羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學脫膠方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于羅布麻韌皮纖維脫膠技術領域，具體為羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學脫膠方法，是在超臨界二氧化碳狀態下利用化學藥液和生物酶溶液進行羅布麻韌皮纖維脫膠的方法。
【背景技術】
[0002]羅布麻植物屬被子植物門夾竹桃科，主要包括夾竹桃科羅布麻屬的羅布麻和白麻屬的白麻及大葉白麻等3種植物。它們是中亞荒漠化草原區防風固沙優勢植物，具有耐旱、耐鹽堿、繁殖力強等特殊的生態習性，又是中藥材、保健品和高檔紡織用纖維原料，其脫膠精梳后的纖維具有纖維細、強度大，透氣性好，折射率大，具有絲一樣的光澤，并具有遠紅外線功能。用35%以上羅布麻纖維與羊毛、棉混紡的纖絲織成的針織內衣具有殺菌、降血壓、平喘、止咳的保健功能。
[0003]收割后的羅布麻要成為具有可紡性的纖維，一般要經歷兩個主要的加工過程一一剝麻和脫膠。通過剝麻得到的是麻皮，即韌皮纖維，不能直接用來紡紗，因為麻皮中含有許多膠質，纖維被包圍在其內。脫膠就是脫去原麻中的膠質，制取適于紡織加工的纖維的過程。在我國對羅布麻韌皮纖維進行化學脫膠之前，人們大多數采用堆積發酵、露水浸漬等傳統的微生物方法對羅布麻韌皮纖維進行脫膠。但這些方法脫膠效果穩定性差，后續加工難度大，且耗時耗力，成本高，容易引起環境污染等問題。化學脫膠是利用原麻中的纖維素和膠質對堿、無機酸和氧化劑作用的穩定性的不同(在不損傷或盡量少損傷纖維原有機械性質的原則下)，去除其中的膠質成分，而保留或制取纖維素的化學加工過程。在化學脫膠工藝中，以堿劑為主，并以氧化劑、其他助劑和一定的機械作用為輔，以達到脫膠的目的。存在耗能較大，成本高，廢水排放量大，易污染環境，設備投資費用較大等缺點。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于解決存在的問題和缺陷，提供一種利用超臨界二氧化碳流體為介質的羅布麻韌皮纖維生物化學脫膠方法，具有脫膠效率高和對環境無污染的顯著特點。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學脫膠方法，將羅布麻韌皮纖維在超臨界二氧化碳狀態下，依次經化學藥液和生物酶溶液脫膠處理；所述化學藥液中，以質量濃度計，草酸0.5?2%、草酸銨0.5?1.5%、硫酸0.5?I %、硫酸鎂0.5?I %，其余為水；所述生物酶溶液中，以質量濃度計，果膠酶2?5%、木聚糖酶I?3%、漆酶I?3%，其余為水；以質量比計，所述羅布麻韌皮纖維與所述化學藥液、生物酶溶液的比例為1: 2?4: 1.5?2.5。
[0006]作為優選的技術方案，所述化學藥液處理的工藝條件為40?70°C，20?30MPa條件下，處理30?60min。
[0007]作為優選的技術方案，所述生物酶溶液處理的工藝條件為在40?70°C，10?25MPa條件下，處理60?90min。
[0008]本發明還提供超臨界二氧化碳脫膠反應釜，包括:筒體，所述筒體上設有凸肩平蓋，其特征在于:筒體內部設有倉籠，所述倉籠中部設有倉籠中心柱，所述倉籠中心柱為頂部密封、無底的中空帶孔結構，所述倉籠中心柱內設有螺紋套筒；所述筒體底部中心處分別設有二氧化碳進口，反應劑溶液進口，電動機傳動軸進口，電動機傳動軸進口處設有磁力密封裝置，電動機傳動軸通過電動機傳動軸進口伸入到筒體內部，電動機傳動軸的前端帶有螺紋；電動機傳動軸的前端螺紋與倉籠中心柱內螺紋套筒螺紋連接，所述二氧化碳進口和反應劑溶液進口通入倉籠中心柱內部；所述的倉籠在倉籠中心柱的帶動下可以轉動；所述筒體外設有夾套；所述筒體上設有二氧化碳出口和反應劑溶液出口 ；電動機傳動軸外部設有支撐管，所述支撐管固定設置在釜體底部，并延伸至倉籠中心管內部；所述支撐管與倉籠中心柱長度比為3:8?9 ;所述螺紋套筒上固定有定位螺母；所述倉籠中心柱管壁孔的孔徑為5?10mm，孔間間距3?5mm ;所述倉籠上設有倉籠蓋。
[0009]本發明還提供羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學聯合脫膠方法，采用上述超臨界二氧化碳脫膠反應釜和上述的脫膠方法進行脫膠處理，包括以下步驟:
[0010]⑴將羅布麻韌皮纖維放置到所述超臨界二氧化碳脫膠反應釜中的倉籠內，并平行卷繞到倉籠中心軸上；在40?70°C，20?30MPa條件下，以0.3?0.5kg/min的速度注入所述化學藥液，以30?60r/min轉動倉籠，處理30?60min，然后降溫泄壓至常溫常壓，采用清水洗滌羅布麻韌皮纖維；
[0011 ] ⑵再次將羅布麻韌皮纖維置于超臨界二氧化碳脫膠反應釜中的倉籠內，并平行卷繞到倉籠中心軸上，在40?70°C，10?25MPa條件下，以0.1?0.3kg/min注入所述生物酶溶液，以10?40r/min轉動倉籠，處理60?90min，降溫泄壓至常溫常壓。
[0012]現有技術中，化學脫膠方法生產一公斤麻通常需要100?400公斤水，需要10?20g的酸，需要200?300g的堿，脫膠時間需要4?6h ;全生物酶脫膠需要150?250g的生物酶，脫膠時間更長，需要1h以上，并且脫膠效果比較差。
[0013]采用本發明脫膠方法生產一公斤麻通常需要5-15公斤水，需要5?1g的酸，需要100?200g的生物酶，脫膠時間需要2?3h，殘膠率10%以下，制成率比現有化學脫膠提高10?15%，制成率是指產品占原料的比例。羅布麻單纖維纖維斷裂強度12?15cN/
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【附圖說明】
[0014]圖1本發明脫膠反應釜結構示意圖；
[0015]圖2是圖1中A部分放大圖；
[0016]圖3本發明羅布麻韌皮纖維脫膠處理過程示意圖；
[0017]圖4本發明羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學脫膠系統示意圖；
[0018]圖中，1、筒體；2、倉籠；3、倉籠中心柱；4、二氧化碳進口 ；5、電動機傳動軸；6、反應劑溶液進口 ；7、磁力密封裝置；8、支撐管；9、夾套；10、二氧化碳出口 ；11、螺紋套筒；12、倉籠蓋；13、凸肩平蓋；14、密封圈；15、反應劑溶液出口 ；16、防爆電機；17、羅布麻韌皮纖維。
【具體實施方式】
[0019]本發明殘劑率按照GB 5889-86《苧麻化學成分定量分析方法》測定。本發明單纖維纖維斷裂強度按照GB/T5886-86《苧麻單纖維斷裂強度實驗方法》測定。
[0020]實施例中，果膠酶購自江蘇銳陽生物科技有限公司，活力彡10000u/g，適宜pH值范圍3.5?6.5，最佳pH值范圍5.5?6，適宜溫度45?65 °C，最適溫度55?60°C ;木聚糖酶購自江蘇銳陽生物科技有限公司，活力彡50000u/g，適宜pH值范圍4.0?5.5，最佳pH值5.0，適宜溫度20?60°C，最佳溫度50°C ;漆酶購自上海丹尼悅生物科技有限公司，INDICLEAN6G+，活力彡5000u/g,最佳pH值范圍4?6，最適溫度40?60°C。
[0021]實施例1
[0022]生物酶溶液的配制
[0023]將果膠酶、木聚糖酶、漆酶依次置于水中，攪拌均勻，配制含有質量濃度3%果膠酶、2 %木聚糖酶、2 %漆酶的水溶液。
[0024]化學藥液的配制
[0025]將草酸、草酸銨、硫酸、硫酸鎂依次置于水中，攪拌均勻，配制含有質量濃度1%草酸、0.5%草酸