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[基础] 苎麻化学脱胶的工艺流程和工艺参数确定

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发表于 2016-7-17 15:48:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
脱胶时,应根据不同的原麻品质来正确选择工艺。苎麻化学脱胶最主要的工序是碱煮,但不管采用何种工艺脱胶,碱煮前后还必须施予多道工序的处理,方能达到纺纱用精干麻的质量要求。一般将碱煮前的工艺称为预处理工艺,而将碱煮后的工艺称为后处理工艺。
1.拆包、扎把
进入工厂的原麻一般捆成包状,在脱胶处理时必须把包拆开,并按后工序的处理要求扎成一定重量的小把,每把重量约为0.5kg。麻包内的杂质以及混杂的死麻、僵麻、重胶麻等,也一并在这道工序拣出。
2.浸酸
在碱煮前进行浸酸处理,可以除去一部分胶质,而另一部分未直接去除的胶质有可能水解成分子量低的物质,使其在碱煮时变得容易去除。纤维素也容易被酸水解,但原麻中胶质包围在纤维的表面,对纤维素起到一定的保护作用,所以在适当的条件下,浸酸可以水解一部分胶质而不至于损伤纤维素。
浸酸的工艺参数主要有浓度、温度、时间及浴比。浸酸通常用硫酸,浓度为1~2g/L,浴比约为1∶10,温度约为50℃,时间约为1h。浸酸温度是影响脱胶麻质量的最主要因素,温度过高,水解剧烈,致使纤维素大分子甙键断裂,从而影响纤维的强力及制成率。生产实践表明,浸酸温度不宜超过60℃。另外,浸酸时要将酸浴搅拌均匀,并且在麻投入后各部位应浸酸均匀。


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 楼主| 发表于 2016-7-17 15:49:35 | 显示全部楼层

3.碱液煮练
碱液煮练是苎麻化学脱胶中最重要的工序,原麻中的大部分胶质都是在碱煮过程中去除的。因此煮练工艺适当与否,对煮练麻的质量影响很大。
目前,苎麻脱胶煮练大部分采用二煮法。加压煮练一般使用压力在(1.372×105)~(1.96×105Pa)。煮练压力影响煮液的温度,用上述压力煮练,煮液的温度约为130℃。加压煮练有利于加快去除胶质,但对苎麻脱胶而言,也不宜使用过高的压力。煮锅压力过高,对设备要求更高,能源消耗大,且使精干麻色泽加深、强力下降、制成率降低。
煮锅内的麻笼结构主要是悬挂式,其装麻方法是将麻把在中部对折后垂直悬挂在挂杆上,与锅内碱液循环的轴流方向平行。在煮练过程中,浸没在碱液中的麻把基本上保持悬浮状态,碱液穿透麻把的流量和速度比较均匀,使得煮练完善,残胶、夹生麻、硬条减少。
煮练质量的优劣直接影响到脱胶的效果,而影响煮练质量的因素除设备条件外,主要是正确选择烧碱用量,煮练温度、时间、浴比等工艺参数以及选用效果好的煮练助剂。脱胶过程中,碱和助剂等化学药品的投入量,一般以药品用量表示,药品用量是指药品量与原麻重量之比,用百分数表示。
煮练液中烧碱用量的选择依据主要是原麻的含胶量。生产实践表明,烧碱用量选择在10%以上为宜。为了促进碱液的均匀渗透、缩短煮练时间、提高煮练质量,在煮练的同时,常加入一部分助剂,如水玻璃、磷酸盐等。
煮练时间对煮练质量的完善起着重要的作用。一般情况下,煮练时间适当延长对煮练作用的完善是有益的,但过长的煮练时间会影响生产效率,并在一定程度上损伤纤维。
煮练温度与使用的煮锅有关,使用加压锅煮练,压力大多约为1.96×105Pa,煮液温度可达130℃以上,而常压锅煮练,煮练温度在98~100℃。
原麻重量与溶液重量之比称为浴比。浴比大,煮练质量好、脱胶均匀、纤维松散、色泽浅淡。但浴比大,则产量低。一般常压煮练浴比以约为1∶15为好,而加压煮练浴比在约为1∶10就能满足煮练要求。

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 楼主| 发表于 2016-7-17 15:52:21 | 显示全部楼层
4.敲麻
敲麻亦称打纤,它是煮练后处理的重要工序之一。经过煮练,胶质的绝大部分已被溶解,但仍有一部分黏附在纤维上,使纤维黏连在一起不能分离成单纤维。另外,经煮练后,纤维长时间浸在煮练溶液中,致使纤维的色泽较深。敲麻就是利用敲麻机的木槌等机件对麻把进行打击和高压水的冲洗,以去除纤维上残留的胶杂质,并使纤维松散。
影响敲麻效果的因素有人工操作、水压力及打击强度等。操作时,要注意经常翻动和整理并将麻把理直,根据煮练质量和敲打效果灵活掌握敲麻圈数,若麻煮练得熟,敲麻圈数可少些,麻煮练得生,则敲麻圈数适当多些;水的压力要不小于19.6×105Pa;打击强度和麻把的喂入量成反比、与敲麻圈数成正比,生产上一般调节敲麻圈数。
5.酸洗、水洗、脱水
酸洗是将敲麻后的麻纤维放在酸浴中漂洗,以中和纤维上残留的碱液,并除去纤维吸附的有色物质,使纤维色泽洁白、松散。苎麻纤维酸洗时已经过煮练和敲麻等工序处理,纤维已比较松散,酸洗时要注意纤维素受酸水解而损伤纤维。所以,酸洗均为常温处理,让麻纤维在硫酸浓度为1~2g/L的酸浴中通过酸洗机,时间仅几分钟即可。
酸洗后的麻纤维即应进行水洗,用清水洗去纤维上的酸液,使麻纤维的pH值达到6~7为止。
麻纤维经水洗后含水率很高,不利于后道加工,必须把水分尽量除去。通常用离心脱水机进行脱水,使纤维的含水率保持在50%~55%。

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 楼主| 发表于 2016-7-17 15:54:33 | 显示全部楼层

6.漂白
苎麻化学脱胶时采用漂白工艺,能改善纤维的白度、表面性能及染色性能,也能除去一部分胶质。漂白是对纤维进行氧化处理,因此易损伤纤维,对工艺条件的控制要严格。有次氯酸钠(NaClO)漂白和双氧水(H2O2)漂白两种。H2O2漂白对纤维的损伤程度略轻于NaClO漂白,但成本高。故现在苎麻脱胶中漂白采用的漂剂以用NaClO为主,其工艺条件是:有效氯含量为0.5~1g/L,pH值为8.5~11,常温下漂洗约5min。
用次氯酸盐漂白后,需进行去氯处理。通常用亚硫酸氢钠或硫代硫酸钠溶液洗涤,浓度一般为0.5g/L。
7.精练
精练实际上是对苎麻纤维再一次煮练,精练工序是苎麻脱胶后处理工艺中为提高纤维白度和进一步去除胶质常用的方法。通常的精练工艺是将麻纤维放在稀碱液中常压煮练2~4h,再焖放2~4h。精练液配方常用的是NaOH用量约为1%、Na2CO3用量约为2%,有时再加入少量肥皂或洗涤剂,浴比约为1∶10。也有报道,精练温度的提高对纤维白度的提高效果明显,在140℃下精练1.5h获得的苎麻纤维色泽雪白,且对纤维强力影响不大,单纤维强力为51.6cN(纤维线密度0.644tex)。

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 楼主| 发表于 2016-7-17 15:56:19 | 显示全部楼层

8.给油
苎麻纤维在脱胶过程中经受酸、碱等药剂的反复化学处理以及其他的物理处理,使其表面的脂肪蜡质也被去除;同时,经脱胶后的水麻也还含有少量残胶,若将水麻直接干燥,纤维会相互并结变得脆硬,所以脱胶后的麻纤维在干燥之前必须进行给油处理。给油是将麻纤维浸于乳化液中一定的时间,使油分子吸附在纤维表面形成一层薄膜,以阻止纤维在干燥过程中互相并结。给油后,纤维柔软和松散程度得到提高,表面性能也有改善。
给油工序对脱胶麻质量影响的因素主要是油剂的性能、上油率及均匀度。上油率可通过调整油浴浓度、给油时间、温度等参数控制,一般要求精干麻的上油率约为1%。
目前,给油方法有两种。一种是将脱胶麻浸在给油锅内几小时并适当加温,称为静止给油。油浴内乳化油用量为1.5%~2.0%,再加入肥皂或洗涤剂1.0%~2.0%,其余部分是根据浴比大小而定的水。对于用皂类表面活性剂做乳化剂的乳化液,加入的水需是软水。另一种是称为快速给油的方法,现已用得较为普遍,即让苎麻纤维在给油槽的油浴中通过,时间只需几秒到几分钟。快速给油时,水麻在油浴中呈分散状,与给油浴有相对运动,纤维表面附着的油更为均匀。
9.干燥
苎麻纤维经给油后虽通过脱水或挤压去除了大部分水分,但纤维的含水率仍约为50%。为此,要通过干燥的方法进一步去除水分。
烘干时要求铺麻厚薄均匀,调节输送帘的速度和烘房温度可改变烘干速率。烘燥温度不宜过高,因为残胶率与烘燥温度成正比,聚合度与烘燥温度成反比,用较高温度烘干麻纤维时纤维损伤严重。在实际生产中,在产量能满足需要的前提下,采用较低的温度对烘干麻的质量是有好处的。苎麻纤维经烘燥后,其回潮率一般控制在7%~8%。

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