苧麻纖維原位生物脫膠制造技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf_第1頁
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1、傳統(tǒng)苧麻纖維制造大多采用化學(xué)法脫膠,大量使用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等化學(xué)品,并采用高溫高壓處理,導(dǎo)致纖維受損品質(zhì)不高,尤其是高濃度廢水量大、難處理。因此,研究開發(fā)苧麻纖維生物脫膠技術(shù)是目前的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn),目前研發(fā)的生物脫膠法還普遍存在效率低、不穩(wěn)定且成本較高等不足。針對(duì)苧麻纖維制造行業(yè)的突出問題,本文開展了苧麻纖維生物脫膠制造技術(shù)的系統(tǒng)研究,包括分析苧麻韌皮纖維組成及其與脫膠酶的相互作用、選育優(yōu)勢(shì)脫膠菌株、建立脫膠菌擴(kuò)大培養(yǎng)技術(shù),研究苧麻韌皮纖維

2、原位生物脫膠技術(shù)及其脫膠過程機(jī)理等,以期建立苧麻纖維生物脫膠制造技術(shù),并通過工業(yè)應(yīng)用實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)苧麻纖維的清潔生產(chǎn)。取得的主要研究結(jié)果如下:
 ?。?)選育獲得優(yōu)勢(shì)脫膠菌株。通過分析苧麻韌皮纖維膠質(zhì)成分及其與脫膠酶的相互作用,建立了脫膠優(yōu)勢(shì)菌株的篩選策略,獲得系列優(yōu)勢(shì)脫膠菌株,并進(jìn)一步通過理化誘變選育獲得一株高效脫膠菌株,經(jīng)鑒定命名為Bacillus sp. HG-28。
 ?。?)研究建立了工業(yè)應(yīng)用規(guī)模的芽孢桿菌HG-28種

3、子擴(kuò)大培養(yǎng)技術(shù)及工藝。優(yōu)化了種子培養(yǎng)基組成為:30g/L葡萄糖、20g/L(NH4)2SO4、30g/L黃豆餅粉、8g/L NaCl、0.2g/L K2HPO4和0.1g/L MgSO4;培養(yǎng)條件為:溫度36℃、初始pH7.5、轉(zhuǎn)速180r/min;接種量為6%(V/V)時(shí),兩級(jí)種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)間分別為4.5和6h,獲得菌體密度為1.85×1010CFU/mL。
  (3)研究建立了工業(yè)應(yīng)用規(guī)模的生物脫膠預(yù)處理技術(shù)及工藝。探索了溶

4、劑、超聲、機(jī)械碾壓和高壓濕熱四種處理方式對(duì)苧麻韌皮纖維除雜率、雜菌及麻殼含量、纖維分散性等指標(biāo)的影響,發(fā)現(xiàn)機(jī)械碾壓聯(lián)合高壓濕熱處理能顯著提高后續(xù)原位生物脫膠效果,并優(yōu)化建立了預(yù)處理工藝為:先經(jīng)3次每次4s的機(jī)械碾壓再經(jīng)壓強(qiáng)1.2×105 Pa持續(xù)15min的高壓濕熱處理。該優(yōu)化工藝處理后的韌皮除雜率為3.96%,雜菌和麻殼都已完全除去,且纖維分散性高。
 ?。?)創(chuàng)建了苧麻韌皮纖維原位生物脫膠技術(shù)及工藝。研發(fā)了促進(jìn)原位脫膠過程菌液

5、均勻化的新型生物脫膠罐,并對(duì)原位生物脫膠過程中菌株生長(zhǎng)特性、脫膠酶活、膠質(zhì)成分組成及其含量的變化進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析,揭示了生物脫膠過程機(jī)制。并優(yōu)化了原位生物脫膠工藝為:接種量10%、料液浴比1:12、溫度35℃、初始pH7.6、工況通氣量50m3/h。
 ?。?)研究建立了生物脫膠廢水分段處理及循環(huán)利用技術(shù)及工藝。通過分析脫膠過程各工段的廢水特性,確定生物脫膠后的堿梳理廢水可循環(huán)使用2次,拷打工段廢水循環(huán)使用15次后排至終端水處理裝置

6、;漂洗段廢水循環(huán)使用3次后經(jīng)處理后,可重復(fù)投入生物脫膠后的堿梳理工段及拷打段利用。以上研究結(jié)果在7t罐進(jìn)行了生產(chǎn)性試驗(yàn),生物脫膠的廢水總量?jī)H為化學(xué)脫膠的28.4%。
 ?。?)建立了苧麻纖維原位生物脫膠制造技術(shù)體系及工藝,經(jīng)工業(yè)應(yīng)用實(shí)踐,結(jié)果表明,獲得苧麻精干麻產(chǎn)品殘膠率為1.81%,束纖維斷裂強(qiáng)度達(dá)到5.09cN/dtex;與化學(xué)脫膠相比,生物脫膠使用的化學(xué)品、水和燃煤分別減少了90%、65%和64%,脫膠廢水COD只有化學(xué)脫膠

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