一种桑皮脱胶方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纤维生产技术领域，具体涉及一种桑皮脱胶方法。
【背景技术】
[0002]桑树属桑科桑属，我国是世界上种桑养蚕最早的国家，并且收集保存的桑树种质分属15个桑种3个变种，是世界上桑种最多的国家。其中栽培种有鲁桑、白桑、广东桑、瑞穗桑；野生桑种有长穗桑、长果桑、黑桑、华桑、细齿桑、蒙桑、山桑、川桑、唐鬼桑、滇桑、鸡桑；变种有鬼桑(蒙桑的变种)、大叶桑(白桑的变种)、垂枝桑(白桑的变种)。我国桑树栽培范围广泛，东北自哈尔滨以南，西北从内蒙古南部至新疆、青海、甘肃、陕西，南至广东、广西，东至台湾，西至四川、云南，以长江中下游各地栽培最多。
[0003]我国约有800万亩桑田，桑叶用来养蚕，而砍伐下来的枝条大部分当柴烧或废弃不用，这是一个极其巨大的廉价原料市场。目前利用起来的桑枝主要用于生产纤维板、造纸、提取中药等，其中桑皮主要用于桑皮纤维的生产。桑皮纤维是以桑树皮(桑树修剪枝条)为原料从中提取的纯天然绿色纺织纤维，具有优良的吸湿性、透气性、保暖性和一定的保健功效，其光泽良好、手感柔软、易于染色。桑皮纤维既有棉的特征，又具有麻纤维优点，因此具有极广阔的应用前景，是一种具有高附加值的纯天然绿色纤维。
[0004]桑皮脱胶是提取桑皮纤维的关键。现有研宄以化学脱胶法、生物脱胶法以及化学-生物联合脱胶法为主，始终无法解决环境污染和效率低等问题，不适合新型工业化要求以至于发展受限。本发明综合考虑环保和效率问题，采用蒸汽爆的物理膨爆作用松解胶质，再用生物技术消解残留部分胶质，最终达到清洁、高效脱胶目的，解决传统桑皮脱胶方法的技术难题。
[0005]蒸汽爆破技术最早由Mason发明并用于制楽过程，称为Maonite法。在Masonite工艺基础上，人们对蒸汽爆破制浆进行了大量的改进。其中的Stake和Kokta方法都是先预浸物料，然后在高温高压下短时汽蒸，最后爆破。
[0006]目前所有的蒸汽爆工艺的共同点是短时蒸煮和高压爆破。具有细胞结构的植物原料在高压(0.8-3.4MPa)、高温(180-240°C )介质下汽相蒸煮，纤维素较少降解并保持其结晶性，半纤维素和木质素则产生一些酸性物质，使半纤维素降解成可溶性糖，同时复合胞间层的木质素软化和部分降解，从而消弱了纤维间的粘结。其次是爆破过程，汽相饱和蒸汽和高温液态水两种介质共同作用于物料，瞬间完成的绝热膨胀过程，产生多次剪切，使物料从胞间层解离成单个纤维细胞。
[0007]桑皮中的主要成分是纤维素(约32% )、果胶(约26% )、半纤维素(约18% )、木质素(约7%)、水溶物(约11%)等，果胶、半纤维素及木质素等胶质含量较高，这些胶质与纤维素相互交织而形成复杂的难以降解的细胞壁结构。由于蒸汽爆破技术可以降解部分胶质而对纤维素影响不大，其爆破剪切作用可使桑皮解离成更小的纤维束或单纤维，有利于桑皮纤维与其他组分分离，因而可以用于桑皮脱胶处理，相比化学脱胶法而言，该技术以物理机械作用为主，更加清洁、环保。
[0008]由于桑皮中胶质含量很高，蒸汽爆破处理脱胶效果有限，但对物料胞间层结构的破坏更利于微生物作用。研宄表明，秸杆经过蒸汽爆破之后，其酶解率可达80-90 %，比未经汽爆的秸杆酶解率提高了 60-70%。因此，对蒸汽爆破后的桑皮进行生物脱胶处理，可增强生物作用效果，大幅提高脱胶效率。
【发明内容】
[0009]本发明的目的之一是为解决桑皮脱胶过程中污染大，效率低的问题，提供一种清洁高效的桑皮脱胶方法
[0010]本发明提供一种桑皮脱胶方法，包括以下步骤:
[0011]将新剪桑枝除去表层皮肩、结疤，剥取桑皮，去除桑皮表层青皮；
[0012]将所述处理好的桑皮用水浸泡，再进行敲打，然后用清水冲洗干净；
[0013]将上一步处理后的桑皮蒸汽爆破，得到桑皮纤维，将桑皮纤维用清水冲洗干净；
[0014]将冲洗干净的所述桑皮纤维进行生物脱胶、发酵，将脱胶后的桑皮纤维用清水冲洗干净，脱水；
[0015]再将脱水后的桑皮纤维浸入给油乳液中浸泡，然后捞出堆放上油；
[0016]上油后的所述桑皮纤维抖松、摊平，放入烘箱烘干，得到脱胶桑皮纤维成品。
[0017]进一步的，所述蒸汽爆破为先将上一步处理好的桑皮在浓度为2 %?6 %的NaHCO3溶液浸泡30min，捞出沥水并控制桑皮中吸附的NaHCCV^液的量使其含水率为50 %?300%，再置于汽爆罐中，在压力1.2?2.0MPa下维压5?lOmin，突然释压爆破。
[0018]进一步的，所述生物脱胶为将冲洗干净的所述桑皮纤维在100?130°C下加热30min，置于生物脱胶液中发酵24?48h，脱胶液的浴比为1:30，温度25?50°C，脱胶酶浓度为15g/L。
[0019]进一步的，所述脱胶酶为果胶酶。
[0020]进一步的，所述脱水后的桑皮纤维与所述给油乳液的浴比为1:20 ;在给油乳液中的所述浸泡温度为50?70°C，浸泡时间2?3h，捞出并堆放上油5?8h。
[0021]进一步的，所述给油乳液为给油油剂加水配制成的浓度为2?3g/L的乳液，所述给油油剂包括植物油、乳化剂0P-10 (烷基酚聚氧乙烯醚)和渗透剂JFC-1 (脂肪醇聚氧乙烯醚)。
[0022]进一步的，所述烘干温度为70?90°C。
[0023]进一步的，所述敲打频率为30次/min?240次/min，时间为10?30min。
[0024]本发明的有益效果在于:本发明的桑皮脱胶方法，采用蒸汽爆破技术与生物发酵技术联合脱胶的方法，对桑皮进行脱胶提取桑皮纤维。在桑皮脱胶过程中不再使用酸、碱等化学试剂，仅使用少量的NaHCOjP油剂，化学品的使用量和排放量相比常见的化学脱胶法而言减少95%以上。该工艺主要通过蒸汽短时蒸煮(5?10分钟)和爆破的物理作用破坏桑皮的胞间层结构，相比化学法而言大幅缩短处理时间。再通过生物发酵消解残留胶质，由于蒸汽爆破的促进作用，生物脱胶效率相比传统生物脱胶法明显提高。最终制得桑皮纤维的性质基本保持不变。由于本发明的方法主要是物理作用和生物作用，基本不添加化学药品，整个工艺流程中也无有毒有害物质产生和排放，因此该方法是一种清洁环保的脱胶工艺技术，符合生态化发展的要求，能实现桑皮纤维脱胶工艺的清洁、高效，解决传统工艺中的污染冋题和效率冋题。
【具体实施方式】
[0025]下文将结合具体实施例详细描述本发明。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
[0026]实施例一
[0027]1.将新剪桑枝用清洁钢丝球擦洗，除去表面皮肩、结疤，减少带入后工序的杂质，剥取桑皮。
[0028]2.用刮刀刮去桑皮表层青皮，以桑皮现白或出现纤维为宜，避免损伤或损失纤维。
[0029]3.取10g桑皮，放入IL容器中，加水50g，用木锤敲打桑皮，打击频率120次/min，连续打击15分钟，然后用清水将桑皮冲洗干净。
[0030]4.将上步桑皮在10ml的浓度为5% NaHCO3溶液中浸泡30min，沥水使桑皮含水率为300 %，倒入汽爆罐中，加热加压，在压力1.6MPa下保持10分钟，迅速打开泄压阀门，发生蒸汽爆破。桑皮纤维束喷射在收集网上，用清水冲洗干