精练工艺流程和参数设计

精练目的是去除绢纺原料上大部分丝胶和油脂，使纤维间胶着点分开，并去除黏附在原料上的尘土等杂质，制成较为洁净、蓬松的精干绵。精练质量是影响后工序能否正常生产、绢丝质量优劣及经济效益高低的重要因素。
绢纺原料精练工程包括精练前处理、精练及精练后处理三个工序。
& P, T, Q) p* e, z0 t1.精练前处理
绢纺原料种类极为复杂，按性状分有丝吐类、茧类、茧衣等，各类原料质量差异大，即使同一种原料，也因产地和处理方法不同而不同。故必须按原料品质进行分档，以利于制定精练方法及精练工艺。为使精练均匀，需对其中硬块进行扯松及拣除，同时，去除原料中某些杂质或蛹体，最后根据精练设备的容量要求定量装袋。精练前处理包括原料选别、扯松及除杂三项工作。
（1）原料选别：原料选别是根据原料的品质进行分档，以便分别进行精练处理及以后的使用。具体遵循的原则如下。
) Z8 P, |1 Q  }, N①按原料品种分档：不同品种原料应分开。
( t/ w- ]: V4 F1 R& E- i9 |1 J②按含胶轻重分档：一般丝吐类原料含胶量高，数值差异大，应按含胶量多少进行分档。一批原料中含胶率差异在3%～5%。手扯长吐尾部丝胶含量多,头部含胶量少,应切开分别处理。
③按含油量多少分档：一般滞头类原料含油率多,数量差异大，应按含油率高低分档。一批原料中含油率差异在2%以内。
④按茧层厚薄分档：茧层厚薄不同,茧丝粗细及透水性有差异。
⑤按色泽好次分档：原料色泽影响绢丝色泽。
⑥按霉烂程度分档：茧层霉烂后,纤维强力受损、色泽差,应按霉烂程度分别处理、使用。
⑦按含杂多少分档：对含杂多的原料,剔除另行处理。
⑧按纤维强力分档：将纤维强力差者归为一档,可控制精练参数及以后制绵工序的使用。
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（2）原料扯松与除杂：原料在选别分档的同时,对缠结的原料要进行扯松,将大块原料适当扯成小块,并进行除杂。原料的除杂,一般分手工除杂、机械除杂及化学除杂三种。
①手工除杂：用手工拣除一些毛发及较大草屑、蛹体等杂质。
/ [4 K. W0 L$ S/ a! P3 n②机械除杂：茧子精练时,蛹油渗出而使精练难度加大。一些工厂在茧子精练前用切茧机将茧子切开,再用螺旋式除杂机将茧壳与蛹体分开，或者用螺旋式除杂机分离削口茧的削盖及其表面的茧衣。茧衣性质与茧层中茧丝性质差异较大,为保证茧子精练质量,茧子表面的茧衣一般在精练前用剥衣机剥去,剥下的茧衣仍可以做绢纺原料使用。经切茧机切开的茧子,茧丝大量切断,梳折降低。为提高梳折,一般常将茧子先经初练，待茧层松软后,用除蛹机将茧子扯开,使蛹体落下。
5 [, c. L7 T; D, p1 }9 G+ s③化学除杂：利用丝纤维耐酸、草杂不耐酸原理,用硫酸将纤维素水解炭化,从而去除绢纺原料中所含有的细小植物性杂质。该法常用于含树叶较多的柞蚕原料和含草屑较多的桑蚕茧衣类及吐类原料。目前，炭化工艺流程如下。
* i+ ~( B" u( @原料浸酸脱水烘干与烘焙除杂中和脱水烘干
具体的炭化工艺参数如下。
（a）浸酸:硫酸浓度为0.2mol/L，浴比为1∶2，常温，时间为6min，表面活性剂0.5%（渗透剂）。
0 n6 C7 w, `. M; f% d（b）脱水:10min。
（c）烘干与烘焙:低温65℃，时间为15min；高温105℃，时间为8min。
（d）除杂:用开绵机或螺旋式除杂机分离草杂。
（e）中和:Na2CO3 0.1%～0.05%，时间为1min。

2.精练
+ J' \* P9 L; z6 d- b精练要求去除绢纺原料上大部分丝胶、油脂、尘土等杂质，根据处理药剂及方法的不同可分化学精练和生物化学精练。
（1）化学精练：是利用化学药剂的作用，使绢纺原料脱胶、除脂。影响化学精练质量的因素有以下几种。
①练液温度：当练液温度在80℃以下时，对脱胶速度影响不大，当练液温度升至90℃以上时，丝胶会迅速溶解，100℃时更为剧烈。采用95～98℃精练时，称为高温精练，其脱胶速度快、时间短、产量高，但残胶率偏低；采用60～70℃精练时，称为低温精练，其残胶率偏高、残胶均匀、表面光洁，弹性和强力都较高温精练为好，但脱胶速度慢、时间长、产量低、丝色略黄。
7 u0 j3 u  w7 F# _5 f: R( G9 B" y②精练时间：丝胶的溶解度是随着时间的延长而增加的。开始时，脱胶速度较快，脱胶速度与时间几乎呈线性关系，以后随着丝纤维上丝胶的减少和练液中丝胶的增加，脱胶速度逐渐减缓。高温精练时，一般在15～20min内丝胶已大部分去除，当超过45min时，丝纤维强力会降低。而低温精练时，由于温度低，脱胶速度慢，需要较长的时间才能达到所需要的残胶率，一般约为6h。
③练液pH值：丝胶等电点的pH值在3.8～4.5，即在此pH值下，丝胶溶解度最低。因此，在练液中加入适量的酸或碱，使练液的pH值远离等电点，以增加丝胶的溶解度。由于丝胶等电点偏酸性，因此，它对碱的敏感性比酸强，故一般多用碱练。pH值在2（称为酸精练）或9.5～10.5（称为碱精练）左右较为合适。pH值小于1.8或大于11，都将对丝素有较显著的损伤。
④练液中药剂浓度：精练时加入的碱、肥皂等化学药剂，除起调整练液pH值外，主要作用是加快丝胶的溶解速度及加强除油效果。增加药剂浓度能促使脱胶速度快、除油效果好，但浓度太大会影响丝素的强力，并增加生产成本。
⑤练液浴比：精练时，练液浴比影响到精练的质量和药剂用量、用水量以及能源的消耗量。通常浴比根据原料的种类、性质等实际情况以及精练设备的形式和容量而定。用练桶精练时，一般长吐的浴比为1∶90，练茧类时，由于体积较大，浴比为1∶(75～110)，精练滞头时可为1∶(55～60)。
⑥练液中丝胶浓度：精练时，随着练液中丝胶浓度的不断加大，茧丝上丝胶的溶解速度减慢，因而应经常均匀地翻动原料及更换、补充练液。为节约生产成本，根据原料的级别、精练要求和含杂情况等按先后次序套用，一般一桶水套用3～8次。
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(2)生物化学精练：以生物酶为催化剂，使绢纺原料上的丝胶、油脂水解。影响生物化学精练质量的因素有以下几种。
) J& @8 W: a) `- C: M( \; e①温度：温度对酶的活性有着双重的影响，一方面是酶的催化速度随着温度的升高而增加；另一方面由于酶本身是蛋白质，随着温度的升高而逐渐变性，最后导致失活。因此，酶作用时有最佳温度，当上述两种倾向维持平衡时，酶的活性最大。多数酶的最适温度在38～60℃。
②pH值：酶具有两性性质，在某一pH值范围内显示出最大的活性和催化能力。在高于或低于最适pH值时，酶的活力就下降。各种酶在一定条件下都有其最适pH值，据此，可将酶分为酸性、中性及碱性三大类。
; ]* K& W' `1 c5 l③酶浓度：精练速度与酶的浓度成正比。这是因为增加酶的浓度，可增加其与原料作用的机会，因而速度加快。当速度达到最大值时，再增加酶浓度，精练速度增加不显著而产生浪费。故当原料量不变时，酶有最适的浓度。将微生物作用于原料，利用微生物的新陈代谢作用所分泌出的酶，使丝胶、油脂水解的方法称为腐化法；而预先将酶从生物体中提取制成制品，使用时直接作用于原料的方法称为酶制剂法。
+ I; i$ S' Y- Y  @9 n④活化物或抑制物：某些物质可以激活酶的活性或抑制酶的活性，从而影响精练速度和效果。如Na⁺、Fe²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Mn²⁺、Cl^-、Zn²⁺、NO^-3、SO^2-₄等离子的存在，可提高酶的活性；而热、光、X射线、超声波、振荡、酸、碱、中性盐、重金属盐、生物碱、氧化剂等均能抑制酶的活性，故应避免与之接触。

3.精练后处理
精练后处理包括洗涤、脱水和干燥等工序。
(1)洗涤：原料精练后，上面黏附有悬浮丝胶、油脂、杂质及化学药剂,需经洗净后,方可供后工序使用。刚精练好的原料不宜立即用冷水冲洗,因悬浮丝胶、油脂及肥皂等遇冷易凝结在纤维上，不宜洗净，因此精练后先经45～60℃温水洗涤，再经冷水冲洗。
(2)脱水：为提高烘干效率，原料洗涤后需脱水，脱水后原料含水率在50%以内。
+ ~+ B7 d4 b4 h( }+ u(3)烘干：采用热风式烘干机,烘干温度为105～110℃,原料烘干后的回潮率一般在6%～8%。为节约能源及防止纤维损伤，也可采用在阳光下晾晒的方法。
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