一种利用酶解法提取原纤维的方法与流程

文档序号:19161005发布日期:2019-11-16 01:22阅读:353来源:国知局

本发明涉及一种原纤维制备方法,具体而言,涉及一种采用酶解方法制取绿州一号原纤维的方法。



背景技术:

竹原纤维是一种天然的纤维,它具有环保、透气、无毒害的特定,是公认的真正意义上的无化学成分的纤维,近年来,由于其制备方法复杂,成品率低,无论是采用化学方法、抑或是物理方法,都难以提取出符合纺织要求的竹原纤维,但是这仍然阻止不了人们对这种环保材料的追逐。

传统的制备竹纤维的方法主要有两种,原生竹纤维和再生竹纤维,原生竹纤维就是竹原纤维,通常采用化学方法,比如中国专利cn106995939a公开了一种利用化学方法制取菌草原纤维的方法,这种方法存在的问题是化学试剂的添加导致污染严重,在实际投产过程中后续的污水处理步骤耗费巨大;另一种就是再生竹纤维,这种方法也是采用化学的方法首先将竹纤维溶解成浆,后续进行喷浆的方式形成,比如中国专利cn106958044a公开了一种采用化学方法制取菌草浆纤维的方法,同样存在废弃物处理难,同时这种方法制取的浆纤维远不如竹原纤维环保,它在溶解的过程中破坏了原纤维的生物特性,制取的浆纤维失去了原纤维很多优异特性。

针对以上问题,本发明同时结合物理方法,主要采用生物的方法进行原纤维的提取,针对绿州一号草料,对其成分进行分析之后,有针对性地对草料中不需要的成分进行酶解反应去除,留下满足纺织需求的竹原纤维,同时由于采用的均为生物酶试剂,这种方法的残余物没有任何毒害作用,而且经过加工处理能够成为很好地有机肥料,是真正环保高效的原纤维制备方法。

在现实生活中,竹原纤维的提取原料主要是毛竹,而本发明采用的原料是绿州一号菌草,它具有比竹子更优良的特性,比如纤维长度更长,材质更软,原纤维色质在不添加任何染色剂的情况下更容易被人接受,但是受制于提取方式,现有技术还没有任何一种提取率能达到人们心理预期的无污染的方式面世,本发明的目的就在于提供一种具有极高提取效率,同时结合生物和物理方法的方式实现现阶段较满意的提取方式。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供一种采用生物酶解的方法制取绿州一号原纤维的方法,克服由于采用化学制剂提取原纤维带来的废弃物污染、不易处理的缺陷,同时由于所采用的生物酶剂易于获取,从而能够有效降低大规模生产的成本,而又保证了提取效率。为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种采用酶解法制取绿州一号原纤维的方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:

s1:将绿州一号草料截取成段,清水冲洗,并采用机械碾压,将成段的绿州一号草料处理成丝状;

s2:将上述丝状的绿州一号草料进行清水蒸煮处理,滤掉废液,清水清洗丝状物并干燥处理,利用机械分丝设备对所述丝状物进行机械分丝处理;

s3:采用精炼酶酶解反应,根据步骤s2得到的干燥产物,称重,按照水浴比1:(13-17)的比例,添加精炼酶,在70-100℃和震荡下进行第一次酶解反应60-90min,过滤、回收滤液,清水清洗过滤丝状物并压干再分丝;

s4:对步骤s3得到的经过再分丝的干燥丝状物进行第二次精炼酶酶解反应,反应温度为70-100℃,反应时间为70-90min,过滤、回收滤液,得到粗纤维,并干燥;

s5:采用果胶酶酶解反应,按照干燥的粗纤维:水:果胶酶=1:(40-55):(0.0024-0.0032)的比例,控制温度为35-38摄氏度、ph值为5.0-5.3,震荡下酶解反应2.5-3.5小时,过滤、回收滤液,清水清洗纤维,压干,机械精细分丝,在50℃下烘干,得到原纤维;

s6:柔化,按照原纤维干重的0.18-0.24%秤取柔化剂,用15-20倍的清水稀释,得柔软剂,将柔软剂均匀喷洒在原纤维上,常温密封8-12小时,得到柔化的原纤维。

优选地,所述步骤s2中,清水蒸煮在温度为95-102℃的条件下蒸煮3-12小时。

优选地,所述第一次酶解反应中精炼酶的浓度为12-15g/l,所述第二次酶解反应中精炼酶的浓度为6-9g/l。

所述柔化剂采用梳理剂。

在开始所述s1步骤之前,对采集的绿州一号进行剔叶处理,只保留竹原纤维含量高的杆。

与现有技术相比,本发明采用生物酶剂实现对绿州一号中木质素的降解,同时又不会影响到草料中纤维素的含量,较好地保存了高纤维量,既减少了污染废弃物的产生,又达到了高效、经济的纤维提取。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义,“多种”一般包含至少两种,但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解,尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述……,但这些……不应限于这些术语。这些术语仅用来将……区分开。例如,在不脱离本发明实施例范围的情况下,第一……也可以被称为第二……,类似地,第二……也可以被称为第一……。

还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

另外,下述各方法实施例中的步骤时序仅为一种举例,而非严格限定。

实施例一

首先,将绿州一号草料进行剔叶处理,然后通过机械切割的方式截取成段,流水式清水冲洗掉草料的碎渣、残余叶片等,并将清洗后的草料主杆部分采用机械碾压的方式将成段的绿州一号草料处理成丝状;

其次,将上述丝状的绿州一号草料进行清水蒸煮处理,蒸煮可以在高压或者常压下进行,蒸煮时间根据绿州一号的生长期而定,比如生长三四个月的绿州一号可以蒸煮3-5个小时,而生长期达到半年以上的,则需要增加蒸煮时间,蒸煮温度控制在98℃,蒸煮过程结束后滤掉废液,该废液不可排放,可以收集入专门的废液池,经过处理可以制成有机肥,清水清洗丝状物并作干燥处理,而后利用机械分丝设备对丝状物进行机械分丝处理,该步骤可以使原本聚合在一起的多丛纤维在机械设备的干预下分裂开,形成更细的纤维束;

再次,采用精炼酶进行酶解反应,将以上步骤得到的干燥产物称重,按照水浴比1:14的比例,添加浓度为15g/l的精炼酶,在85℃和震荡下进行第一次酶解反应65min,过滤残留物、回收滤液入废液池,清水清洗过滤丝状物并压干,再次采用机械分丝设备分丝;

然后,对得到的经过再分丝的干燥丝状物进行第二次精炼酶酶解反应,此次酶解反应的反应温度为90℃,反应时间为80min,精练酶的浓度为8g/l,过滤、回收滤液入废液池,经过第二次酶解反应便可以得到粗纤维,将得到的粗纤维干燥处理;

再然后,对干燥后的粗纤维进行果胶酶酶解反应,按照干燥的粗纤维:水:果胶酶=1:45:0.0028的比例,控制温度为36摄氏度、ph值为5.2,震荡下酶解反应2.5小时,过滤、回收滤液入废液池,清水清洗纤维,压干,并进行最后的机械精细分丝,在50℃下烘干,得到原纤维;

最后,进行柔化处理,按照原纤维干重的0.19%秤取梳理剂t-8112,用15-20倍的清水稀释,得到柔软剂,将柔软剂均匀喷洒在原纤维上,常温密封8-12小时,得到柔化的原纤维。

实施例二

首先,将绿州一号草料通过机械切割的方式截取成段,流水式清水冲洗掉草料的碎渣、叶片等,并将清洗后的草料主杆部分采用机械碾压的方式将成段的绿州一号草料处理成丝状;

其次,将上述丝状的绿州一号草料进行清水蒸煮处理,蒸煮可以在高压或者常压下进行,蒸煮时间根据绿州一号的生长期而定,比如生长三四个月的绿州一号可以蒸煮3-5个小时,而生长期达到半年以上的,则需要增加蒸煮时间,蒸煮温度控制在100℃,蒸煮过程结束后滤掉废液,该废液不可排放,可以收集入专门的废液池,经过处理可以制成有机肥,清水清洗丝状物并作干燥处理,而后利用机械分丝设备对丝状物进行机械分丝处理,该步骤可以使原本聚合在一起的多丛纤维在机械设备的干预下分裂开,形成更细的纤维束;

再次,采用精炼酶进行酶解反应,将以上步骤得到的干燥产物称重,按照水浴比1:15的比例,添加浓度为14g/l的精炼酶,在80℃和震荡下进行第一次酶解反应75min,过滤残留物、回收滤液入废液池,清水清洗过滤丝状物并压干,再次采用机械分丝设备分丝;

然后,对得到的经过再分丝的干燥丝状物进行第二次精炼酶酶解反应,此次酶解反应的反应温度为85℃,反应时间为80min,精练酶的浓度为8g/l,过滤、回收滤液入废液池,经过第二次酶解反应便可以得到粗纤维,将得到的粗纤维干燥处理;

再然后,对干燥后的粗纤维进行果胶酶酶解反应,按照干燥的粗纤维:水:果胶酶=1:50:0.0029的比例,控制温度为37摄氏度、ph值为5.1,震荡下酶解反应3小时,过滤、回收滤液入废液池,清水清洗纤维,压干,并进行最后的机械精细分丝,在50℃下烘干,得到原纤维;

最后,进行柔化处理,按照原纤维干重的0.20%秤取梳理剂t-8112,用15-20倍的清水稀释,得到柔软剂,将柔软剂均匀喷洒在原纤维上,常温密封8-12小时,得到柔化的原纤维。

实施例三

首先,将绿州一号草料通过机械切割的方式截取成段,流水式清水冲洗掉草料的碎渣、叶片等,并将清洗后的草料主杆部分采用机械碾压的方式将成段的绿州一号草料处理成丝状;

其次,将上述丝状的绿州一号草料进行清水蒸煮处理,蒸煮可以在高压或者常压下进行,蒸煮时间根据绿州一号的生长期而定,比如生长三四个月的绿州一号可以蒸煮3-5个小时,而生长期达到半年以上的,则需要增加蒸煮时间,蒸煮温度控制在102℃,蒸煮过程结束后滤掉废液,该废液不可排放,可以收集入专门的废液池,经过处理可以制成有机肥,清水清洗丝状物并作干燥处理,而后利用机械分丝设备对丝状物进行机械分丝处理,该步骤可以使原本聚合在一起的多丛纤维在机械设备的干预下分裂开,形成更细的纤维束;

再次,采用精炼酶进行酶解反应,将以上步骤得到的干燥产物称重,按照水浴比1:16的比例,添加浓度为16g/l的精炼酶,在95℃和震荡下进行第一次酶解反应90min,过滤残留物、回收滤液入废液池,清水清洗过滤丝状物并压干,再次采用机械分丝设备分丝;

然后,对得到的经过再分丝的干燥丝状物进行第二次精炼酶酶解反应,此次酶解反应的反应温度为80℃,反应时间为70min,精练酶的浓度为9g/l,过滤、回收滤液入废液池,经过第二次酶解反应便可以得到粗纤维,将得到的粗纤维干燥处理;

再然后,对干燥后的粗纤维进行果胶酶酶解反应,按照干燥的粗纤维:水:果胶酶=1:55:0.0031的比例,控制温度为38摄氏度、ph值为5.3,震荡下酶解反应3.5小时,过滤、回收滤液入废液池,清水清洗纤维,压干,并进行最后的机械精细分丝,在50℃下烘干,得到原纤维;

最后,进行柔化处理,按照原纤维干重的0.23%秤取梳理剂t-8112,用15-20倍的清水稀释,得到柔软剂,将柔软剂均匀喷洒在原纤维上,常温密封8-12小时,得到柔化的原纤维。

通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可以在合适的范围调整各个参数的范围以使得提取过程更加高效,在整个提取过程中,本领域技术人员亦可以根据实际情况增加或减少酶解反应的程序,比如可以将第一次精练酶酶解反应和第二次精练酶酶解反应合二为一,或者增加精练酶酶解反应的次数,亦可根据得到的原纤维质量增加果胶酶酶解次数,从而更有效地降解纤维周围附着的木质素以达到最佳的实际使用效果。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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