专利名称：茧丝丝胶回收的方法
技术领域：
本发明涉及一种茧丝丝胶回收的方法。
茧丝，是指家蚕饲养成熟后所营造的茧、平面茧、茧衣，以及缫丝工程所得的生丝及其副产物，如丝头、丝片，茧丝是一种长蛋白质纤维，主要构造是纤维状蛋白质，称之为丝质，占总量70-75％，丝质外层为球状蛋白质所包复，称之为丝胶，占总量的25-30％，蚕丝所具有的光泽、手感柔软与垂挺性等优点都是由丝质所赋予，而丝胶则无此优点，因此，在织造衣料服饰时，其所含丝胶被脱除，这种脱除丝胶的工艺称之为脱胶或精练。传统的脱胶或精练工艺大都在碱性条件下进行，常用的碱剂如碳酸钠、矽酸钠、碳酸氢钠、氨水或肥皂，脱胶溶液的PH值调整在9.5-11.5之间，这种条件下的丝胶水溶性大大提高，于是脱胶或精练中常伴随水的大量使用，使排放的脱胶或精练废液中丝胶固形份含量和浓度偏低，大大降低了丝胶回收利用的可能性，如随意排放，则会造成环境的污染和资源的浪费。特别是近二十年来，专家学者探知丝胶由十八种氨基酸缩合而成，具有医药界的贵重药品成分；同时，丝胶具有良好的吸湿保湿性与紫外线吸收性，又可提供头发所需的氨基酸成分，因此，可广泛用于洗发、护发、沐浴等化妆用品上；又由于丝胶具粘着性与冻胶性，还可作为胶质物或作为培养微生物用洋菜冻的替代品。正因为丝胶具有如此多的优点与用途，所以近年来，相继投入丝胶回收利用的人力甚多，但他们所采用的方法大都着眼于现在既有的脱胶或精练工艺基础上，所以受其局限性，需要精度高而昂贵的设备及较大的处理窨，系统庞大，操作技术复杂，难度大，时间长，回收成本高，经济负担重。
本发明之目的旨在提供一种设计合理、设备简单、操作技术容易方便、回收成本低、时间短、效率高、丝胶分子量高、品质好、变废为宝、用途广泛、有利环境保护的茧丝丝胶回收的方法。
本发明的技术解决方案是利用高温高压脱胶法将茧丝所含丝胶脱除后，收集残液以回收丝胶，根据脱胶残液的凝胶特性分为可凝冻丝胶液、不可凝冻丝胶液与压滤丝胶液，并利用这一凝胶特性选择适当加工方法浓缩丝胶，再将浓缩丝胶以低温除湿干燥法及热风干燥法配合使用加以干燥，再经研磨分筛，即可回收高分子量、高品质的丝胶粉。
上述技术解决方案具体是将茧丝装填在密闭压力容器中，加入适量的水或并用脱色剂后，加热至100-130℃后，保温10-120分钟，即可将茧丝所含丝胶脱除，收集脱胶残液，就其凝胶特性分为可凝冻丝胶液、不可凝冻丝胶液与压滤丝胶液，不可凝冻丝胶液可采用喷雾干燥法或真空冷冻干燥法回收丝胶，而可凝冻丝胶液经冻胶化处理后，可直接以真空冷冻干燥法或融析法将丝胶析出，加以浓缩，或先以滤袋加压法浓缩丝胶，再经冷冻、解冻处理后，进行送风干燥、低温除湿干燥或热风干燥等干燥法干燥处理，即可回收丝胶。
本发明以茧丝为原料，不添加化学药剂，利用高温高压脱胶法将茧丝所含丝胶脱除，收集残液以回收丝胶，这种高效率高品质的高温高压脱胶法加工，可在不添加任何化学药剂的条件下，仅需30-100分钟，即可将丝胶从丝质表面脱离而溶于水中，回收的脱胶残液仍保持中性，丝胶无变质之忧，回收脱胶残液的丝胶固形份由数百PPm提高至2700ppm，而将排废量减至原先的1/3-1/2，因此，极大的保护了环境，防止了污染，本发明除了节省水源与能源的消耗外，还能大幅度提高脱胶设备的生产能力，并确保回丝胶品质的纯正。所以本发明设计合理、设备简单、操作技术容易方便、回收成本低、时间短、效率高，丝胶分子量高，品质好，变废为宝，用途广泛，有利环境保护，技术先进，经济适用。
图1、图2为本发明工艺流程图下面结合附图对本发明作进一步详细说明并给出较佳实施例参见图1、图2，本发明的茧丝原料以切口茧、平面茧、蛾口茧、生丝、丝片为最佳，丝头，中下茧次之，利用高温高压法将茧丝所含丝胶脱除，收集残液以回收丝胶。一般而言，除生丝外，茧丝的脱胶品质要求不高，这是因为大都作为绢纺或非衣料用途的原料。尽管脱胶条件较为宽松，但在不添加化学药剂与废水处理环境保护的前提下，本发明的茧丝脱胶仍采用高效率高品质的高温高压法进行脱胶加工，这种方法在不添加任何化学药剂的条件下，仅需30-100分钟，藉高温高压的物理作用，将丝胶从丝质表面脱离而溶于水中，回收脱胶残液仍保持中性，丝胶无变质之忧，回收脱胶残液的丝胶固形份由数百PPm提高至2700PPm，而将排废量减至原先的1/3-1/2，因此，本发明除了节省水资源与能源外，还能大幅度提高设备的生产运行能力，又可确保回收丝胶品质纯正。
茧丝用高温高压法脱胶后，根据脱胶条件不同，收集到的脱胶残液在室温条件下分为可凝冻丝胶液与不可凝冻丝胶液两类，不可凝冻丝胶液因受高温时间较长，丝胶分子量变小，丝胶所含的部分氨基酸受热，使回收的丝胶液变黄，如茧丝原料不洁，也会变黄，因此，可在脱胶或精练时，并用氧化漂白剂，即可改善变黄状况，但添加过量双氧水会使回收丝胶液粘度略有降低，故应严格控制漂白剂用量与精练温度和时间。上述丝胶液所含的氧化漂白剂可作为过氧化氢、过氧化钠及过硼酸钠，还原漂白剂为亚酸系漂白剂。回收丝胶液的凝冻性与丝胶分子量有关，分子量较小的粘度低，宜采用喷雾干燥法或真空冷冻法回收丝胶；分子量大的具有凝冻性，可采用真空冷冻干燥法或冻析法及滤袋压滤法回收丝胶，若采用冻析法或真空冷冻干燥法时，为避免搬移振动使丝胶液溢出容器，应先行分装，令其凝胶成冻，在考虑冷冻与解冻速率时，可采用活动棚架式冷冻盘车，在盘中定量注入丝胶液，厚度以1-2公分为宜，丝胶凝冻后移入-20℃的冷库内，当温度降至冰点时，丝胶液内水份先产生冰晶，并持续发展至丝胶液完全冻结为止，这时的冷冻品表面呈现线性冰晶交错的纹路，即可移至真空冷冻干燥机内或将其取出解冻，由于可凝冻丝胶在室温以下对水具有难溶性，因此解冻时会有大量的丝胶析出，利用这等特性，可藉解冻来回收丝胶。解冻处理除室温送风解冻外，还可采用水浴解解冻法，水温高于室温时，虽然可以减少解冻时间，但因丝胶的水溶性随温度升高而增加，使丝胶回收率降低，所以水浴解冻时，水温以室温为佳。解冻完全的丝胶呈海绵状析出，这时利用重力排液将融解液排出，所得丝胶绵体浓度为原液的四倍，固形份最高可达10％左右，另外，解冻后的丝胶绵体，还可直接以滤布或滤网压除多余液体，即可得丝胶团，丝胶固形份最高达25％左右，这种丝胶团由绵体压缩而成，松散后呈片状，有利干燥。
可凝冻的脱胶残液如采用滤袋加压浓缩法，可取密实的滤布缝制成袋，在适当的荷重压力下，可提高脱胶残液固形份的2-3倍，滤出丝胶液浓度约为一半，滤出的丝胶呈泥团状；如直接用热风干燥法干燥，则回收的丝胶会因固结与受热的作用而严重褐化，使商品价值丧失，所以宜经冷冻与解冻等处理后，再用低温除湿干燥法干燥，这样方法改善回收丝胶的品质；另外，压滤液因含高浓度丝胶，所以可根据冻析法或喷雾干燥法回收分子量较低的丝胶。
一般来说，影响丝胶回收率的因素，除丝茧原料来源不同外，精练温度高低与时间长短、氧化漂白剂的种类与用量、压滤用布组织密度与荷重、解冻方法与温度、丝胶绵体的浓缩方法等，都会影响丝胶的回收率，其中精练温度与时间的影响较为显著，相同的时间，温度相差10℃，回收率可相差20％以上，添加双氧水与否，降低3％左右，解冻水温的差异，则会相差1-2％，丝胶绵体的浓缩法不同，也会产生4％左右的差异，这种差异受丝胶绵体滤出液的多少而定，也就是液体中所含不可冻析的丝胶量。回收的丝胶，不论是液体、绵体或团状体，宜用适当的干燥法干燥，如送风阴干、低温除湿干燥、热风干燥、喷雾干燥或真空冷冻干燥，干燥时除应避免因加热而黄化的问题出现外，还要注意各种用途的品质要求，干燥中要略加翻搅，当水份降低至13％以下时，可将其用打粉机研成细粉，即完成了本丝胶回收的加工过程。
实施例1茧丝丝胶回收流程与操作说明1、不可凝冻丝胶液的制备称取不含蚕蛹之切口茧，加入10倍离子交换水或并加适量双氧水，置入高温高压精练试验机中，以120℃×100分钟的脱胶条件，将丝胶溶出后，以压扎机滤得不可凝冻的丝胶液；
1-1.称取不可凝冻的丝胶液1200公克，用离心型喷雾干燥机将丝胶液雾化喷入160℃的干燥室内，使其急速干燥成微细颗粒的丝胶粉；1-2.称取不可凝冻的丝胶液3000公克，分装于冷冻盘后，置于-20℃的冷冻库内冻结16小时，取出移入真空冷冻干燥机内，在-32℃下使水份升华后，冻结移除，即可得丝胶干燥绵体，经研磨后，成为丝胶粉。
2、可凝冻丝胶液的制备称取不含蚕蛹的切口茧，加入10倍离子交换水或并加适量双氧水，置入高温高压精练试验机中，以110℃×80分钟的脱胶条件，将丝胶溶出后，经压滤得不可凝冻的丝胶液。
3、可凝冻丝胶液的冻胶处理取可凝冻的丝胶液分装于容器，置于室温或冷藏库中使其凝胶成冻，待用；3-1、取冻胶处理后的丝胶冻3000公克，置入-20℃的冷冻库内冻结16小时，取出移入真空冷冻干燥机内，在-32℃的条件下，使水份升华后冻结移除，可得丝胶干燥绵体，经研磨后，即为丝胶粉。
4、冻胶后的丝胶冻融析处理；取凝冻后的丝胶冻，置入-20℃的冷冻库内冻结16小时，取出移入室温的水浴槽或在室温下解冻，丝胶成海绵状析出。
4-1、取融析处理后的丝胶冻3000公克，用倾倒排液法排除解冻液，得丝胶棉体，此绵体可采用室温送风干燥或低温除湿干燥法干燥，研磨后即为丝胶粉。
4-2、取融析处理后的丝胶冻3000公克，用滤袋加压法脱除解冻液后，得丝胶团，丝胶团可采用室温送风干燥或低温除湿干燥或热风干燥法进行干燥，研磨后，即为丝胶粉。
5、丝胶冻的滤袋加压浓缩处理取凝冻后的丝胶冻，置入滤袋中施以3-5公斤荷重，定时调整滤袋束口，经3-4小时，即可回收丝胶团与压滤液；5-1、取压滤后浓缩丝胶团装入冷冻盘后，置于-20℃的冷冻库内冻结16小时，取出移入室温的水浴槽或在室温下解冻，丝胶或散泥状析出。再用除湿干燥法干燥，研磨后得丝胶粉。
5-2、取压滤后的压滤丝胶残液装入冷冻盘后，置于-20℃的冷冻库内冻结16小时，取出移入室温的水浴槽或在室温下解冻，丝胶成悬浮状析出，用滤袋滤取析出丝胶，再用除湿干燥法干燥，研磨后，得丝胶粉；5-3、取压滤后的压滤丝胶残液1200公克，用离心型喷雾干燥机将丝胶液雾化喷入160℃的干燥室内，使其急速干燥成微细颗粒的丝胶粉。
实施例2。称取不适合缫丝的平面茧(丝胶含量29.6％)720公克，加入10倍离子交换水与适量双氧水，置入高温高压精练试验机中，在110℃下处理80分钟后，取出用压扎机将脱胶液压出，约收集得丝胶液6.7公升(固形份2.56％)；丝胶液凝冻后将丝胶液移入-20℃的冷冻库内，使之冻结，再移出，在室温下解冻，并以滤袋滤取丝胶(固形份24.2％)，经除湿干燥与研粉后，得到约140公克的丝胶粉。
实施例3称取缫丝副产物缫丝头(丝胶含25.7％)720公克，加入10倍离子交换水与适量的双氧水，置入高温高压精练试验机中，在110℃下处理80分钟后，取出用压扎机将脱胶液压出，约收集得丝胶液6.7公升(固形份2.3％)；将丝胶液移入-20℃的冷冻库内，使之冻结，再移出，在室温中解冻，并以滤袋滤取(固形份20.7％)，经除湿干燥与研粉后，得到约85公克的丝胶粉。
对比案例1称取不含蚕蛹的切口茧(丝胶含量27.1％)适量，加入30倍离子交换水，置于沸水中处理80分钟，取出用压扎机将溶出的丝胶液压出，收集的丝胶液(练减率7.6％)分装后，于-20℃的冷库内使之冻结，再置入真空冷冻干燥机中，保持品温在-32℃下，经20小时干燥，即可得干燥的丝胶。
对比案例2(资料直接引自1987加藤弘著绢纤维の加工技术てその应用P29)。
1、称取不含蚕蛹的切口茧(丝胶含量27.3％)1043公克，置于90℃热水中浸渍2-3小时后，取出脱水备用；2、调配精练液(内含亚硫酸氢钠、芒硝换水等)，将切口茧置入精练液，于沸液下处理10-15分钟后，收集精练液；3、精练液冷却后，在5℃的冷藏库中置放一夜，内含悬浮丝胶就会自然沉淀，再将上澄液倒掉，就可回收12公升的含丝胶沉淀物；4、利用离心机(5000rpm)将稀泥状的沉淀物浓缩成3公升后，加入3公升纯水，并以搅拌机搅拌后，再经离心浓缩而得到糊状的丝胶糊(含水率96.8％)；5、利用真空冷冻干燥机将丝胶糊干燥，即可得丝胶(31.12g)。
所以，本发明的茧丝丝胶回收的方法与前述引证案例及其他已有技术相比，更具有如下优点可降低废水处理的负担与成本，并解决丝胶回收不易的缺陷，同时增加回收茧丝丝胶的回收量。
权利要求
1.一种茧丝丝胶回收的方法，其特征在于利用高温高压脱胶法将茧丝所含丝胶脱除后，收集残液以回收丝胶，根据脱胶残液的凝胶特性分为可凝冻丝胶液、不可凝冻丝胶液与压滤丝胶液，并利用这一凝胶特性选择适当加工方法浓缩丝胶，再将浓缩丝胶以低温除湿干燥法及热风干燥法配合使用加以干燥，再经研磨分筛，即可回收高分子量、高品质的丝胶粉。
2.根据权利要求1所述的茧丝丝胶回收的方法，其特征在于所述的高温高压法为将茧丝装填在密闭压力容器中，加入适量的水或并用脱色剂后，加热至100-130℃后，保温10-120分钟，即可将茧丝所含丝胶脱除。
3.根据权利要求1所述的茧丝丝胶回收的方法，其特征在于不可凝冻丝胶液或压滤丝胶液采用喷雾干燥法或真空冷冻干燥法干燥。
4.根据权利要求1所述的茧丝丝胶回收的方法，其特征在于可凝冻丝胶液经冷冻后，再采用真空冷冻干燥法干燥。
5.根据权利要求1所述的茧丝丝胶回收的方法，其特征在于可凝冻丝胶液还可先凝胶，再经滤袋压滤浓缩、融析处理后采用低温除湿干燥法干燥。
6.根据权利要求1所述的茧丝丝胶回收的方法，其特征在于可凝冻丝胶液先进行凝胶，亦可经融析处理以浓缩丝胶，再以低温除湿干燥法或低温热风干燥法干燥。
全文摘要
一种茧丝丝胶回收的方法,利用高温高压脱胶法将茧丝所含丝胶脱除后,收集残液以回收丝胶,根据脱胶残液的凝胶特性选择适当加工法浓缩丝胶,再将浓缩丝胶以不同的干燥法干燥,再经研磨分筛,即可回收高分子量、高品质的丝胶粉,降低废水处理的负担与成本。设计合理、技术先进。
文档编号C08H1/00GK1343733SQ0011369
公开日2002年4月10日 申请日期2000年9月18日 优先权日2000年9月18日
发明者刘云聪 申请人:刘云聪