麻类脱胶酶脱胶应用前景及工艺研究样本

麻类脱胶酶脱胶应用前景及工艺研究

苎麻原麻是一种韧皮纤维, 其内部包含了多种不同化学成分, 其中70%是纤维素, 能够作为纺织原料, 30%为非纤维素成分, 统称为胶质, 胶质中的绝大部分是果胶和半纤维素, 这些胶质大多包围在纤维外表, 半纤维素伴在纤维素周围, 呈网络结构, 果胶将半纤维素等杂质与纤维素相互胶结在一起, 在纺纱前, 必须先进行脱胶, 除去胶质, 使纤维呈单纤维分离状态。

传统的苎麻脱胶采用以高温高压碱煮为中心, 辅以强酸强漂的化学脱胶工艺, 该工艺作用强烈, 使苎麻纤维部分大分子链断裂, 结晶度增加, 使原本交叉扭曲排列的微纤维变得平直, 纤维刚性大, 抱合力差, 刺痒感明显, 纤维可纺性下降。

为充分保持苎麻纤维的特性, 提升苎麻产品的档次, 我们采用生物酶对苎麻进行脱胶, 酶的作用专一, 高效, 而且条件温和, 经过不同组分的酶系协同作用处理原麻, 可使果胶和半纤维素的大分子链断裂, 胶质复合体的结构松散, 达到使胶质降解, 又不损伤纤维素的目的。

一、化学脱胶和酶法脱胶基本工艺

1．基本工艺流程

①化学脱胶

扎把—装笼—浸酸—碱煮—拷麻—漂酸洗—给油—抖麻—烘干

②酶法脱胶

扎把—装笼—浸酶—碱煮—拷麻—漂酸洗—给油—抖麻—烘干

2．基本工艺参数

因酶法脱胶作用温和, 而各地原麻质量差异很大, 按以上工艺进行推广时, 生产中遇到不少难题, 如煮炼麻拷麻难度大, 精干麻色泽不匀, 硬条并丝偏多等, 针对这些问题, 我们做了大量研究和试验进行工艺优选。

二、工艺优化

1．酶的重复利用

酶是一种生物催化剂, 浸酶后, 剩余酶液仍保留有一部分生物活性, 为节约能源, 我们经试验测试, 利用剩余酶液, 添加首次用量的50%的新酶液, 完全能够达到第一次新酶液的脱胶效果。

具体操作如下:

浸完第1锅麻, 吊麻出锅——添加55-60℃的热水至需要液面——加入适量液碱调PH=8.5-9——加入1.5%的新酶液——吊麻入锅开始浸渍。

相关质量数据比较如下:

从上表能够看出, 酶液回用1次, 脱胶效果与新酶液相比并无大的差别, 但回用第二次的效果却相差较大, 可能是因为废液中积聚了太多被分解的糖类物质和其它杂质, 制约了酶的作用, 从而影响了脱胶效果。

经过比较, 我们采用回用一次的方式, 能够降低酶用量25%。, 同时利用第一锅酶液的热能, 节约燃料成本。

2．碱液的重复利用

原麻经酶的处理后, 胶质的大分子链被打断, 部分被降解溶于水中, 部分仍附着在纤维表面, 还必须采用一道弱碱煮的工序才能将其完全脱离。碱煮后, 废液中仍残留部分煮炼助剂和NaOH, 以及大量热能。我们利用碱煮后废碱液对酶处理麻进行浸泡, 能够去除一部分胶质, 降低后续工序的负担, 减少拷麻圈数, 提高精干麻产品的质量。

具体操作如下:

浸酶——浸废碱液——水洗

废碱浸泡时碱消耗与时间关系见下图:

根据碱消耗曲线选择处理时间1h, 增加废碱处理质量数据比较如下:

3．提高精干麻白度

酶法脱胶因其作用特点限制, 精干麻产品的白度比化学脱胶要差一些, 其外观上的差距一直是制约其推广的瓶颈。对此, 我们设计了三种方案, 一种是浸酸工艺, 一种是氯漂工艺, 一种是氧漂工艺, 经过大量的试验和比较, 最终采用氧漂工艺, 比较圆满地解决了这一难题。

①浸酸工艺

方法: 原麻浸酶后, 再浸酸、水洗, 然后煮炼。

试验方案工艺及相关数据:

浸酸浓度3g/l时, 精干麻白度基本与化学脱胶接近, 我们在H

2SO

4

浓度

2.5-

3.5g/l范围内又多次试验, 证明精干麻质量都可达到纺纱要求, 但由于硫酸的强腐蚀性, 对设备要求高( 必须用不锈钢制作) , 而大部分厂都不具备这个条件。很多厂都是采用水泥池内衬玻璃钢来浸酸, 操作起来也很不方便, 因此此工艺不能被普遍采用。

②氯漂工艺( NaClO漂白)

方法: 煮炼——水洗——氯漂

即煮炼后, 用NaClO对煮炼麻进行漂白, 以达到提高精干麻色泽的目的。

试验方案及相关质量数据如下表:

经过比较, 用0.8-1.0g/l的NaClO对煮炼后的麻进行漂白, 再拷麻, 可适当提高白度和均匀性, 且质量基本满足纺纱要求, 但氯漂对设备的要求更高, 而且温度和浓度增加对纤维强力的损伤也越大, 也不能被广泛采用。

③氧漂工艺( H

2O

2

漂白)

工艺流程: 煮炼—水洗—氧漂—吊麻出锅—补充碱和助剂—煮炼氧漂工艺条件试验: