用于从至少一种植物茎中获得纤维的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于从至少一个植物茎中或者从植物韧皮部中获得纤维的方法。从现有技术公知从植物茎中获得纤维的不同的方法。在此，部分地在它们已经在生物学上预先被粉碎之后，它们通常以机械方式予以去木质。原则上，也公知的是，紧接着清洗所获得的纤维并且清除其它残留。本发明专利技术的任务是说明一种相对应的方法，该方法比传统占优势并且在能量投入更少并且工艺废料减少的情况下即使在要困难地分解的植物茎的情况下也适合于获得纤维用于进一步处理。按照本发明专利技术，所述至少一个植物茎用至少一个高速液体射流或者高速气体射流来处理，其中所述至少一个植物茎具有至少25％的水分含量，和/或所述植物茎的植物胶、尤其是果胶和半纤维素，在用所述高速液体射流或者高速气体射流开始处理时处在膨胀的状态下。

A method of obtaining fiber from at least one plant stem

The present invention relates to a method for obtaining fiber from at least one plant stem or from the phloem of a plant. Different methods of obtaining fiber from plant stems are known from the present technology. Here, in part, after they have been beforehand comminuted biologically, they usually go to wood mechanically. In principle, it is also known that the fibers obtained are cleaned and other residues are removed. The task of the invention is to illustrate a corresponding method. This method is superior to tradition and has less energy input and less process waste. Even in difficult case of decomposing plant stem, it is also suitable for obtaining fiber for further processing. According to the invention, the at least one plant stem with at least one liquid jet with high speed or high speed gas jet to handle, wherein the at least one plant stem having a moisture content of at least 25%, and / or the plant stem vegetable gum, especially pectin and hemicellulose, with the rapid expansion in the liquid jet or high-speed gas jet in the beginning of processing condition.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从至少一种植物茎中获得纤维的方法
本专利技术涉及一种用于从至少一个植物茎中或者从植物韧皮部中获得纤维的方法。
技术介绍
从现有技术公知从植物茎中获得纤维的不同的方法。在此，部分地在它们已经在生物学上预先被粉碎之后，它们通常以机械方式予以去木质。通过剪切力以及其它的方法也是公知的。通常，对此使用经干燥的植物茎，所述经干燥的植物茎事先已经掉叶。在去木质的情况下，它们的水分含量为17％或者更少，一般为14％。因此是经干燥的材料。对此，在去木质时出现负面影响，诸如由于机械压力引起的纤维损坏。生物学上的预粉碎例如可以通过田间烘焙或者由于它们的负面的环境平衡而还几乎没有被应用的水沤来执行。从DE102006013657中，微生物的使用也是公知的。诸如从DE112005001792或者DE19905121或者WO2006/010564或者DE102007030576也公知化学预粉碎。为了去木质，例如使用平摇杆或者破碎辊。在此，木质部分被破碎成块。类似的方法从DE19626557公知。也公知的是，例如在使用刀的情况下将苎麻韧皮部机械地从木质部分取下。从DE19703634也公知在使用超声的情况下比较有效的粉碎。原则上，也公知的是，紧接着清洗所获得的纤维并且清除其它残留。诸如根据DE19703634，这部分地通过喷洒由压力经过喷嘴挤压的水来进行。
技术实现思路
本专利技术本专利技术的任务是说明一种相对应的方法，该方法比传统占优势并且在能量投入更少并且工艺废料减少的情况下即使在要困难地分解的植物茎的情况下也适合于获得纤维用于进一步处理。在此，特别重视的是，所述纤维具有一定的长度并且尤其是具有一定的细度，以及在确定的前提下能漂浮。因此，尤其是，该方法的目标是从相对应的植物茎中获得能纺织的纤维并且因此提供一种相对应的纱线。进一步地，本专利技术的任务是说明一种可用来制造适合于纺纱的梳棉条和/或精梳条。该任务通过按照权利要求1的方法、按照权利要求9的应用以及按照权利要求10的设备来解决。从属权利要求2至8说明了有利的扩展方案。按照本专利技术的获得尤其是应被理解为至少部分地粉碎并且至少部分地将纤维从其余的组成部分脱离。按照本专利技术，所述至少一个植物茎或者植物韧皮部的至少一个单元在有或没有角质层的情况下都用至少一个高速液体射流或者高速气体射流来处理，其中所述至少一个植物茎或者植物韧皮部的所述一个单元在有或没有角质层的情况下都具有至少25％的水分含量，和/或植物茎或者植物韧皮部的单元的植物胶、尤其是果胶和半纤维素，在用高速液体射流或者高速气体射流开始处理时处在膨胀的状态下。植物韧皮部的单元或韧皮部单元应被理解为由植物韧皮部组成的组织，所述组织在其伸展方面尤其是对应于在植物长度的大部分、尤其是植物长度的至少30％、尤其是至少50％内延伸的外皮区域。在此，高速射流(高速液体射流或者高速气体射流)尤其是造成不同的、部分相互转移的效果：a.溶解水溶性的(短链的)糖和/或b.溶解果胶和/或c.通过流体力学作用去除果胶和/或d.通过流体力学作用破坏纤维素/半纤维素连接并且尤其是去除半纤维素。关于水溶性的糖的溶解，高速射流尤其是造成液体的供应，所述液体的关于有关的化合物的溶度积还没有达到。还有温度的影响：溶剂越热，溶度积越高。关于果胶的溶解(这尤其是在使用尤其是超过50℃的、尤其是超过70℃的温的/热的液体或者热的气体的情况下出现)，液体/气体的高速、尤其是在碰到植物材料上之后的高速，使果胶的溶解与机械剪切和摩擦作用相关。在用在高速射流与韧皮部或者植物茎的纵向延伸之间的相对速度进行处理时，所述效应提高，因为高速射流首先只须完成韧皮部柱体的拆开的开始，并且紧接着能够在其它过程中、尤其是沿所述植物茎或者所述单元的纵向方向实现更简单的继续的拆开或不必从外皮的一定的部分清除果胶以便能脱皮。关于通过流体力学作用去除果胶，尤其是通过剪切和/或摩擦使凝胶状的果胶尤其是从外皮和/或从纤维材料中脱离并且在液体或者气体中予以去除或与所述气体一起运走。关于通过分裂细胞结构来破坏角质层(诸如通过流体力学作用破坏纤维素/半纤维素连接以及尤其是随后去除角质层、薄壁组织细胞以及半纤维素)，高速射流尤其是通过剪切、摩擦并且通过由静摩擦的拉力造成细胞和纤维结构的流体力学的破碎。细胞和纤维的在此形成的碎块被去除并且可以穿过滤网与纤维团分开。在此，决定性地取决于，所述至少一个植物茎或者韧皮部的所述至少一个单元在有/没有角质层的情况下都具有至少25％的水分含量，因为在该状态下，植物胶、尤其是果胶和半纤维素膨胀，和/或所述植物茎或者韧皮部的所述单元的植物胶、尤其是果胶和半纤维素在用高速液体射流或者高速气体射流开始处理时膨胀或者胀起。只有在这种状态下，本专利技术的优点才可以有效地被利用，而且可以进行粉碎并且尤其是至少部分地分离植物纤维。在此，在高速射流中利用比较少的液体和/或气体就可以实现显著的效果。能量投入也是微小的，尤其是在基于微小的压缩能力而使用液体射流(例如水)的情况下是微小的。此外，可以省却对潮湿地预粉碎的植物茎或者韧皮部的干燥，因为在潮湿或者湿润的状态下也进行其它重要的加工步骤。此外，可以将木质化的部分尽可能作为单元来分离和挑出。此外，可能的是在其总长度内获得由基本纤维组成的工程纤维，这尤其是在大麻和亚麻的情况下是重要的。在此，此外尤其是在大麻和苎麻的情况下还可能的是，在茎或者韧皮部的总长度内获得工程纤维或纤维束，并且在该长度内将它们与木质部分分离。在此，高速射流有利地造成了对木质化的组成部分、纤维和角质层以及被冲洗出并且溶解的果胶和半纤维素的拆开。在此，木质化的组成部分可在其整个长度内被获得并且这样可以简单地被分离。角质层以及外皮薄壁组织尤其分裂成小块。这样，通过滤网或其它分离方法，可以将纤维与其它组成部分、尤其是在潮湿或者湿润的状态下的其它组成部分分离。尤其是，优选的是，果胶和半纤维素的全部或者80％、至少50％在开始处理时膨胀。适合于本专利技术的状态尤其是在新鲜的或者绿的植物茎或单元的情况下和/或在尤其是存在微生物的液体(尤其是水)中的情况下预粉碎地存在和/或存在泡软的植物茎或者单元。优选地，所述植物茎或者单元在处理之前受到水沤或者潮湿或湿润的预粉碎，并且在水沤或预粉碎与开始处理之间未经干燥。然而，可以例如通过使表面干燥或者通过挤压来去除没有粘合的液体。水沤或者预粉碎可以冷地或者温地进行。此外还优选的是，高速射流以在植物茎或单元的纵向与在高速射流中的液体或气体的主运动方向或运动方向之间的在30-100°、尤其是30-95°的角度范围内的角度指向植物茎。在此，优选的是，高速射流覆盖具有至少20°的角度宽度的角度范围，而且在植物茎或单元的纵向与液体的运动方向之间的在90与100°之间的角度也在其中。此外，还优选的是，所述植物茎或所述单元与所述高速液体射流或所述高速气体射流朝所述植物茎或者所述单元的纵向延伸的方向相对于彼此以第一速度来运动。因此，或者植物茎或植物韧皮部单元或者高速液体射流或高速气体射流或者两者都运动，使得它们相对于彼此运动。在高速液体射流之内的水或高速气体射流的第二速度应与第一速度不同。第二速度是高速。但是，高速液体射流或者高速气体射流本身以相对于所述植物茎或者所述单元的第一速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在有或没有角质层的情况下从至少一个植物茎中或者从韧皮部的至少一个与木质分离的单元中获得植物纤维的方法，其特征在于，所述植物茎或者所述由植物韧皮部构成的单元在有或没有角质层的情况下都通过用至少一个高速液体射流或者高速气体射流进行处理来拆开，而且所述至少一个植物茎或者所述至少一个包括植物韧皮部的单元在有或没有角质层的情况下都具有至少25％的水分含量，和/或所述植物茎或者植物韧皮部的所述单元的植物胶、尤其是果胶和半纤维素，在用高速液体射流或者高速气体射流开始处理时处在胀起或膨胀的状态下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.10 DE 102014116331.11.一种用于在有或没有角质层的情况下从至少一个植物茎中或者从韧皮部的至少一个与木质分离的单元中获得植物纤维的方法，其特征在于，所述植物茎或者所述由植物韧皮部构成的单元在有或没有角质层的情况下都通过用至少一个高速液体射流或者高速气体射流进行处理来拆开，而且所述至少一个植物茎或者所述至少一个包括植物韧皮部的单元在有或没有角质层的情况下都具有至少25％的水分含量，和/或所述植物茎或者植物韧皮部的所述单元的植物胶、尤其是果胶和半纤维素，在用高速液体射流或者高速气体射流开始处理时处在胀起或膨胀的状态下。2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述植物茎或所述单元与所述高速液体射流或所述高速气体射流朝所述植物茎或者所述单元的纵向延伸的方向相对于彼此以第一速度来运动。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述植物茎的参照系中，所述第一速度平行于在所述高速液体射流或高速气体射流之内的液体或气体的第二速度的速度分量。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个植物茎具有茎或者来自韧皮部的单元，所述茎或者所述来自韧皮部的单元来自EurosidI、尤其是大麻和/或荨麻科植物的群组，和/或具有至少20cm的长度。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个高速液体射流或高速气体射流由喷嘴、尤其是在横截面逐渐变细到2到20分之一的喷嘴通过执行在至少15、尤其是至少30bar的情况下的液体体积来产生。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个高速液体射流或者高速气体射流具有水在高速液体射流或者高速气体射流中、尤其是在与植物茎接触的位置上的第二速度，所述第二速度超过20...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃贡·赫格尔，
申请(专利权)人：马特斯阿曼股份公司，埃贡·赫格尔，
类型：发明
国别省市：德国,DE