CN105154994B - 一种玉米皮纤维 - Google Patents

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Abstract

一种玉米皮纤维，所述玉米皮纤维由如下方法制成：（1）筛选无霉变的玉米皮，用水浸泡过夜，然后在浴比为1：15‑20的水溶液中进行超声波处理10‑20min；（2）将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理；（3）用生物酶对玉米皮进行脱胶处理；（4）用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理；（5）后整理。

Description

一种玉米皮纤维
本申请是申请号为“2014103046280”，发明名称为“一种玉米皮纤维的制备方法以及由该方法得到的玉米皮纤维”，申请日为2014年6月30日的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种对农作物废弃物进行再利用的制备工艺，尤其涉及一种玉米皮纤维及其制备方法，属于可再生资源利用技术领域。
背景技术
玉米是世界上分布最广泛的农作物之一，其种植面积仅次于小麦和水稻。在我国大部分地域都有广泛种植，玉米成熟后，收取玉米粒，玉米棒和玉米皮通常被放弃。丰富的玉米皮资源其再用率非常低，只局限于在饲料等，有一小部分会编制成手工艺品，作为生活燃料，污染环境。为了充分利用自然资源，减少浪费和环境污染，将玉米皮进行脱胶后，可代替其他纤维用于产业，如制成人造板、缓冲材料、填充材料等等。因此，对废弃玉米皮进行再利用，可以减少焚烧带来的环境污染，又可以缓解能源危机，具有绿色环保和经济收益的双重优势。
目前玉米皮纤维脱胶一般是采用碱脱胶，也有人开始尝试探索生物酶脱胶，中国专利申请201210258345.8采用了化学生物联合脱胶方法，然而纤维的脱胶率、断裂强度和细度均不够理想。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是在于提供一种脱胶率高、对纤维损伤小的玉米皮纤维的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种玉米皮纤维的制备方法，所述方法包括如下步骤：
（1）筛选无霉变的玉米皮，用水浸泡过夜，然后在浴比为1：15-20的水溶液中进行超声波处理10-20min；
（2）将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理；
（3）用生物酶对玉米皮进行脱胶处理；
（4）用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理；
（5）后整理。
进一步，所述步骤（1）中超声波频率为20-30KHz。
进一步，所述步骤（2）的工艺条件为双氧水浓度为30%双氧水15-20g/L，硼氢化钠0.2-0.5g/L，焦磷酸钠1-2g/L，以每分钟1～2℃的升温速率，加热至温度为45℃，处理时间为30min。
进一步，所述步骤（3）中的生物酶采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，三者的重量比为2.5：1：3.2，总浓度为2-3g/L，室温浸泡3-5天，完成脱胶处理之后将玉米皮纤维用80℃的热水浸泡10min，然后反复冲洗3-5次；
进一步，所述步骤（4）是中采用的是2-3g/L的氢氧化钠，1.2-2g/L的焦磷酸钠以及1-1.5g/L的尿素，浴比为１∶10，以每分钟1～2℃的升温速率，加热至温度为60-70℃，时间：0.5-1小时；然后，放掉溶液，进行清水洗涤3-5次；
进一步，所述步骤（5）中的后整理是指水洗、脱水、给油、梳理、烘干。
进一步，是将玉米皮用粗疏机进行梳理。
进一步，所述给油的油剂是石蜡油、茶油、平平加O、聚氧乙烯醚、甘油按照重量比40-50：45-60：1-2：0.5-1：1-2组成，在浴比1：10的给油浴中浸泡30min，油剂浓度为4-5g/L，然后在轧车上压轧，带液率为50%。
此外本发明还提供一种玉米皮纤维，所述玉米皮纤维是采用上述制备方法得到的。
本发明的方法脱胶率高，制的的纤维横向连接消除，分散性好，强度高，无须进一步漂白即可达到较好的白度。得到的玉米皮纤维：残胶率低于18%，细度180dtex以下，纤维断裂强度大于1.50cN/dtex。
本申请说明书、说明书摘要、权利要求书中出现的浓度，wt%为相对于织物的重量百分比，其余为质量浓度，百分比为重量百分比。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，进一步详细地描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
其中1.残胶率：GB/T18147.2-2000《***纤维试验方法—第2部分：残胶率试验方法》
2.细度：GB/T18147.4-2000《***纤维试验方法—第4部分：细度试验方法》
3.断裂强度：GB/T18147.5-2000《***纤维试验方法—第5部分：断裂强度试验方法》
实施例1
筛选无霉变的玉米皮，用水浸泡过夜，然后在浴比为1：15的水溶液中进行超声波处理10min，超声波频率为20KHz；将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理，双氧水浓度为30%双氧水15g/L，硼氢化钠 0.2g/L，焦磷酸钠1g/L，以每分钟1℃的升温速率，加热至温度为45℃，处理时间为30min；用生物酶对玉米皮进行脱胶处理：采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，三者的重量比为2.5：1：3.2，总浓度为2g/L，室温浸泡5天，完成脱胶处理之后将玉米皮纤维用80℃的热水浸泡10min，然后反复冲洗3-5次；用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理：采用的是2g/L的氢氧化钠，1.2g/L的焦磷酸钠以及1g/L的尿素，浴比为１∶10，以每分钟1℃的升温速率，加热至温度为60℃，处理时间：0.5小时；然后，放掉溶液，进行清水洗涤；后整理：水洗、脱水、给油、梳理、烘干。梳理，是将玉米皮用粗疏机进行梳理。给油的油剂是石蜡油、茶油、平平加O、聚氧乙烯醚、甘油按照重量比40：45：1：1：1组成，在浴比1：10的给油浴中浸泡30min，油剂浓度为5g/L，然后在轧车上压轧，带液率为50%。
得到的玉米皮纤维：残胶率16.3%，细度175dtex，纤维断裂强度1.52cN/dtex。
实施例2
筛选无霉变的玉米皮，用水浸泡过夜，然后在浴比为1：15的水溶液中进行超声波处理15min，超声波频率为25KHz；将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理，双氧水浓度为30%双氧水15g/L，硼氢化钠 0.4g/L，焦磷酸钠2g/L，以每分钟1℃的升温速率，加热至温度为45℃，处理时间为30min；用生物酶对玉米皮进行脱胶处理：采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，三者的重量比为2.5：1：3.2，总浓度为2g/L，室温浸泡5天，完成脱胶处理之后高温水洗使酶失活；用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理：采用的是2g/L的氢氧化钠，1.2g/L的焦磷酸钠以及1g/L的尿素，浴比为１∶10，以每分钟1℃的升温速率，加热至温度为60℃，时间：0.5小时；然后，放掉溶液，进行清水洗涤；后整理：水洗、脱水、给油、梳理、烘干。梳理，是将玉米皮用粗疏机进行梳理。给油的油剂是石蜡油、茶油、平平加O、聚氧乙烯醚、甘油按照重量比50：60：1：0.5：1组成，在浴比1：10的给油浴中浸泡30min，油剂浓度为4-5g/L，然后在轧车上压轧，带液率为50%。
得到的玉米皮纤维：残胶率在17%，细度175dtex，纤维断裂强度为1.55 cN/dtex。
实施例3
筛选无霉变的玉米皮，用水浸泡过夜，然后在浴比为1：20的水溶液中进行超声波处理10min，超声波频率为25KHz；将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理，双氧水浓度为30%双氧水15g/L，硼氢化钠 0.2g/L，焦磷酸钠1g/L，以每分钟1℃的升温速率，加热至温度为45℃，处理时间为30min；用生物酶对玉米皮进行脱胶处理：采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，三者的重量比为2.5：1：3.2，总浓度为3g/L，室温浸泡3天，完成脱胶处理之后高温水洗使酶失活；用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理：采用的是3g/L的氢氧化钠，1.2g/L的焦磷酸钠以及1g/L的尿素，浴比为１∶10，以每分钟1℃的升温速率，加热至温度为70℃，处理时间：0.5小时；然后，放掉溶液，进行清水洗涤；后整理：水洗、脱水、给油、梳理、烘干。梳理，是将玉米皮用粗疏机进行梳理。给油的油剂是石蜡油、茶油、平平加O、聚氧乙烯醚、甘油按照重量比44：40：1：1：2组成，在浴比1：10的给油浴中浸泡30min，油剂浓度为4-5g/L，然后在轧车上压轧，带液率为50%。
得到的玉米皮纤维：残胶率16.0%，细度172dtex，纤维断裂强度1.50cN/dtex。
实施例4
筛选无霉变的玉米皮，用水浸泡过夜，然后在浴比为1：15的水溶液中进行超声波处理10min，超声波频率为30KHz；将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理，双氧水浓度为30%双氧水20g/L，硼氢化钠 0.5g/L，焦磷酸钠1g/L，以每分钟1℃的升温速率，加热至温度为45℃，处理时间为30min；用生物酶对玉米皮进行脱胶处理：采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，三者的重量比为2.5：1：3.2，总浓度为2g/L，室温浸泡5天，完成脱胶处理之后高温水洗使酶失活；用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理：采用的是2g/L的氢氧化钠，1.2g/L的焦磷酸钠以及1g/L的尿素，浴比为１∶10，以每分钟1℃的升温速率，加热至温度为60℃，处理时间：1小时；然后，放掉溶液，进行清水洗涤；后整理：水洗、脱水、给油、梳理、烘干。梳理，是将玉米皮用粗疏机进行梳理。给油的油剂是石蜡油、茶油、平平加O、聚氧乙烯醚、甘油按照重量比50：45：2：0.5：1组成，在浴比1：10的给油浴中浸泡30min，油剂浓度为4-5g/L，然后在轧车上压轧，带液率为50%。
得到的玉米皮纤维：残胶率16.5%，细度170dtex，纤维断裂强度1.50cN/dtex。
对比例1
选取无霉变的洁净的玉米棒***，称取10g放入烧杯中，按照浴比1：15加入150ml自来水，称取0.9g尿素、4g浓度为30wt%的双氧水加入到烧杯中，在30度的条件下作用40分钟，期间要对玉米棒***纤维进行翻滚浸压，使溶液能完全浸泡、充分浸润到玉米棒***的内部。预尿氧处理完成后，水洗玉米棒***纤维，控干。
按照浴比1：20加入200ml自来水，加入5.6g氢氧化钠、0.4g硅酸钠、0.4g多聚磷酸钠，使用超声波发生器（超声波频率33KHz），在55度的条件下，对玉米棒***纤维作用20分钟。超声波碱处理完成后，先经过50度的热水水洗，然后再经过4-5次冷水水洗，得到3.7g玉米棒***粗纤维。
按照浴比1：30量取蒸馏水111ml，称取0.083g果胶酶、0.028g半纤维素酶加入烧杯中，在50度条件下对玉米棒***纤维作用1.5小时（pH=7）。期间要对纤维进行搅拌，防止酶发生沉淀。将经过生物酶处理过的纤维在50度热水中水洗，使生物酶失活后，再经过凉水洗，得到3.2g胶质含量低的玉米棒***纤维（纤维的提取率为32.25%左右），将其在90度下烘干即可。
最终得到的玉米棒***纤维的理化性能：残胶率在21.6%，细度为220dtex，断裂强度为1.42cN/dtex。

Claims (1)

1.一种玉米皮纤维，所述玉米皮纤维由如下方法制成：
（1）筛选无霉变的玉米皮，用水浸泡过夜，然后在浴比为1：15-20的水溶液中进行超声波处理10-20min；（2）将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理；（3）用生物酶对玉米皮进行脱胶处理；（4）用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理；
（5）后整理；其特征在于：
所述步骤（1）中超声波频率为20-30KHz；
所述步骤（2）的工艺条件为双氧水浓度为30%双氧水15-20g/L，硼氢化钠 0.2-0.5g/L，焦磷酸钠1-2g/L，以每分钟1～2℃的升温速率，加热至温度为45℃，处理时间为30min；
所述步骤（3）中的生物酶采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，三者的重量比为2.5：1：3.2，总浓度为2-3g/L，室温浸泡3-5天，完成脱胶处理之后将玉米皮纤维用80℃的热水浸泡10min，然后反复冲洗3-5次；
所述步骤（4）是中采用的是2-3g/L的氢氧化钠，1.2-2g/L的焦磷酸钠以及1-1.5g/L的尿素，浴比为１∶10，以每分钟1～2℃的升温速率，加热至温度为60-70℃，时间：0.5-1小时；然后，放掉溶液，进行清水洗涤3-5次；
步骤（5）中的后整理是指水洗、脱水、给油、梳理、烘干；后整理包括梳理，是将玉米皮用粗疏机进行梳理；所述给油的油剂是石蜡油、茶油、平平加O、聚氧乙烯醚、甘油按照重量比40-50：45-60：1-2：0.5-1：1-2组成，在浴比1：10的给油浴中浸泡30min，油剂浓度为4-5g/L，然后在轧车上压轧，带液率为50%。
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