一种竹纤维的提取方法与流程

本发明涉及毛竹加工技术领域，特别涉及一种竹纤维的提取方法。

背景技术

竹子是一种很常见的植物，因为竹子许多力学和理化性质优于其他木材，且竹子适应性极强，分布范围广，易于繁殖、易于栽种、易于加工利用等特点，竹纤维是从自然生长的竹子中提取出的纤维素纤维，继棉、麻、毛、丝后的第五大天然纤维，竹原纤维纵向有横节，粗细分布很不均匀，纤维表面有无数微细凹槽，横向为不规则的椭圆形、内有中腔，横截面上布满了大大小小的空隙，且边缘有裂纹，目前，在竹纤维提取方法中存在工业化程度低、劳动力投入大、高能耗、成本高和无法靠自身调节温度。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高产能的竹纤维提取方法，

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种竹纤维的提取方法，包括如下步骤：

s1、配置米粒状竹屑作为原料；

s2、将原料、酶制剂溶液和水按照预设的质量比进行混合，得到混合液；

s3、对混合液进行加压至0.5～0.7mpa后，保持压力不变情况下持续1～1.5小时；

s4、将步骤s3得到的混合液中加入辅助催化剂后，升压至2.2～2.5mpa，温度保持在160～170℃，保持压力不变情况下持续3小时，得到竹浆；

s5、从步骤s4得到的竹浆中提取样品；

s6、若步骤s5提取的样品检验为合格，则对竹浆进行降压至0.7～0.9mpa，降温至110～130℃；

s7、提取步骤s6得到的竹浆，制得竹纤维。

本发明的有益效果在于：通过采用米粒状竹屑作为原料，有利于加快反应的速率；通过将原料，酶制剂溶液和水按照预设的质量比进行混合，有利于减少反应时需要处理的物质量；通过对混合液进行加压0.5～0.7mpa和保持压力不变的情况下持续1～1.5小时，有利于节约物料；通过将混合液中加入辅助催化剂后，升压至2.2～2.5mpa，温度保持在160～170℃，保持压力不变情况下持续3小时，有利于将木质素基本脱完，同时保证半纤维素；通过从竹浆中提取样品，有利于观察竹浆是否达到合格要求；通过将竹浆压力降至0.7～0.9mpa，降温至110～130℃，有利于保护竹浆的性能；采用蒸煮烘干法提取竹纤维，工艺简单，循环利用水源，大大减少了能源的消耗，有利于保护环境，并且提高了竹纤维的得率，本发明方法可以增加一倍竹纤维的产出值，提取方法所得竹纤维具有更好的弹性，为更好地使用竹纤维开拓了新的途径。

附图说明

图1为本发明的一种竹纤维的提取方法的步骤流程图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：利用蒸煮烘干的原理，提供了一种竹纤维的提取方法。

请参照图1所示，

本发明的一种竹纤维的提取方法，包括如下步骤：

s1、配置米粒状竹屑作为原料；

s2、将原料、酶制剂溶液和水按照预设的质量比进行混合，得到混合液；

s3、对混合液进行加压至0.5～0.7mpa后，保持压力不变情况下持续1～1.5小时；

s4、将步骤s3得到的混合液中加入辅助催化剂后，升压至2.2～2.5mpa，温度保持在160～170℃，保持压力不变情况下持续3小时，得到竹浆；

s5、从步骤s4得到的竹浆中提取样品；

s6、若步骤s5提取的样品检验为合格，则对竹浆进行降压至0.7～0.9mpa，降温至110～130℃；

s7、提取步骤s6得到的竹浆，制得竹纤维。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过采用米粒状竹屑作为原料，有利于加快反应的速率；通过将原料，酶制剂溶液和水按照预设的质量比进行混合，有利于减少反应时需要处理的物质量；通过对混合液进行加压0.5～0.7mpa和保持压力不变的情况下持续1～1.5小时，有利于节约物料；通过将混合液中加入辅助催化剂后，升压至2.2～2.5mpa，温度保持在160～170℃，保持压力不变情况下持续3小时，有利于将木质素基本脱完，同时保证半纤维素；通过从竹浆中提取样品，有利于观察竹浆是否达到合格要求；通过将竹浆压力降至0.7～0.9mpa，降温至110～130℃，有利于保护竹浆的性能。

进一步的，还包括如下步骤：

s8、将步骤s6得到的竹浆依次进行过滤和清洗处理，得到预处理后的竹浆；

s9、加酶至预处理后的竹浆中，通过提纯和干燥处理，得到低聚糖。

由上述描述可知，通过将蒸煮完成的竹浆进行过滤、清洗、提纯和干燥，获得低聚糖，有利于除去竹浆中含有的黄液和洗白竹浆，得到高质量的低聚糖。

进一步的，步骤s9具体为：加酶至预处理后的竹浆中，依次进行搅拌、提纯和干燥处理，得到低聚糖。

由上述描述可知，通过加酶至预处理后的竹浆中进行搅拌，有利于使反应更加剧烈和加快反应速率。

进一步的，步骤s1的原料采用竹龄在3至5年的毛竹或者绿竹经过破碎后制得。

由上述描述可知，通过采用3至5年的毛竹或者绿竹，有利于提取弹性更好的竹纤维。

进一步的，步骤s2中原料、酶制剂溶液和水的预设的质量比为1：0.15～0.2：6。

由上述描述可知，通过按照预设的质量比配制原料、酶制剂溶液和水，有利于减少55％的处理量。

进一步的，步骤s3对混合液采用蒸汽进行加压，加压至0.6mpa，保持压力不变的情况下持续1小时。

由上述描述可知，通过采用蒸汽加压，有利于快速升降压力和节约成本。

进一步的，步骤s6具体为：若步骤s5提取的样品检测为合格，则对竹浆进行降压至0.8mpa，降温至120℃。

由上述描述可知，通过将压力降到0.8mpa和降温至120℃，有利于防止竹浆的喷浆现象。

进一步的，步骤s7具体为：通过自然晾干处理提取步骤s6得到的竹浆，制得竹纤维。

由上述描述可知，通过对竹浆进行自然晾干，有利于获得高质量的竹纤维。

请参照图1，本发明的实施例一为：

一种竹纤维的提取方法，包括如下步骤：

s1、配置米粒状竹屑作为原料；

s2、将原料经过斗提机送至预浸罐后，将原料、酶制剂溶液和水按照预设的质量比进行混合，得到混合液；

s3、在实验的最初阶段，按照混合液占蒸煮釜的30％装入蒸煮釜中，剩下的部分留作充氧作为反应助剂，在实际生产中，发现效果并不理想，将混合液30％的占有量提升至65％，再次投入生产中，发现产能增加一倍，效益明显提升；

对蒸煮釜进行加压至0.5～0.7mpa，保持压力不变情况下持续1～1.5小时，通过蒸煮釜产生的内压，将预浸罐中的混合液压入蒸煮釜中；

s4、将步骤s3得到的混合液进入到蒸煮釜后加入辅助催化剂，辅助催化剂可选用：脱胶软化剂；当酶制剂溶液使用量下降6％，辅助催化剂使用量可下降6倍，升压至2.2～2.5mpa，温度保持在160～170℃，保持压力不变情况下持续3小时，得到竹浆；

s5、从步骤s4蒸煮得到的竹浆中提取样品；

s6、若步骤s5提取的样品检验为合格，则对蒸煮釜内的竹浆进行降压至0.7～0.9mpa，降温至110～130℃，利用蒸煮釜剩余的内压将浆料压入浆料储存罐中，考虑到场地及压力造成的喷浆现象，故将储存罐设计成二级缓冲储存罐，不仅可以防止浆料外喷，而且还可以达到高容量储存竹浆；

s7、提取步骤s6得到的竹浆进行烘干，烘干温度为80～90℃，烘干时间为30～40分钟，制得竹纤维；

还包括如下步骤：

s8、将步骤s6得到的竹浆依次倒入滤网过滤和水池中使用热水清洗处理，热水温度为85～95℃，清洗时间为20～25分钟，去除竹浆中的黄液和洗白竹浆，得到预处理后的竹浆；

s9、加酶至预处理后的竹浆中，通过提纯和干燥处理，得到低聚糖；

步骤s9具体如下：加酶至预处理后的竹浆中，进行搅拌后，再通过提纯和干燥处理，得到低聚糖；

步骤s1的原料采用竹龄在3至5年的毛竹或者绿竹经过破碎后制得，在原料投入使用之前，要注意水分蒸发和热量散发，防止因发酵导致温度高，引发的自然危险和其他不必要的生产事故；

步骤s2中原料、酶制剂溶液和水的预设的质量比为1：0.15～0.2：6；在实验的初期原料和水的预设的质量比为1：4，在实验中发现在预浸罐上无法实现搅拌操作，造成物料的浓度太高，无法投入工业的量产；在实验的中期技术人员提出原料和水的预设的质量比为1:10，再次进行实验，测得反应过程中产生的液体比原有的要多2.5倍，且后续处理这些浆液的压力成倍增加；又经过反复的实验和演算推敲，最后把原料、酶制剂溶液和水的预设的质量比为1:0.15～0.2:6，后续产生的处理量相对于质量比为1:10减少了55％；

步骤s3对混合液采用蒸汽进行加压，加压至0.6mpa，保持压力不变的情况下持续1小时；

步骤s6检测步骤s5提取的样品合格后，对竹浆进行降压至0.8mpa，降温至120℃；当内压下降30％，那么蒸汽用量下降45％，每蒸煮一锅用煤节约20％；

通过蒸煮釜所设的循环水系统，在整个蒸煮的过程中，只需要补充一小部分的水；

步骤s7具体如下：通过将步骤s6得到的竹浆进行自然晾干，制得竹纤维。

综上所述，本发明提供的一种竹纤维的提取方法，采用蒸煮烘干法提取竹纤维，工艺简单，循环利用水源，大大减少了能源的消耗，有利于保护环境，并且提高了竹纤维的得率，本发明方法可以增加一倍竹纤维的产出值，本发明的提取方法所得竹纤维明显具有更好的弹性，为更好地使用竹纤维开拓了新的途径。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。