一种玉米皮纤维的制备方法以及由该方法得到的玉米皮纤维的制作方法
【专利摘要】一种玉米皮纤维的制备方法，所述方法包括：（1）筛选无霉变的玉米皮，用水浸泡过夜，然后在浴比为1∶15-20的水溶液中进行超声波处理10-20min；（2）将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理；（3）用生物酶对玉米皮进行脱胶处理；（4）用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理；（5）后整理。本发明的制备方法得到的玉米皮纤维残胶率低，纤维细度好，强度高。
【专利说明】一种玉米皮纤维的制备方法以及由该方法得到的玉米皮纤维
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种对农作物废弃物进行再利用的制备工艺，尤其涉及一种玉米皮纤维的制备方法，属于可再生资源利用【技术领域】。
【背景技术】
[0003]玉米是世界上分布最广泛的农作物之一，其种植面积仅次于小麦和水稻。在我国大部分地域都有广泛种植，玉米成熟后，收取玉米粒，玉米棒和玉米皮通常被放弃。丰富的玉米皮资源其再用率非常低，只局限于在饲料等，有一小部分会编制成手工艺品，作为生活燃料，污染环境。为了充分利用自然资源，减少浪费和环境污染，将玉米皮进行脱胶后，可代替其他纤维用于产业，如制成人造板、缓冲材料、填充材料等等。因此，对废弃玉米皮进行再利用，可以减少焚烧带来的环境污染，又可以缓解能源危机，具有绿色环保和经济收益的双重优势。
[0004]目前玉米皮纤维脱胶一般是采用碱脱胶，也有人开始尝试探索生物酶脱胶，中国专利申请201210258345.8采用了化学生物联合脱胶方法，然而纤维的脱胶率、断裂强度和细度均不够理想。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明的目的是在于提供一种脱胶率高、对纤维损伤小的玉米皮纤维的制备方法。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种玉米皮纤维的制备方法，所述方法包括如下步骤:
(1)筛选无霉变的玉米皮，用水浸泡过夜，然后在浴比为1:15-20的水溶液中进行超声波处理10-20min ；
(2)将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理；
(3)用生物酶对玉米皮进行脱胶处理；
(4)用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理；
(5)后整理。
[0007]进一步，所述步骤(1)中超声波频率为20-30KHZ。
[0008]进一步，所述步骤(2)的工艺条件为双氧水浓度为30%双氧水15_20g/L，硼氢化钠
0.2-0.5g/L，焦磷酸钠l_2g/L，以每分钟I~2°C的升温速率，加热至温度为45°C，处理时间为 30min。
[0009]进一步，所述步骤(3)中的生物酶采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，三者的重量比为2.5:1:3.2，总浓度为2-3g/L，室温浸泡3_5天，完成脱胶处理之后将玉米皮纤维用80°C的热水浸泡lOmin，然后反复冲洗3_5次；
进一步，所述步骤(4)是中采用的是2-3g/L的氢氧化钠，1.2-2g/L的焦磷酸钠以及
l-1.5g/L的尿素，浴比为1: 10，以每分钟I?2°C的升温速率，加热至温度为60-70°C，时间:0.5-1小时；然后，放掉溶液，进行清水洗涤3-5次；
进一步，所述步骤(5)中的后整理是指水洗、脱水、给油、梳理、烘干。
[0010]进一步，是将玉米皮用粗疏机进行梳理。
[0011]进一步，所述给油的油剂是石蜡油、茶油、平平加O、聚氧乙烯醚、甘油按照重量比40-50:45-60:1-2:0.5-1:1~2组成，在浴比I:10的给油浴中浸泡30min，油剂浓度为4_5g/L，然后在轧车上压轧，带液率为50%。
[0012]此外本发明还提供一种玉米皮纤维，所述玉米皮纤维是采用上述制备方法得到的。
[0013]本发明的方法脱胶率高，制的的纤维横向连接消除，分散性好，强度高，无须进一步漂白即可达到较好的白度。得到的玉米皮纤维:残胶率低于18%，细度ISOdtex以下，纤维断裂强度大于1.50cN/dtex。
[0014]本申请说明书、说明书摘要、权利要求书中出现的浓度，wt%为相对于织物的重量百分比，其余为质量浓度，百分比为重量百分比。
[0015]
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体的实施例，进一步详细地描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
[0017]其中1.残胶率:GB/T18147.2-2000《大麻纤维试验方法一第2部分:残胶率试验方法》
2.细度:GB/T18147.4-2000《大麻纤维试验方法一第4部分:细度试验方法》
3.断裂强度:GB/T18147.5-2000《大麻纤维试验方法一第5部分:断裂强度试验方法》 实施例1
筛选无霉变的玉米皮，用水浸泡过夜，然后在浴比为1:15的水溶液中进行超声波处理lOmin，超声波频率为20KHz ;将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理，双氧水浓度为30%双氧水15g/L，硼氢化钠0.2g/L，焦磷酸钠lg/L，以每分钟I°C的升温速率，加热至温度为45°C，处理时间为30min ;用生物酶对玉米皮进行脱胶处理:采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，三者的重量比为2.5:1:3.2，总浓度为2g/L，室温浸泡5天，完成脱胶处理之后将玉米皮纤维用80°C的热水浸泡lOmin，然后反复冲洗3_5次；用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理:采用的是2g/L的氢氧化钠，1.2g/L的焦磷酸钠以及lg/L的尿素，浴比为1: 10，以每分钟1°C的升温速率，加热至温度为60°C，处理时间:0.5小时；然后，放掉溶液，进行清水洗涤；后整理:水洗、脱水、给油、梳理、烘干。梳理，是将玉米皮用粗疏机进行梳理。给油的油剂是石蜡油、茶油、平平加O、聚氧乙烯醚、甘油按照重量比40:45:1:1:1组成，在浴比1:10的给油浴中浸泡30min，油剂浓度为5g/L，然后在轧车上压轧，带液率为50%。
[0018]得到的玉米皮纤维:残胶率16.3%，细度175dtex，纤维断裂强度1.52cN/dtex。
[0019]实施例2 筛选无霉变的玉米皮，用水浸泡过夜，然后在浴比为1:15的水溶液中进行超声波处理15min，超声波频率为25KHz ;将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理，双氧水浓度为30%双氧水15g/L，硼氢化钠0.4g/L，焦磷酸钠2g/L，以每分钟I°C的升温速率，加热至温度为45°C，处理时间为30min ;用生物酶对玉米皮进行脱胶处理:采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，三者的重量比为2.5:1:3.2，总浓度为2g/L,室温浸泡5天,完成脱胶处理之后高温水洗使酶失活；用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理:采用的是2g/L的氢氧化钠，1.2g/L的焦磷酸钠以及lg/L的尿素，浴比为1: 10，以每分钟1°C的升温速率，加热至温度为60°C，时间:0.5小时；然后，放掉溶液，进行清水洗涤；后整理:水洗、脱水、给油、梳理、烘干。梳理，是将玉米皮用粗疏机进行梳理。给油的油剂是石蜡油、茶油、平平加O、聚氧乙烯醚、甘油按照重量比50:60:1:0.5:1组成，在浴比I:10的给油浴中浸泡30min，油剂浓度为4_5g/L，然后在轧车上压轧，带液率为50%。
[0020]得到的玉米皮纤维:残胶率在17%，细度175dtex，纤维断裂强度为1.55 cN/dtex。
[0021]实施例3
筛选无霉变的玉米皮，用水浸泡过夜，然后在浴比为1:20的水溶液中进行超声波处理lOmin，超声波频率为25KHz ;将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理，双氧水浓度为30%双氧水15g/L，硼氢化钠0.2g/L，焦磷酸钠lg/L，以每分钟I°C的升温速率，加热至温度为45°C，处理时间为30min ;用生物酶对玉米皮进行脱胶处理:采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，三者的重量比为2.5:1:3.2，总浓度为3g/L,室温浸泡3天,完成脱胶处理之后高温水洗使酶失活；用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理:采用的是3g/L的氢氧化钠，1.2g/L的焦磷酸钠以及lg/L的尿素，浴比为1: 10，以每分钟1°C的升温速率，加热至温度为70°C，处理时间:0.5小时；然后，放掉溶液，进行清水洗涤；后整理:水洗、脱水、给油、梳理、烘干。梳理，是将玉米皮用粗疏机进行梳理。给油的油剂是石蜡油、茶油、平平加O、聚氧乙烯醚、甘油按照重量比44:40:1:1:2组成，在浴比1:10的给油浴中浸泡30min，油剂浓度为4_5g/L，然后在轧车上压轧，带液率为50%。
[0022]得到的玉米皮纤维:残胶率16.0%，细度172dtex，纤维断裂强度1.50cN/dtex。
[0023]实施例4
筛选无霉变的玉米皮，用水浸泡过夜，然后在浴比为1:15的水溶液中进行超声波处理lOmin，超声波频率为30KHz ;将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理，双氧水浓度为30%双氧水20g/L，硼氢化钠0.5g/L，焦磷酸钠lg/L，以每分钟I°C的升温速率，加热至温度为45°C，处理时间为30min ;用生物酶对玉米皮进行脱胶处理:采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，三者的重量比为2.5:1:3.2，总浓度为2g/L,室温浸泡5天,完成脱胶处理之后高温水洗使酶失活；用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理:采用的是2g/L的氢氧化钠，1.2g/L的焦磷酸钠以及lg/L的尿素，浴比为1: 10，以每分钟1°C的升温速率，加热至温度为60°C，处理时间:1小时；然后，放掉溶液，进行清水洗涤；后整理:水洗、脱水、给油、梳理、烘干。梳理，是将玉米皮用粗疏机进行梳理。给油的油剂是石蜡油、茶油、平平加O、聚氧乙烯醚、甘油按照重量比50:45:2:0.5:1组成，在浴比I:10的给油浴中浸泡30min，油剂浓度为4_5g/L，然后在轧车上压轧，带液率为50%。
[0024]得到的玉米皮纤维:残胶率16.5%，细度170dtex，纤维断裂强度1.50cN/dtex。
[0025]对比例I 选取无霉变的洁净的玉米棒包皮，称取IOg放入烧杯中，按照浴比1:15加入150ml自来水，称取0.9g尿素、4g浓度为30wt%的双氧水加入到烧杯中，在30度的条件下作用40分钟，期间要对玉米棒包皮纤维进行翻滚浸压，使溶液能完全浸泡、充分浸润到玉米棒包皮的内部。预尿氧处理完成后，水洗玉米棒包皮纤维，控干。
[0026]按照浴比1:20加入200ml自来水，加入5.6g氢氧化钠、0.4g硅酸钠、0.4g多聚磷酸钠，使用超声波发生器(超声波频率33KHz)，在55度的条件下，对玉米棒包皮纤维作用20分钟。超声波碱处理完成后，先经过50度的热水水洗，然后再经过4-5次冷水水洗，得到
3.7g玉米棒包皮粗纤维。
[0027]按照浴比1:30量取蒸馏水111ml，称取0.083g果胶酶、0.028g半纤维素酶加入烧杯中，在50度条件下对玉米棒包皮纤维作用1.5小时(pH=7)。期间要对纤维进行搅拌，防止酶发生沉淀。将经过生物酶处理过的纤维在50度热水中水洗，使生物酶失活后，再经过凉水洗，得到3.2g胶质含量低的玉米棒包皮纤维(纤维的提取率为32.25%左右)，将其在90度下烘干即可。
[0028]最终得到的玉米棒包皮纤维的理化性能:残胶率在21.6%，细度为220dteX，断裂强度为 1.42cN/dtex。
【权利要求】
1.一种玉米皮纤维的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: (1)筛选无霉变的玉米皮，用水浸泡过夜，然后在浴比为1:15-20的水溶液中进行超声波处理10-20min ； (2)将玉米皮纤维进行双氧水浸泡预处理； (3)用生物酶对玉米皮进行脱胶处理； (4)用化学方法对玉米皮进行进一步脱胶处理； (5)后整理。
2.一种如权利要求1所述的玉米皮纤维的制备方法，其特征在于， 步骤(I)中超声波频率为20-30KHZ ； 步骤(2)的工艺条件为双氧水浓度为30%双氧水15-20g/L，硼氢化钠0.2-0.5g/L，焦磷酸钠l_2g/L，以每分钟I?2°C的升温速率，加热至温度为45°C，处理时间为30min ； 步骤(3)中的生物酶采用木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，三者的重量比为2.5:1:3.2，总浓度为2-3g/L，室温浸泡3-5天，完成脱胶处理之后将玉米皮纤维用80°C的热水浸泡lOmin，然后反复冲洗3_5次； 步骤(4)中采用的是2-3g/L的氢氧化钠，1.2-2g/L的焦磷酸钠以及1_1.5g/L的尿素，浴比为1: 10，以每分钟I?2°C的升温速率，加热至温度为60-70°C，时间:0.5-1小时；然后，放掉溶液，进行清水洗涤3-5次； 步骤(5 )中的后整理是指水洗、脱水、给油、梳理、烘干。
3.—种如权利要求1所述的玉米皮纤维的制备方法，其特征在于，后整理包括梳理，是将玉米皮用粗疏机进行梳理。
4.一种如权利要求1所述的玉米皮纤维的制备方法，其特征在于，所述给油的油剂是石腊油、茶油、平平加O、聚氧乙稀酿、甘油按照重量比40-50:45~60: 1-2:0.5-1:1~2组成，在浴比1:10的给油浴中浸泡30min，油剂浓度为4_5g/L，然后在轧车上压轧，带液率为50%。
5.一种玉米皮纤维，其特征在于，所述玉米皮纤维是采用权利要求1-4任一项制备方法得到的。
【文档编号】D01C1/00GK104032379SQ201410304628
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】耿云花 申请人:滁州惠智科技服务有限公司