一种适用于亚麻纤维超临界脱胶的复合生物酶脱胶工艺制造技术

一种适用于亚麻纤维超临界脱胶的复合生物酶脱胶工艺，涉及亚麻纤维的脱胶，在超临界状态下，用超临界CO2流体携带复合生物酶脱胶剂对亚麻纤维进行脱胶，利用超临界CO2流体溶胀性、高扩散性和高溶解性，以加快反应速度，改善传质，提高产物的选择性和收率，促进产物分离，实现亚麻纤维的超临界CO2复合生物酶脱胶，完成清洁化生产，经该工艺处理后的亚麻纤维，胶质去除率达70~80%，脱胶效率提高30

【技术实现步骤摘要】
一种适用于亚麻纤维超临界脱胶的复合生物酶脱胶工艺


[0001]本专利技术涉及亚麻纤维的脱胶，特别涉及一种适用于亚麻纤维超临界脱胶的复合生物酶脱胶工艺。

技术介绍

[0002]亚麻是一种古老的纤维及油料作物，其纤维可用于纺织、造纸和复合材料。为了在纺织加工业中更好地利用亚麻纤维，必须对亚麻纤维进行脱胶处理，且脱胶质量是决定亚麻纤维后续加工的关键。目前世界范围内普遍采用温水脱胶、雨露脱胶法和化学脱胶法。温水脱胶所得亚麻纤维品质较好，但由于厌氧菌发酵所产生的恶臭气味对环境污染严重，且使纤维也带有恶臭味。欧洲国家多采用雨露法，但所得纤维品质一致性较差，并且该方法受地理条件和温度、湿度限制。化学脱胶过程需要耗费大量强酸、强碱,不仅对苎麻纤维的损伤大,而且产生二次污染,是阻碍麻纺企业绿色发展的瓶颈之一。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术针对现有技术存在之缺失，研制了一种适用于亚麻纤维超临界脱胶的复合生物酶脱胶工艺，在超临界状态下，超临界CO2流体携带复合生物酶脱胶剂对亚麻纤维进行脱胶，利用超临界CO2流体溶胀性、高扩散性和高溶解性，以加快反应速度，改善传质，提高产物的选择性和收率，促进产物分离，实现亚麻纤维的超临界CO2复合生物酶脱胶，完成清洁化生产，经该工艺处理后的亚麻纤维，胶质去除率达70~80%。
[0004]具体是这样实施的：一种适用于亚麻纤维超临界脱胶的复合生物酶脱胶工艺，具体步骤为：S1：配制液体A，液体A由硫酸、乙醇和水组成，100份质量液体A中，含硫酸1
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2份，乙醇40
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60份，其余为水；S2：准备固体A，固体A以质量份数计，由复合酶15~50份，无机盐15~40份，平稳剂10~20份组成，其中：复合酶以质量份数计，由果胶酶3~10份，半纤维素酶8~25份，木质素酶5~10份，其余酶2~5份组成，所述果胶酶以质量份数计，由原果胶酶1份、果胶酯酶1份和多聚半乳糖醛酸酶0.2~0.5份组成，所述半纤维素酶以质量份数计，由木聚糖酶2份、甘露聚糖酶1
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2份和多聚半乳糖酶0.2~0.4份组成，所述木质素酶以质量份数计，由木质素过氧化物酶2份、锰过氧化物酶0.4~0.8份和漆酶1
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2份组成，所述其他酶以质量份数计，由脲酶1份和磷脂酶0.5~1.5份组成；无机盐以质量份数计，由亚硫酸钠2
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5份和甲酸钠1份组成；平稳剂以质量份数计，由聚乙烯吡络烷酮1份和有机硅聚物1
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3份组成；S3:预脱胶，脱胶容器内的温度调至80~100℃，压力20~30MPa，将S1的液体A在高压泵的作用下，与超临界CO2流体混合后注入密闭的脱胶容器内，液体A与超临界CO2流体的质量比为2~4%：1，液体A注入到脱胶容器的时间为10~20min，然后关闭脱胶容器的进出口，静
止30~60min；S4：配制复合酶脱胶溶液A，在S1的液体A中加入S2的固体A，其中固体A占固液总质量的比为6
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12%；S5：脱胶，降低脱胶容器内的温度至45~60℃，降低压力到16~20MPa，在高压泵的作用下，将S4的复合酶脱胶溶液A与超临界CO2流体混合后注入密闭的脱胶容器内，复合酶脱胶溶液A与超临界CO2流体的质量比为2~4%：1，将复合酶脱胶溶液A注入到脱胶容器的时间为40~60min，关闭脱胶容器的进出口，脱胶60~90min，脱胶完成后得到亚麻纤维。
[0005]本工艺中设计预脱胶，是由于超临界CO2对极性分子的溶解度很小，所以需要加入乙醇增加硫酸水的溶解度，液体A的主要作用就是可以增大麻纤维在超临界CO2中的溶胀，扩大纤维间的空隙，下一步脱胶时，生物酶大分子可以更加容易的进入到纤维内部，加快脱胶速率。
[0006]脱胶主要在生物酶协同作用下进行，由于亚麻纤维中非纤维素物质成分比较复杂，单一酶不能取得良好脱胶效果，需要多种酶的共同作用才能完成。例如原果胶酶作用是促进果胶水解，果胶酯酶催化水解果胶中甲氧基生成果胶酸, 从而增加果胶在水中的溶解度，多聚半乳糖醛酸酶可以催化果胶分子多聚α
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(1,4)
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聚半乳糖醛酸的裂解，使细胞壁结构软化解体。这三种酶的共同作用可以加快果胶的降解速度。木聚糖酶、甘露聚糖酶和多聚半乳糖酶的作用就是降解非纤维素，过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶的作用就是降解纤维中的木质素，加入脲酶和磷脂酶能够加快脱胶速率。无机盐的作用就是脱除木质素和一定的漂白作用。平稳剂能够较长时间的保持酶的活性。
[0007]进一步地优化，S3预脱胶后，对亚麻进行第一次前脱胶，降低脱胶容器内的温度至45~60℃，降低压力到18~26MPa，在液体A中加入固体2得脱胶溶液B，固体2占固液总质量的比例为6~12%，固体2以质量份数计，由0.5~1份果胶酶、2~5份亚硫酸钠和1份甲酸钠组成，在高压泵的作用下，将脱胶溶液B与超临界CO2流体混合后注入密闭的脱胶容器内，脱胶溶液B与超临界CO2流体的质量比为2~4%：1，将脱胶溶液B注入到脱胶容器的时间为10~20min，关闭脱胶容器的进出口，脱胶20~40min。
[0008]预脱胶之后先进行第一次前脱胶，只加入果胶酶，这是因为在脱胶过程中，脱胶剂首先接触的是果胶类物质，此时加入果胶酶可以很好的降解果胶。
[0009]进一步地优化，对亚麻第一次前脱胶后，再进行第二次前脱胶，脱胶容器内保持温度为45~60℃，压力为18~26MPa，在液体A中加入固体3得脱胶溶液C，固体3占固液总质量的比例为6~12%，固体3以质量份数计，由0.5~1份果胶酶、1~3份半纤维素酶、1~3份亚硫酸钠和1份甲酸钠组成，在高压泵的作用下，将脱胶溶液C与超临界CO2流体混合后注入密闭的脱胶容器内，脱胶溶液C与超临界CO2流体的质量比为2~4%：1，将脱胶溶液C注入到脱胶容器的时间为10~20min，关闭脱胶容器的进出口，脱胶20~40min。麻外表果胶去除后，加入一定的半纤维素酶来降解麻纤维中的半纤维素成分。
[0010]进一步地优化，因脱胶前进行了二次前脱胶处理，在最后的复合酶脱胶工序中，可以适当减少果胶酶与半纤维素酶的用量，即固体A以质量份数计，由复合酶15~35份，无机盐15~35份，平稳剂10~20份组成，复合酶以质量份数计，由果胶酶3~6份，半纤维素酶8~22份，木质素酶5~10份，其余酶2~5份组成。
[0011]本专利技术的有益效果是：
1、本专利技术提供了一种亚麻纤维超临界CO2脱胶工艺，该工艺主要利用生物酶在超临界条件下，利用超临界流体的高溶胀、高扩散性进行脱胶，加快了反应速度，节约了大量的水，同时处理条件温和，能有效防止纤维被损坏，并且脱胶产物便于回收利用。
[0012]2、采用逐步添加脱胶液的方法有利于保持脱胶液中酶的活性和持续时间，有利于提高脱胶率。
[0013]3、本专利技术工艺，脱胶液环境友好，在超临界CO2流体脱胶工艺中活性较强，同时各类酶之间协同性好，在超临界流体中，生物酶能够加快酶与胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于亚麻纤维超临界脱胶的复合生物酶脱胶工艺，其特征在于，具体步骤为：S1：配制液体A，液体A由硫酸、乙醇和水组成，100份质量液体A中，含硫酸1
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2份，乙醇40
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60份，其余为水；S2：准备固体A，固体A以质量份数计，由复合酶15~50份，无机盐15~40份，平稳剂10~20份组成，其中：复合酶以质量份数计，由果胶酶3~10份，半纤维素酶8~25份，木质素酶5~10份，其余酶2~5份组成，所述果胶酶以质量份数计，由原果胶酶1份、果胶酯酶1份和多聚半乳糖醛酸酶0.2~0.5份组成，所述半纤维素酶以质量份数计，由木聚糖酶2份、甘露聚糖酶1
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2份和多聚半乳糖酶0.2~0.4份组成，所述木质素酶以质量份数计，由木质素过氧化物酶2份、锰过氧化物酶0.4~0.8份和漆酶1
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2份组成，所述其他酶以质量份数计，由脲酶1份和磷脂酶0.5~1.5份组成；无机盐以质量份数计，由亚硫酸钠2
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5份和甲酸钠1份组成；平稳剂以质量份数计，由聚乙烯吡络烷酮1份和有机硅聚物1
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3份组成；S3:预脱胶，脱胶容器内的温度调至80~100℃，压力20~30MPa，将S1的液体A在高压泵的作用下，与超临界CO2流体混合后注入密闭的脱胶容器内，液体A与超临界CO2流体的质量比为2~4%：1，液体A注入到脱胶容器的时间为10~20min，然后关闭脱胶容器的进出口，静止30~60min；S4：配制复合酶脱胶溶液A，在S1的液体A中加入S2的固体A，其中固体A占固液总质量的比为6
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12%；S5：脱胶，降低脱胶容器内的温度至45~60℃，降低压力到16~20MPa，在高压泵的作用下，将S4的复合酶脱胶溶液A与超临界CO2流体混合后注入密闭的脱胶容器内...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春芳，高世会，魏爱民，张娟，郑环达，郑来久，
申请(专利权)人：宁夏舜昌亚麻纺织科技有限公司，
类型：发明
国别省市：