CN101775665B - 麻类植物室温低碱脱胶工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种各类麻类植物的脱胶生产工艺，属纺织初加工领域。该工艺在于将苎麻脱胶工艺改变为室温低碱浸泡工艺，其工艺过程步骤如下：原麻→室温浸碱→敲麻→脱水→给油→脱水→烘干→精干麻。本发明的脱胶工艺的优点是一次室温低碱浸泡，工艺简单；设备投资小、安全；能耗低；化学药剂使用量小，污染轻；脱胶废水色度低、废水处理简单；所获得的精干麻脱胶均匀、白度好。
Description
技术领域
本发明涉及一种各类麻类植物的脱胶生产工艺，属纺织初加工领域。
背景技术
麻类植物泛指可提取可纺纤维的植物，主要包括苎麻、亚麻、***、黄麻、剑麻、罗布麻、菠萝麻、芙蓉麻、白麻等，还包括诸如构树等可提取纤维的植物。其表皮都是由纤维素、半纤维素、木质素和果胶等组成，但所含比例不同。除了纤维素外，其他物质通称为胶质，这些无定形的结壳物质将纤维粘结在一起使纤维变得坚硬。要对原麻中的纤维素进行纺织加工，就必须在尽量不损伤纤维的前提下去除胶质，使粘结在一起的纤维分离，使之变为蓬松的可纺纤维，这个过程称为脱胶。
麻类植物的脱胶基本上也都是沿用苎麻的化学脱胶工艺或生物-化学联合脱胶工艺。
我国是麻类纤维素纤维原料出口大国，特别是苎麻。苎麻是我国唯一可以垄断的纺织资源，我国生苎麻产量超过全世界的90％，苎麻纺织品产量占世界的80％以上。苎麻纤维主要由纤维素、半纤维素、木质素和果胶等组成，其中纤维素含量最高，达60～70％。我国的苎麻纺织品是世界公认的高档保健品而倍受青睐，年出口创汇一度曾达到4亿美元。
目前，苎麻脱胶主要有化学脱胶法和生物脱胶法：
化学脱胶就是利用纤维素与胶质对化学药剂稳定性的不同去除原麻胶质的过程。化学脱胶所选用的化学药剂主要是碱、酸和表面活性剂等，这些化学药剂使胶质降解、物理溶出、乳化、洗涤，将胶质与纤维素分开，得到可纺的纤维素纤维。
经典的化学脱胶工艺如下：
原麻→浸酸→水洗→化学1煮→化学2煮→敲麻→脱水→漂、酸、洗→脱水→给油→脱水→烘干→精干麻
化学脱胶法的优点是：
1)脱胶速度快，从原麻到精干麻一般需约8小时；
2)脱胶较为彻底，残胶率一般＜3％，满足纺织要求。
化学脱胶最大的缺点如下：
1)能耗高：传统的化学脱胶由于采用长达3～5h的两次高温高压碱煮，每吨原麻加工生产精干麻，需用原煤约1吨，约占精干麻加工成本的20～35％。
2)化学药剂使用量大：化学脱胶过程中使用大量的硫酸、NaOH、三聚磷酸钠及表面活性剂。据统计，每加工一吨原麻，硫酸使用量为3kg、NaOH用量为10kg。
3)废水量大：每加工每吨原麻在化学脱胶中排放的废水约为300吨：
4)污染严重：脱胶废水中除了含有大量的半纤维素、果胶物质、木质素以及脂肪蜡质等物质外，还含有脱胶过程所加入的大量化学药剂，不仅脱胶废水色度高，而且难以采用常规的物化的、生化的处理方法处理。
苎麻的生物脱胶采用脱胶微生物或脱胶酶处理原麻。前者是将某种脱胶微生物施加在干的原麻上，以原麻上的胶质为营养源，让脱胶微生物在生苎麻上大量繁殖、在脱胶菌繁殖过程中会分泌出酶来分解胶质，使高分子量的果胶及半纤维素分子分解为低分子量的物质溶于水得以与纤维分离。酶脱胶则是用酶制剂浸渍麻类韧皮，使高分子的果胶及半纤维素等胶质在酶的作用下降解成低分子量的组分而与纤维素分离。
微生物脱胶工艺如下：
原麻→接种发酵→洗涤→高温灭活→脱水→给油→烘干→精干麻
脱胶酶脱胶工艺如下：
原麻→浸酶→碱煮→敲麻→脱水→漂、酸、洗→脱水→给油→脱水→烘干→精干麻
鉴于环境因素考虑，生物脱胶将是苎麻脱胶的发展方向。但是由于目前研制出的脱胶微生物和酶制剂活性不够、而且价格昂贵。虽然脱胶过程中纤维强力损伤虽小，但胶质去除不彻底，精干麻含胶量高。如后期不经过任何化学处理，不能直接用于纺纱。再加上生物脱胶设备投资大、成本高，而且必须进行生物有害性研究，故目前生物脱胶尚只限于作为化学脱胶的辅助工艺用于降低脱胶废水的污染程度，近期还无法完全取代化学脱胶的地位。
由于麻类植物的脱胶基本上也是沿用苎麻的化学脱胶工艺或生物-化学联合脱胶工艺，同样也存在着和苎麻脱胶类似的诸如能耗高、设备投资大、化学药剂使用量大、废水量大、污染严重等问题。
近年来由于国内环境意识的加强，脱胶过程的污染问题日益引起各级的重视，湖南、湖北、四川、江两等重要苎麻脱胶加工大省就有大量的小型苎麻脱胶企业因污染问题被关停，已经严重制约了我国苎麻行业的发展，甚至影响到苎麻行业的生存。
发明内容：
针对目前麻类植物脱胶上述现状，本发明的目的在于提供一种麻类植物室温低碱脱胶生产工艺，该工艺在于将苎麻脱胶工艺即原麻、浸酸、水洗、化学1煮、化学2煮、敲麻、脱水、漂酸洗、脱水、给油、脱水、烘干中的浸酸、水洗、化学1煮、化学2煮工艺改变为室温低碱浸泡工艺，其工艺过程步骤如下：
原麻→室温浸碱→敲麻→脱水→给油→脱水→烘干→精干麻，
所述的室温低碱浸泡是指将原麻浸泡在NaOH 5～12g/L、普通苎麻脱胶助剂5～12g/L、双氧水3～6g/L和水所组成的浸碱液中，其中：
浸碱浴比为1∶20～1∶40
浸碱温度为5～50℃
浸泡时间为24h～240h
由于采用了以上技术方案，本发明的脱胶工艺和传统脱胶工艺比有以下几大特征：
1.传统的苎麻化学脱胶先预酸1～2小时，随后水洗；然后再碱煮2～2.5h、水洗、再碱煮2.5h，工艺繁杂。而本工艺将传统的预酸和两次碱煮改为一次性室温浸碱，同时省略漂酸洗及一次脱水步骤，工艺简单；
2.传统苎麻化学脱胶采用高温高压煮练锅进行两次碱煮，设备投资大、维护费用高、安全性差。而本工艺采用普通水池作室温浸碱池替代高温高压煮练锅，设备投资小、安全；
3.传统的苎麻化学脱胶在50～60℃下预酸1～2h、在0.2Mpa下两次碱煮长达4～5h，能耗约占苎麻条件成本的20～35％。本工艺采用一次性室温浸碱取代浸酸和两次高温高压碱煮，将苎麻脱胶的能耗降低70％以上；
4.本工艺省略了传统的预酸工艺，碱处理的碱浓度也从传统的15g/L以上下降到5～12g/L，化学药剂使用量小，污染轻；
5.传统的苎麻化学脱胶采用高浓度碱处理，脱胶废水COD高达4500～5000mg/L，色度达2000倍，色度高、污染严重，直接导致众多脱胶厂的关停。本工艺采用普通苎麻脱胶助剂配合双氧水长时间浸泡，使得化学药剂用量少、脱胶废水色度低、废水处理简单，所获得的精干麻脱胶均匀、白度好。
具体实施方式
麻类植物室温低碱脱胶生产工艺，其工艺步骤如下：
1.原麻预处理：
1)扎把：根据需要将苎麻扎成500～650g的把；
2)装笼：将把状苎麻整齐平放在麻笼上；
2.室温浸碱
将原麻浸泡在NaOH 5～12g/L、普通苎麻脱胶助剂5～12g/L、双氧水3～6g/L和水所组成的浸碱液中，浸碱浴比为1∶40、浸碱温度为5～50℃、浸泡时间为24～240h。
3.敲麻：在圆盘敲麻机上按每束麻6～7圈敲麻；
4.脱水：时间3min；
5.给油：
连续给油：温度60～80℃，油浴浓度3～5g/L，时间1～2min
槽式给油：温度60～80℃，油浴浓度2g/L，时间4h
6.脱水：时间3min；
7.抖麻：时间1min
干燥：晒干或75～110℃烘干机烘干
实施例1
苎麻夏季室温低碱脱胶生产工艺：
1.原麻预处理：
1)扎把：根据需要将苎麻扎成500～650g的把；
2)装笼：将把状苎麻整齐平放在麻笼上；
2.室温浸碱
将原麻浸泡在NaOH 5g/L、普通苎麻脱胶助剂8g/L、双氧水5g/L和水所组成的浸碱液中，浸碱浴比为1∶30、浸碱温度为50℃、浸泡时间为24h。
3.敲麻：在圆盘敲麻机上按每束麻6～7圈敲麻；
4.脱水：时间3min；
5.给油：
连续给油：温度60～80℃，油浴浓度3～5g/L，时间1～2min
槽式给油：温度60～80℃，油浴浓度2g/L，时间4h
6.脱水：时间3min；
7.抖麻：时间1min
8.干燥：晒干或75～110℃烘干机烘干
实验室结果表明，采用上述工艺对原麻一次性浸泡15小时，脱胶均匀，精干麻残胶率为2.4％、脱胶废液COD为1500mg/L，色度为150倍(远远低于传统化学脱胶的COD4500～5000mg/L，色度2000倍)。
实验室还进行了长达6个月(2009年6月至2009年12月)的室温浸碱实验，精干麻残胶率为1.6％、白度好，残液色度10倍、COD 800mg/L，纤维强力无损伤。
实施例2
苎麻冬季室温低碱脱胶生产工艺：
1.原麻预处理：
1)扎把：根据需要将苎麻扎成500～650g的把；
2)装笼：将把状苎麻蓬松地平放在麻笼上；
2.室温浸碱
1)浸碱液准备：在浸泡池中，以NaOH 10g/L、普通苎麻脱胶助剂12g/L、双氧水5g/L和水配制浸碱液；
2)室温浸碱：按1∶30的浴比将苎麻浸入预先配好的浸碱液中；浸泡时间：120h；浸碱温度5℃。
3.敲麻：在圆盘敲麻机上按每束麻6～7圈敲麻；
4.脱水：时间3min；
5.给油：
连续给油：温度60～80℃，油浴浓度3～5g/L，时间1～2min
槽式给油：温度60～80℃，油浴浓度2g/L，时间4h
6.脱水：时间3min；
7.抖麻：时间1min
8.干燥：晒干或75～110℃烘干机烘干
实验室结果表明，采用上述工艺对原麻一次性浸泡100小时，脱胶均匀，精干麻残胶率为3.1％、脱胶废液COD为1230mg/L，色度为90倍。
实施例3
***室温低碱脱胶生产工艺：
1.原麻预处理：
1)扎把：根据需要将***扎成500～650g的把；
2)装笼：将把状***整齐地平放在麻笼上；
2.室温浸碱
1)浸碱液准备：在浸泡池中，以NaOH 5g/L、普通苎麻脱胶助剂5g/L、双氧水3g/L和水配制浸碱液；
2)室温浸碱：按浴比1∶20将***吊入预先配好的浸碱液中；浸泡时间：48h；。
3.敲麻：在圆盘敲麻机上按每束麻6～7圈敲麻；
4.脱水：时间3min
5.给油：
连续给油：温度60～80℃，油浴浓度3～5g/L，时间1～2min
槽式给油：温度60～80℃，油浴浓度2g/L，时间4h
6.脱水：时间3min；
7.抖麻：时间1min
8.干燥：晒干或75～100℃烘干机烘干
实验室结果表明，采用上述工艺对***一次性浸泡70小时，脱胶均匀，精干麻残胶率为2.1％、脱胶废液COD为1180mg/L，色度为100倍。
实施例4
黄麻室温低碱脱胶生产工艺：
1.原麻预处理：
1)扎把：根据需要将黄麻扎成500～650g的把；
2)装笼：将把状黄麻蓬松地平放在麻笼上；
2.室温浸碱
1)浸碱液准备：在浸泡池中，以NaOH 12g/L、普通苎麻脱胶助剂12g/L、双氧水6g/L和水配制浸碱液；
2)室温浸碱：按浴比1∶40将黄麻吊入预先配好的浸碱液中；浸泡时间：240h；温度20℃。
3.敲麻：在圆盘敲麻机上按每束麻8～10圈敲麻；
4.脱水：时间3min
5.给油：
连续给油：温度60～80℃，油浴浓度3～5g/L，时间1～2min
槽式给油：温度60～80℃，油浴浓度2g/L，时间4h
6.脱水：时间3min；
7.抖麻：时间1min
8.干燥：晒干或75～110℃烘干机烘干
实验室结果表明，采用上述工艺对黄麻一次性浸泡240小时，精干麻残胶率为4.2％、脱胶废液COD为1800mg/L，色度为150倍。
实施例5
罗布麻室温低碱脱胶生产工艺：
1.原麻预处理：
1)扎把：根据需要将罗布麻扎成500～650g的把；
2)装笼：将把状罗布麻蓬松地平放在麻笼上；
2.室温浸碱
1)浸碱液准备：在浸泡池中，以NaOH 6g/L、普通苎麻脱胶助剂6g/L、双氧水5g/L和水配制浸碱液；
2)室温浸碱：按浴比1∶40将罗布麻吊入预先配好的浸碱液中；浸泡时间：48h；浸碱温度35℃。
3.敲麻：在圆盘敲麻机上按每束麻6～7圈敲麻；
4.脱水：时间3min
5.给油：
连续给油：温度60～80℃，油浴浓度3～5g/L，时间1～2min
槽式给油：温度60～80℃，油浴浓度2g/L，时间4h
6.脱水：时间3min；
7.抖麻：时间1min
8.干燥：晒干或75～100℃烘干机烘干
实验室结果表明，采用上述工艺对罗布麻一次性浸泡48小时，精干麻残胶率为2.2％、脱胶废液COD为1500mg/L，色度为100。
实施例6
剑麻室温低碱脱胶生产工艺：
1.原麻预处理：
1)扎把：根据需要将剑麻扎成500～650g的把；
2)装笼：将把状剑麻蓬松地平放在麻笼上；
2.室温浸碱
1)浸碱液准备：在浸泡池中，以NaOH 10g/L、普通苎麻脱胶助剂10g/L、双氧水6g/L和水配制浸碱液；
2)室温浸碱：按浴比1∶40将剑麻吊入预先配好的浸碱液中；浸泡时间：140h；浸碱温度45℃。
3.敲麻：在圆盘敲麻机上按每束麻8～10圈敲麻；
4.脱水：时间3min
5.给油：
连续给油：温度60～80℃，油浴浓度3～5g/L，时间1～2min
槽式给油：温度60～80℃，油浴浓度2g/L，时间4h
6.脱水：时间3min；
7.抖麻：时间1min
8.干燥：晒干或75～100℃烘干机烘干
实验室结果表明，采用上述工艺对剑麻一次性浸泡140小时，脱胶均匀，精干麻残胶率为5.1％、脱胶废液COD为2500mg/L，色度为200倍。
实施例7
亚麻室温低碱脱胶生产工艺：
1.原麻预处理：
1)扎把：根据需要将亚麻扎成500～650g的把；
2)装笼：将把状亚麻蓬松地平放在麻笼上；
2.室温浸碱
1)浸碱液准备：在浸泡池中，以NaOH 6g/L、普通苎麻脱胶助剂6g/L、双氧水3g/L和水配制浸碱液；
2)室温浸碱：按浴比1∶20将亚麻吊入预先配好浸碱液中；浸泡时间：48h；浸碱温度25℃。
3.敲麻：在圆盘敲麻机上按每束麻6～7圈敲麻；
4.脱水：时间3min
5.给油：
连续给油：温度60～80℃，油浴浓度3～5g/L，时间1～2min
槽式给油：温度60～80℃，油浴浓度2g/L，时间4h
6.脱水：时间3min；
7.抖麻：时间1min
8.干燥：晒干或75～100℃烘干机烘干
实验室结果表明，采用上述工艺对亚麻一次性浸泡480小时，脱胶均匀，精干麻残胶率为2.7％、脱胶废液COD为1300mg/L，色度为80倍。
Claims (1)
1.麻类植物室温低碱脱胶工艺，其特征在于，脱胶工艺过程步骤如下：
原麻→室温浸碱→敲麻→脱水→给油→脱水→烘干→精干麻，
所述的室温低碱浸泡是指将原麻浸泡在NaOH 5～12g/L、普通苎麻脱胶助剂5～12g/L、双氧水3～6g/L所组成的浸碱液中，其中：
浸碱浴比为1∶20～1∶40
浸碱温度为5～50℃
浸泡时间为24h～240h 。
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