[发明专利]苎麻生物脱胶工艺技术与设备

说明书

本发明涉及纺织工业中苎麻脱胶的新工艺及其设备。

苎麻是一种原产于我国的高产、优质、高效韧皮纤维作物。农民通过剥制而获得的农产品-苎麻(原麻，又称生苎麻)，必须经脱胶，除去其非纤维素物质(包括果胶、半纤维素、木质素、蜡脂质、水溶物等，统称苎麻胶质，占生苎麻重量的22～30％)，才能获得松散、洁白、可用于纺纱织布的苎麻纤维。目前国内外广泛采用的苎麻脱胶方法仍然是以烧碱煮炼为中心的常规化学脱胶工艺。其技术路线一般为：生苎麻→扎把装笼→浸酸(浴比1∶8～10，硫酸4.5g/l，50℃左右，30分钟)→一煮(蒸汽压2.0～2.5kg/cm²，1.5h，浴比1∶10，NaOH浓度6～8g/l)→洗麻(60℃热水，浴比1∶10)→二煮(蒸汽压2.0～2.5kg/cm²，2.5h，浴比1∶10，NaOH浓度14～18g/l，助剂2％左右)→洗麻(60～80℃热水，浴比1∶10)→打纤→漂酸洗(联合机)→给油→脱水→烘干(精干麻)。该法存在的主要问题是：消耗大量化工原料和能源，每加工一吨生苎麻耗固体烧碱150～200kg，浓硫酸45kg，原煤约2.5T，水600m³，电350度左右；损坏苎麻纤维固有的优良特性并降低纤维产量，高温高压和强酸浓碱水解胶质的同时使本来交叉、扭曲排列的微纤维变得平直了，并且水解了结晶度低的纤维素分子末端，导致成纱抱合力差、织物刺痒感明显，脱胶制成率一般为62～65％；污染环境严重，这些污染除了来自脱胶工艺能耗、化工原料的大量投入外，还来自生苎麻本身，其高浓度废水中COD值平均高达10000mg/l左右；工厂成本高，每吨生苎麻至精干麻的加工费在3000元左右。

此外，国内外还报道过第一代生物脱胶方法，即以微生物发酵作用或微生物酶制剂(粗酶液)催化作用为主体并辅以高温高压化学精练脱胶的生物一化学联合脱胶工艺。其中最先进达到生产实用水平，最具代表性，唯一用于生产实际具综合效果最好的工艺是“苎麻细菌化学联合脱胶技术”(专利号85103481，1990年获国家发明三等奖)。与常规化学脱胶工艺相比，该项技术节省化工原料42.3％，节省能耗23.6％，纤维耐磨提高4.5倍，脱胶制成率提高4.9个百分点，高浓度废水中COD降低56％，加工成本降低15％左右。然而，该项技术亦存在不尽人意之处，如菌株需氧量大，再加上酶活不太高，脱胶周期较长导致电力消耗较大；微生物酶对胶质结构破坏不彻底，生物脱胶后仍需要高温高压下稀碱液精炼；由于碱煮对纤维结构有一定的负作用，因此，细菌化学联合脱胶的苎麻纤维纺织性能仍未达到理想的水平。除此以外，采用酶制剂脱胶还存在着生产成本偏高，企业难以接受等问题。

本发明的目的是针对苎麻常规化学脱胶和生物化学联合脱胶方法存在的主要问题，提供一种生物脱胶工艺技术，使之与已有技术相比，具有节能，减少工艺辅料，提高脱胶制成率，保持纤维长度及扭曲数不受加工过程影响，改善可纺性能，减少污染源等特点。同时，为本工艺提供一种设备——洗麻机。

本发明的技术解决方案是通过选育高效脱胶菌株，并利用这种菌株对苎麻纤维进行生物脱胶加工，形成一套新的生物脱胶工艺。其技术方案包括：(1)高效脱胶菌株选育；(2)高效菌株生物学特性及其制备技术；(3)生物脱胶工艺参数；(4)生物脱胶麻后处理工艺。同时，为生物脱胶麻的后处理工艺设计试制一种洗麻机。该洗麻机采用辊式结构，即由齿辊和光辊对脱胶麻进行轧辊清洗。  

(1)高效脱胶菌株选育：自湖南、湖北、广东、河南、安徽等麻区采集菌样109份，从中分离具脱胶能力的菌株501个，经反复筛选，以编号为T85-260的菌株脱胶能力最强。果胶、半纤维素和总胶质脱除分别为88.3％、29.0％和60.6％，比T66菌株分别提高51、16和13个百分点。