专利名称：苎麻生物脱胶方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及苎麻脱胶技术领域，尤其涉及一种苎麻生物脱胶方法及装置。
背景技术：
苎麻是多年生宿根性草本植物，其韧皮部中含有大量苎麻纤维。苎麻纤维是一种 重要的纺织原料，但是必需对苎麻进行脱胶处理，除去与纤维素相胶合的果胶、半纤维素、 木质素等胶质物质后才能得到可用于纺织工业的苎麻纤维。传统的苎麻脱胶是利用纤维素与胶质物质对酸、碱等化学试剂的稳定性不同，通 过拆包解束、装笼、煮练、软麻、酸漂洗、给油、脱油、烘干等工序将纤维素与胶质物质分离， 得到精干麻。化学法脱胶不仅劳动强度大、浪费资源多、脱胶质量差，而且由于使用了大量 酸、碱、氧化剂等化学试剂，脱胶后产生的废液会造成严重的环境污染。为了提高脱胶质量，现有技术也公开了诸多生物脱胶方法，如专利号为 01106844. 2的中国专利公开了一种用苎麻果胶酶进行苎麻脱胶的工艺，包括菌株选育、菌 种培养、摇瓶发酵、脱胶酶液制备、苎麻扎把装笼、浸酶处理、碱和助剂煮练、洗麻、拷麻、漂 洗、渍油、脱水、烘干等13道工序，经过此种方法脱胶得到的精干麻的质量有所提高，但是 该脱胶工艺仅以浸酶处理代替传统的浸酸处理，仍需进行碱和助剂煮炼，会产生大量废液 污染环境，而且此方法中，脱胶酶液的制备时间较长，增加了脱胶成本。专利号为95112564的中国专利文献公开了一种生物脱胶工艺，直接将脱胶菌种 接种到生苎麻上，以苎麻为基质进行发酵产生脱胶酶，产生的脱胶酶与苎麻上的胶质物质 发生酶促反应，将胶质物质与纤维素相分离，该方法缩短了脱胶时间，降低了生产成本，但 是，脱胶菌种与苎麻的接触不均勻，使得苎麻发酵的质量参差不齐，从而导致脱胶质量不稳 定。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种苎麻生物脱胶方法及装置， 通过本发明提供的方法将苎麻脱胶后得到的精干麻质量稳定，纤维强度高。本发明提供了一种苎麻生物脱胶方法，包括将再干燥后的鲜苎麻进行除皮、预开纤，得到原麻；将扩大培养后的脱胶菌种浸泡接种于所述原麻中，以50r/min 200r/min的转速 进行振荡发酵，得到发酵麻；将所述发酵麻进行水洗开纤，得到初生麻；将所述初生麻进行渍油、脱水和烘干，得到精干麻。优选的，通过滚压揉搓将干燥后的鲜苎麻除皮、预开纤。优选的，所述干燥后的鲜苎麻含水量以重量计为10% 12%。优选的，所述振荡发酵的转速为60r/min 160r/min。优选的，所述发酵的温度为32°C 38°C。
优选的，所述水洗开纤包括以下步骤将所述发酵麻进行滚压搓洗；将经过滚压搓洗的发酵麻进行超声波水洗开纤。优选的，所述滚压搓洗的水温为80°C 90°C。优选的，所述超声波水洗开纤的水温为40°C 50°C。本发明还提供了一种用于苎麻生物脱胶的装置，包括用于对苎麻进行除皮、预开纤的除皮机；通过传送带与所述除皮机相连且可进行振荡发酵的发酵设备；通过传送带与所述发酵设备相连的洗涤机，所述洗涤机用于对苎麻进行水洗开 纤；通过传送带与所述洗涤机相连的渍油机；通过传送带与所述渍油机相连的烘干设备；设置在所述渍油机和所述烘干设备之间的脱水设备。优选的，还包括超声波洗涤机，所述超声波洗涤机设置于所述洗涤机和所述渍油 机之间，通过传送带分别与所述洗涤机和所述渍油机相连。与现有技术相比，本发明首先将再干燥后的鲜苎麻进行除皮、预开纤，去除麻皮等 杂质的同时增加苎麻的比表面积，有利于脱胶菌株以苎麻为基质进行发酵，降低了后续生 物脱胶的难度；将扩大培养后的脱胶菌种接种于所述原麻中，以50r/min 200r/min的 转速进行振荡发酵，脱胶菌种以原麻为基质进行发酵，产生脱胶酶，脱胶酶与原麻中的胶质 物质发生酶促反应，将胶质物质与纤维素分离，而在振荡的条件下发酵能够使原麻与脱胶 菌株充分、均勻接触，提高发酵效率和脱胶质量；然后将发酵麻进行水洗开纤，水洗开纤能 够将胶质物质等杂质与纤维素彻底分离，再经过渍油、脱水和烘干后得到质量稳定、纤维强 度高的精干麻。本发明提供的方法将机械处理方法与生物脱胶方法相结合，首先进行预开 纤以提高后续生物脱胶的效率，生物脱胶完毕后再水洗开纤实现胶质物质与纤维素的彻底 分离，缩短了脱胶时间，提高了脱胶效率，得到的精干麻质量稳定、纤维强度较高。同时，本 发明提供的苎麻生物脱胶方法无需使用化学试剂，而且脱胶过程中产生的余液能够回收利 用，不会产生废水，因而不会污染环境。此外，本发明提供的苎麻生物脱胶方法工艺流程简 单，成本较低。
图1为本发明提供的用于苎麻脱胶的装置的一种具体实施方式
的示意图。
具体实施例方式本发明提供了一种苎麻生物脱胶方法，包括将再干燥后的鲜苎麻进行除皮、预开纤，得到原麻；将扩大培养后的脱胶菌种浸泡接种于所述原麻中，以50r/min 200r/min的转速 进行振荡发酵，得到发酵麻；将所述发酵麻进行水洗开纤，得到初生麻；将所述初生麻进行渍油、脱水和烘干，得到精干麻。
按照本发明，首先将鲜苎麻进行干燥，降低苎麻的含水量。鲜苎麻的含水量以重量 计一般为14% 17%，经过干燥后，其含水量优选为10% 12%，更优选为11% 12%。 将鲜苎麻进行干燥还可以去除苎麻表面的麻壳等杂质以及霉变气味，降低下一步除皮、预 开纤的难度，提高其预开纤效率。将干燥后的鲜苎麻进行除皮、预开纤，除掉麻皮等杂质的同时增加苎麻的比表面 积，有利于苎麻均勻发酵，从而提高脱胶效率。本发明优选采用滚压揉搓的方式将干燥后的 鲜苎麻进行除皮、预开纤。所述滚压揉搓可以人工进行，也可以通过机械进行，优选为用中 国专利文献200610031993. 4或中国专利文献20081014187. 5公开的除皮机对干燥后的鲜 苎麻进行除皮、预开纤。再干燥后的鲜苎麻经过除皮、预开纤后，得到原麻。按照本发明，经过除皮开纤后， 除掉的杂质的质量优选为干燥后的鲜苎麻的质量的6% 12%，原麻的比表面积优选增大 两倍以上。除皮、预开纤的效果与除皮、预开纤的方式及时间有关，挤压力越大、时间越长， 除皮、预开纤的效果越好，但是挤压力过大会损坏麻纤维的质量。除皮、预开纤可以同时进 行，也可以单独进行，同时进行的具体例子包括采用中国专利文献200610031993. 4公开的 除皮机，通过罗拉的滚动揉搓同时实现除皮和预开纤的目的；单独进行的具体例子包括人 工将干燥后的鲜苎麻的青皮去掉，然后将去掉皮的苎麻进行滚压揉搓或其他方式的预开纤 处理，本发明优选采用机械方式同时进行除皮和预开纤。将扩大培养的脱胶菌种浸泡接种于所述原麻中，以50r/min 200r/min的转速进 行振荡发酵，得到发酵麻。所述浸泡接种优选包括以下步骤将扩大培养后的脱胶菌种稀释 成脱胶菌种液，按1 8 10的浴比浸泡原麻，即可实现接种，余液回收利用。所述浸泡的 温度优选为35°C 38°C，脱胶菌种液的pH值优选为4. 5 5. 5。本发明对所述脱胶菌种没 有特殊限制，具体例子可以为中国专利文献95112564. 8公开的胡萝卜软腐欧文氏杆菌，或 者为中国专利文献02108820. 9公开的菌种，或者为本发明人自主筛选培养的、实验室编号 为RJ6的菌种。所述脱胶菌种经过活化、扩大培养、浸泡接种于原麻上以后，即可以原麻为 基质进行发酵。脱胶菌种进行发酵后产生脱胶酶，所述脱胶酶能够与原麻中的胶质物质发生酶促 反应，使胶质物质与纤维素分离。本发明对所述接种后的原麻进行振荡发酵，振荡发酵能够 使脱胶菌种与经过除皮和预开纤处理的、比表面积较大的原麻充分接触，从而使原麻发酵 较为均勻，产生的脱胶酶在原麻中的分布较为均勻，使脱胶酶与原麻中的胶质物质充分、均 勻的发生酶促反应，获得质量稳定的发酵麻。所述振荡发酵的转速为50r/min 200r/min， 优选为60r/min 160r/min。所述发酵的温度优选为35°C 38°C，时间根据所用菌种的不 同而不同，优选为4h 14h，更优选为4h 10h。由于发酵的同时伴随着酶促反应的发生， 因此发酵后的苎麻中的胶质物质和纤维素基本实现了分离。本发明优选采用中国专利文献 200620050490. 7公开的苎麻生物脱胶连续发酵设备实现振荡发酵，该发酵设备设有车轨和 车架，将原麻放置于车架上，使车架沿车轨反复快速运转，即可实现振荡发酵。发酵结束后， 发酵余液可以回收，经过处理后重复利用。得到发酵麻后，将其进行水洗开纤，将纤维素和胶质物质等杂质彻底分离，得到较 为纯净的纤维。同时，水洗开纤还能够起到灭菌的作用。按照本发明，所述水洗开纤优选包 括以下步骤
5
将所述发酵麻进行滚压搓洗；将经过滚压搓洗的发酵麻进行超声波水洗开纤。按照本发明，可以以人工方式进行滚压搓洗，也可以以机械方式进行滚压搓洗，优 选为使用中国专利文献200710035989. X公开的洗麻机对所述发酵麻进行滚压搓洗，达到 分开纤维的目的。所述滚压搓洗的水温优选为80°C 90°C。滚压搓洗后，对所述苎麻进行超声波水洗开纤，使纤维充分分开。所述超声波水洗 开纤的水温优选为40°C 50°C。将所述发酵麻水洗开纤得到初生麻后，对所述初生麻进行渍油。本发明优选使用 中国专利文献200710035989. X公开的洗麻机对所述发酵麻进行渍油，即将发酵麻浸在5%0 的乳化油中，通过所述洗麻机上的多对罗拉反复搓碾浸在油水中的发酵麻。所述油水的温 度优选为70°C 80°C。将渍油后的初生麻进行本领域技术人员熟知的脱水和烘干，即可得到外形成条状 的精干麻。对所述精干麻进行纤维品质的测定，其纤维线密度、束纤维断裂强度均有所提高； 对所述精干麻的精梳麻条进行测定，与化学脱胶方法相比，其硬条率、不勻率、麻粒和短纤 率均大大降低。本发明还提供了一种用于苎麻脱胶的装置，请参见图1，图1为本发明提供的用于 苎麻脱胶的装置的一种具体实施方式
的示意图。本发明提供的用于苎麻脱胶的装置包括用于对苎麻进行除皮、预开纤的除皮机1、 通过传送带7与除皮机1相连的且可进行振荡发酵的发酵设备2、通过传送带7与发酵设备 2相连的、用于对苎麻进行水洗开纤的洗涤机3、通过传送带7与洗涤机3相连的渍油机4、 通过传送带7与渍油机4相连的干燥箱5、设置在洗涤机3和渍油机4之间、渍油机4和干 燥箱5之间的滚轮6，所述滚轮6设置在传送带7上。除皮机1通过滚压搓动将干燥后的鲜苎麻除皮、预开纤，为中国专利文献 200610031993. 4公开的麻除皮机，参见图1，除皮机1主要包括多个并排的主动罗拉11和 多个并排的从动罗拉12，这些主动罗拉和从动罗拉一对一的啮合，对干燥后的鲜苎麻进行 滚压搓动，麻皮被搓动碾掉；同时，由于受到挤压、碾搓，苎麻的比表面积增大，苎麻纤维初 步分离。发酵设备2是将纤维和胶质物质分离的主要设备，通过振荡发酵实现使原麻均勻 发酵的目的，为中国专利文献200620050490. 7公开的苎麻生物脱胶连续发酵设备。在发酵 设备内，原麻放置在车架上，车架沿轨道反复快速运转，即可实现原麻的振荡发酵。洗涤机3的作用是对发酵麻进行水洗开纤，为中国专利200710035989. X公开的洗 涤机，参见图1，洗涤机3主要包括水池33、多个并排设置的主动罗拉31和多个并排的从 动罗拉32，这些主动罗拉和从动罗拉一对一的啮合，对浸在水池33中的发酵麻进行滚压搓 洗，实现纤维和胶质物质等杂质的最终分离。渍油机4的作用是对初生麻进行上油，渍油机4具有与洗涤机3相同的结构，通过 多对主从罗拉的反复搓碾对浸在乳化油池41中的初生麻进行渍油。干燥箱5的作用是烘干脱水后的初生麻，得到干燥的精干麻。滚轮6的作用是通过挤压实现对苎麻的脱水，以便进行下一步工艺。
传送带7的作用是实现苎麻在各设备之间的传递，实现自动化，以便节省劳力、提
高效率。通过上述装置可以实现苎麻脱胶，具体过程如下通过人工或机械的方式将干燥后的鲜苎麻送入除皮机1，除皮机1通过滚压揉搓 将鲜苎麻除皮、预开纤后，得到原麻；原麻通过传送带7进入发酵设备2内，在发酵设备2内，将扩大培养后的脱胶菌种 稀释后，按1 8 10的浴比将原麻浸泡，然后控制发酵设备2内的温度为32°C 38°C， 使原麻以50r/min 200r/min的转速振荡发酵，原麻发酵后产生脱胶酶，脱胶酶与原麻上 的胶质物质发生酶促反应，将胶质物质和纤维分离，得到发酵麻； 所述发酵麻通过传送带7进入洗涤机3中的水池33中，洗涤机3上的主动罗拉31 和从动罗拉32对浸在水池31中的发酵麻进行滚压搓洗，实现纤维与胶质物质的彻底分离， 得到初生麻；所述初生麻通过设置在洗涤机3和渍油机4之间的滚轮6挤压脱水后，进入渍油 机4的乳化油池41中，渍油机上的主动罗拉和从动罗拉对浸在乳化油池41中的初生麻进 行碾搓渍油；渍油后的初生麻通过设置在渍油机4和干燥箱5之间的滚轮6挤压脱水后，进入 干燥箱5烘干，最后得到精干麻。在本发明提供的用于苎麻脱胶的装置的第二个实施例中，除了上述各设备之外， 在洗涤机和渍油机之间还可以包括超声波洗涤机，用于对苎麻进行超声波洗涤，提高脱胶 效果，所述超声波洗涤机通过传送带分别与洗涤机和渍油机相连。与现有技术相比，本发明提供的苎麻生物脱胶方法工艺流程简单，脱胶时间较短， 脱胶效率较高，成本较低。同时，本发明提供的苎麻生物脱胶方法产生的余液可以回收利 用，不会污染环境。为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的苎麻生物脱胶方法进行 详细描述。实施例1将产自湖南沅江的苎麻再干燥，使苎麻的水分含量为10% ；使用如图1所示的除皮机对再干燥后的鲜苎麻进行除皮、预开纤；将除皮、预开纤后的原麻装入麻盆，麻盆中麻的厚度为60mm 120mm ；将麻盆移入 中国专利文献200620050490. 7公开的发酵设备中，发酵设备中原麻的重量为500kg ；将胡萝卜软腐欧文氏杆菌扩大培养后用自来水稀释至活菌量为107cfu/mL的菌悬 液，按1 10的浴比，在水温为37°C、pH为4. 5时将发酵设备中的原麻浸泡；然后将发酵 设备中的温度调节为37士 1°C，使发酵设备中的原麻以60r/min的转速进行振荡发酵，发酵 8h ；将发酵后的发酵麻在80°C的热水中进行水洗开纤2h后，在40°C的温水中进行水 洗开纤lh，然后在温度为70°C、质量浓度为5%。的油水中渍油lh，经过脱水、烘干后，得到精干麻。得到1吨精干麻后，对所述精干麻进行纤维品质测定，结果见表1，表1为本发明实 施例及比较例提供的精干麻纤维品质的测定结果；
得到1吨精干麻后，对所述精干麻的精梳麻条进行测定进行品质测定，结果见表 2，表2为本发明实施例及比较例提供的精干麻的精梳麻条品质测定结果。实施例2将产自湖南沅江的苎麻再干燥，使苎麻的水分含量为12% ；使用如图1所示的除皮机对干燥后的鲜苎麻进行除皮、预开纤；将除皮、预开纤后的原麻装入麻盆，麻盆中麻的厚度为150mm ；将麻盆移入中国专 利文献200620050490. 7公开的发酵设备中，发酵设备中原麻的重量为600kg ；将胡萝卜软腐欧文氏杆菌扩大培养后用自来水稀释至活菌量为107cfu/mL的菌悬 液，按1 10的浴比，在水温为37°C、pH为4.5时将发酵设备中的原麻浸泡；然后将发酵设 备中的温度调节为37士 1°C，使发酵设备中的原麻以160r/min的转速进行振荡发酵，发酵 10h ；将发酵后的发酵麻在90°C的热水中进行水洗开纤2h后，在50°C的温水中进行水 洗开纤lh，然后在温度为80°C、质量浓度为5%。的油水中渍油lh，经过脱水、烘干后，得到精干麻。得到1吨精干麻后，对所述精干麻进行纤维品质测定，结果见表1，表1为本发明实 施例及比较例提供的精干麻纤维品质的测定结果；得到1吨精干麻后，对所述精干麻的精梳麻条进行测定进行品质测定，结果见表 2，表2为本发明实施例及比较例提供的精干麻的精梳麻条品质测定结果。实施例3将产自湖南沅江的苎麻再干燥，使苎麻的水分含量为11% ；使用如图1所示的除皮机对干燥后的鲜苎麻进行除皮、预开纤；将除皮、预开纤后的原麻装入麻盆，麻盆中麻的厚度为100mm ；将麻盆移入中国专 利文献200620050490. 7公开的发酵设备中，发酵设备中原麻的重量为400kg ；将胡萝卜软腐欧文氏杆菌扩大培养后用自来水稀释至活菌量为107cfu/mL的菌悬 液，按1 10的浴比，在水温为37°C、pH为5. 5时将发酵设备中的原麻浸泡；然后将发酵设 备中的温度调节为37士 1°C，使发酵设备中的原麻以130r/min的转速进行振荡发酵，发酵 9h ；将发酵后的发酵麻在80°C的热水中进行水洗开纤2h后，在40°C的温水中进行水 洗开纤lh，然后在温度为70°C、质量浓度为5%。的油水中渍油lh，经过脱水、烘干后，得到精干麻。得到1吨精干麻后，对所述精干麻进行纤维品质测定，结果见表1，表1为本发明实 施例及比较例提供的精干麻纤维品质的测定结果；得到1吨精干麻后，对所述精干麻的精梳麻条进行测定进行品质测定，结果见表 2，表2为本发明实施例及比较例提供的精干麻的精梳麻条品质测定结果。比较例1将产自湖南沅江的生苎麻扎成0. 7kg的麻束，以110kg/m3的麻把排列密度装笼；将胡萝卜软腐欧文氏杆菌扩大培养后用自来水稀释至活菌量为107cfu/mL的菌 悬液，再按0. 5g/L的比例加入N、P、K含量均为15衬％的农用肥，混勻，将麻笼在其中浸泡 25min ；
将浸泡接种后的麻笼在相对湿度90%、温度37°C的条件下静止发酵8h ；按1 8的浴比配制pH值为5. 5、温度为55°C的水溶液，将上述发酵后的麻笼浸 没于水溶液中保温3h ；将麻把解开、抖松后送入洗麻机进行洗麻；将洗过的麻纤维脱水、抖松、装笼后，在浴比为1 8、温度为95°C、含1. 5g/LH202、 pH值为11的漂白液中漂白25min，再用75°C温水洗涤；将经过漂白的麻纤维渍油、烘干后，得到精干麻。得到1吨精干麻后，对所述精干麻进行纤维品质测定，结果见表1，表1为本发明实 施例及比较例提供的精干麻纤维品质的测定结果；得到1吨精干麻后，对所述精干麻的精梳麻条进行测定进行品质测定，结果见表 2，表2为本发明实施例及比较例提供的精干麻的精梳麻条品质测定结果。表1本发明实施例及比较例提供的精干麻纤维品质的测定结果 表2本发明实施例及比较例提供的精干麻的精梳麻条+品质测定结果 由表1和表2可知，本发明提供的脱胶方法获得的精干麻纤维品质较好，且其精梳 麻条质量较好，硬条率、不勻率和麻粒均大大降低。 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对 于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行 若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
一种苎麻生物脱胶方法，包括将再干燥后的鲜苎麻进行除皮、预开纤，得到原麻；将扩大培养后的脱胶菌种浸泡接种于所述原麻中，以50r/min～200r/min的转速进行振荡发酵，得到发酵麻；将所述发酵麻进行水洗开纤，得到初生麻；将所述初生麻进行渍油、脱水和烘干，得到精干麻。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过滚压揉搓将干燥后的鲜苎麻除皮、预 开纤。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述干燥后的鲜苎麻含水量以重量计 为 10% 12%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述振荡发酵的转速为60r/min 160r/min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发酵的温度为32°C 38°C。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水洗开纤包括以下步骤 将所述发酵麻进行滚压搓洗；将经过滚压搓洗的发酵麻进行超声波水洗开纤。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述滚压搓洗的水温为80°C 90°C。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述超声波水洗开纤的水温为40°C 50 °C。
9.一种用于苎麻生物脱胶的装置，其特征在于，包括 用于对苎麻进行除皮、预开纤的除皮机；通过传送带与所述除皮机相连且可进行振荡发酵的发酵设备；通过传送带与所述发酵设备相连的洗涤机，所述洗涤机用于对苎麻进行水洗开纤；通过传送带与所述洗涤机相连的渍油机；通过传送带与所述渍油机相连的烘干设备；设置在所述渍油机和所述烘干设备之间的脱水设备。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括超声波洗涤机，所述超声波洗涤 机设置于所述洗涤机和所述渍油机之间，通过传送带分别与所述洗涤机和所述渍油机相
全文摘要
本发明提供了一种苎麻生物脱胶方法，包括将再干燥后的鲜苎麻进行除皮、预开纤，得到原麻；将扩大培养后的脱胶菌种浸泡接种于所述原麻中，以50r/min～200r/min的转速进行振荡发酵，得到发酵麻；将所述发酵麻进行水洗开纤，得到初生麻；将所述初生麻进行渍油、脱水和烘干，得到精干麻。本发明还提供了一种用于苎麻脱胶的装置。与现有技术相比，本发明提供的方法将机械处理方法与生物脱胶方法相结合，首先进行预开纤以提高后续生物脱胶的效率，生物脱胶完毕后再水洗开纤实现胶质物质与纤维素的彻底分离，缩短了脱胶时间，提高了脱胶效率，得到的精干麻质量稳定、纤维强度较高。
文档编号D01C1/00GK101857974SQ20101022623
公开日2010年10月13日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者仓道平, 曾晓希, 杨政, 谢良甫, 韦立 申请人:湖南润久科技有限公司