝置與漬油機6的出料口相連，作用是烘干脫水后的初生棉桿皮纖維，得到干燥的精干棉桿皮纖維。通過上述裝置可以實現(xiàn)棉桿皮的生物脫膠處理，具體過程如下將棉桿送入棉桿皮芯分離裝置1中，通過滾壓揉搓將棉桿芯與棉桿皮分離，得到雜質含量較少的棉桿皮；棉桿皮在傳送帶的作用下進入開纖除皮機2中，通過滾壓揉搓將棉稈皮除表皮、 預開纖后，得到原棉桿皮；原棉桿皮通過傳送帶進入振蕩發(fā)酵設備3內，在振蕩發(fā)酵設備3內，將擴大培養(yǎng)后的脫膠菌種稀釋后，按1 8 10的浴比將原棉桿皮浸泡15min 30min，然后控制振蕩發(fā)酵設備3內的溫度為32°C 38°C，使原棉桿皮以50r/min 200r/min的轉速振蕩發(fā)酵，原棉桿皮發(fā)酵后產(chǎn)生脫膠酶，脫膠酶與原棉桿皮上的膠質物質發(fā)生酶促反應，將膠質物質和纖維分離，得到發(fā)酵棉桿皮纖維；
所述發(fā)酵棉桿皮纖維通過傳送帶進入直線拷麻機4的水池中，直線拷麻機4對發(fā)酵棉桿皮纖維進行拷打開纖，實現(xiàn)纖維與膠質物質的初步分離；所述初步分離的棉桿皮纖維通過傳送帶進入超聲波分離機5中進行超聲波開纖， 實現(xiàn)纖維與膠質物質的徹底分離，得到初生棉桿皮纖維；所述初生棉桿皮纖維通過傳送帶進入漬油機6的乳化油池中，漬油機6上的主動羅拉和從動羅拉對浸在乳化油池中的初生棉桿皮纖維進行碾搓漬油；漬油后的初生棉桿皮纖維通過傳送帶進入烘干設備7中烘干，得到精干棉桿皮纖維。在本發(fā)明的其他實施例中，在漬油機6和烘干設備7之間還可以設置有脫水裝置， 如在漬油機6和烘干設備7之間的傳送帶上設置滾輪，通過滾輪對棉桿皮纖維進行脫水。在本發(fā)明的其他實施例中，在棉桿皮芯分離裝置1和開纖除皮機2之間還可以設置有再干燥裝置，將棉桿皮進行再干燥，使其含水量達到IOwt % 12wt%，以便得到質量均勻的棉桿皮纖維。本發(fā)明還提供了一種棉桿皮的生物脫膠方法，包括以下步驟將棉桿送入棉桿皮芯分離裝置中進行皮芯分離，得到棉桿皮，所述棉桿皮芯分離裝置包括羅拉支架；碾壓剝離機構，所述碾壓剝離機構包括依次架設于所述羅拉支架上的若干羅拉組，所述羅拉組由上下對應布置的上羅拉和下羅拉組成，所述下羅拉的一端設有輸入齒輪；設置于相鄰兩個下羅拉之間的過橋齒輪，所述過橋齒輪分別與和其相鄰的兩個下羅拉上的所述輸入齒輪相嚙合；驅動其中一個所述輸入齒輪轉動的傳動裝置；將所述棉桿皮進行除皮、預開纖，得到原棉桿皮；將擴大培養(yǎng)后的脫膠菌種浸泡接種于所述原棉桿皮中，以50r/min 200r/min的轉速進行振蕩發(fā)酵，得到發(fā)酵棉桿皮纖維；將所述發(fā)酵棉桿皮纖維進行拷打開纖，得到初生棉桿皮纖維；將所述初生棉桿皮纖維進行漬油和烘干后，得到精干棉桿皮纖維。首先將棉桿在棉桿皮芯分離裝置中進行皮芯分離，得到棉桿皮。在所述棉桿皮芯分離裝置中，驅動裝置驅動下羅拉上的輸入齒輪轉動，從而使得具有該輸入齒輪的下羅拉轉動；通過設置于相鄰兩個輸入齒輪之間的過橋齒輪使得各個下羅拉的轉向相同，各個下羅拉驅動與其相對設置、并與其嚙合的上羅拉轉動，形成對棉桿的穩(wěn)定的擠壓力，從而使棉桿的皮與芯實現(xiàn)徹底分離，得到雜質含量低的棉桿皮。得到棉桿皮后，將所述棉桿皮進行除皮、預開纖，除掉棉桿皮表皮的同時增加棉桿皮的比表面積，有利于棉桿皮后續(xù)均勻發(fā)酵，從而提高脫膠效率。本發(fā)明優(yōu)選在開纖除皮機中對所述棉桿皮進行除皮、預開纖。在對所述棉桿皮進行除皮、預開纖之前，優(yōu)選將所述棉桿皮進行再干燥，降低棉桿皮的含水量，并使同批次棉桿皮中含水量保持均勻，提高脫膠后得到的棉桿皮纖維的質量穩(wěn)定性。經(jīng)過再干燥后，所述棉桿皮的含水量優(yōu)選為IOwt % 12wt%，更優(yōu)選為11% 12%。對棉桿皮進行再干燥還能夠去除棉桿皮表面的雜質以及霉變氣味等，降低下一步除皮、預開纖處理的難度，提高其預開纖效率。棉桿皮經(jīng)過除皮、預開纖處理后，得到原棉桿皮。按照本發(fā)明，經(jīng)過除皮開纖后，除掉的雜質的質量優(yōu)選為再干燥后的棉桿皮的質量的6% 12%，棉桿皮的比表面積優(yōu)選增大兩倍以上。除皮、預開纖的效果與除皮、預開纖的方式及時間有關，擠壓力越大、時間越長，除皮、預開纖的效果越好，但是擠壓力過大會損壞麻纖維的質量。除皮、預開纖可以同時進行，也可以單獨進行，同時進行的具體例子包括采用中國專利文獻200610031993. 4公開的開纖除皮機，通過羅拉的滾動揉搓同時實現(xiàn)除皮和預開纖的目的；單獨進行的具體例子包括人工將再干燥后的棉桿皮的表皮去掉，然后將去掉表皮的棉桿皮進行滾壓揉搓或其他方式的預開纖處理，本發(fā)明優(yōu)選采用機械方式同時進行除皮和預開纖。將擴大培養(yǎng)的脫膠菌種浸泡接種于所述原棉桿皮中，以50r/min 200r/min的轉速進行振蕩發(fā)酵，得到發(fā)酵棉桿皮纖維。所述浸泡接種優(yōu)選包括以下步驟將擴大培養(yǎng)后的脫膠菌種稀釋成脫膠菌種液，按1 8 10的浴比浸泡原棉桿皮，即可實現(xiàn)接種，余液回收利用。所述浸泡的溫度優(yōu)選為35°C 38°C，脫膠菌種液的pH值優(yōu)選為4.5 5.5。本發(fā)明對所述脫膠菌種沒有特殊限制，具體例子可以為中國專利文獻95112564. 8公開的胡蘿卜軟腐歐文氏桿菌，或者為中國專利文獻02108820. 9公開的菌種，或者為本發(fā)明人自主篩選培養(yǎng)的、實驗室編號為RJ6的菌種。所述脫膠菌種經(jīng)過活化、擴大培養(yǎng)、浸泡接種于原棉桿皮上以后，即可以原棉桿皮為基質進行發(fā)酵。脫膠菌種進行發(fā)酵后產(chǎn)生脫膠酶，所述脫膠酶能夠與原棉桿皮中的膠質物質發(fā)生酶促反應，使膠質物質與纖維素分離。本發(fā)明對所述接種后的原棉桿皮進行振蕩發(fā)酵，振蕩發(fā)酵能夠使脫膠菌種與經(jīng)過除皮和預開纖處理的、比表面積較大的原棉桿皮充分接觸，從而使原棉桿皮發(fā)酵較為均勻，產(chǎn)生的脫膠酶在原棉桿皮中的分布較為均勻，使脫膠酶與原棉桿皮中的膠質物質充分、均勻的發(fā)生酶促反應，獲得質量穩(wěn)定的發(fā)酵棉桿皮纖維。所述振蕩發(fā)酵的轉速為50r/min 200r/min，優(yōu)選為60r/min 160r/min。所述發(fā)酵的溫度優(yōu)選為35°C 38°C，時間根據(jù)所用菌種的不同而不同，優(yōu)選為4h 14h，更優(yōu)選為4h IOh。由于發(fā)酵的同時伴隨著酶促反應的發(fā)生，因此發(fā)酵后的棉桿皮中的膠質物質和纖維素基本實現(xiàn)了分離。本發(fā)明優(yōu)選采用中國專利文獻200620050490. 7公開的生物脫膠連續(xù)發(fā)酵設備實現(xiàn)振蕩發(fā)酵，該發(fā)酵設備設有車軌和車架，將原棉桿皮放置于車架上，使車架沿車軌反復快速運轉，即可實現(xiàn)振蕩發(fā)酵。發(fā)酵結束后，發(fā)酵余液可以回收，經(jīng)過處理后重復利用。得到發(fā)酵棉桿皮纖維后，將其進行拷打開纖，將纖維素和膠質物質等雜質徹底分離，得到較為純凈的纖維。按照本發(fā)明，所述拷打開纖優(yōu)選包括以下步驟將所述發(fā)酵棉桿皮纖維進行直線拷打開纖；將經(jīng)過直線拷打開纖的發(fā)酵棉桿皮纖維進行超聲波開纖。按照本發(fā)明，可以以人工方式進行滾壓搓洗，也可以以機械方式進行滾壓搓洗，優(yōu)選為使用中國專利文獻86203685公開的直線拷麻機對所述發(fā)酵棉桿皮纖維進行拷打開纖，達到分開纖維的目的。所述直線拷打開纖的水溫優(yōu)選為80°C 90°C。直線拷打開纖后，對所述棉桿皮纖維進行超聲波開纖，使纖維充分分開。所述超聲波開纖的水溫優(yōu)選為40°c 50°C。將所述發(fā)酵棉桿皮纖維拷打開纖得到初生棉桿皮纖維后，對所述初生棉桿皮纖維進行漬油。本發(fā)明優(yōu)選使用中國專利文獻200710035989. X公開的洗滌機對所述初生棉桿皮纖維進行漬油，即將初生棉桿皮纖維浸在5%。的乳化油中，通過所述洗滌機上的多對羅拉反復搓碾浸在油水中的初生棉桿皮纖維。所述油水的溫度優(yōu)選為70°C 80°C。將漬油后的初生棉桿皮纖維進行本領域技術人員熟知的脫水和烘干，即可得到外形成條狀的精干棉桿皮纖維。本發(fā)明首先采用具有上述結構的棉桿皮芯分離裝置獲得分離徹底、雜質含量低的棉桿皮，然后將所述棉桿皮進行除皮、預開纖，去除棉桿外表皮的同時增加棉桿皮的比表面積，有利于脫膠菌株以棉桿皮為基質進行振蕩發(fā)酵，降低了后續(xù)生物脫膠的難度；將擴大培養(yǎng)后的脫膠菌種接種于所述原棉桿皮中，以50r/min 200r/min的轉速進行振蕩發(fā)酵，脫膠菌種以原棉桿皮為基質進行發(fā)酵，產(chǎn)生脫膠酶，脫膠酶與原棉桿皮中的膠質物質發(fā)生酶促反應，將膠質物質與纖維素分離，而在振蕩的條件下發(fā)酵能夠使原棉桿皮與脫膠菌株充分、均勻接觸，提高發(fā)酵效率和脫膠質量；然后將發(fā)酵棉桿皮纖維進行拷打開纖，拷打開纖能夠將膠質物質等雜質與纖維素徹底分離，再經(jīng)過漬油和烘干后得到質量穩(wěn)定、纖維強度高的精干棉桿皮纖維。本發(fā)明提供的方法將機械處理方法與生物脫膠方法相結合，首先將棉桿皮進行皮芯分離后得到雜質含量少、適于進行生物脫膠的棉桿皮，然后對所述棉桿皮進行預開纖以提高后續(xù)生物脫膠的效率，生物脫膠完畢后再拷打開纖實現(xiàn)膠質物質與纖維素的徹底分離，方法簡單，得到的精干棉桿皮纖維質量穩(wěn)定、纖維強度較高。同時，本發(fā)明提供的棉稈皮生物脫膠方法無需使用化學試劑，而且脫膠過程中產(chǎn)生的余液能利用，不會產(chǎn)生廢水，因而不會污染環(huán)境。此外，本發(fā)明提供的棉稈皮生物脫膠方法工藝流程簡單，成本較低。以下結合實施例對本發(fā)明提供的棉桿皮生物脫膠裝置及方法進行進一步說明。實施例1將收購自湖南沅江的棉桿使用圖2所示的棉桿皮芯分離裝置進行皮芯分離，得到棉桿皮；將所述棉桿皮進行再干燥，使棉桿皮的水分含量為10% ；對再干燥后的棉桿皮進行除皮、預開纖；將除皮、預開纖后的原棉桿皮裝盆，盆中棉桿皮的厚度為60mm 120mm ；將盆移入中國專利文獻200620050490. 7公開的發(fā)酵設備中，發(fā)酵設備中原棉桿皮的重量為50kg ；將胡蘿卜軟腐歐文氏桿菌擴大培養(yǎng)后用自來水稀釋至活菌量為107cfu/mL的菌懸液，按1 10的浴比，在水溫為37°C、pH為4. 5時將發(fā)酵設備中的原棉桿皮浸泡；然后將發(fā)酵設備中的溫度調節(jié)為37士 1°C，使發(fā)酵設備中的原棉桿皮以60r/min的轉速進行振蕩發(fā)酵，發(fā)酵將發(fā)酵后的發(fā)酵棉桿皮纖維在80°C的熱水中進行拷打開纖池后，在40°C的溫水中進行超聲開纖lh，然后在溫度為70°C、質量濃度為5%。的油水中漬油lh，經(jīng)過脫水、烘干后，得到精干棉桿皮纖維。得到精干棉桿皮纖維后，對所述精干棉桿皮纖維進行纖維品質測定，結果表明，得到的精干棉桿皮纖維呈順直條狀，長度為IOmm 70mm，可作為纖維應用于紡織等領域。實施例2將收購自湖南沅江的棉桿使用圖2所示的棉桿皮芯分離裝置進行皮芯分離，得到棉桿皮；將所述棉桿皮進行再干燥，使棉桿皮的水分含量為12% ；對再干燥后的棉桿皮進行除皮、預開纖；將除皮、預開纖后的原棉桿皮裝盆，盆中棉桿皮的厚度為IOOmm ；將盆移入中國專利文獻200620050490. 7公開的發(fā)酵設備中，發(fā)酵設備中原棉桿皮的重量為70kg ；將胡蘿卜軟腐歐文氏桿菌擴大培養(yǎng)后用自來水稀釋至活菌量為IO7CfuAiL的菌懸液，按1 10的浴比，在水溫為37°C、pH為4.5時將發(fā)酵設備中的原棉桿皮浸泡；然后將發(fā)酵設備中的溫度調節(jié)為37士 1°C，使發(fā)酵設備中的原棉桿皮以160r/min的轉速進行振蕩發(fā)酵，發(fā)酵IOh;將發(fā)酵后的發(fā)酵棉桿皮纖維在90°C的熱水中進行拷打開纖池后，在50°C的溫水中進行超聲開纖lh，然后在溫度為70°C、質量濃度為5%。的油水中漬油lh，經(jīng)過脫水、烘干后，得到精干棉桿皮纖維。得到精干棉桿皮纖維后，對所述精干棉桿皮纖維進行纖維品質測定，結果表明，得到的精干棉桿皮纖維呈順直條狀，長度為IOmm 70mm，可作為纖維應用于紡織等領域。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種棉桿皮的生物脫膠裝置，包括 棉桿皮芯分離裝置；與所述棉桿皮芯分離裝置的出料口相連的開纖除皮機；與所述開纖除皮機的出料口相連并可進行振蕩發(fā)酵的發(fā)酵設備；與所述發(fā)酵設備的出料口相連的、可對棉桿皮纖維進行拷打開纖的直線拷麻機；與所述直線拷麻機的出料口相連的漬油機；與所述漬油機的出料口相連的烘干設備；其中，所述棉桿皮芯分離裝置包括羅拉支架；碾壓剝離機構，所述碾壓剝離機構包括依次架設于所述羅拉支架上的若干羅拉組，所述羅拉組由上下對應布置的上羅拉和下羅拉組成，所述下羅拉的一端設有輸入齒輪；設置于相鄰兩個下羅拉之間的過橋齒輪，所述過橋齒輪分別與和其相鄰的兩個下羅拉上的所述輸入齒輪相嚙合；驅動其中一個所述輸入齒輪轉動的傳動裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的生物脫膠裝置，其特征在于，所述棉桿皮芯分離裝置還包括設置在所述羅拉支架上的壓緊裝置，所述壓緊裝置的一端抵設于浮動設置于所述羅拉支架上的所述上羅拉兩端的軸承座上。
3.根據(jù)權利要求1所述的生物脫膠裝置，其特征在于，還包括設置在所述直線拷麻機和所述漬油機之間的超聲波分離設備。
4.根據(jù)權利要求1所述的生物脫膠裝置，其特征在于，還包括設置在所述漬油機和烘干設備之間的脫水裝置。
5.一種棉桿皮的生物脫膠方法，包括以下步驟將棉桿送入棉桿皮芯分離裝置中進行皮芯分離，得到棉桿皮，所述棉桿皮芯分離裝置包括羅拉支架；碾壓剝離機構，所述碾壓剝離機構包括依次架設于所述羅拉支架上的若干羅拉組，所述羅拉組由上下對應布置的上羅拉和下羅拉組成，所述下羅拉的一端設有輸入齒輪；設置于相鄰兩個下羅拉之間的過橋齒輪，所述過橋齒輪分別與和其相鄰的兩個下羅拉上的所述輸入齒輪相嚙合；驅動其中一個所述輸入齒輪轉動的傳動裝置； 將所述棉桿皮進行除皮、預開纖，得到原棉桿皮；將擴大培養(yǎng)后的脫膠菌種浸泡接種于所述原棉桿皮中，以50r/min 200r/min的轉速進行振蕩發(fā)酵，得到發(fā)酵棉桿皮纖維；將所述發(fā)酵棉桿皮纖維進行拷打開纖，得到初生棉桿皮纖維； 將所述初生棉桿皮纖維進行漬油和烘干后，得到精干棉桿皮纖維。
6.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，在將所述棉桿皮進行除皮、預開纖之前,還包括將所述棉桿皮進行再干燥，使所述棉桿皮的含水量為10wt% 12wt%。
7.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述振蕩發(fā)酵的轉速為60r/min 160r/mino
8.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述振蕩發(fā)酵的溫度為32°C 38°C。
9.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述拷打開纖包括以下步驟 將所述發(fā)酵棉桿皮纖維進行直線拷打開纖；將經(jīng)過直線拷打開纖的發(fā)酵棉桿皮纖維進行超聲波開纖。
10.根據(jù)權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述直線拷打開纖的水溫為80°C 90°C，所述超聲波開纖的水溫為40°C 50°C。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種棉桿皮的生物脫膠裝置，包括棉桿皮芯分離裝置、開纖除皮機、發(fā)酵設備、直線拷麻機、漬油機、烘干設備；其中，所述棉桿皮芯分離裝置包括羅拉支架；碾壓剝離機構，所述碾壓剝離機構包括依次架設于所述羅拉支架上的若干羅拉組，所述羅拉組由上下對應布置的上羅拉和下羅拉組成，所述下羅拉的一端設有輸入齒輪；設置于相鄰兩個下羅拉之間的過橋齒輪，所述過橋齒輪分別與和其相鄰的兩個下羅拉上的所述輸入齒輪相嚙合；驅動其中一個所述輸入齒輪轉動的傳動裝置。本發(fā)明還提供了一種棉桿皮的生物脫膠方法。本發(fā)明采用棉桿皮芯分離機將棉桿皮進行皮芯分離后得到雜質含量少的棉桿皮，從而能夠實現(xiàn)棉桿皮的生物脫膠，方法簡單。
文檔編號D01C1/02GK102268742SQ20111021173
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權日2011年7月26日
發(fā)明者徐海軍, 楊政, 潘存云, 謝良甫, 韋立 申請人:湖南潤久科技有限公司