一种桑皮纤维的脱胶工艺.pdf

本发明涉及一种利用桑树皮作为原料制备纺织纤维的脱胶工艺，其特征在于采用酶处理方法对桑皮纤维进行脱胶，其具体工艺步骤如下：桑皮自然处理—微波加热—机械捶打除杂—酸浸预处理—碱中和—碱性果胶酶处理—碱液煮练—水洗—纤维素酶处理—漂白—水洗—烘干。本发明的优点是，生产效率高，对纤维损伤小，纤维制成率高；碱、酸、水的用量非常少，污染小，且能耗、水耗低，作业环境安全。

1、  一种桑皮纤维的脱胶工艺，其特征在于：采用酶处理方法对桑皮纤维进行脱胶，其工艺步骤如下：
桑皮自然处理——微波加热——机械捶打除杂——酸浸预处理——碱中和——碱性果胶酶处理——碱液煮练——水洗——纤维素酶处理——漂白——水洗——烘干。

2、  如权利要求1所述的一种桑皮纤维的脱胶工艺，其特征在于：所述的微波加热工艺中，其微波功率为1-2KW，处理时间为2-5分钟。

3、  如权利要求1所述的一种桑皮纤维的脱胶工艺，其特征在于：所述的酸浸预处理工艺中，其硫酸浓度为0.25％，温度为30～60℃，处理时间为1小时。

4、  如权利要求1所述的一种桑皮纤维的脱胶工艺，其特征在于：所述的碱中和工艺中，氢氧化钠浓度为0.25％，处理时间为0.5小时。

5、  如权利要求1所述的一种桑皮纤维的脱胶工艺，其特征在于：所述的碱性果胶酶处理工艺中，碱性果胶酶浓度为2％～5％，温度为45℃～50℃，处理时间3-5小时。

6、  如权利要求1所述的一种桑皮纤维的脱胶工艺，其特征在于：所述的碱液煮练工艺中，其氢氧化钠浓度为1.5％，三聚磷酸钠3％～5％水玻璃3％～8％，煮练温度100℃，时间2-5小时。

7、  如权利要求1所述的一种桑皮纤维的脱胶工艺，其特征在于：所述的纤维素酶处理工艺中，纤维素酶溶液浓度为0.1％～0.2％，处理温度为30℃～60℃。

8、  如权利要求1所述的一种桑皮纤维的脱胶工艺，其特征在于：所述的漂白工艺中，漂白剂采用双氧水，其浓度为1-3％，温度100℃。

一种桑皮纤维的脱胶工艺
技术领域
本发明涉及一种纺织纤维的制备工艺，尤其是一种利用桑树皮制备纺织纤维的脱胶工艺。
背景技术
桑皮纤维的优劣，主要取决于脱胶的程度。目前常用的方法有自然脱胶法和化学脱胶法，自然脱胶法受环境影响大，耗费时间长，生产效率低，质量难以保证。化学脱胶法是利用桑皮中的胶质和纤维素对酸、碱、氧化物的作用性质不同，通过煮练水洗等化学、物理机械手段使胶质与纤维分离。鉴于桑树皮中的胶质含量过高，一次碱煮不能起到很好的效果，通常采用二次碱煮的工艺路线。其主要脱胶工序为：
桑皮除杂——水浸——锤洗——预处理——一煮——水洗——二煮——酸漂洗——水洗——皂洗——水洗——烘干——后整理
通过大量实践发现，上述的二煮法存在脱胶过度的弊端，破坏了桑皮纤维的结构，短绒较多，使纤维表面粗糙，可纺性差、制成率低，且工艺流程长、操作相对复杂，同时对环境也会造成严重污染，不符合现代社会的生态环保和谐发展的理念，因此限制了其产业化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有技术的不足，提供一种环保高效的桑皮纤维脱胶工艺。
本发明的技术方案是，采用酶处理方法对桑皮纤维进行脱胶，其工艺步骤如下：桑皮自然处理——微波加热——机械捶打除杂——酸浸预处理——碱中和——碱性果胶酶处理——碱液煮练——水洗——纤维素酶处理——漂白——水洗——烘干。
所述的微波加热工艺中，其微波功率为1-2KW，处理时间为2-5分钟。
所述的酸浸预处理工艺中，其硫酸浓度为0.25％，温度为30～60℃，处理时间为1小时。
所述的碱中和工艺中，氢氧化钠浓度为0.25％，处理时间为0.5小时。
所述的碱性果胶酶处理工艺中，碱性果胶酶浓度为2％～5％，温度为45℃～50℃，处理时间3-5小时。
所述的碱液煮练工艺中，其氢氧化钠浓度为1.5％，三聚磷酸钠3％～5％，水玻璃3％～8％，煮练温度100℃，时间2-5小时。
所述的纤维素酶处理工艺中，采用浓度为0.1％～0.2％的纤维素酶溶液对桑皮纤维进行处理，温度为30℃～60℃。
所述的漂白工艺中，漂白剂采用双氧水，其浓度为1-3％，温度100℃。
本发明与现有技术相比所具备的优点是，采用酶脱胶工艺，脱胶效率高，对纤维损伤小，纤维制成率高；碱、酸、水的用量少，污染小，且能耗、水耗低；作业环境安全，符合现代绿色环保的要求。
具体实施方式
本发明涉及一种利用桑树皮作为原料制备纺织纤维的脱胶工艺，其特征在于采用酶处理方法对桑皮纤维进行脱胶，其主要工艺步骤如下：
桑皮自然处理——微波处理——机械捶打除杂——酸浸预处理——碱中和——碱性果胶酶处理——碱液煮练——水洗——纤维素酶处理——漂白——水洗——烘干。
下面对每一步工艺步骤进行详细描述：
1、桑皮自然处理：
桑树皮收集后经过日晒风化并辅以机械捶打，以除去大部分的蜡质及部分外皮，减少脱胶压力。然后放在常温下进行自然吸湿时效处理，处理时间2～5小时。
2、微波加热处理：
将桑树皮原料放入微波炉中进行微波加热处理。其微波处理参数：微波功率1KW，处理时间2～5分钟，每隔一分钟翻动一次。通过微波加执处理，使水分子快速地渗透到桑皮纤维的内部，引起桑皮中非纤维类物质迅速溶胀，部分可溶于水的胶质溶解，部分不溶于水的胶质经过剧烈振动，减少了桑皮纤维与胶质的粘着力，为后面的生物酶及化学处理打开了通道。
3、机械捶打除杂
经微波处理后的桑树皮，胶质干化，其与纤维的粘着力已经大大降低，经过机械捶打，可以极大的减小胶质与纤维的结合程度，便于酶及化学试剂的吸附与渗透。同时部分胶质已脱离纤维，可直接去除。
4、浸酸预处理
将桑皮放入浓度为0.25％硫酸溶液内浸泡，温度30～60℃，常压，浴比[桑皮质量(g)与浓度为0.25％的硫酸溶液的体积(ml)之比]为1∶20，浸泡时间1小时。
5、碱中和
采用浓度为0.25％的氢氧化钠溶液浸泡，常温常压，浴比[桑皮质量(g)与浓度为0.25％的氢氧化钠溶液的体积(ml)之比]为1∶15，浸泡时间0.5小时。该工艺步骤主要是对浸酸预处理中残留的酸进行中和，同时也为下一步碱性果胶酶的处理提供一个可靠的碱性环境。
6、碱性果胶酶处理
碱性果胶酶主要包括原果胶酶，裂解酶和果胶水解酶。配制成浓度为2％～5％的碱性果胶酶溶液进行浸泡处理，温度45℃～50℃，常压，最适pH值9.0，pH值范围6～10。浴比[桑皮质量(g)与浓度为2％～5％的碱性果胶酶溶液的体积(ml)之比]为1∶20，浸泡处理时间3-5小时。
7、碱液煮练
在1.5％浓度的氢氧化钠溶液中分别加入3％～5％的三聚磷酸钠和3％～8％的水玻璃，配制成碱煮液，煮练温度100℃，常压，浴比[桑皮质量(g)与碱煮液的体积(ml)之比]1∶20，煮练时间2小时。
8、水洗
将碱液滤除，用蒸馏水反复浸泡搓洗2～5次，使最终残液为中性或弱碱性。
9、纤维素酶处理
采用宁夏和氏璧生物技术有限公司生产的粉末状纤维素酶，配制成浓度为0.1％～0.2％的纤维素酶溶液对桑皮纤维进行处理，温度为30℃～60℃，最佳50℃，pH：4.0～5.5，最佳4.8。浴比[桑皮纤维的质量(g)与浓度为0.1％～0.2％的纤维素酶溶液的体积(ml)之比]1∶(30～40)，处理时间2小时。
纤维素酶可对桑皮纤维上的半纤维素进行处理，使纤维表面柔和，增强光泽。
10、漂白
漂白剂为双氧水，浓度2％，浴比1∶20，常压，温度100℃，漂白时间45分钟。
11、水洗
用蒸馏水反复浸泡搓洗2～5次，使最终残液为中性或弱碱性，去除桑皮纤维上残留的部分纤维素酶或双氧水，防止在烘干过程中，纤维素酶或双氧水对桑皮纤维素过度处理，损伤纤维。
12、烘干
经水洗后的桑皮纤维滤除多余水分，自然晾晒2～3天，然后放到烘箱中烘干。在烘干过程中，每隔20分钟翻动一次。
经过上述脱胶工艺处理的桑皮纤维的平均长度为18～22mm，最长可达25mm，线密度为2.3dtex，桑皮纤维的强度为4.5～6.5cN/dtex，断裂伸长率为7％～13％。其工艺过程中，碱、酸、水的用量非常少，污染小，且能耗、水耗低，作业环境安全。