專利名稱：一種絹紡精練除油用生物制劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種絹紡精練除油用生物制劑及其制備方法，屬紡織原料初加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
絹紡原料來自養(yǎng)蠶制種、繅絲、織綢工業(yè)的下腳料，包括繭類，長吐，滯頭等，其含膠多,含油高,蠟質(zhì)、無機(jī)物、污物等雜質(zhì)多。絹紡原料的精練是除去部分絲膠、極大部分油脂和雜質(zhì)，打開纖維的膠著點(diǎn)，使絲纖維柔軟、蓬松、光潔、有彈性，以利于梳紡。絹紡原料精練效果的好壞直接關(guān)系到絹紡的產(chǎn)量、質(zhì)量和成本，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。目前，絹紡行業(yè)主要采用的精練工藝有皂堿多次練，生物酶制劑，腐化練法。傳統(tǒng)的皂堿法是利用純堿、絲光皂等化學(xué)藥品達(dá)到除油目的，其除油時(shí)間短，單次 可處理的原料量大。但是，該工藝精練條件十分劇烈，需消耗大量的酸來中和，并用大量的水沖洗，致使絲纖維損傷，強(qiáng)度下降。此外，皂堿法耗用大量化學(xué)品和水資源，造成廢液中BOD、COD和鹽含量高，污染環(huán)境。生物酶法是利用多種酶制劑的油脂分解功能促進(jìn)脫油，其優(yōu)點(diǎn)是作用溫和，對環(huán)境污染較小，但酶制劑的弊端在于售價(jià)高且作用范圍較窄，且當(dāng)反應(yīng)體系不適宜時(shí)，酶制劑的除油作用效果會受到較大的抑制。腐化練法利用自然形成的微生物體系進(jìn)行發(fā)酵脫油，微生物經(jīng)長期富集馴化而具有高效的油脂分解功能。然而，車間腐化液是自發(fā)形成的混菌體系，僅部分菌株具有除油功能，大部分雜菌產(chǎn)生硫化氫、氨氣和二氧化碳等有害氣體，既損傷絲素又污染環(huán)境。由于腐化液組成成分復(fù)雜，易受環(huán)境條件的影響，發(fā)酵過程不易控制，產(chǎn)品質(zhì)量難以穩(wěn)定，故生物除油的優(yōu)勢未能在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有絹紡精練方法污染嚴(yán)重，效果不穩(wěn)定，車間環(huán)境惡劣的問題，提供一種能高效除油，自動化程度高，可控性強(qiáng)，不損傷蠶絲纖維，對環(huán)境無污染的生物除油制劑及其制備方法和用途。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種絹紡精練除油用生物制劑，其含有的組分及質(zhì)量配比包括5-15份菌株粉劑，5-15份脂肪酶，70-90份填料；其中，所述菌株包括蠟狀芽孢桿菌，放線菌A2016和熒光假單胞桿菌。所述脂肪酶為解脂假絲酵母胞外脂肪酶，洋蔥假單胞菌脂肪酶，UN-503堿性脂肪酶中的任意一種或任意組合。所述填料為玉米桿粉、棉籽殼粉、木屑、豆餅粉中的任意一種或任意組合。本發(fā)明還提供了上述絹紡精練除油用生物制劑的制備方法，具體步驟為第一步將蠟狀芽孢桿菌，放線菌A2016和熒光假單胞桿菌菌種經(jīng)恒溫?fù)u床和發(fā)酵罐擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)的發(fā)酵終點(diǎn)為活菌數(shù)大于10億個(gè)/ml，得到菌種發(fā)酵液；第二步將所述菌種發(fā)酵液離心得到菌泥，與冷凍干燥劑混合均勻，經(jīng)_45°C至-20°C真空低溫干燥，得到菌株粉劑；其中，冷凍干燥保護(hù)劑為蔗糖，海藻糖，谷氨酸鈉，L-半胱氨酸中的任意一種或任意組合；第三步將所述蠟狀芽孢桿菌，放線菌A2016和熒光假單胞桿菌的菌株粉劑混合后加入脂肪酶、填料，經(jīng)粉碎后充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，于鋁塑袋中密封。其中，所述離心轉(zhuǎn)速為5000-8000r/min。所述蠟狀芽孢桿菌，放線菌A2016和熒光假單胞桿菌的菌株粉劑的混合比例為I : I : 1-3 : 2 : I。本發(fā)明還提供了上述絹紡除油用生物制劑在絹紡精練除油中的應(yīng)用。本發(fā)明生物制劑用于絹紡原料除油時(shí)，絹紡原料與生物制劑質(zhì)量比例為100 1-250 1，精練缸浴比(即精練缸絹紡原料與精練用水量比例)為I : 35-1 45，每I噸水中加入O. 9-1. I千克 表面活性劑，水溫38°C -42°C，pH6-8，處理時(shí)間20-40小時(shí)。其中，所述表面活性劑為AE0-9, Tween80, Tween20中的任意一種或任意組合。本發(fā)明中采用的菌株具有除油功能，其在自然代謝過程中脂肪酶產(chǎn)量高且穩(wěn)定。然而，由于脂肪酶具有底物作用專一性，即一種脂肪酶僅能分解一類油脂，故除油菌株中任一一種菌株無法分解絹紡原料中所有種類的油脂。同時(shí)，產(chǎn)不同脂肪酶菌株所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物可能會相互抑制生長。本發(fā)明生物制劑在對絹紡原料進(jìn)行除油的過程中，復(fù)合菌株粉劑不但保持了各菌株產(chǎn)脂肪酶能力且避免了互相影響生長，各菌株粉劑除油過程中的代謝產(chǎn)物相互互補(bǔ)，極大地提高了除油效果。本發(fā)明的絹紡精練除油用生物制劑能夠分解絹紡原料大部分油脂，使精煉后的原料符合后續(xù)加工的標(biāo)準(zhǔn)，并且經(jīng)處理后的原料仍保持優(yōu)良的纖維結(jié)構(gòu)，處理后的廢水不會對環(huán)境造成污染。與現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明絹紡精練除油用生物制劑為含高純度活性菌的復(fù)合制劑，同時(shí)包含極具油脂分解能力的菌株，脂肪酶以及除油用時(shí)所需的培養(yǎng)物質(zhì)。利用本發(fā)明生物制劑處理絹紡原料的除油工藝操作簡單；除油用時(shí)溫度、PH等條件易于控制，精練成品質(zhì)量穩(wěn)定。本發(fā)明絹紡精練除油用生物制劑用于生產(chǎn)時(shí)無需高溫高堿配合，不損傷絲纖維，使絹絲保持固有的色澤和手感，極大程度地提高了絹紡原料的綜合利用率。本發(fā)明絹紡精練除油用生物制劑的制備周期短，操作簡易從菌株培養(yǎng)到制劑的生產(chǎn)全過程僅需要4-8天；生產(chǎn)成本低，所使用的設(shè)備為工業(yè)發(fā)酵基礎(chǔ)設(shè)備種子培養(yǎng)及發(fā)酵擴(kuò)大培養(yǎng)所需原料豆餅粉，牛肉膏蛋白胨等來源豐富，價(jià)格低廉。因此，本發(fā)明絹紡精練除油用生物制劑的制備方法適合于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明絹紡精練除油用生物制劑中，篩選出幾種高效除油菌種制成高純度微生物復(fù)合制劑應(yīng)用于絹紡除油。本發(fā)明絹紡除油用生物制劑利用菌株自然代謝產(chǎn)物脂肪酶，分解油脂為生物代謝過程，不損傷絲纖維，精練后廢水不含有毒害物質(zhì)，經(jīng)簡單處理即可達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，可降低精練工廠的能源耗費(fèi)，節(jié)約精練生產(chǎn)成本。同時(shí)，本發(fā)明的應(yīng)用過程可避免傳統(tǒng)腐化練法中大量雜菌污染的問題，保證工廠生產(chǎn)車間良好的環(huán)境。


圖I所示為本發(fā)明絹紡精練除油用生物制劑的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖；其中，圖I (a)為除油前原料，圖I (b)為經(jīng)皂堿法處理的結(jié)果，圖I (C)為經(jīng)本發(fā)明除油用生物制劑處
理的結(jié)果。
具體實(shí)施例方式結(jié)合以下具體實(shí)施例和附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施本發(fā)明的過程、條件、試劑、實(shí)驗(yàn)方法等，除以下專門提及的內(nèi)容之外，均為本領(lǐng)域的普遍知識和公知常識，本發(fā)明沒有特別限制內(nèi)容。實(shí)施例I本實(shí)施例中絹紡精練除油用生物制劑的制備方法，包括以下步驟I.菌株接種至溶菌肉湯液體培養(yǎng)瓶中，放置于恒溫?fù)u床上，37°C，150r/min條件下培養(yǎng)12小時(shí)，得到種子液。
2.將種子液按比例6% (體積比)接種于I. 5%豆餅粉液體培養(yǎng)基中，在37°C條件下培養(yǎng)84小時(shí)，當(dāng)培養(yǎng)發(fā)酵的活菌數(shù)大于10億個(gè)/ml時(shí)，得到菌株發(fā)酵液。3.將菌株發(fā)酵液以5500r/min離心8分鐘，棄掉上清，收集濕菌體即為菌泥；將菌泥與冷凍干燥劑混合，冷凍干燥劑的組分及比例為10%海藻糖、8%蔗糖、1% L-半胱氨酸、1%谷氨酸鈉。混合均勻后在無菌條件下利用真空凍干機(jī)于_45°C冷凍干燥至水分為5%，得到菌株粉劑。其中，上述步驟中合適的離心轉(zhuǎn)速范圍為5000-8000r/min，離心5_20分鐘。真空低溫干燥合適的溫度范圍是_45°C至_20°C。所得到的菌株粉劑的水分含量為5%-8%即可。4.將蠟狀芽孢桿菌，放線菌A2016和熒光假單胞桿菌三種菌株分別按照上述1_3步制備的菌株粉劑按比例為3 I I混合，加入玉米桿粉、木屑、洋蔥假單胞菌脂肪酶、UN-503堿性脂肪酶，經(jīng)粉碎后充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆?，于密封鋁帶中保存，得到絹紡精練除油用生物制劑。其中，所用菌種購自中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心。本實(shí)施例所制備的絹紡精練除油用生物制劑，其組分及質(zhì)量配比為菌株粉劑12份玉米桿粉60份木屑15份洋蔥假單胞菌脂肪酶8份UN-503堿性脂肪酶5份。本實(shí)施例中蠟狀芽孢桿菌，放線菌A2016和熒光假單胞桿菌的混合比例為3:1:1。本發(fā)明適用的混合比例范圍是I : I : 1-3 : 2 : I。本實(shí)施例中的脂肪酶組合采用洋蔥假單胞菌脂肪酶、UN-503堿性脂肪酶。本方法適用的脂肪酶可以是解脂假絲酵母胞外脂肪酶，洋蔥假單胞菌脂肪酶，UN-503堿性脂肪酶中的任意一種或任意組合。本實(shí)施例中組合采用玉米桿粉和木屑作為填料。本方法適用的填料可以是玉米桿粉、棉籽殼粉、木屑中的任意一種或任意組合。實(shí)施例2本實(shí)施例中絹紡精練除油用生物制劑的制備方法，包括以下步驟I.菌株接種至溶菌肉湯液體培養(yǎng)瓶中，38°C振蕩培養(yǎng)16小時(shí)，進(jìn)行菌株形態(tài)學(xué)及純度檢查。將檢定合格的種子液按比例6% (體積比)接種于含有2%牛肉膏、1%麥芽糖的液體培養(yǎng)基中，37°C發(fā)酵培養(yǎng)96小時(shí)，得到菌株發(fā)酵液。3.將菌株發(fā)酵液以8000r/min離心5分鐘，棄掉上清，收集濕菌體即為菌泥；將菌泥按I : I的比例與滅菌的無水氯化鈣混合并攪拌均勻，加入5%蔗糖干燥至含水量為7%，研磨成干粉得到菌株粉劑。混合均勻后在無菌條件經(jīng)真空凍干機(jī)_5°C冷凍干燥至水分為5%，即為菌株粉劑。所制得的粉劑與實(shí)例I中粉劑經(jīng)檢測活菌數(shù)目均大于109/g，均可在常溫條件下保存。4.將蠟狀芽孢桿菌，放線菌A2016和熒光假單胞桿菌三種菌株分別按照上述1_3步制備的菌株粉劑按比例2 2 I混合，加入豆餅粉、玉米桿粉、棉籽殼粉、解脂假絲酵母胞外脂肪酶，經(jīng)粉碎后充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆?，得到絹紡精練除油用生物制劑。?jīng)充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆?，得到絹紡精練除油用生物制劑。本?shí)施例所制備的絹紡精練除油用生物制劑，其組分及質(zhì)量配比為·菌株粉劑15份豆餅粉30玉米桿粉30份棉籽殼粉10份解脂假絲酵母胞外脂肪酶15份。實(shí)施例3本實(shí)施例制備條件、過程與實(shí)施例I基本相同。其中，本實(shí)施例中搖床培養(yǎng)轉(zhuǎn)速為220r/mino本實(shí)施例制備得到的絹紡精練除油用生物制劑，其含有的組分及質(zhì)量配比為菌株粉劑10份蠟狀芽孢桿菌，放線菌A2016和熒光假單胞桿菌三種菌株粉劑比例為3 I I玉米桿粉50份木屑25份洋蔥假單胞菌脂肪酶5份UN-503堿性脂肪酶10份。實(shí)施例4本實(shí)施例制備條件、過程與實(shí)施例2基本相同。其中，菌泥與滅菌氯化鈣I : I的比例混合均勻，加入8%蔗糖作為保護(hù)劑，-10°C低溫干燥至水分為8%。本實(shí)施例制備得到的絹紡精練除油用生物制劑，其含有的組分及質(zhì)量配比菌株粉劑14份豆餅粉40份玉米桿粉20份棉籽殼粉10份解脂假絲酵母胞外脂肪酶16份。本實(shí)施例中，蠟狀芽孢桿菌，放線菌A2016，熒光假單胞桿菌三種菌株粉劑的混合比例為2 : I : I。上述各實(shí)施例1-4制備的絹紡精練的除油用生物制劑中，均含有為5-15份菌株粉齊U，5-15份脂肪酶，70-90份植物填料。本發(fā)明中，菌株通過牛肉膏蛋白胨、三丁酸甘油酯雙層培養(yǎng)基分離獲得。該菌株在普通溶菌肉湯培養(yǎng)基上均可以培養(yǎng)，在18°C -40°C培養(yǎng)溫度下均能良好生長。上述各實(shí)施例中的菌種在恒溫?fù)u床和發(fā)酵擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)所使用的培養(yǎng)基原料物質(zhì)，也可用其他適宜蠟狀芽孢桿菌，放線菌A2016，熒光假單胞桿菌的其他現(xiàn)有原料進(jìn)行替代，均屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。實(shí)施例5本實(shí)施例舉例說明本發(fā)明絹紡精練除油用生物制劑的使用方法，包括以下步驟絹紡原料長吐100千克放入精練缸中，精練缸浴比(即絹紡原料與精練用水量比例)為I : 40 ;加入實(shí)施例I中制備的絹紡精練除油用生物制劑I千克，加入4千克表面活性劑AE0-9，在水溫40°C，pH7的條件下處理36小時(shí)。·
將本發(fā)明生物制劑用于絹紡原料除油時(shí)，合適的應(yīng)用條件包括如下，原料與制劑比例為100 1-250 1，精練缸浴比為I : 35-1 45，每I噸水中加入O. 9-1. I千克表面活性劑，水溫38°C -42°C, pH6-8，原料處理時(shí)間20-40小時(shí)，本發(fā)明生物制劑將對絹紡原料取得良好的除油效果。其中，表面活性劑可以是AE0-9, Tween80, Tween20中的任意一種或任意組合。對處理后絹紡原料進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，原料殘油率測定采用索氏抽提法，溶劑為石油醚，回流15次。目測手感及殘油率測試結(jié)果，如下表所示
[β I經(jīng)皂堿法處理I本發(fā)明除油用生物制劑處理
目測手感 -纖維強(qiáng)力不勻，珠光光澤差白凈有光，柔軟蓬松，強(qiáng)力柔韌
殘油率|l3.6%|o. 51 |o. 45 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見，經(jīng)本發(fā)明除油用生物制劑處理后，絹紡原料中的殘油率明顯下降，同時(shí)，脫油效果也顯著優(yōu)于經(jīng)傳統(tǒng)皂堿法處理的結(jié)果。如圖I所示，根據(jù)電子顯微鏡下檢測結(jié)果顯示，未經(jīng)處理的原料表面有較多雜質(zhì)，經(jīng)過皂堿法處理絲纖維表面油脂可去除，但較為粗糙，說明絲纖維收到損傷。而使用本發(fā)明絹紡精練除油生物制劑處理后，絲纖維表面均勻，潔凈光滑。將實(shí)施例2-4制備的絹紡精練除油用生物制劑用于上述除油實(shí)驗(yàn)，均能得到顯著良好的除油效果。實(shí)施例6絹紡原料有蛹繭類50千克，預(yù)先除去蠶蛹后放入精練缸中，絹紡原料與精練用水量比例為I : 50 ;加入實(shí)施例2中制備的絹紡精練除油用微生物制劑O. 4千克加入2. 5千克表面活性劑SDS，在水溫40°C，pH7的條件下處理40小時(shí)。檢驗(yàn)對處理后絹紡原料質(zhì)量，原料殘油率測定采用索氏抽提法，溶劑為石油醚，回流15次。檢驗(yàn)結(jié)果殘油率O. 48%。將實(shí)施例1、3_4制備的絹紡精練除油用生物制劑用于上述除油實(shí)驗(yàn)，均能得到顯著良好的除油效果。實(shí)施例5、6中，本發(fā)明除油用生物制劑對不同絹紡原料具有較好的除油效果，成品質(zhì)量有明顯的改善，其強(qiáng)力和色澤得到提高。本發(fā)明絹紡精練除油用生物制劑均含有為5-15份菌株粉劑，5-15份脂肪酶，70-90份填料，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可對具體比例進(jìn)行調(diào)整，均能取得對原料理想的除油效果。 本發(fā)明的保護(hù)內(nèi)容不局限于以上實(shí)施例。在不背離發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點(diǎn)都被包括在本發(fā)明中，并且以所附的權(quán)利要求書為保護(hù)范圍。
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權(quán)利要求
1.一種絹紡精練除油用生物制劑，其特征在于，其組分及質(zhì)量配比為5-15份菌株粉齊U，5-15份脂肪酶，70-90份填料； 其中，所述菌株包括蠟狀芽孢桿菌，放線菌A2016和熒光假單胞桿菌；所述脂肪酶為解脂假絲酵母胞外脂肪酶，洋蔥假單胞菌脂肪酶，UN-503堿性脂肪酶中的任意一種或任意組合；所述填料為玉米桿粉、棉籽殼粉、木屑、豆餅粉中的任意一種或任意組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的絹紡精練除油用生物制劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步將蠟狀芽孢桿菌，放線菌A2016和熒光假單胞桿菌菌種經(jīng)恒溫?fù)u床和發(fā)酵罐擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)的發(fā)酵終點(diǎn)為活菌數(shù)大于10億個(gè)/ml，得到菌種發(fā)酵液； 第二步將所述菌種發(fā)酵液離心得到菌泥，與冷凍干燥劑混合均勻，經(jīng)真空低溫干燥，得到菌株粉劑； 其中，所述冷凍干燥保護(hù)劑為蔗糖，海藻糖，谷氨酸鈉，L-半胱氨酸中的任意一種或任意組合； 第三步將所述蠟狀芽孢桿菌，放線菌A2016和熒光假單胞桿菌的菌株粉劑混合，加入脂肪酶、填料經(jīng)粉碎后充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，于鋁塑袋中密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述離心轉(zhuǎn)速為5000-8000r/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述蠟狀芽孢桿菌，放線菌A2016和熒光假單胞桿菌的菌株粉劑的混合比例為I : I : 1-3 : 2 : I。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的絹紡精練除油用生物制劑在絹紡精練除油中的應(yīng)用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，絹紡原料與絹紡精練除油用生物制劑質(zhì)量比例為100 1-250 1，精練缸浴比為I : 35-1 45，每I噸水中加入O. 9-1. I千克表面活性劑，水溫38°C -42°C，pH6-8，處理時(shí)間20-40小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述表面活性劑為AEO-9，Tween80,Tween20中的任意一種或任意組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種絹紡精練除油用生物制劑，其組分及質(zhì)量配比為5-15份菌株粉劑，5-15份脂肪酶，70-90份填料；其中，菌株包括蠟狀芽孢桿菌，放線菌A2016和熒光假單胞桿菌；脂肪酶為解脂假絲酵母胞外脂肪酶，洋蔥假單胞菌脂肪酶，UN-503堿性脂肪酶；填料為玉米桿粉、棉籽殼粉、木屑、豆餅粉中的任意一種或任意組合。本發(fā)明還公開了絹紡精練除油用生物制劑的制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明絹紡精練除油用生物制劑對絹紡原料的除油率高，不損傷蠶絲纖維，精練后廢水無有害物質(zhì)，對環(huán)境無污染。
文檔編號D06M16/00GK102899906SQ20121039314
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者王映雪, 高紅亮, 張美玲, 殷誠聰, 陶冶, 嚴(yán)芳琴, 謝潤琦 申請人:華東師范大學(xué)