一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法

本发明属于纺织加工，涉及一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法。

背景技术：

1、苎麻原产于中国，可用作纺织原料，具有强度和模量高，吸湿透气性好，服用爽滑挺括、舒适凉爽等特性。苎麻原麻由纤维素成分和胶质成分构成。苎麻纺纱织造前需要去除非纤维类胶质，得到精干麻纤维。市售苎麻精干麻纤维的残胶率一般在5％以内。gb/t7699—2022《苎麻》中规定三级精干麻的束纤维断裂强度≥3.5cn/dtex。

2、苎麻的脱胶工艺中较为常用的有化学脱胶和生物脱胶。化学脱胶是通过浸酸、碱液煮练、氯漂达到脱胶的目的。然而，浸酸工艺要求严格，若控制不当，会影响原麻纤维的强力，且酸液对设备的腐蚀性很强；高温煮练的耗水耗能高，脱胶废液的cod值高，废水处理难度大；氯漂对环境的影响大。生物脱胶包括微生物脱胶和酶脱胶，其中酶脱胶是利用脱胶酶制剂催化苎麻原麻，降解苎麻纤维外包裹的胶质复合体，从而使纤维分离出来。现有研究中，多用复合酶处理的方式对苎麻进行生物脱胶处理。常用的苎麻脱胶复合酶中含有果胶酶、半纤维素酶。但是，各种酶制剂同时使用时各种酶的作用条件不一致，导致它们无法同时发挥出高效的催化作用。另外，目前酶脱胶存在生产成本较高、处理效果欠佳等问题，无法满足市售产品的质量要求，所以提高苎麻酶脱胶的效率与效果是该方法需要解决的关键问题。

技术实现思路

1、[技术问题]

2、本发明实际要解决的技术问题是提供一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法，该方法中采用绿色溶剂对苎麻原麻进行预处理，部分去除其中的木质素和脂蜡质，随后采用果胶裂解酶催化降解纤维上剩余的果胶，在果胶去除过程中其他杂质组分随之一起被去除，最后经过氧化氢漂白得到苎麻纤维。

3、[技术方案]

4、为了解决上述问题，本发明提供了一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法，所述方法是首先，采用γ-戊内酯，苎烯和水配制成一种可去除苎麻原麻中木质素与脂蜡质组分的绿色溶剂，其中，γ-戊内酯可有效去除木质素，苎烯可有效去除脂蜡质，并且在γ-戊内酯和苎烯的协同作用下，苎麻原麻中的木质素和脂蜡质能被更加高效的去除；然后，采用果胶裂解酶对原麻继续进行催化降解，有效去除果胶、半纤维素以及剩余的木质素等其他杂质，由于原麻经过预处理，部分杂质已被去除，在其表面产生更多的孔隙，有利于酶组分进入麻内部，更加有效的降解果胶。果胶的高效降解，也使得与其粘连在一起的半纤维素、木质素等杂质能被有效去除，仅利用单一果胶裂解酶就能够完成酶脱胶工序，酶脱胶的效率和效果都得到提升，单一果胶裂解酶处理效果好于复合酶脱胶酶(果胶酶、半纤维素酶、木质素降解酶等复配酶)的处理效果；最后，经过氧化氢漂白、上油后，得到苎麻纤维。

5、本发明的第一个目的是提供一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法，包括如下步骤：

6、步骤1：取苎麻原麻，对其进行梳理，取γ-戊内酯、苎烯、硫酸与水一起配制预处理液，加入苎麻原麻进行处理，之后进行敲麻水洗，得到预处理后的苎麻；

7、步骤2：将果胶裂解酶、表面活性剂和水配制成脱胶用果胶裂解酶处理液，再使用碱性试剂调节处理液ph至8.0～10.0，将步骤1预处理后的苎麻加入果胶裂解酶处理液处理，之后进行敲麻水洗，得到果胶裂解酶处理后的苎麻；所述果胶裂解酶的添加量为8.5～850u/g苎麻；

8、步骤3：取氢氧化钠、30％体积分数的过氧化氢配制漂白液，将步骤2果胶裂解酶处理后的苎麻加入漂白液处理，水洗后得到漂白苎麻；

9、步骤4：取乳化油、乳化剂、水配制油乳液，将步骤3漂白苎麻放入油乳液中静置上油，最后脱水烘干得到苎麻纤维。

10、进一步的，步骤1中选用的苎麻为次年原麻，原麻经过冲洗、晒干或直接经过晒干、堆置以剥制得的黄色非青色的苎麻韧皮。

11、进一步的，步骤1所述预处理液为含有20％～40％体积分数γ-戊内酯、5％～10％体积分数苎烯、硫酸0.25～1g/l，其余为水。

12、进一步的，步骤1中苎麻和预处理液的质量和体积比为1g：(10～100)ml。

13、进一步的，步骤1所述预处理在90～100℃的条件下处理1～2小时。

14、进一步的，步骤2所述脱胶用果胶裂解酶处理液为含果胶裂解酶1～10g/l、表面活性剂1～2g/l，其余为水。

15、进一步的，步骤2所述表面活性剂可以为辛癸醇聚氧乙烯醚等润湿渗透剂。

16、进一步的，步骤2所述碱性试剂可为碳酸钠，碳酸氢钠，氢氧化钠等可以调节溶液ph为8.0～10.0的其他试剂。

17、进一步的，步骤2中苎麻和果胶裂解酶处理液的质量和体积比为1g：(10～100)ml。

18、进一步的，步骤2所述的果胶裂解酶处理在35～55℃的条件下处理4～12小时。

19、进一步的，步骤3中naoh用量为2～4g/l，30％体积分数的过氧化氢用量为6～10ml/l。

20、进一步的，步骤3所述过氧化氢漂白在98～100℃条件下处理1～2小时。

21、进一步的，步骤3中苎麻和漂白液液的质量和体积比为1g：(10～100)ml。

22、进一步的，步骤4中油乳液为含有4～8g/l jnm-d1乳化油、0.5～2g/l过氧化氢、4～8g/ljnm-d2乳化剂的水溶液。

23、进一步的，步骤4中苎麻和油乳液的质量和质量比为1：(8～12)。

24、进一步的，步骤4中静置上油为在45℃的温度下静置上油40分钟。

25、本发明的第二个目的是本发明所述的方法制备得到的苎麻纤维。

26、本发明的第三个目的是本发明所述的一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法可用于亚麻、红麻等其他韧皮纤维的脱胶加工。

27、[有益效果]

28、(1)本发明提供了一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法，解决了传统酸碱预处理工艺流程长、废水排放指标高的缺陷，而且脱胶操作过程简单，延续保留了生物酶脱胶环保优势。

29、(2)本发明提供了一种能够提高苎麻生物酶脱胶效果的预处理方法，采用γ-戊内酯/苎烯/水体系对苎麻原麻进行预处理，能够对生物酶难以降解的木质素、脂蜡质进行去除，既提升了脱胶效果，还在原麻上产生了很多的微隙，为后续果胶裂解酶催化提供了扩散通道，起到协同促进作用，提高了酶脱胶的效率和效果。

30、(3)本发明提供了一种提高单一果胶裂解酶苎麻脱胶效果的方法，采用γ-戊内酯/苎烯/水体系部分去除苎麻中的木质素和脂蜡质对后续果胶酶脱胶有非常好的促进作用，制备得到的苎麻纤维中的果胶含量为0.2％。省略γ-戊内酯/苎烯/水预处理，仅用果胶裂解酶脱胶时，制备得到的苎麻纤维中果胶含量为3.9％。

技术特征：

1.一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1所述预处理液中各组分含量为：20％～40％体积分数γ-戊内酯、5％～10％体积分数苎烯、硫酸0.25～1g/l，其余为水。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2所述果胶裂解酶的添加量为8.5～850u/g苎麻。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1所述处理中，苎麻原麻和预处理液的质量和体积比为1g：(10～100)ml。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2所述处理中，苎麻和果胶裂解酶处理液的质量和体积比为1g：(10～100)ml。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3所述处理中，苎麻和漂白液的质量和体积比为1g：(10～100)ml。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4所述油乳液中各组分含量为：4～8g/ljnm-d1乳化油、0.5～2g/l过氧化氢、4～8g/l jnm-d2乳化剂，其余为水。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中苎麻和油乳液的质量比为1：(8～12)。

9.权利要求1～8任一所述方法制备得到的苎麻纤维。

10.权利要求1～8任一所述方法在韧皮纤维的脱胶加工中的应用。

技术总结本发明公开了一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法，属于纺织加工技术领域。本发明采用γ‑戊内酯，苎烯和水配制成一种可去除苎麻原麻中木质素与脂蜡质组分的绿色溶剂，其中，γ‑戊内酯可有效去除木质素，苎烯可有效去除脂蜡质，并且在γ‑戊内酯和苎烯的协同作用下，苎麻中的木质素和脂蜡质能被更加高效的去除；然后，采用果胶裂解酶对苎麻继续进行催化降解，去除果胶、半纤维素以及剩余的木质素等其他杂质，由于原麻经过预处理，部分杂质已被去除，在其表面产生更多的孔隙，有利于酶进入麻内部，更加有效的降解果胶，使得酶脱胶的效率和效果都得到提升；最后，经过氧化氢漂白、上油后，得到苎麻纤维。技术研发人员：余圆圆,丁晨坤,温可鑫,王平,王强受保护的技术使用者：江南大学技术研发日：技术公布日：2024/4/22