一种适用于亚麻纤维超临界脱胶的复合生物酶脱胶剂的制作方法

1.本发明涉及亚麻纤维脱胶用添加剂，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剂。


背景技术：

2.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。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明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剂，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%。
4.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剂，由固体和液体两部分组成，其特征在于，固体占固液总质量的比为6-12%，其中：液体由硫酸、乙醇和水组成，100份质量液体中，含硫酸1-2份，乙醇40-60份，其余为水；固体以质量份数计，由复合酶22~50份，无机盐20~40份，平稳剂10~20份组成，其中：复合酶以质量份数计，由果胶酶5~10份，半纤维素酶10~25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1-2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1-2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2-5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1-3份组成。
5.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-(1,4)-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。
6.本发明应用在亚麻纤维超临界脱胶，将所述固体和液体搅拌混合，在高压泵的作用下，与超临界co2流体混合，在密闭的脱胶容器内进行超临界脱胶，脱胶剂与超临界co2流体的质量比为2~4%：1。
7.本发明的有益效果是：1、本发明提供了的脱胶剂，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。
8.2、本发明脱胶剂环境友好，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质的接触，大大缩短了脱胶时间，提高了脱胶效率，亚麻纤维脱胶后，脱胶率可达70%-80%，脱胶效率提高30-40%。
具体实施方式
9.下面对本发明作进一步详细描述，其中所用到原料和设备均为市售，没有特别要求。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。
10.原料准备：一、液体，各组份的质量份数配伍如表1：表1ꢀ硫酸乙醇水液体114059液体225048液体316039二、固体（1）果胶酶，各组份的质量份数配伍如表2：表2ꢀ原果胶酶果胶酯酶多聚半乳糖醛酸酶果胶酶1110.2果胶酶2110.3果胶酶3110.4果胶酶4110.5（2）半纤维素酶，各组份的质量份数配伍如表3：表3ꢀ木聚糖酶甘露聚糖酶多聚半乳糖酶半纤维素酶1210.2
半纤维素酶2220.3半纤维素酶3210.4半纤维素酶4220.3（3）木质素酶，各各组份的质量份数配伍如表4：表4ꢀ木质素过氧化物酶锰过氧化物酶漆酶木质素酶120.42木质素酶220.51木质素酶320.61木质素酶420.82（4）其余酶，各组份的质量份数配伍如表5：表5ꢀ脲酶磷脂酶其余酶111其余酶210.5其余酶311.2其余酶411.5（5）复合酶，各组份的质量份数配伍如表6：表6ꢀ过胶酶，份半纤维素酶，份木质素酶，份其余酶，份复合酶1过胶酶1，5半纤维素酶1，10木质素酶4，8其余酶2，2复合酶2过胶酶2，5半纤维素酶3，15木质素酶3，6其余酶4，5复合酶3过胶酶3，6半纤维素酶2，20木质素酶2，5其余酶3，3复合酶4过胶酶4，8半纤维素酶4，22木质素酶1，10其余酶1，4复合酶5过胶酶3，10半纤维素酶4，25木质素酶1，10其余酶1，4（6）无机盐，各组份的质量份数配伍如表7：表7ꢀ亚硫酸钠甲酸钠无机盐121无机盐231无机盐341无机盐451（7）平稳剂，各组份的质量份数配伍如表8：表8ꢀ聚乙烯吡络烷酮有机硅聚物平稳剂111平稳剂212平稳剂313平稳剂412
（8）固体，各组份的质量份数配伍如表9：表9复合酶，份无机盐，份平稳剂，份固体1复合酶1，22无机盐2，20平稳剂3，10固体2复合酶2，25无机盐4，25平稳剂2，20固体3复合酶3，35无机盐4，35平稳剂2，20固体4复合酶4，45无机盐1，40平稳剂4，10固体5复合酶5，50无机盐3，38平稳剂1，20实施例1-5一种适用于亚麻纤维超临界脱胶的复合生物酶脱胶剂，由固体和液体二部分组成，各组份的质量份数配伍如表10：表10ꢀ液体，份固体a，份固体占固液总质量的比（%）实施例1液体1固体16实施例2液体2固体28实施例3液体3固体310实施例4液体2固体412实施例5液体3固体512将实施例1-5制得的复合生物酶脱胶剂用在亚麻纤维超临界脱胶工艺中，将固体和液体先搅拌混合，在高压泵的作用下，与超临界co2流体混合，在密闭的脱胶容器内进行超临界脱胶，脱胶剂与超临界co2流体的质量比为2%：1，亚麻纤维脱胶后，脱胶率分别达到73%、75%、73%、72%、78%，脱胶时间小于 5小时。
11.将实施例1-5制得的复合生物酶脱胶剂用在亚麻纤维超临界脱胶工艺中，将固体和液体先搅拌混合，在高压泵的作用下，与超临界co2流体混合，在密闭的脱胶容器内进行超临界脱胶，脱胶剂与超临界co2流体的质量比为4%：1，亚麻纤维脱胶后，脱胶率分别达到75%、76%、78%、80%、78%，脱胶时间小于 5小时。
12.比较例目前一般采用的是生物酶化学联合法脱胶，将弱酸预处理的麻纤维，通过果胶酶和漆酶的复合酶溶液处理4ｈ左右，随后在１００℃通过 ｎａｏｈ 水溶液继续处理３~4ｈ。整个过程需要7~8h以上，脱胶率为80%。
13.使用本发明的脱胶剂对亚麻纤维脱胶，与比较例脱胶率相当，但脱胶时间可减少30~40%，由此可见，对脱胶工艺大大缩短了脱胶时间，提高了脱胶效率，另外比较例中大量使用了ｎａｏｈ，严重污染了环境，而本发明为使用生物酶进行脱胶，减少了环境污染。
14.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。