專利名稱：利用汽爆技術(shù)對(duì)香蕉纖維進(jìn)行提取和脫膠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬紡織業(yè)領(lǐng)域，涉及纖維提取及脫膠的方法，尤其涉及一種以香蕉莖稈為原料利用汽爆技術(shù)進(jìn)行纖維提取和脫膠的方法。
背景技術(shù)：
香蕉產(chǎn)業(yè)是我國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，我國(guó)香蕉產(chǎn)區(qū)每年約產(chǎn)生700多萬(wàn)噸香蕉莖稈，目前均采用直接還田或丟棄的方法處理，既造成了資源的極大浪費(fèi)又破壞了生態(tài)環(huán)境。香蕉纖維主要是由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成，其纖維素含量相對(duì)亞麻和黃麻較低，半纖維素與木質(zhì)素含量較高，大量研究表明，香蕉纖維具有諸多優(yōu)點(diǎn)如強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)小、吸濕放濕快、初始模量高、服用衛(wèi)生性能良好等優(yōu)點(diǎn)。此外，香蕉纖維作為天然纖維的一種，又具有可再生、可降解、來(lái)源豐富、加工能耗小、原料價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。如何開(kāi)展香蕉纖維的綜合利用，延長(zhǎng)香蕉產(chǎn)業(yè)鏈，有效降低香蕉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)、提高產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、增加產(chǎn)品的附加值是香蕉產(chǎn)業(yè)發(fā)展中亟需解決的重大問(wèn)題之一。汽爆技術(shù)的全稱是蒸汽爆破處理技術(shù)，是利用高溫、高壓水蒸汽處理纖維原料，并通過(guò)瞬間釋壓過(guò)程實(shí)現(xiàn)原料的組分分離和結(jié)構(gòu)變化。其本質(zhì)是將滲透在植物組織內(nèi)部被壓縮的氣體在超短時(shí)間(0.00875s)內(nèi)突發(fā)性的釋放，使植物組織由高溫、高壓的狀態(tài)瞬間釋放為常溫常壓，從而達(dá)到降解纖維素和木質(zhì)素的目的。香蕉纖維的提取常用的方式是采用機(jī)械刮麻的方式獲得，由于生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度大， 得率低，一直未得到廣泛的應(yīng)用。常見(jiàn)的纖維脫膠方法有機(jī)械脫膠法、化學(xué)脫膠法、生物脫膠法、超聲脫膠法及生物-化學(xué)聯(lián)合脫膠法，而目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用于香蕉纖維脫膠的方法主要是化學(xué)脫膠法和生物酶法脫膠。化學(xué)脫膠可以去除韌皮中的絕大部分膠質(zhì)，達(dá)到脫膠的要求，具有時(shí)間短、效率高、可在短期內(nèi)獲得成效的特點(diǎn)，但是香蕉纖維膠質(zhì)含量高，生產(chǎn)成本高且處理過(guò)的廢水中含有有害的化學(xué)成分，回收難度大，極易造成環(huán)境污染。生物脫膠是利用微生物來(lái)分解膠質(zhì)。目前國(guó)內(nèi)生物技術(shù)在纖維脫膠方面的應(yīng)用尚未形成規(guī)模，酶制劑功能尚不完整，例如脫膠酶的活性還不夠高，脫膠率僅在40% -50%，因而生物脫膠還不能完全代替化學(xué)脫膠。可見(jiàn)，香蕉纖維脫膠技術(shù)是目前我國(guó)香蕉纖維加工方面急需突破的主要技術(shù)難題。專利CN 100424237C公布了香蕉纖維及其制法、使用它的混紡紗以及纖維構(gòu)造物，以機(jī)械方式提取香蕉纖維，對(duì)纖維的脫膠方式并未涉及，而機(jī)械刮麻存在勞動(dòng)強(qiáng)度大， 纖維得率低的特點(diǎn)。專利CN10109552. 8公開(kāi)了采用傳統(tǒng)化學(xué)脫膠的工藝制備香蕉韌皮纖維的方法，采用化學(xué)脫膠，香蕉纖維強(qiáng)力減弱且會(huì)污染環(huán)境。專利CN101736407A公開(kāi)了香蕉韌皮纖維的生物脫膠方法，但生物酶法脫膠普遍存在周期長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高，工藝復(fù)雜的特點(diǎn)。專利CN1017485^和CN1017485^公開(kāi)了香蕉纖維純紡和混紡紗線的生產(chǎn)方法，對(duì)于脫膠方法并未提及。專利CN10114i^6.4公布了一種可紡性麻纖維的制備方法，未對(duì)香蕉纖維的脫膠進(jìn)行研究。經(jīng)檢索未見(jiàn)汽爆技術(shù)應(yīng)用于香蕉纖維的提取和脫膠技術(shù)的相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種利用汽爆技術(shù)對(duì)香蕉纖維進(jìn)行提取和脫膠的方法，采用預(yù)堿處理和蒸汽爆破結(jié)合的方式，既有效地提高香蕉纖維得率，又降低香蕉纖維殘膠率，同時(shí)避免環(huán)境污染，開(kāi)辟了香蕉莖稈纖維提取和脫膠的新途徑，有利于蕉園廢棄物資源的綜合利用和產(chǎn)品附加值的進(jìn)一步提升。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案一種利用汽爆技術(shù)對(duì)香蕉纖維進(jìn)行提取和脫膠的方法，其步驟如下1、汽爆提取將切分好的新鮮香蕉莖稈放入汽爆罐中在1. 20 1. 60Mpa的汽爆壓力維壓60 120s，瞬間釋放后水洗并脫水得到香蕉粗纖維。2、預(yù)堿處理將香蕉粗纖維浸泡于濃度為10 20g/L的NaOH溶液中，在室溫下浸泡M 48h，水洗至中性并脫水。3、汽爆脫膠將預(yù)堿處理后的纖維再次放入汽爆罐中，在壓力1. 35 1. 55Mpa的條件下維壓時(shí)間為80 130s，纖維水分含量控制在20 40%，瞬間釋放后水洗并脫水。4、漂白將香蕉粗纖維進(jìn)行漂白處理，漂白處理分二步進(jìn)行第一次溫度在55 62°C，固液比為 1 14 18，漂白液含 1 1.6%&N￡i2Si03、2 2. 8%的 Na0H、2 2. 9% 的H2O2，處理1 2小時(shí)，水洗至中性；第二次60 68°C，固液比為1 15 19，漂白液含1 3%的Na2Si03、l%的NaOH、l 1. 6%的H2O2，處理1 2小時(shí)，水洗至中性。5、后處理對(duì)漂白后的香蕉纖維進(jìn)行給油、干燥、開(kāi)松、梳理而得到柔順潔白的香蕉纖維。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，工藝周期短，以蕉園廢棄的香蕉莖稈資源為主要原料，成本低， 采用預(yù)堿處理和蒸汽爆破結(jié)合的方式，既有效地提高香蕉纖維得率，又降低香蕉纖維殘膠率，同時(shí)避免環(huán)境污染，開(kāi)辟了香蕉莖稈纖維提取和脫膠的新途徑，有利于蕉園廢棄物資源的綜合利用和產(chǎn)品附加值的進(jìn)一步提升。
具體實(shí)施例方式下面用非限定性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)說(shuō)明，以下實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，其不應(yīng)該限制本發(fā)明的范圍，任何在本領(lǐng)域可以容易的作出的改變都可以被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。實(shí)施例一1、汽爆提取取新鮮香蕉莖稈10Kg，切分好后放入汽爆罐中在1. 20Mpa的汽爆壓力維壓70s，瞬間釋放后水洗并脫水得到香蕉粗纖維320g，得率在3. 2%。2、預(yù)堿處理將香蕉粗纖維浸泡于濃度為15g/L的NaOH溶液中，在室溫下浸泡 36h，水洗至中性并脫水。3、汽爆脫膠將預(yù)堿處理后的纖維再次放入汽爆罐中，在壓力1. 5Mpa的條件下維壓時(shí)間為90s，纖維水分含量為20%，瞬間釋放后水洗并脫水。4、漂白采用兩次漂白處理，第一次溫度在55°C，固液比為1 14，漂白液含的Na2Si03、2. 2%的Na0H、2%的H2O2，處理1小時(shí)，水洗至中性；第二次62°C，固液比為
1 15，漂白液含l%&N￡i2Si03、l%的Na0H、1.2%的H2O2，處理1.5小時(shí)，水洗至中性。5、后處理對(duì)漂白后的香蕉纖維進(jìn)行給油、干燥、開(kāi)松、梳理而得到柔順潔白的香
4蕉纖維。所得香蕉纖維長(zhǎng)度為160mm，纖維支數(shù)在450Nm，束纖維斷裂強(qiáng)度在3. 5g/D，殘膠率為 4. 5%。實(shí)施例二1、汽爆提取取新鮮香蕉莖稈KKg，切分好后放入汽爆罐中在1. 60Mpa的汽爆壓力維壓120s，瞬間釋放后水洗并脫水得到香蕉粗纖維540g，得率在3. 6%。2、預(yù)堿處理將香蕉粗纖維浸泡于濃度為18g/L的NaOH溶液中，在室溫下浸泡 48h，水洗至中性并脫水。3、汽爆脫膠將預(yù)堿處理后的纖維再次放入汽爆罐中，在壓力1. 55Mpa的條件下維壓時(shí)間為90s，纖維水分含量控制為20%，瞬間釋放后水洗并脫水。4、漂白采用兩次漂白處理，第一次溫度在60°C，固液比為1 18，漂白液含 1.6%的恥25103、2.8%的妝0!1、2.5%的！1202，處理1小時(shí)，水洗至中性；第二次65°C，固液比為1 19，漂白液含1%的妝25丨03、1%的妝0!1、1.6%的!1202，處理1小時(shí)，水洗至中性。5、后處理對(duì)漂白后的香蕉纖維進(jìn)行給油、干燥、開(kāi)松、梳理而得到柔順潔白的香蕉纖維。所得香蕉纖維長(zhǎng)度為100mm，纖維支數(shù)在600Nm，束纖維斷裂強(qiáng)度在2. 5g/D，殘膠率為 3. 5%。實(shí)施例三1、汽爆提取取新鮮香蕉莖稈20Kg，切分好后放入汽爆罐中在1. 40Mpa的汽爆壓力維壓100s，瞬間釋放后水洗并脫水得到香蕉粗纖維660g，得率為3. 3%。2、預(yù)堿處理將香蕉粗纖維浸泡于濃度為12g/L的NaOH溶液中，在室溫下浸泡 30h，水洗至中性并脫水。3、汽爆脫膠將預(yù)堿處理后的纖維再次放入汽爆罐中，在壓力1. 40Mpa的條件下維壓時(shí)間為120s，纖維水分含量控制在30%，瞬間釋放后水洗并脫水。4、漂白采用兩次漂白處理第一次溫度在58°C，固液比為1 16，漂白液含 1. 3%的Na2SiO3^2. 5%的NaOH,2. 9%的H2O2，處理2小時(shí)，水洗至中性；第二次65°C，固液比為1 17，漂白液含2%的妝25103、1%的妝0!1、1.3%的!1202，處理2小時(shí)，水洗至中性。5、后處理對(duì)漂白后的香蕉纖維進(jìn)行給油、干燥、開(kāi)松、梳理而得到柔順潔白的香蕉纖維。所得香蕉纖維長(zhǎng)度為140mm，纖維支數(shù)在530Nm，束纖維斷裂強(qiáng)度在3. 2g/D，殘膠率為 3. 9%。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種利用汽爆技術(shù)對(duì)香蕉纖維進(jìn)行提取和脫膠的方法，其特征在于，其步驟如下1)、汽爆提取將切分好的新鮮香蕉莖稈放入汽爆罐中在1.20 1. 60Mpa的汽爆壓力維壓60 120s，瞬間釋放后水洗并脫水得到香蕉粗纖維；2)、預(yù)堿處理將香蕉粗纖維浸泡于濃度為10 20g/L的NaOH溶液中，在室溫下浸泡 24 48h，水洗至中性并脫水；3)、汽爆脫膠將預(yù)堿處理后的纖維再次放入汽爆罐中，在壓力1.35 1. 55Mpa的條件下維壓時(shí)間為80 130s，纖維水分含量控制在20 40%，瞬間釋放后水洗并脫水；4)、漂白將香蕉粗纖維進(jìn)行漂白處理，漂白處理分二步進(jìn)行第一次溫度在55 62°C，固液比為 1 14 18，漂白液含 1 1.6%&N￡i2Si03、2 2. 8%的 Na0H、2 2. 9% 的H2O2，處理1 2小時(shí)，水洗至中性；第二次60 68°C，固液比為1 15 19，漂白液含1 3%的Na2Si03、l%的NaOH、l 1. 6%的H2O2，處理1 2小時(shí)，水洗至中性；5)、后處理對(duì)漂白后的香蕉纖維進(jìn)行給油、干燥、開(kāi)松、梳理而得到柔順潔白的香蕉纖維。
全文摘要
本發(fā)明屬紡織業(yè)領(lǐng)域，涉及一種利用汽爆技術(shù)對(duì)香蕉纖維進(jìn)行提取和脫膠的方法，取香蕉莖稈為原料，切分后進(jìn)行汽爆提取得到香蕉粗纖維，將香蕉粗纖維浸泡于堿液中進(jìn)行預(yù)堿處理，然后再經(jīng)汽爆脫膠、漂白、后處理得到香蕉纖維。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，工藝周期短，以蕉園廢棄的香蕉莖稈資源為主要原料，成本低，采用預(yù)堿處理和蒸汽爆破結(jié)合的方式，既有效地提高香蕉纖維得率，又降低香蕉纖維殘膠率，同時(shí)避免環(huán)境污染，開(kāi)辟了香蕉莖稈纖維提取和脫膠的新途徑，有利于蕉園廢棄物資源的綜合利用和產(chǎn)品附加值的進(jìn)一步提升。
文檔編號(hào)D01B1/50GK102277625SQ20111020607
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者盛占武, 金志強(qiáng), 高錦合 申請(qǐng)人:中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院海口實(shí)驗(yàn)站