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苎麻生物酶脱胶若干问题探讨与技术应用

来源:印染在线 发布时间:2011年07月27日

苎麻纤维的脱胶工直接关系着纤维的开发利用。长期以来,苎麻脱胶工采用强酸、强碱、强漂、高温高压煮炼的化学脱胶工。因为大量使用化工原料和采用高温高压脱胶工,使生产成本高,环境污染严重。随着社会的进步,节约资源、保护环境、可持续发展成为企业的首要任务,因此化学脱胶工的改进迫在眉睫。化学脱胶工使苎麻纤维部分大分子链断裂,纤维刚性大,织物手感粗硬、刺痒、服用性能较差。现代生物技术的进步,为苎麻脱胶展示了一条全新的道路,即用酶促反应取代化学反应,利用生物酶的专一性,作用条件温和,不产生化学污染来完成苎麻脱胶。从上世纪90年代开始,湖南华升集团公司联合国内外微生物领域有影响的单位,对苎麻生物脱胶技术进行了大量的科学研究和技术研发工作,现就其工技术条件、产品质量情况、经济效益和节能减排效果作一探讨。

1苎麻生物酶脱胶工技术试验研究

1.1菌种
  本试验是采用山东大学培育的枯草芽孢杆菌,该菌种培养条件粗放,生长繁殖快,产生果胶酶活性高。经测试,在一同条件下,还产生木聚糖酶,甘露聚糖酶、蛋白酶,a一淀粉酶等,但极少产生纤维素酶,适合苎麻脱胶。该菌种易保藏,产酶活力稳定。
  1.2工流程
  酶制剂生产工流程:菌种选育-菌种培养-菌种产酶-三级发酵-粗酶液提取
  酶脱胶生产工流程:原麻扎把装笼-浸酶处理-洗麻-拷麻-漂洗-给油-脱水-烘干
  l.3工参数
  生物脱胶初酶液采用三级发酵,罐压控制在0.03Mpa,发酵温度为34±1℃,酶处理浴比l:12—15,温度45—55℃,pH7—8,时间2-4h。浸酶后用80—100℃热水灭菌洗麻30分钟,然后用2.5%的助剂将洗后的麻用常压沸煮l一2h,拷麻4—6圈,采用氧漂工,正常给油。
  1.4技术优势
  生物酶脱胶效率高,酶活可达1000u/ml,脱胶酶液可重复使用。生物酶在碱性条件

下作用,不损伤纤维,处理时间短,不需强碱强酸和高温高压煮炼,符合节能降耗要求,脱胶效果好,适合工业化生产。该菌种对人、畜、禽及植物无毒害,使用安全。脱胶废水污染物负荷减少80%以上。

2产品质量比较
  生物酶脱胶作用条件温和,生产的精干麻,硬条并丝少,纤维膨松,手感柔软,光泽柔和,可纺性能优良。生物脱胶苎麻纱线均匀度好,强力高,织造效率提高,布面质量好。经湖南省纺织产品质量监督检验授权站检测,各道产品质量均优于化学脱胶。
  2.1精干麻质量指标比较   

2 .2 复精梳条质量指标比较 

2 .3 3 6 Nm苎麻纱质量指标比较

2 .4 3 6 Nm纯苎麻坯布质量比较

3 综合经济效益比较
  由于生物酶脱胶精干麻纤维质量好,可纺性提高,使纺织各道工序制成率明显优于化学脱胶,经济效益显著。
  3 .1 各道工序制成率比较
  3 .1 .1 脱胶制成率比较

生物酶脱胶精干麻制成率明显优于化学脱胶,制成率增加2 .5 %,相当于每吨精干麻少用原麻4 1 .7公斤,降低成本2 3 4元。
  3 .1 .2 梳纺制成率比较

生物酶脱胶由于纤维损伤少,纤维长度长,精梳制成率明显高于化学脱胶,麻条手感极佳,集束性好,麻网均匀、清晰,细纱断头少,风箱花少。精梳制成率增加2 .4 4个百分点,纺纱制成率增加1 .1 个百分点,降低成本5 3 1 元。
  3 .1 - 3 纺纱千锭时断头率比较

由于酶脱胶纤维柔软,可纺性提高,断头率明显减少,纺纱效率提高。
  3 .1 .4 3 6 Nm 苎麻织布效率比较.

由于生物酶脱胶纱线质量较好,使整经和织布效率提高。

3 .2 用水、耗能指标比较
  与常规化学脱胶相比,生物酶脱胶无需高温高压瞧炼,水汽使用量大大减少,能源节约效果显著,成本比较如下:

吨精干麻用水、耗能费用,酶脱胶比化学脱胶减少9 2 4元成本,下降幅度为3 5 %。
  3 .3 化工料消耗成本比较   <

物酶脱胶每吨精干麻化工料消耗成本比化学脱胶增加6 0 2 元。
  综合以上分析,生物酶脱胶与化学脱胶相比:每生产一吨精干麻用水、耗能费用降低9 2 4 元;化工料消耗增加成本6 0 2 元;脱胶制成率增加2 .5 %,降低成本2 3 4 元;精梳制成率提高2 .4 4个百分点,纺纱制成率提高1 .1 个百分点,降低成本5 3 1 元;合计生物脱胶精干麻每吨综合成本可降低1 0 8 7 元。

4 生物脱胶排污情况比较
  4 .1 污水处理成本比较

经环保部门检测,生物酶脱胶与化学脱胶相比排污量减少8 0 %,所以其废水处理成本大大降低,吨精干麻污水处理成本减少3 3 0元,下降幅度为7 3 %。
  4 .2 生物脱胶污水处理方法
  生物脱胶的污水处理可采用分离、沉降技术,用离心机将粗酶液中的原液与残存物分离,原液用于脱胶,残存物用作饲料,脱胶后的污水流入沉淀池,沉淀物可用作肥料。

5 目前生物脱胶存在的问题及改进措施
  生物酶脱胶虽然具有上述各项优势,但在实际生产中还存在一定问题,最主要的是工质量稳定性。通过反复研究试验,认为影响稳定性的因素有以下几点,必需采取相应的改进措施:
  5 .1 现有原麻刮制质量差。达不到生物脱胶的要求
  原麻刮制差,麻皮麻壳较多,影响生物酶处理的质量,所以原料是生物脱胶的关键,可采取以下措施保证原料质量:
  5 .1 .1 建立优质苎麻种植基地,培育高品质苎麻,严格控制收割质量。
  5 .1 .2 成立原料公司,集中采购原麻,定点优质优价收购。
  5 .1 .3 推广机械剥麻技术,机械剥麻成丝状,麻皮麻壳少,适合生物脱胶。
  5 .2 生物酶制剂活力的一致性。均匀性要进一步提高
  通过不断的菌种优选培育和提纯复壮,保证酶活力的提高和稳定,满足工业化生产。
  5 .3 生物酶在发酵过程中容易被杂菌感染
  按有关标准建立无菌发酵室,减少杂菌的影响;制订操作

规程,严格按程序操作,减少人为影响因素。
  5 .4 发酵温度控制要求较高
  采用带有温度自动控制的发酵罐,发酵工要精细化管理,提高菌种的活力和稳定性。

6 结语
  采用生物酶对苎麻进行脱胶处理,无需高温高压煮炼,生产过程中也不用强酸强碱,作用条件温和。生产的精干麻纤维质量好,可纺性能优良,后道工序质量和制成率提高,经济效益好,特别是节能减排效果显著。生物酶脱胶技术适合苎麻工业化生产,只要对其存在的问题采取相应改进措施,生物酶脱胶必将结出苎麻纺织技术创新的硕果。


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