一種蒜苗葉纖維的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種蒜苗葉纖維，該蒜苗葉纖維的斷裂強度為8.5?9cn/dtex，斷裂伸長率為10?11％，纖維的長度為20?40mm，制備蒜苗葉纖維的步驟包括復合酸預處理、低溫等離子處理、微波輻照和復合酶交替處理、水洗、皂洗、脫水、抖松、給油、烘干。該制備方法可以縮短纖維脫膠時間、降低蒜苗葉纖維表面附著物以及改善可紡性。
【專利說明】
一種蒜苗葉纖維
技術領域
[0001 ]本發(fā)明屬于材料領域，特別涉及一種天然植物纖維。
【背景技術】
[0002] 近年來隨著世界范圍內能源和資源的日益緊缺，新型植物纖維的開發(fā)研究成為國 內外眾學者研究的熱點，自然界眾大量現(xiàn)存的纖維素纖維還未被開發(fā)利用。作為農業(yè)大國， 我國天然纖維原料豐富，有大量的纖維素原料可利用生物質產品進行加工，為紡織工業(yè)提 供大量的綠色纖維素原料。
[0003] 目前國內外科研者研究的植物纖維種類繁多，但多處于起步階段，形成產業(yè)化的 產品很少。具體有中國科學院過程工程研究所開發(fā)了一種香蕉莖、葉汽爆脫膠制備香蕉纖 維的方法；東華大學郁崇文等人研究了菠蘿葉纖維的制備方法;江蘇悅達紡織集團有限公 司和天津工業(yè)大學的劉麗妍等人利用生物酶和化學試劑聯(lián)合脫膠制備香蒲纖維的方法;河 南工程學院的周蓉等人研究了玉米苞葉纖維的紡紗前處理方法等等，此外，對竹纖維的研 究相對比較多且工藝成熟已實現(xiàn)工業(yè)化。
[0004] 目前我國大蒜產量很高，年產量達400萬噸，在大蒜生產過程中，大量蒜苗葉被當 做垃圾廢棄掉。蒜苗葉是大蒜生長過程中的葉子，蒜苗植株高在35cm以上，蒜苗葉中纖維素 含量稿，且含有蛋白質、胡蘿卜素、硫胺素、核黃素、酸性多糖等營養(yǎng)成分。蒜苗葉中的辣素具 有醒脾氣、消積食的作用，還具有良好的殺菌、抑菌作用，能有效預防流感，腸炎等因環(huán)境污 染引起的疾病。因此，用蒜苗葉制成的纖維具有保健功能，另外僅有文獻報道了蒜苗葉纖維 的制取與基本性能的研究，即采用纖維素酶浸漬蒜苗葉纖維，但是纖維脫膠時間長，纖維的 附著物較多，纖維的長度整齊度較差，纖維的強度不高。

【發(fā)明內容】

[0005] 為了解決以上技術問題，本發(fā)明的目的使提供一種強度和斷裂伸長率高且纖維長 度長的蒜苗葉纖維，該纖維的制備工藝是采用復合酶、微波和等離子體處理蒜苗葉纖維，通 過三者的協(xié)同作用，并且經過特定的處理工藝可以提高纖維的強度、斷裂伸長率和長度，并 且可以縮短纖維脫膠時間、降低蒜苗葉纖維表面附著物以及改善可紡性。
[0006] 為實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采取的技術方案如下： 一種蒜苗葉纖維，包括如下步驟： (1) 預處理： 采摘蒜苗葉，經過清洗晾干，進行機械棰打除雜，然后用復合酸進行預處理，處理時間 10-30min，溫度50-70°C，浴比 1:20; (2) 低溫等離子處理： 將預處理后的蒜苗葉纖維水洗2-3遍，晾干，置于等離子體發(fā)生儀的反應室中，關閉反 應室，抽真空，接入氧氣，待氣流穩(wěn)定后開啟射頻電源，功率為300-400W，處理時間3-5min， 放氣，打開真空室，取出蒜苗葉纖維； (3) 微波輻照和復合酶交替處理： 將低溫等離子處理后的蒜苗葉纖維放入常壓微波快速反應系統(tǒng)中進行第一次微波輻 照，微波功率范圍是500-800W，時間為20-40秒，溫度60-70 °C，然后取出，浸泡在第一復合酶 處理液中，所述的第一復合酶處理液的主要組成為:酸性果膠酶、中性纖維素酶、半纖維素 酶、漆酶和蛋白酶，然后進行第二次微波輻照，微波功率范圍是500-800W，時間為10-20秒， 溫度60-70°C，然后取出，浸泡在第二復合酶處理液中，所述的第二復合酶處理液的主要組 成為酸性纖維素酶和木聚糖酶。其中二次復合酶處理的參數(shù)均為浴比1:20,時間10-30min， 溫度40-44 °C; (4) 水洗、皂洗、脫水、抖松、給油、烘干。
[0007] 所述的復合酸為檸檬酸、草酸、蘋果酸、酒石酸中任意兩種或以上組合，復合酸的 配方為:檸檬酸2_4g/L，草酸l-2g/L，蘋果酸l-2g/L，酒石酸l-2g/L。
[0008] 優(yōu)選地，復合酸的配方為:檸檬酸4g/L，草酸2g/L，蘋果酸lg/L，酒石酸lg/L。
[0009]所述的第一復合酶處理液的主要組成為:酸性果膠酶1.25-2.25g/L，中性纖維素 酶0.25-1.25g/L，半纖維素酶0.1-0.2g/L，漆酶0.1-0.2g/L，蛋白酶0.1-0.2g/L，所述的第 二復合酶處理液的主要組成為:酸性纖維素酶〇. 25-1.25g/L和木聚糖酶0.1-0.2g/L。
[0010] 優(yōu)選地，第一復合酶處理液的組成為:酸性果膠酶2g/L，中性纖維素酶lg/L，半纖 維素酶0.2g/L，漆酶0.2g/L，蛋白酶0.2g/L; 優(yōu)選地，第二復合酶處理液的組成為:酸性纖維素酶lg/L和木聚糖酶0.15g/L。
[0011] 最終得到的蒜苗葉纖維的斷裂強度為8.5-9cn/dteX，斷裂伸長率為10-11%，纖維 的長度為20_40mm。
[0012]本發(fā)明低溫等離子體處理使用的是HD-1B型等離子體發(fā)生儀，微波輻照處理使用 的是Apex常壓微波快速反應系統(tǒng)。復合酶中的種類來源為市售商品。
[0013]采用上述技術方案，本發(fā)明得到的有益效果是： (1)采用低溫等離子體進行處理，使纖維內膠質大分子初步分解，有利于提高后續(xù)復合 酶的脫膠率、減少脫膠時間。
[0014] (2)利用微波和復合酶來交替處理纖維，當?shù)谝淮挝⒉ㄌ幚頃r，可使水分子快速地 滲透到纖維的內部，引起植物中非纖維類物質迅速溶脹，部分可溶于水的膠質溶解，部分不 溶于水的膠質劇烈振動，減少了纖維與膠質的黏著力，為第一次復合酶處理打開了通道，當 第二次微波和第二次復合酶處理時，進一步去除纖維表面附著物，提高強度、斷裂伸長率、 長度并改善可紡性。
[0015] (3)通過兩次不同組分酶的協(xié)同處理，可以節(jié)水、節(jié)能和縮短生產時間，降低成本， 減輕勞動強度，另外可使膠質充分降解，減少對纖維的損傷，使纖維松散和柔軟、并利于后 續(xù)的染色工藝。
【具體實施方式】
[0016] 實施例1: 一種蒜苗葉纖維的制備方法，步驟如下： (1)預處理： 采摘蒜苗葉，經過清洗晾干，進行機械棰打除雜，然后用復合酸進行預處理，處理時間 lOmin，溫度50°C，浴比1:20,復合酸的配方為:檸檬酸4g/L，草酸2g/L，蘋果酸lg/L，酒石酸 lg/L； (2) 低溫等離子處理： 將預處理后的蒜苗葉纖維水洗2遍，晾干，置于等離子體發(fā)生儀的反應室中，關閉反應 室，抽真空，接入氧氣，待氣流穩(wěn)定后開啟射頻電源，功率為300W，處理時間3min，放氣，打開 真空室，取出蒜苗葉纖維； (3) 微波輻照和復合酶交替處理： 將低溫等離子處理后的蒜苗葉纖維放入常壓微波快速反應系統(tǒng)中進行第一次微波輻 照，微波功率范圍是500W，時間為20秒，溫度60°C，然后取出，浸泡在第一復合酶處理液中， 第一復合酶處理液的組成為：酸性果膠酶1.25g/L，中性纖維素酶0.25g/L，半纖維素酶 0. lg/L，漆酶0. lg/L，蛋白酶0. lg/L，然后進行第二次微波輻照，微波功率范圍是700W，時間 為10秒，溫度60°C，然后取出，浸泡在第二復合酶處理液中，所述的第二復合酶處理液的主 要組成為:酸性纖維素酶0.25g/L和木聚糖酶0. lg/L。其中二次復合酶處理的參數(shù)均為浴比 1:20，時間1〇1^11，溫度40°(：; (4) 水洗、皂洗、脫水、抖松、給油、烘干。
[0017] 實施例2: -種蒜苗葉纖維的制備方法，步驟如下： (1) 預處理： 采摘蒜苗葉，經過清洗晾干，進行機械棰打除雜，然后用復合酸進行預處理，處理時間 20min，溫度60°C，浴比1:20,復合酸的配方為:檸檬酸4g/L，草酸2g/L，蘋果酸lg/L，酒石酸 lg/L； (2) 低溫等離子處理： 將預處理后的蒜苗葉纖維水洗2遍，晾干，置于等離子體發(fā)生儀的反應室中，關閉反應 室，抽真空，接入氧氣，待氣流穩(wěn)定后開啟射頻電源，功率為350W，處理時間4min，放氣，打開 真空室，取出蒜苗葉纖維； (3) 微波輻照和復合酶交替處理： 將低溫等離子處理后的蒜苗葉纖維放入常壓微波快速反應系統(tǒng)中進行第一次微波輻 照，微波功率范圍是700W，時間為30秒，溫度65°C，然后取出，浸泡在第一復合酶處理液中， 第一復合酶處理液的組成為:酸性果膠酶2g/L，中性纖維素酶lg/L，半纖維素酶0.15g/L，漆 酶0.15g/L，蛋白酶0.15g/L，然后進行第二次微波輻照，微波功率范圍是700W，時間為15秒， 溫度65°C，然后取出，浸泡在第二復合酶處理液中，所述的第二復合酶處理液的主要組成 為:酸性纖維素酶lg/L和木聚糖酶0.15g/L。其中二次復合酶處理的參數(shù)均為浴比1:20,時 間 20min，溫度 42°C; (4) 水洗、皂洗、脫水、抖松、給油、烘干。
[0018] 實施例3: 一種蒜苗葉纖維的制備方法，步驟如下： (1)預處理： 采摘蒜苗葉，經過清洗晾干，進行機械棰打除雜，然后用復合酸進行預處理，處理時間 30min，溫度70°C，浴比1:20,復合酸的配方為:檸檬酸4g/L，草酸2g/L，蘋果酸lg/L，酒石酸 lg/L； (2) 低溫等離子處理： 將預處理后的蒜苗葉纖維水洗2遍，晾干，置于等離子體發(fā)生儀的反應室中，關閉反應 室，抽真空，接入氧氣，待氣流穩(wěn)定后開啟射頻電源，功率為400W，處理時間5min，放氣，打開 真空室，取出蒜苗葉纖維； (3) 微波輻照和復合酶交替處理： 將低溫等離子處理后的蒜苗葉纖維放入常壓微波快速反應系統(tǒng)中進行第一次微波輻 照，微波功率范圍是800W，時間為40秒，溫度70°C，然后取出，浸泡在第一復合酶處理液中， 第一復合酶處理液的組成為：酸性果膠酶2.25g/L，中性纖維素酶1.25g/L，半纖維素酶 0.2g/L，漆酶0.2g/L，蛋白酶0.2g/L，然后進行第二次微波輻照，微波功率范圍是800W，時間 為20秒，溫度70°C，然后取出，浸泡在第二復合酶處理液中，所述的第二復合酶處理液的主 要組成為:酸性纖維素酶0.25g/L和木聚糖酶0. lg/L。其中二次復合酶處理的參數(shù)均為浴比 1:20，時間3〇1^11，溫度44°(：; (4) 水洗、皂洗、脫水、抖松、給油、烘干。
[0019] 對比例1: 省略實施例1步驟(3)，其他工藝步驟和條件同實施例1; 對比例2: 省略實施例1步驟(3)中的第一次微波輻照和第一復合酶處理液處理步驟，其他工藝步 驟和條件同實施例1; 對比例3: 省略實施例1步驟(3)中的第二次微波輻照處理和第二復合酶處理液處理步驟，其他工 藝步驟和條件同實施例1; 對比例4: 采用2.5g/L纖維素酶處理液處理工藝替代步驟(3)，其他工藝步驟和條件同實施例1; 對比例5: 省略實施例1步驟(2)，其他工藝步驟和條件同實施例1; 對比例6: 省略實施例1步驟(2)以及步驟(3)中的二次輻照處理步驟，其他工藝步驟和條件同實 施例1。
[0020] 纖維性能測試與結果： 對實施例1-3和對比例1-4得到的纖維進行測試，利用美國Instron3365型強伸度測試 儀測定蒜苗葉纖維的性能，測試前樣品在恒溫恒濕室（溫度為20°C，濕度為65±5%)平衡 24h。實驗條件為:夾持距離8mm，拉伸速度10mm/min，得到受力和伸長數(shù)據，測試30根纖維試 樣數(shù)據取平均值。
[0021]測試結果： 表1實施例1-1和對比例1-4的纖維斷裂強度比較
由表1可知，通過本發(fā)明實施例1-3制備的蒜苗葉纖維的斷裂強度都在Scn/dtex以上， 斷裂伸長率都在10%以上，纖維的長度都在25mm以上，均比省略微波輻照處理、復合酶處 理、等離體處理等步驟得到的纖維的斷裂強度和斷裂伸長率要高、纖維長度要長，而纖維的 細度相差不大。對比例1中不經過二次微波輻照和二次復合酶處理步驟得到的蒜苗葉纖維 的斷裂強度、斷裂伸長率最低以及纖維的長度最短?？梢?，本發(fā)明采用復合酶、微波和等離 子體處理蒜苗纖維，通過三者的協(xié)同作用，并且經過特定的處理工藝，可以提高纖維的強 度、斷裂伸長率和長度，并且縮短了纖維脫膠時間、降低了蒜苗葉纖維表面附著物以及改善 了可紡性。
[0022]本發(fā)明得到的蒜苗葉纖維性能滿足一般紡紗要求，可以為蒜苗葉纖維單獨紡紗及 其與其他纖維混紡提供新型工藝纖維原料及技術參考，并可以進一步開發(fā)蒜苗葉紡織品。 [0023]當然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不陷于上述舉例。本領域的普 通技術人員在本發(fā)明的實質范圍內，作出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發(fā)明的保 護范圍。
【主權項】
1. 一種蒜苗葉纖維，其特征在于:該蒜苗葉纖維的斷裂強度為8.5-9cn/dtex，斷裂伸長 率為10-11 %，纖維的長度為20-40mm，其制備方法包括以下步驟： (1) 預處理： 采摘蒜苗葉，經過清洗晾干，進行機械棰打除雜，然后用復合酸進行預處理，處理時間 10-30min，溫度50-70°C，浴比1:20;所述的復合酸為檸檬酸、草酸、蘋果酸、酒石酸中任意兩 種或以上組合，復合酸的配方為:檸檬酸2-4g/L，草酸l-2g/L，蘋果酸l-2g/L，酒石酸l-2g/ L； (2) 低溫等離子處理： 將預處理后的蒜苗葉纖維水洗2-3遍，晾干，置于等離子體發(fā)生儀的反應室中，關閉反 應室，抽真空，接入氧氣，待氣流穩(wěn)定后開啟射頻電源，功率為300-400W，處理時間3-5min， 放氣，打開真空室，取出蒜苗葉纖維； (3) 微波輻照和復合酶交替處理： 將低溫等離子處理后的蒜苗葉纖維放入常壓微波快速反應系統(tǒng)中進行第一次微波輻 照，微波功率范圍是500-800W，時間為20-40秒，溫度60-70 °C，然后取出，浸泡在第一復合酶 處理液中，所述的第一復合酶處理液的主要組成為:酸性果膠酶、中性纖維素酶、半纖維素 酶、漆酶和蛋白酶，然后進行第二次微波輻照，微波功率范圍是500-800W，時間為10-20秒， 溫度60-70°C，然后取出，浸泡在第二復合酶處理液中，所述的第二復合酶處理液的主要組 成為酸性纖維素酶和木聚糖酶，其中兩次復合酶處理的參數(shù)均為浴比1:20，時間10-30min， 溫度40-44 °C; (4 )水洗、皂洗、脫水、抖松、給油、烘干。2. 根據權利要求1所述的蒜苗葉纖維，其特征在于，所述的第一復合酶處理液的主要 組成為:酸性果膠酶1.25-2.25g/L，中性纖維素酶0.25-1.25 g/L，半纖維素酶0.1-0.2g/ L，漆酶0.1-0.2g/L，蛋白酶 0· 1-0.2 g/L。3. 根據權利要求1所述的蒜葉纖維，其特征在于，所述的第二復合酶處理液的主要組成 為:酸性纖維素酶0.25-1.25g/L和木聚糖酶0.1-0.2g/L。
【文檔編號】D06M13/207GK105839417SQ201610460632
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】朱蘭英
【申請人】朱蘭英