CN114032679A - 一种亚麻亚临界co2前处理乳液及其前处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明专利涉及一种亚麻亚临界CO2前处理乳液及前处理工艺。前处理乳液由水、工业蓖麻油、双甘油脂肪酸酯、明胶、聚二甲基硅氧烷组成,能够较好的分散于亚临界CO2流体体系,能够向亚麻纤维均匀的分散和渗透,有利于亚麻纤维后续梳理加工。相比于传统堆仓处理工序,采用前处理乳液亚临界CO2工艺,亚麻纤维的前处理时间缩短到6h以内,纤维回潮率达到16‑20%,梳理后可得梳成长麻提高到85%以上,短麻为5‑10%。
Description
技术领域
本发明涉及亚麻纤维处理加工,特别涉及一种亚麻纤维前处理乳液和前处理工艺。
背景技术
亚麻纤维作为纺织业大力开发的天然纤维之一,具有良好的吸湿、透气、抗菌等功能。与苎麻、***等相比,亚麻织物表现出更好的服用性能、触觉风格、舒适性。此外,亚麻织物还具有挺括、耐虫蛀、保健等功能,适合制作高档面料。随着人们对亚麻产品的认知度的不断提高,亚麻产品越来越受到消费者的欢迎。
在亚麻加工过程中,由于打成麻成捆成束,麻纤维经过给乳加湿后,乳化液在麻束内外难以均匀分布。为了使之分布的更加均匀,在纤维中渗透的更为充分,须在加湿后对纤维进行一段时间的堆仓放置。但传统堆仓处理工艺乳化液难以均匀分布和渗透作用,处理效果较差;同时,静置时间通常需18-36h,耗时长,占地面积大,无法满足现代化加工要求。发展快速高效前处理技术成为亚麻加工的迫切需求。CN 101892588 A中国发明专利公开了一种加湿剂,该加湿剂解决了传统加湿剂因搅拌不匀带来油水分层的问题,确保了纤维的回潮率,配合堆仓处理工艺增加了纤维的强度,提高了长麻率。但该发明专利没有解决传统堆仓工艺耗时长,占地面积大的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明针对现有技术存在之缺失,目的之一是提供一种亚麻纤维前处理乳液,该乳液能有效润湿麻纤维,提高亚麻纤维的前处理效果。
一种亚麻亚临界CO2前处理乳液,由水、工业蓖麻油、双甘油脂肪酸酯、明胶、聚二甲基硅氧烷按质量比为50-72:30-15.5:15-10:1.5-0.5:3.5-2.0混合而成。
本发明的目的之二是提供一种亚麻亚临界CO2前处理工艺,该工艺为利用前处理乳液配合亚临界CO2工艺进行亚麻纤维的前处理。
一种亚麻亚临界CO2前处理工艺,以溶解有前处理乳液的亚临界CO2流体向亚麻纤维扩散渗透,前处理乳液用量为亚麻纤维质量的10-15%,处理工艺参数为:温度20-30ºC、压力8-12Mpa、处理时间为3-6h。
具体步骤为:
S1:前处理乳液的配制:在室温下依次按配比加入水、双甘油脂肪酸酯、明胶,开启高速搅拌5-10 min,搅拌速度为500-1000r/min;再依次加入工业蓖麻油、聚二甲基硅氧烷,搅拌30-60 min,搅拌速度为1000-2000 r/min得到前处理乳液;
S2:亚临界CO2处理:将亚麻纤维放置于前处理分布器上,前处理分布器置于前处理池内,将S1制备得到的前处理乳液装入溶剂罐内;CO2储罐中的CO2由制冷机冷却后,经高压泵加压、预热器加温后流入旋转雾化器;置于溶剂罐内的前处理乳液由溶剂泵泵入旋转雾化器;旋转雾化器内的混合流体流入前处理池,向亚麻纤维扩散渗透;
S3:前处理时,开启循环泵流量为1-10 m3/h,溶解有前处理乳液的亚临界CO2流体由前处理池流出,在循环泵的作用下,亚临界CO2流体重新流经预热器、旋转雾化器,进入前处理池进行循环处理;
S4:亚临界前处理结束后,前处理池内的亚临界CO2流体流入1个及以上的分离釜进行CO2与前处理乳液分离,随后流入CO2储罐实现介质回用。
进一步地,S2中所述的前处理池内部通过隔板分隔由下至上依次设置为膨胀室、循环室、处理室,处理室侧壁上设置有分布管;膨胀室底端的流体入口管路连通旋转雾化器出口,膨胀室四周通过连通管与处理室侧壁上的分布管连通;处理室内置有堆置亚麻的前处理分布器,所述的前处理分布器包括多孔分布管,所述多孔分布管的底端与循环室顶部对应的开口卡接配合并连通循环室;循环室侧壁设置流体出口管路连接循环泵和分离釜。旋转雾化器出来的混合流体流入前处理池底部的膨胀室,经由连通管通入处理室侧壁周围的分布管,再向亚麻纤维扩散渗透进行发酵处理,发酵处理时,溶解有生物酶溶液的亚临界CO2流体通过前处理分布器的多孔分布管流入循环室,在循环泵的作用下,重新流经预热器、旋转雾化器、膨胀室、前处理池进行循环发酵前处理,实现循环发酵处理的作用。
进一步地,分布管呈蛇形分布,分布管上均匀开孔;开孔呈喇叭状,内径为2-5mm,内外径倾角为45º;分布管外侧开孔间距为5-10mm。在分布管管壁上开设喇叭状的开孔,能够增大流体的扩散范围,进而增加接触面积,提升发酵处理的效果。
进一步地,根据设计的处理能力,前处理分布器由一个或多个处理分布器单元组成,处理分布器单元由一个或多个的多孔分布管、多孔分布盘组装而成,组装的形状不限,最下部的多孔分布管底端管口连通循环室。多孔分布管、多孔分布盘及其上面的开孔,给予CO2流体在处理室内运行通道,可以大大提高流体与亚麻的接触范围,进而提升发酵效果。
进一步地,多孔分布管的端口设有可密封旋转定位卡接结构。通过设置可密封旋转定位卡接结构,用于与盘组装,也可以让各个处理分布器单元可以通过可密封旋转定位卡接结构相互连接,可以通过可密封旋转定位卡接结构与循环室连接,便于进行拆卸、组装。
本发明的有益效果是 :
1、本发明中提供的亚麻前处理乳液,油剂等化学品用量少,可以较好的分散于亚临界CO2流体体系,实现对亚麻纤维的均匀分散和渗透,有利于后续梳理加工。梳理后梳成长麻提高到85%以上。
2、本发明中利用亚麻前处理乳液进行亚临界CO2前处理的工艺,相较传统堆仓前处理,具有时间短和效果好的优点,前处理时间缩短到6h以内,纤维回潮率达到16-20%,梳理后可得梳成长麻提高到85%以上,短麻为5-10%。
附图说明
图1 为亚麻亚临界CO2前处理工艺示意图。
图2为本发明处理池内部结构透视示意图。
图3为本发明处理池纵向剖视结构示意图。
图1-3中:1、CO2储罐;2、制冷机;3、高压泵;4、预热器;5、前处理池;6、循环泵;7、分离釜;8、溶剂罐;9、溶剂泵;10、旋转雾化器;11、连通管;12、前处理分布器;1201、可密封旋转定位卡接结构;1202、多孔分布管;1203、多孔分布盘;13、流体入口;14、膨胀室;15、循环室;16、流体出口;17、处理室;18、分布管。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细描述,其中所用到原料和设备均为市售,没有特别要求。可以理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。
实施例1
亚麻亚临界CO2前处理乳液,由水、工业蓖麻油、双甘油脂肪酸酯、明胶、聚二甲基硅氧烷以质量比为65∶30∶10∶1.5∶3.5配制而成,室温下,将水、双甘油脂肪酸酯、明胶加入容器内,开启高速搅拌,搅拌速度为1000r/min,搅拌时间为5min,再加入工业蓖麻油、聚二甲基硅氧烷,搅拌速度为1000r/min,搅拌时间为60min。
实施例2
亚麻亚临界CO2前处理乳液,由水、工业蓖麻油、双甘油脂肪酸酯、明胶、聚二甲基硅氧烷以质量比为50∶20∶10∶1∶2.5配制而成,室温下,将水、双甘油脂肪酸酯、明胶加入容器内,开启高速搅拌,搅拌速度为500r/min,搅拌时间为10min,再加入工业蓖麻油、聚二甲基硅氧烷,搅拌速度为1000r/min,搅拌时间为60min。
实施例3
亚麻亚临界CO2前处理乳液,由水、工业蓖麻油、双甘油脂肪酸酯、明胶、聚二甲基硅氧烷以质量比为72∶15.5∶12∶1.5∶3配制而成,室温下,将水、双甘油脂肪酸酯、明胶加入容器内,开启高速搅拌,搅拌速度为800r/min,搅拌时间为8min,再加入工业蓖麻油、聚二甲基硅氧烷,搅拌速度为1500r/min,搅拌时间为40min。
实施例4
亚麻亚临界CO2前处理乳液,由水、工业蓖麻油、双甘油脂肪酸酯、明胶、聚二甲基硅氧烷以质量比为60∶25∶15∶0.5∶2配制而成,室温下,将水、双甘油脂肪酸酯、明胶加入容器内,开启高速搅拌,搅拌速度为1000r/min,搅拌时间为5min,再加入工业蓖麻油、聚二甲基硅氧烷,搅拌速度为1500r/min,搅拌时间为40min。实实施例5
亚麻亚临界CO2前处理乳液,由水、工业蓖麻油、双甘油脂肪酸酯、明胶、聚二甲基硅氧烷以质量比为55∶30∶15∶1∶3.5配制而成,室温下,将水、双甘油脂肪酸酯、明胶加入容器内,开启高速搅拌,搅拌速度为1000r/min,搅拌时间为5min,再加入工业蓖麻油、聚二甲基硅氧烷,搅拌速度为2000r/min,搅拌时间为30min。
实施例6
将100kg亚麻纤维放置于前处理分布器12上,前处理分布器12置于前处理池5内。前处理池5内部通过隔板分隔由下至上依次设置为膨胀室14、循环室15、处理室17,处理室17侧壁上设置有2组或2组以上的分布管18;膨胀室14底端的流体入口13管路连通旋转雾化器10出口,膨胀室14四周通过连通管11与处理室17侧壁上的分布管18连通;分布管18呈蛇形分布,分布管18上均匀开孔;开孔呈喇叭状,内径为2-5mm,内外径倾角为45º;分布管外侧开孔间距为5-10mm。处理室17内用于堆置亚麻的前处理分布器12,前处理分布器12由一个或多个处理分布器单元组成,处理分布器单元由一个或多个的多孔分布管1202、多孔分布盘1203组装而成,最下部的多孔分布管1202底端管口连通循环室15,多孔分布管1202的端口设有可密封旋转定位卡接结构1201,循环室15侧壁设置流体出口16管路连接循环泵6和分离釜7。
将实施例1配制的5kg前处理乳液置于溶剂罐8内。CO2储罐1中的CO2由制冷机2冷却后,经高压泵3加压、预热器4加温后流入旋转雾化器10;置于溶剂罐8内的前处理乳液由溶剂泵9泵入旋转雾化器10;旋转雾化器10出来的混合流体流入膨胀室14,经由流体输送管路-连通管11通入处理室侧壁分布管18,向亚麻纤维扩散渗透。
开启循环泵6流量为1 m3/h, 溶解有前处理乳液的亚临界CO2流体由前处理分布器12的多孔分布管1202流入循环室15;在循环泵6的作用下,亚临界CO2流体重新流经预热器4、旋转雾化器10、膨胀室14、处理室17进行循环前处理,在25℃、10Mpa时前处理6h;
前处理结束后,亚临界CO2流体流入分离釜7进行CO2与前处理乳液分离,随后流入CO2储罐1实现介质回用。取出亚麻纤维测试梳成长麻率。
实施例7-12
参考实施例6,乳液选择以及前处理工艺参数见表1。
对比例1
将100kg亚麻纤维放置于前处理分布器上,前处理分布器置于前处理池内。10kg市售乳液(由水、锭子油、渗透剂组成)置于溶剂罐内, CO2储罐中的CO2由制冷机冷却后,经高压泵加压、预热器加温后流入旋转雾化器;置于溶剂罐内的前处理乳液由溶剂泵泵入旋转雾化器;混合流体流入膨胀室,经由流体输送管路通入前处理室侧壁分布管,向亚麻纤维扩散渗透;开启循环泵流量为1 m3/h,溶解有前处理乳液的亚临界CO2流体由前处理分布器的多孔分布管流入循环室;在循环泵的作用下,亚临界CO2流体重新流经预热器、旋转雾化器、膨胀室、处理室进行循环前处理,在25℃、10Mpa时前处理时6h;前处理结束后,降压后亚临界CO2流体流入分离釜进行CO2与前处理乳液分离,随后流入CO2储罐实现介质回用。取出亚麻纤维测试梳成长麻率。
对比例2
将100Kg亚麻纤维经配方乳液处理加湿后,经传统堆仓处理24h后,测试其梳成长麻率。
对比例1采用了传统市售乳液作为对比,发现采用同样的亚临界CO2前处理工艺,采用市售乳液时亚麻纤维梳成长麻率大大降低,而梳成短麻率增至25%;对比例2是将相同量的亚麻纤维经发明配方乳液给乳润湿后,经传统堆仓处理24h,发现其梳成长麻率也大大降低,梳成短麻率增大;本发明在将前处理时间缩短到6h以内,确保纤维回潮率达到16-20%,梳理后可得梳成长麻提高到85%以上,短麻率为5-10%。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (7)
1.一种亚麻亚临界CO2前处理乳液,其特征在于:由水、工业蓖麻油、双甘油脂肪酸酯、明胶、聚二甲基硅氧烷按质量比为50-72:30-15.5:15-10:1.5-0.5:3.5-2.0混合而成。
2.一种亚麻亚临界CO2前处理工艺,其特征在于: 以溶解有前处理乳液的亚临界CO2流体向亚麻纤维扩散渗透,前处理乳液用量为亚麻纤维质量的5-10%,处理工艺参数为:温度20-30ºC、压力8-12Mpa、处理时间为3-6h。
3.根据权利要求2所述的一种亚麻亚临界CO2前处理工艺,其特征在于: 具体步骤为:
S1:前处理乳液的配制:在室温下依次按配比加入水、双甘油脂肪酸酯、明胶,开启高速搅拌5-10 min,搅拌速度为500-1000r/min;再依次加入工业蓖麻油、聚二甲基硅氧烷,搅拌30-60 min,搅拌速度为1000-2000 r/min得到前处理乳液;
S2:亚临界CO2处理:将亚麻纤维放置于前处理分布器上,前处理分布器置于前处理池内,将S1制备得到的前处理乳液装入溶剂罐内;CO2储罐中的CO2由制冷机冷却后,经高压泵加压、预热器加温后流入旋转雾化器;置于溶剂罐内的前处理乳液由溶剂泵泵入旋转雾化器;旋转雾化器内的混合流体流入前处理池,向亚麻纤维扩散渗透;
S3:前处理时,开启循环泵流量为1-10 m3/h,溶解有前处理乳液的亚临界CO2流体由前处理池流出,在循环泵的作用下,亚临界CO2流体重新流经预热器、旋转雾化器,进入前处理池进行循环处理;
S4:亚临界前处理结束后,前处理池内的亚临界CO2流体流入1个及以上的分离釜进行CO2与前处理乳液分离,随后流入CO2储罐实现介质回用。
4.根据权利要求3所述的一种亚麻亚临界CO2前处理工艺,其特征在于:S2中所述的前处理池内部通过隔板分隔由下至上依次设置为膨胀室、循环室、处理室,处理室侧壁上设置有分布管;膨胀室底端的流体入口管路连通旋转雾化器出口,膨胀室四周通过连通管与处理室侧壁上的分布管连通;处理室内置有堆置亚麻的前处理分布器,所述的前处理分布器包括多孔分布管,所述多孔分布管的底端与循环室顶部对应的开口卡接配合并连通循环室;循环室侧壁设置流体出口管路连接循环泵和分离釜。
5.根据权利要求4所述的一种亚麻亚临界CO2前处理工艺,其特征在于:分布管呈蛇形分布,分布管上均匀开孔;开孔呈喇叭状,内径为2-5mm,内外径倾角为45º;分布管外侧开孔间距为5-10mm。
6.根据权利要求4所述的一种亚麻亚临界CO2前处理工艺,其特征在于:前处理分布器由一个或多个处理分布器单元组成,处理分布器单元由一个或多个的多孔分布管、多孔分布盘组装而成,最下部的多孔分布管底端管口连通循环室。
7.根据权利要求6所述的一种亚麻亚临界CO2前处理工艺,其特征在于:多孔分布管的端口设有可密封旋转定位卡接结构。
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