洗涤含脂毛的方法、从所述含脂毛分离羊毛脂的方法、通过这些方法可获得的羊毛和羊毛脂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及洗涤含有羊毛脂和杂质的羊毛的方法，包括提供在羊毛脂熔化温度以下的温度的一定体积的含水液体，将羊毛浸泡在此体积的液体中，在此液体中产生空气泡并让空气泡通过羊毛以附着杂质，并且从所述体积除去空气泡和所附着的杂质。本发明也涉及从含有羊毛脂和杂质的羊毛分离羊毛脂的方法，和涉及通过这些方法可获得的羊毛和羊毛脂。
【专利说明】洗涤含脂毛的方法、从所述含脂毛分离羊毛脂的方法、通过 这些方法可获得的羊毛和羊毛脂 发明领域
[0001] 本发明涉及含脂毛的洗涤，含脂毛即仍含有羊毛脂（羊毛脂肪）和杂质的羊毛。本 发明也涉及从所述羊毛提取羊毛脂的方法，和涉及通过所述方法可获得的羊毛和羊毛脂。
[0002] 发明背景
[0003] 直接得自绵羊的羊毛（也即并未进行处理以基本上除去羊毛脂膏的羊毛），也称 为"含脂毛"或"脂膏中的羊毛"，含有羊毛脂（也称为羊毛脂膏，羊毛脂肪或羊毛脂(Adeps Lanae))和杂质例如尘土、死皮、汗残余物（特别是盐；也称为〃羊毛汗"），潜在含农药（取 决于羊毛来源）和植物性物质。羊毛脂和杂质只要存在就需要加以除去，随后羊毛才能够 进一步加以处理以用作例如制备纺织品的材料。在约38-44°C熔化的羊毛脂是很复杂的 混合物，包含各种长链脂肪酸与长链醇和固醇的酯。据估计，羊毛脂中可以存在8, 000至 20, 000不同类型的酯，其由已鉴定的约200种不同羊毛脂酸和约100种不同羊毛脂醇的组 合而得。羊毛脂不含甘油酯，从而技术上是蜡而非脂肪。精制羊毛脂（除臭、脱色、中和并 除去掺杂水而得到的产品），也称为"无水羊毛脂"，是广泛用于例如化妆品比如护手霜中 的重要商品。应注意，药物工业术语中的羊毛脂（lanolin)用于油包水乳液，具有大约30% 重量的含水量。在本申请中，术语羊毛脂用于蜡本身。
[0004] 如前文所述，在羊毛能够用于商业意图之前，必须除去羊毛脂和杂质。该洗涤过程 称为淘洗（scouring)，是一种清洁含脂毛的过程。传统小规模羊毛淘洗简单通过将羊毛在 温水中浴洗（高于羊毛脂熔化温度），任选地用清洁剂进行。这样一来，羊毛脂与尘土、羊毛 汗、植物性物质等一起作为污物流出物被除去。在现代淘洗厂中，淘洗是复杂的工业过程， 其使用温水，洗涤剂、常常是碱，和专门设备。在商业羊毛中，植物性物质有时通过化学碳化 除去，但这导致高价值羊毛脂的损失。在较少处理的羊毛中，植物性物质可以手工除去，而 通过使用更温和的清洁剂某些羊毛脂则可以保持完整。然而该过程在经济上不具有吸引力 的，原因是许多羊毛脂余留在羊毛上。
[0005] 尤其是，在广泛用来淘洗羊毛的工业淘洗过程中，羊毛通过一系列的各自通过大 型加压挤压辊与下一个槽分开的槽。一般有6个槽，其中前3个是真实淘洗槽。这些槽含有 温度高于羊毛脂熔化温度的热水，以确保从羊毛除去羊毛脂。这3个槽一般具有约60-65°C 的温度，含有约l_3g/l的洗涤剂，和任选地含有一种或多种碱（通常仅碳酸钠）。后2个槽 是冷冲洗槽，而最后的槽是热（60_65°C )冲洗槽。来自第一个污染最大的槽的液体循环通 过尘土和羊毛脂除去设备，随后排干一些，一般是1升/kg含脂毛。从第一槽的该液体损失 用来自第二槽等的液体补充。单个淘洗链（train)能够处理的羊毛量取决于链的宽度。范 围一般是约〇. 6-5吨含脂毛每小时。
[0006] 发明目的
[0007] 已知工业过程是快速的（一般需要小于数分钟）但具有明显缺点：淘洗的羊毛甚 至在干燥之后一般或多或少具有显著的〃厩气味"，这意味着其闻起来像厩内部、尘土、粪 月巴、动物饲料、一点儿〃农场"、室外和/或其源自的动物的混合物。某些人喜欢这种气味， 原因是其为羊毛提供天然气氛。然而，对于许多高端应用比如商业和设计衣服、地毯和室内 装璜，该臭味或气味是不希望的。因此，这些高端应用常常选择气味最弱的羊毛。
[0008] 本发明的目的是提供洗涤含脂毛即含有羊毛脂和杂质的羊毛的方法，其中防止或 至少基本上缓和羊毛的厩气味问题，从而使得羊毛在用目前的淘洗过程洗涤时并无厩气味 或具有显著更弱的厩气味。本发明的又一目的是提供洗涤含脂毛的新方法，该方法适于以 商业规模应用。 发明概要
[0009] 为了满足本发明目的，已开发这样的方法，其中提供将在羊毛中存在的羊毛脂熔 化温度以下的温度的一定体积的含水液体，将羊毛浸泡在此体积的液体中，在此液体中产 生空气泡（术语〃产生（creating) 〃也涵盖仅向所述液体中引入远处产生的空气泡）并让 空气泡通过羊毛以附着杂质，并最终从所述体积除去羊毛。任选地，含水液体包含一种或多 种清洁剂或其它添加剂比如例如防腐剂、稳定剂、羊毛改善化合物等。在洗涤羊毛之后一般 干燥并捆包羊毛。
[0010] 申请人:发现通过该过程能够从羊毛除去厩气味和杂质，只需通过将空气泡引导通 过浸泡的羊毛，甚至在羊毛脂保持为羊毛纤维上的固体蜡的温度也是如此。该方法使用的 一般知识是，杂质的不同浸湿可以导致这些杂质附着至空气泡，其能够从一定体积的液体 容易地除去。该一般知识是所谓浮选技术的基础，其已使用数十年以从各种化合物除去杂 质。然而，令人非常惊讶的是，在羊毛脂仍为羊毛纤维上的固体物质时能够从羊毛除去杂 质，以及经洗涤的羊毛可以具有与现有技术的工业羊毛洗涤方法相比远远更少的厩气味， 或者甚至无厩气味。其原因并未明了，但可能可以归因于羊毛外层（角质层）在较低温度 保持封闭。
[0011] 除了上述优势，本发明还提供其它优势。例如，该新方法能够在显著较低的洗涤液 温度，一般低至少约20-25°C (也即小于约38-44°C，相对现有技术方法的60-65°C )进行， 其相应于显著的能量节约。本发明方法的又一优势是含脂毛衍生自的杂质在附着至空气泡 时，不含或至少几乎不含羊毛脂。该意味着实际上含盐的杂质可以直接用于使用盐的应用 当中，例如作为人工肥料（在不存在农药的情况下）。
[0012] 应注意，长期以来就已知用浮选技术处理淘洗流出物以从流出物除去杂质。然而， 羊毛本身传统地在羊毛脂熔化温度以上淘洗，以确保在洗涤步骤期间从羊毛除去羊毛脂。 甚至，在现有技术表明或显示含脂毛的洗涤能够发生在羊毛脂熔化温度之下的地方，其中 也未公开从羊毛除去杂质比如尘土、羊毛汗、植物性物质、农药等的浮选类技术。
[0013] 本发明方法的又一优势是羊毛脂，一种有价值的商品，不需要从含有羊毛脂，尘 土，羊毛汗，蔬菜物质和可能其它杂质的混合物的淘洗流出物中加以提取。本发明实现的 是，羊毛脂能够从洗涤、清洁的羊毛分离出来。另外，经洗涤的羊毛可以不具有厩气味或具 有显著更少的厩气味的事实，意味着在本发明方法中保留在经洗涤的羊毛上的羊毛脂也是 有效地、至少显著部分地，除臭的。从而，本发明也涉及从含有羊毛脂和杂质的羊毛分离羊 毛脂的方法，包括提供在羊毛中存在的羊毛脂熔化温度之下的温度的一定体积的含水液 体，将羊毛浸泡在此体积的液体中，在此液体中产生空气泡并让空气泡通过羊毛以附着杂 质，与此同时将羊毛脂留在羊毛上，之后也保持如此，并从羊毛分离羊毛脂。
[0014] 采用本发明方法，羊毛脂能够容易地从洗涤和至少部分除臭的羊毛分离，并且不 需要从含有大量杂质的淘洗流出物分离，这有效地意味着获得的羊毛脂每重量量羊毛的收 率可以翻倍，从大约1. 5 %达到约3%。
[0015] 本发明也涉及提供根据本发明的方法中任一种可获得的羊毛。与提供现有技术方 法可获得的羊毛相比，该羊毛不具有厩气味或具有显著更少的厩气味。对提供上文所述的 方法可获得的羊毛脂来说也同样如此。
[0016] 定义
[0017] 羊毛：含纤维的物质，基本上由角蛋白组成。纤维的长度通常是3至40厘米，取决 于动物来源（绵羊、骆驼、山羊、兔、美洲驼、麝牛、骆马、羊驼等）。羊毛中的各纤维由三种必 需组分构成：角质层、皮质和髓质。角质层是外层。它是排列如小卵石或鱼鳞的保护性鳞片 层。在两条纤维相互接触时，这些鳞片倾向于相互抓紧且附着。这种物理抓紧和附着使得 羊毛纤维容易地织成线。皮质是内结构，由上百万香烟形（cigar-shaped)皮质细胞构成。 在天然色羊毛中，这些细胞含有黑色素。这些细胞的安排也负责羊毛纤维独特的天然卷曲。 髓质可以包含一系列的提供空气空间的细胞（类似蜂巢），为羊毛提供热绝缘价值。羊毛像 住宅绝缘体那样有效地降低传热。
[0018] 羊毛脂：羊毛脂肪，绝大部分由各种长链脂肪酸与长链醇和固醇的酯组成的一种 混合物，具有大约38-44°C的熔化温度，一般取决于羊毛来源。
[0019] 浮选：通过用含水液体（比如水）来搅动物质的各组分并同时将空气泡通过液体 以分离不同物质的过程，（术语〃空气〃在本说明书中包括适于用于浮选（浮选类）过程 的任意气体比如氮、氖、氩、氧及其混合物等）。不同浸湿导致杂质被空气泡携带至液体表面 并加以收集。
[0020] 含水液体：可与水自由混合的任意液体，也即可以任意比例混合而无裸人眼可视 的自发分相。
[0021] 本发明的实施方式
[0022] 在根据本发明的羊毛洗涤方法的实施方式中，将羊毛浸泡在一定体积的液体中1 至60分钟，优选10-40分钟，随后让空气泡通过羊毛。已发现通过首先将羊毛浸泡在含水 液体中能够获得很良好的清洁作用。据信这可能是由于适当的羊毛和杂质的不同浸湿，以 及可容易地溶于含水液体例如羊毛脂的水可溶级分（例如游离醇）的任意物质的溶剂化。 典型浸泡次数是 1，2, 3,4, 5,6, 7,8,9,10,11，12,13,14,15,16,17,18,19, 20, 21，22, 23, 24， 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31，32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 和 40 分钟或其任意子范围。
[0023] 在又一实施方式中，在洗涤羊毛的同时，通过在到达所述体积的液体表面时撇除 所述气泡，从该体积除去空气泡和所附着的杂质。在该实施方式中，使用典型的浮选装置。 已发现该装置方便地用于洗涤方法。在浮选装置中，也即具有稳定表面（也即实际上稳定 的、也就是说基本上保持在相同位置的表面；与恒定移动的表面相反，比如在标准家用洗衣 机的滚筒容器中的移动表面）的容器的装置中，该稳定表面能够容易地进行撇除。这种撇 除能够例如通过让容器满溢而进行，借此，或多或少形成沫状物质的带所附杂质的空气泡 能够很容易地从液体除去。与沫状物一起溢出的液体能够循环回容器。
[0024] 在又一实施方式中，在空气泡通过羊毛时搅动羊毛。已证实搅动有利于获得杂质 的完全或接近完全除去。搅动缩短获得杂质的所述除去需要的时间。在又一实施方式中， 通过在液体中强制流动来搅动羊毛。在一种实施方式中，液体中的流动通过产生空气泡而 强制进行。通过产生空气泡，可以产生足以搅动羊毛的液体中的流动。由于在方法中终究 必须产生空气泡，这是一种方便的实施方式，其中能够配备浆或其它舵形工具。在备择实施 方式中，通过快速地让大量液体进入该体积液体的远端来产生流动（例如其中存在液体的 盆的远端），强迫液体变得均匀，由此产生可观的波浪并由此搅动羊毛（应注意该技术可与 用来在大游泳池中产生波浪的技术相比）。过量液体可以例如通过引导通过返回管道除去， 其中可将其用于再次产生波浪。
[0025] 在一种实施方式中，在液体中通过在该体积中用喷射喷嘴来喷射含有空气泡的液 体而产生空气泡。已发现有利的是，喷射含有空气泡的液体而不是直接产生空气泡。在该 体积液体中直接产生的空气泡倾向于合并。尽管仍然能够附加杂质，通过较大空气泡除去 这些杂质是更低效的。通过喷射含有空气泡的液体，已发现合并以较低的程度发生。此外， 采用喷射喷嘴，能够在该体积液体中产生精确的流。
[0026] 在又一实施方式中，在洗涤羊毛之后，从羊毛除去羊毛脂。这样获得的羊毛理想地 适于高端应用比如制备地板覆盖物、室内装璜和时尚衣物。
[0027] 在又一实施方式中，在除去羊毛脂之后用蛋白酶处理羊毛。已知的是羊毛纤维的 各种特性比如抗缩性能够通过羊毛的蛋白水解处理得以改善。 申请人:发现，与本发明的 组合中，羊毛的又一特性能够得到改善。尤其是，已发现羊毛受UV辐射影响比如暴露于 日光中而变色的特性能够，通过用加以修饰变得更大从而不穿透和毁坏羊毛纤维的蛋白 酶处理，得到预防或至少缓和。这种立体上扩大的蛋白酶的有用实例一般已知自Lenting 等人的 Journal of Biotechnology, 20090ct;4 (10) ,1441-9 和 Jus 等人的 Enzyme and Microbial Technology (2006 ;doi : 10. 1016/j. enzmictec. 2006. 10. 001)和 Smith 等人的 Enzyme and Microbial Technology47, 2010, pp. 105-111。已发现用所述经修饰的蛋白酶 (在除去羊毛脂之后）处理按照本发明洗涤的羊毛的情况下，对变色的UV抗性能够得到显 著改善。
[0028] 在从含脂毛分离羊毛脂的方法的一种实施方式中，通过溶剂提取从羊毛分离羊毛 脂。溶剂提取显得是从经洗涤的羊毛除去羊毛脂的适当方法。与熔于热水中相比时，其消 耗显著更少的能量。此外，与从含水液体相比，羊毛脂能够更容易地从溶剂分离，原因是羊 毛脂具有与水形成乳液的倾向。
[0029] 在又一实施方式中，从该体积液体中除去羊毛，和优选干燥，随后从羊毛提取羊毛 月旨。这样一来，羊毛脂含有更少的水且容易从羊毛和随后从溶剂分离，以获得更纯净的形式 (含水更少）的羊毛脂。这意味着为了获得无水羊毛脂，即一种高价值商品，从通过由羊毛 溶剂提取获得的最终羊毛脂级分需要除去更少的水或不需除水。
[0030] 在又一实施方式中，溶剂是生物可降解的，这对应于根据本发明的方法的环境友 好特征。可用的溶剂的实例是（环）烷基醇比如乙醇和苄醇，或产品比如Bio-Solv(可获 自 MAS Products，Cinnaminson，NJ，美国）和 BLC_490(可获自 Bio_Lub，Trois-Rivi6res, Quebec,加拿大）。
[0031] 在又一实施方式中，通过蒸发溶剂从溶剂分离羊毛脂，优选用蒸馏过程。蒸发很便 于将羊毛脂从溶剂分离。用一般施用蒸馏技术甚至进一步增加最终产品的方便性、收率、品 质和回收溶剂的容易程度。
[0032] 本发明用下述非限制性实施例来进一步阐明。 实施例
[0033] 实施例1，与图1结合描述本发明的第一实施方式。
[0034] 实施例2,与图2结合图示地显示根据本发明淘洗羊毛并获得羊毛脂的生产线。
[0035] 实施例1
[0036] 根据本发明的羊毛洗涤方法能够以实验室规模在玻璃容器中进行，如图1的描 述。该容器1具有60cm的前长度（front length)，30cm的深度和60cm的高度。在该容器 底部置有聚氯乙烯管2 (长度约5米），具有9_的外径和6_的内径。管连接至压力源（未 显示），其能够提供在该管入口压力匕（约lV2_2巴）的压缩空气（普通大气压空气）。管 具有第一区A和第二区B。管的第二区以约100孔每米的频率提供小孔（约0. 7mm2截面）。 [0037] 用温度约20°C的普通自来水将容器充满至90%，不加入清洁剂或其它组分。然 后，将约4kg含脂毛浸泡在水中，放置10分钟，用手轻柔地移动羊毛以确保完全浸湿。然后， 将压力Pi提供至管2,导致空气泡在管的区B产生。由于区A未产生空气泡，水中产生循环 流。该流持续地搅动羊毛。在搅动的同时，空气泡被引导通过含脂毛并除去容器表面存在 的杂质。在此处，用手撇除空气泡和所附着的杂质。该过程耗费约10分钟。在此之后，从 容器除去羊毛并（至少基本上）干燥。通过用普通（regular)乙醇提取，从干燥的羊毛除 去羊毛脂。在提取之后，将羊毛离心并干燥以除去任何残余的水和醇。通过蒸发醇，将羊毛 脂从醇分离。
[0038] 所得羊毛是清洁的且没有厩气味，至少具有一般嗅觉的人类受试者注意不到。羊 毛脂呈无水羊毛脂形式，没有明显杂质比如水、可溶羊毛脂醇、盐、植物性物质等的现象。
[0039] 实施例2
[0040] 实施例2与图2结合，显示根据本发明的用于淘洗羊毛的生产设施10。该设施包 含5个分开的槽以进行羊毛淘洗过程的各个阶段。第一槽11含有温度约20°C的水。该槽 用于浸湿羊毛。羊毛用水简单浸泡约15分钟。在此之后，将羊毛通过压力辊12,以从羊毛 除去基本上全部水（用循环管道13将水循环至槽11)，并传至第二槽。该槽21是浮选槽， 其包含温度约20°的水。该槽中提供多个喷射管26和撇渣器27。喷射管用于在浮选过程 期间将含有细空气泡的水喷射入槽中。这提供用于清洁羊毛所需要的空气泡和持续搅动羊 毛的水中的流动。撇渣器27用来撇除具有所附着的杂质的空气泡。在约15分钟之后，将 羊毛通过压力辊22,以从经洗涤的羊毛除去基本上全部水（通过用循环管道23将这些水 循环至槽21)，和传送至第三槽。该槽31是用于通过溶剂提取来提取羊毛脂的槽。该槽含 有醇。为了从羊毛分离羊毛脂可以耗费大约5分钟。通过向槽（管道未显示）计量加入新 的（循环的）溶剂和提取含有羊毛脂的溶剂（管道未显示），持续更新含有羊毛脂的溶剂， 这使得该槽中进行相当于连续搅拌釜式反应器（CSTR)的提取。在从羊毛分离羊毛脂之后， 将羊毛通过压力辊32,以从羊毛除去基本上全部溶剂（通过用循环管道33将该溶剂循环 至槽31)，和传送至第四槽。该槽41用于羊毛的酶处理，以降低其在UV辐射影响下的改变 倾向。该槽含有约40°C的水，于25U/ml的修饰的（立体扩大的Esperase (EC3. 4. 21. 62 ;参 见上文所述的Smith文献）。用酶从羊毛除去UV敏感蛋白所需要的时间是约40分钟。在 此之后，将羊毛通过压力辊42,以从羊毛除去基本上全部水（通过用循环管道43将该水循 环至槽41)，和传送至第五即最后的槽。该槽51用于从羊毛除去残余蛋白酶和从羊毛除去 的蛋白的可能残余。水具有约40°C的温度，和一般含有低浓度的洗涤剂。洗涤一般地耗费 5-15分钟。在此之后，将羊毛通过压力辊52,以从羊毛除去基本上全部水（用循环管道53 将该水循环至槽51)。此后，将羊毛干燥和捆包。
[0041] 蒸馏从槽31提取的含有羊毛脂的溶剂，以将羊毛脂从溶剂分离。然后，将清洁的 溶剂循环至槽31，如上所述。
【权利要求】
1. 洗涤含有羊毛脂和杂质的羊毛的方法，包括： -提供在羊毛脂熔化温度以下的温度的一定体积的含水液体， -将羊毛浸泡在此体积的液体中， -在此液体中产生空气泡并让空气泡通过羊毛以附着杂质， -从所述体积除去羊毛。
2. 根据权利要求1的方法，其特征在于，将羊毛浸泡在该体积的液体中1至60分钟，优 选10-40分钟，随后让空气泡通过羊毛。
3. 根据权利要求1或2的方法，其特征在于，通过在已达到所述体积的液体表面后撇除 所述气泡，在洗涤羊毛的同时从所述体积除去空气泡和所附着的杂质。
4. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，在空气泡通过羊毛时搅动羊毛。
5. 根据权利要求4的方法，其特征在于，通过强制液体流动来搅动羊毛。
6. 根据权利要求5的方法，其特征在于，通过产生空气泡来强制液体中的流动。
7. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，通过在该体积中用喷射喷嘴来喷 射含有空气泡的液体，在液体中产生空气泡。
8. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，在洗涤羊毛之后，从羊毛除去羊毛 脂。
9. 根据权利要求8的方法，其特征在于，在除去羊毛脂之后将羊毛用蛋白酶处理。
10. 从含有羊毛脂和杂质的羊毛分离羊毛脂的方法，包括： -提供在羊毛脂熔化温度以下的温度的一定体积的含水液体， -将羊毛浸泡在此体积的液体中， -在此液体中产生空气泡并让空气泡通过羊毛以附着杂质，将羊毛脂留在羊毛上，并此 后 -从羊毛分离羊毛脂。
11. 根据权利要求10的方法，其特征在于，通过溶剂提取从羊毛分离羊毛脂。
12. 根据权利要求11的方法，其特征在于，从该体积的液体除去羊毛，并优选干燥，随 后从羊毛提取羊毛脂。
13. 根据权利要求11或12任一项的方法，其特征在于，通过蒸发溶剂从溶剂分离羊毛 月旨，优选用蒸馏过程进行。
14. 通过用根据权利要求1至9的方法，或根据权利要求10至13的方法中任一种可获 得的羊毛。
15. 通过根据权利要求10至13的方法中任一种可获得的羊毛脂。
【文档编号】C11B11/00GK104114684SQ201280056051
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2012年10月5日 优先权日:2011年10月7日
【发明者】克里斯蒂安·马蒂亚斯·许贝特斯·赫拉德·罗伊特林斯佩格 申请人:埃卢坦有限责任公司