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[初加工] 羊毛散毛炭化工艺参数设计和示例

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发表于 2016-7-2 19:06:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、设计要点
. f  s8 t5 d* K, h& g) {7 i本工艺主要是在于掌握炭化处理的程度。虽然,羊毛相对比较耐酸,但是酸处理过程仍会对羊毛纤维造成一定的损伤,尤其是酸液的浓度和烘干烘焙的温度,均应控制在羊毛纤维的耐受程度之内,做到尽量彻底去除草杂的同时,保护羊毛少受损伤。6 B- f4 d: Z! ~4 V
应根据羊毛的品种特性、松散程度、草杂种类、草杂大小及含量、结构松紧等条件,有针对性地确定酸液浓度、温度及浸酸时间等。羊毛吸酸率与酸液浓度、温度、浸酸时间的关系如下图所示。' ^# x. d) S$ s( Z. ~
6470支羊毛和螺旋草吸酸率与酸.png
64/70支羊毛和螺旋草吸酸率与酸
3 w0 P; V3 u% \: d液的温度、浓度、浸酸时间的关系
, L8 R" u$ N  ^7 s9 f1—羊毛在温度10℃、浓度7?5%的酸液中) }! \/ s* A/ d' ^. D2 r
2—羊毛在温度32℃、浓度5?5%的酸液中1 d* K- z7 `5 V3 N" W* N6 c
3—羊毛在温度10℃、浓度5?5%的酸液中3 z- S# P$ |  b% ?
4—草杂在温度10℃、浓度7?5%的酸液中7 v/ U1 m7 q3 s
5—草杂在温度10℃、浓度5?5%的酸液中

- H8 l1 H7 T$ ]* |: h; ~. B
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 楼主| 发表于 2016-7-2 19:14:08 | 显示全部楼层

; L' f, m* ^  k二、工艺参数设计
' k9 S5 l) q: D6 k3 m+ J1.浸酸# W6 n4 ?  a0 v, }7 W+ o% F, {, ]4 r
浸酸是炭化的关键步骤。设计工艺参数的原则是尽量使草杂快速和足量的吸酸,羊毛少吸酸并均匀吸酸。为了保护羊毛、加快浸渍速度,第一槽设定为浸润槽,第二槽为关键性的浸酸槽。该槽工艺参数主要有酸液浓度、浸酸温度及浸酸时间等。
( _: @6 N  {, K+ `(1)酸液浓度:由上图中的1、3和4、5等曲线可以看出,当温度和浸酸时间相同时,羊毛与草杂的吸酸量均随酸液浓度的增加而加大。因此,不同的原料品种、不同的草杂类型以及含量,应选择不同的酸液浓度,具体的适用范围见下表。; Y2 y4 ~7 l% \% Y
不同散毛炭化硫酸浓度适用范围
浓度等级酸液浓度(g/L) 适用原料
浓级 47~54.9 粗毛含杂多
中级 43.4~47 半细毛含杂多
淡级 37.7~43.4 细毛含杂多轻
淡级 32~37.7 热天炭化细毛

0 }: v* g# I1 G2 H
# Z- Q% s! [4 w, i/ i* i; L) U" S(2)浸酸时间:由上图中的1、4和3、5等曲线可以看出,在温度和酸液浓度均相同的情况下,随浸酸时间的增加,羊毛和草杂的吸酸量都有所增加。因此,宜采用快浸快出的工艺,通常浸酸时间约为4min。
. Z1 d1 _" ?9 x7 }* e% ](3)酸液温度:上图中的2、3两曲线显示出,当温度升高时,羊毛含酸量上升较快,由此可以确定浸酸应采用较低温度,一般为室温。在气温较高的季节和地区,应相应调整酸液浓度,以减少羊毛损伤。
2 O5 H  q8 h3 O+ L' k0 m通常在浸润槽和浸酸槽中都加入表面活性剂,浸酸槽最好采用非离子型或阳离子型表面活性剂,以保证羊毛快速浸酸和吸酸均匀,防止局部损伤,还可有利于最后的冲洗。
+ v5 ~( \# |) j5 Y; R; r2.轧酸
, @# n5 {/ b0 d* P1 M6 P# {1 e羊毛浸酸后,其含酸可分为机械结合酸和化学结合酸。机械结合酸是羊毛表层吸附的酸,用水即可冲洗去除;化学结合酸则是羊毛大分子基团结合的酸,必须中和才能去除。
5 k* e7 I$ d2 O/ L5 ~- Y, }+ S由于羊毛的含酸率与其含水率成正比,因此浸酸羊毛在进入烘烤机之前,应尽可能降低含水率,以提高烘干效率,减少羊毛损伤。一般经轧酸后,羊毛含水率控制在36%以内,含酸率在6%以内。( q8 p8 O' B: W7 ^5 G# w/ U5 v
. M! x6 z% ?0 L
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 楼主| 发表于 2016-7-2 19:19:20 | 显示全部楼层
1 p; \2 Z# ^8 f# y& Q
3.烘干与烘焙6 L1 T8 w1 t3 W- H
含酸羊毛进入烘烤机后不能立刻进行高温烘焙,否则毛团表面水分蒸发,内部水分沿纤维形成的毛细管通道向外渗出,在毛团表面积累较多的浓酸液。这种酸液的不均匀分布,极易造成烘烤后羊毛的局部严重损伤,表现为纤维颜色变紫,强力消失。因此,需要掌握预烘阶段烘燥速率,尽快使羊毛含水率降到15%以下,这样可使羊毛在烘焙过程中所受损伤降到最低。
: V/ J; \8 v) M! X3 ^" q) C9 J在预烘阶段,应根据原料粗细,尽量采用较低的烘干温度,一般不高于70℃。粗毛预烘温度掌握在约65℃,细毛掌握在约60℃。尽量利用干燥空气的循环流动来提高烘干效率。烘焙的温度应逐渐递增,粗毛可以从105℃升至110℃,细毛则可以从100℃升至105℃。烘焙后羊毛含水率要求在3%以下,此时可使草杂脱水变为焦脆易碎的炭状物。- i  [2 |0 o1 H* T5 r9 o; g
在烘干烘焙过程中,要注意原料的松散程度和厚薄状态,尤其在加工精梳短毛时,毛层不宜过厚,否则,浸酸过程中容易结团,毛团内部的草杂不易炭化。
7 r) U& k. V' l: I4.压炭与打炭# }8 c: Z0 B! ~4 ?! |
(1)压炭辊的速度:12对压炭辊的转速要逐对加快,使毛层逐渐减薄,便于压碎草杂炭屑。另外,每对压辊采用上辊慢下辊快的速度配置,以便搓碎羊毛夹裹的炭屑,上下辊速度比为15∶19。各对压辊与第一对压辊的速比见下表。
# p4 T/ N: j: `5 Y
各对压辊与第一对压辊的速比
压辊次序 1 2 3 45 6 7 8 910 11 12
速比 1 1.016 1.093 1.142 1.192 1.247 1.328  1.39   1.454   1.517 1.536    1.66

1 E* @7 w3 u: [3 z
) f) j1 D6 ~9 k2 J(2)压辊压力:应根据草杂种类、含量及羊毛纤维的粗细选配压辊压力参数,压辊加压配置由后到前逐渐加大。
2 l3 J! ~9 V. Z$ Y3 V(3)压辊隔距:上下压辊之间的隔距要适当,尤其出口隔距不能低于1.27mm,否则,会伤及羊毛。* q7 c' R+ {& V1 g# ^: V+ v
(4)打炭:角钉锡林转速为312r/min,排尘风扇转速为1000r/min。
( L6 g1 \% l* J, l5.中和
" r3 j; J0 Q2 K$ W4 u7 w中和工序包括洗酸、中和及洗碱三个阶段,分别在三个洗槽中进行。洗酸槽只放清水浸洗羊毛表面机械结合酸部分,中和槽常用纯碱中和羊毛的化学结合酸部分。
6 K  A- ^) P1 X5 a5 d- M8 U纯碱投入量视羊毛含酸量而定。一般开始浓度为0.1%(溶液pH值约为11),为保持溶液的中和能力,要定时检查水槽中溶液的pH值,并适量追加纯碱。一般纯碱用量约为羊毛重量的3.5%即可。
: B+ P) u1 L2 l7 z# y1 @& Q5 |% U中和槽以水温掌握在38~40℃、浸泡时间为4~5min为宜。为了增强中和作用,可加入适量表面活性剂。- Y" g" |; O6 [( G9 h  ~
处理有些洗酸较多的细羊毛时,如果中和槽作用不充分,可在洗碱槽中加入氨水补充中和。氨水分子小,能较快渗入纤维内部中和化学结合酸,氨水用量一般为羊毛重量的1%。" \: V/ E5 }. b; M7 g5 Q
6.烘干
4 d8 t$ W6 \3 ~8 C( t  J& Y+ l, ^1 {中和后的羊毛需要再次烘干,以符合后道加工要求。烘干温度一般为80~90℃,时间约为4min。+ \7 M- u) Z6 o- w
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 楼主| 发表于 2016-7-2 19:23:36 | 显示全部楼层

$ ]" G2 |* l0 y! b8 e三、毛炭化工艺举例
0 x5 [4 a: q% M( A散毛炭化工艺举例见下表。
/ H+ s2 A! X5 o
散毛炭化工艺举例
散毛炭化工艺举例1.png
散毛炭化工艺举例2.png # U: p7 L2 O  x! Z2 L+ W
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