專(zhuān)利名稱(chēng)：伴隨低溫處理的閃爆法大麻脫膠技術(shù)及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大麻脫膠技術(shù)，特別是涉及一種伴隨低溫處理的閃爆 法大麻脫膠技術(shù)及裝置。
背景技術(shù)：
大麻脫膠是實(shí)現(xiàn)大麻紡紗織布的關(guān)鍵工序，目前紡織上利用來(lái)織制服 裝面料的大麻纖維，必須經(jīng)過(guò)脫膠才能取得。因此，脫膠工序是進(jìn)行大麻 紡紗的關(guān)鍵工序，脫膠的好壞也就直接關(guān)系到以后各工序產(chǎn)品的質(zhì)量與以 單纖維形式存在的棉、毛和化學(xué)纖維不同，大麻的韌皮纖維存在于植物內(nèi) 部，要想提取纖維。必須把纖維從半纖維素、果膠、木質(zhì)素等組成的膠類(lèi) 物質(zhì)中分離出來(lái)，并進(jìn)一步分離成單纖維，才能成為優(yōu)良的可紡性纖維。
目前大麻纖維一般采用的脫膠技術(shù)如下1、細(xì)菌化學(xué)聯(lián)合脫膠技術(shù)； 2、大麻脫膠酶的發(fā)酵技術(shù)；3、分段式大麻脫膠技術(shù)；4、微生物機(jī)械脫膠 技術(shù)；5、雨露浸解技術(shù)；6、溫水浸解法汽蒸脫膠技術(shù)；7、大麻脫膠機(jī)機(jī) 械法脫膠技術(shù)。以上脫膠方法都有不同的缺陷，而共同存在的問(wèn)題是，殘 膠率高，纖維損傷嚴(yán)重，污染環(huán)境，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種伴隨低溫處理的閃爆法大麻脫膠技術(shù)及裝 置，它能夠使大麻纖維受到的傷害更小并且獲得更高的脫膠率。
具體生產(chǎn)工藝為首先對(duì)苧麻在25。C溫度下浸泡15h，然后，把用水泡過(guò)的苧麻纖維放入到一盛有濃度為18%Na0H溶液的槽中的進(jìn)行堿處理， 接著對(duì)苧麻進(jìn)行高壓保持，在高壓保持后對(duì)大麻纖維進(jìn)行伴隨低溫處理的 降壓閃爆處理。
上面所述的工藝需要以下裝置,有一高壓蒸汽缸2被托座1固定在支撐 床體19左側(cè)，此高壓蒸汽缸2頂部插有一壓力變送器3和一熱電耦6， 一 管道4從此高壓蒸汽缸2頂端中心位置伸出后連接到一電磁閥5輸入口中， 此電磁閥5又通過(guò)管道4和高壓閃爆缸9連通，此高壓閃爆缸9頂部插有 另一壓力變送器7和另一熱電耦8，此高壓閃爆缸9底部焊接在致冷缸10 的底部壁上，并且在中心位置開(kāi)口，此口通過(guò)一管道14和釋壓閥13連通， 此釋壓閥13又通過(guò)管道14和纖維收集籠15連通，支撐床體19的右部安 裝一致冷液存儲(chǔ)缸體16， 一高壓大流量專(zhuān)用泵12通過(guò)管道17分別和此致 冷液存儲(chǔ)缸體16以及一電磁閥11連通，此電磁閥11又和致冷缸10連通， 支撐床體19右側(cè)裝一控制箱18，此控制箱18用于控制以上兩個(gè)壓力變送 器(3， 7)、兩個(gè)熱電耦(6， 8)、兩個(gè)電磁閥(5， 11)和一高壓大流量專(zhuān) 用泵12。
本發(fā)明中大麻原麻是多種不同物質(zhì)的復(fù)雜聚合體，經(jīng)預(yù)處理的大麻原麻 置于高壓容器內(nèi)；在高溫保持階段，高壓熱蒸汽進(jìn)入纖維和膠體的空隙， 并滲入到纖維內(nèi)部，使大麻的膠質(zhì)軟化；閃爆缸9內(nèi)突然降溫，實(shí)現(xiàn)對(duì)纖 維的低溫處理過(guò)程，纖維和膠體由于化學(xué)成分的不同在纖維縱向的收縮程 度不同，從而產(chǎn)生了縱向的相對(duì)位移，這就實(shí)現(xiàn)了纖維和膠體的初步分離； 在與低溫處理過(guò)程同時(shí)進(jìn)行的閃爆過(guò)程中纖維和膠體在高溫蒸汽的高速?zèng)_ 擊下，產(chǎn)生橫向分離。本發(fā)明的大麻脫膠技術(shù)殘膠率低，纖維損傷輕微，不污染環(huán)境，降低了脫膠成本，節(jié)約了脫膠時(shí)間。


圖1是本發(fā)明的工藝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明中控制箱18內(nèi) 部的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
一種伴隨低溫處理的閃爆法大麻脫膠技術(shù)，其特征是首先對(duì)苧麻在25 -C溫度下浸泡15h，然后，把用水泡過(guò)的苧麻纖維放入到一盛有濃度為 18呢NaOH溶液的槽中的進(jìn)行堿處理，接著對(duì)苧麻進(jìn)行高壓保持，在高壓保持 后對(duì)大麻纖維進(jìn)行伴隨低溫處理的降壓閃爆處理。
第一步進(jìn)行水處理過(guò)程，將30kg大麻纖維浸入盛水的水槽中，讓水 沒(méi)過(guò)纖維，在25t:溫度下浸泡15h。然后將水槽中的纖維取出，并用離心 機(jī)除去多余的水。
第二步對(duì)用水浸泡過(guò)的纖維進(jìn)行堿處理，把大麻纖維放入到一盛有濃 度為189&NaOH溶液的槽中，使NaOH溶液沒(méi)過(guò)大麻纖維。在25'C溫度下攪拌3 小時(shí)后，通過(guò)過(guò)濾的方法將NaOH溶液中的大麻纖維取出，接著將大麻纖維 浸入到濃度為5%的醋酸溶液中對(duì)附著在纖維表面堿液進(jìn)行中和。
第三步進(jìn)入高壓保持階段，將上一工序處理后的大麻纖維放入閃爆缸 9中，關(guān)閉容器。如圖1 2所示，合上開(kāi)關(guān)QS，電路得電工作，首先可編 程序控制器(PLC) 18-l初始內(nèi)部程序進(jìn)入準(zhǔn)備階段，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SB1 時(shí)首先可編程序控制器(PLC) 18-1輸出端的Y004輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)固態(tài) 繼電器SSR4工作，固態(tài)繼電器SSR4的輸出端導(dǎo)通，交流接觸器KM1的線(xiàn) 圈得電，其主觸點(diǎn)吸合，加熱器1得電并開(kāi)始給蒸汽爐2加熱；當(dāng)爐內(nèi)壓力達(dá)到4 5Mpa時(shí)，壓力變送器3輸出控制信號(hào)給可編程序控制器(PLC) 18-1，可編程序控制器(PLC) 18-1輸出端的Y000輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)固態(tài) 繼電器SSR1工作，固態(tài)繼電器SSR1的輸出端導(dǎo)通，高溫高壓蒸汽專(zhuān)用電 磁閥5的線(xiàn)圈K1得電，其閥門(mén)打開(kāi)高壓蒸汽進(jìn)入閃爆缸9中，當(dāng)閃爆缸9 內(nèi)的壓力達(dá)到2. 5 3Mpa時(shí)壓力變送器7輸出控制信號(hào)給可編程序控制器
(PLC) 18-1，可編程序控制器(PLC) 18-1輸出端的YOOO、 Y004停止輸出 信號(hào)，則高溫高壓蒸汽專(zhuān)用電磁閥5關(guān)閉，加熱器停止加熱，保壓60s 200s。 第四步向致冷缸10中通入冰水混合物?？删幊绦蚩刂破?PLC) 18-1 輸出端的Y001輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器SSR2工作，固態(tài)繼電器SSR2 的輸出端導(dǎo)通，超低溫專(zhuān)用電磁閥11的線(xiàn)圈K2得電，其閥門(mén)打開(kāi)，與此 同時(shí)可編程序控制器(PLC) 18-1輸出端的Y003輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼 電器SSR5工作，固態(tài)繼電器SSR5的輸出端導(dǎo)通，高壓大流量低溫專(zhuān)用泵 12開(kāi)始工作，將冰水混合物導(dǎo)入到致冷缸10中，使冰水混合物沒(méi)過(guò)閃爆缸 9的三分之二，進(jìn)行低溫處理。
第五步對(duì)大麻纖維進(jìn)行閃爆處理。0.2 0.3S之后可編程序控制器
(PLC) 18-1輸出端的Y002輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器SSR3工作，固態(tài) 繼電器SSR3的輸出端導(dǎo)通，大口徑高壓電磁閥13的線(xiàn)圈K3得電，其閥門(mén) 打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)閃爆。閃爆缸9中的纖維借助壓強(qiáng)差進(jìn)入到收集器15中。
如圖2所示，控制箱的電路結(jié)構(gòu)為啟動(dòng)開(kāi)關(guān)SB1與可編程序控制器
(PLC) 18-1的輸入端X002相連；壓力變送器3檢測(cè)的壓力信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù) 轉(zhuǎn)換電路把模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成可編程序控制器(PLC) 18-1可以直接識(shí)別的 數(shù)字信號(hào)，此信號(hào)輸入到可編程序控制器(PLC) 18-1的輸入端XOOO;壓力變送器7檢測(cè)的壓力信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路把模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成可編程 序控制器(PLC) 18-1可以直接識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，此信號(hào)輸入到可編程序控 制器(PLC)18-1的輸入端X001;24V開(kāi)關(guān)電源的正極與可編程序控制器(PLC) 18-1輸出端的COMO、 C0M1相連，其負(fù)極與固態(tài)繼電器(SSR1 SSR5)的控 制信號(hào)輸入端的負(fù)極相連；固態(tài)繼電器(SSR廣SSR5)的控制信號(hào)輸入端的 正極分別與可編程序控制器(PLC) 18-1的輸出端YOOO、 YOOl、 Y002、 Y003、 Y004相連；固態(tài)繼電器(SSR1 SSR4)的輸出端一端與三相四線(xiàn)制380V電 源的一根相線(xiàn)相連， 一端與被控制元件(K1 K3、 KM1)的火線(xiàn)相連；固態(tài) 繼電器(SSR5)輸出電源端與三相四線(xiàn)制380V電源的三根相線(xiàn)相連，輸出 負(fù)載端與高壓大流量低溫專(zhuān)用泵12的保護(hù)熱繼電器FU2相連;熱繼電器FU2 與高壓大流量低溫專(zhuān)用泵12相連；由于固態(tài)繼電器(SSR1 SSR5)所帶負(fù) 載均為感性元件為保護(hù)固態(tài)繼電器(SSR1 SSR5)在其輸出端并聯(lián)一 RC吸 收回路;加熱器1通過(guò)交流接觸器與三相四線(xiàn)制380V電源的三根相線(xiàn)相連。 本發(fā)明中，伴隨低溫的閃爆技術(shù)是指，對(duì)閃爆缸9內(nèi)大麻纖維進(jìn)行閃 爆處理的同時(shí)實(shí)施低溫處理的技術(shù)。最大的特點(diǎn)是閃爆釋壓過(guò)程和低溫處 理兩個(gè)過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。由于冰水混合物在管道17中傳輸需要一段很短的時(shí) 間，閃爆器9中的熱量通過(guò)壁導(dǎo)出也需要一段很短的時(shí)間，這兩段時(shí)間之 和為0.2 0.3S。所以為達(dá)到閃爆釋壓過(guò)程和低溫處理兩個(gè)過(guò)程同步的目 的，本發(fā)明提前0.2 0.3S向致冷缸10中注入冰水混合物，使閃爆缸9內(nèi) 的高溫蒸汽驟然降溫，之后迅速打開(kāi)閃爆缸9的釋壓閥門(mén)13對(duì)大麻纖維進(jìn) 行閃爆處理。高速蒸汽流在遇到阻礙時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生剪切作用，對(duì)大麻組分 和纖維結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。同時(shí)，由于原麻中膠質(zhì)等非纖維素成分大多包覆在纖維的外面，因此，閃爆過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)原麻中膠質(zhì)等非纖維素成分和纖維 的分離。為實(shí)現(xiàn)大麻纖維組分在纖維縱向發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，本發(fā)明在閃爆過(guò) 程中對(duì)大麻纖維實(shí)施以低溫處理。利用不同物質(zhì)在溫度降低過(guò)程中收縮速 度和程度的不同實(shí)現(xiàn)大麻纖維和膠體以及大麻纖維間的分離。
在高溫保持階段，高壓熱蒸汽進(jìn)入纖維和膠體的空隙，并滲入到纖維 內(nèi)部，由于水蒸汽和熱的聯(lián)合作用，使得纖維和膠體的結(jié)合發(fā)生變化。在 高溫高壓的條件下，高溫蒸汽首先作用于非纖維素，使之在伴隨低溫的閃 爆之前發(fā)生一定的化學(xué)變化，半纖維素降解成可溶性糖，木質(zhì)素軟化并且 部分降解，從而減弱它們與纖維素間的連接。另外，在高溫、高壓下，纖 維素分子內(nèi)氫鍵和纖維素分子鏈間的某些有序結(jié)構(gòu)也受到一定程度的破 壞，纖維素大分子鏈的可動(dòng)性增加，這一階段是伴隨低溫處理的閃爆法大 麻脫膠技術(shù)的基礎(chǔ)。
本發(fā)明閃爆缸9內(nèi)突然降溫過(guò)程中，大麻纖維和膠體由于化學(xué)成分的 不同在纖維縱向的收縮程度不同，從而產(chǎn)生了縱向的相對(duì)位移，這就實(shí)現(xiàn) 了纖維和膠體的初步分離。
本發(fā)明閃爆過(guò)程中，高壓蒸汽迅速釋放，已滲入纖維內(nèi)部和膠體之間 的熱蒸汽分子以高速氣流的方式從較封閉的孔隙中瞬間釋放，纖維和膠體 在高速蒸汽流的沖擊下發(fā)生進(jìn)一步脫離。在這個(gè)過(guò)程中，相鄰的大麻纖維 也得到了分離，大麻纖維束變得松散。
與未伴隨低溫的閃爆處理的大麻纖維相比，伴隨低溫的閃爆處理大麻 脫膠時(shí)間大大縮短，殘膠率更低，在含水率30%, 2. 5 3MPa， 134°(:條件下處 理的大麻，其精干麻的綜合質(zhì)量指標(biāo)為最好。采用棉紡和毛紡設(shè)備工藝相結(jié)合的方式試紡純大麻紗，其紡紗工藝流程
為:精干麻、給濕加油、分束剪麻、開(kāi)松、上油、梳理、并條、二道并條、 細(xì)紗。經(jīng)此次工藝路線(xiàn)試紡證明，伴隨低溫的閃爆處理后的大麻纖維能夠 比較容易地進(jìn)行紡紗，紡紗條件也較目前紡紗容易的多，這有可能是改善 大麻成紗質(zhì)量的一個(gè)有效途徑。
所用器件廠(chǎng)家壓力變送器3、 7均由西安匯源儀表閥門(mén)有限公司生產(chǎn) 的HYPB8000系列，高溫高壓蒸汽專(zhuān)用電磁閥5由西安匯源儀表閥門(mén)有限公 司生產(chǎn)的ZCZH-50，超低溫專(zhuān)用電磁閥11由西安匯源儀表閥門(mén)有限公司生 產(chǎn)的，大口徑高壓電磁閥13可采用西安匯源儀表閥門(mén)有限公司生產(chǎn)的 ZCLH1-50，固態(tài)繼電器SSR5采用由北京靈通光電電子廠(chǎng)生產(chǎn)的 SSR-3-S380V-40A，固態(tài)繼電器SSR1 SSR4均采用由北京靈通光電電子廠(chǎng) 生產(chǎn)的S616ZK，可編程序控制器PLC18-1由日本三菱公司生產(chǎn)的 FX1N-2備。
權(quán)利要求
1、伴隨低溫處理的閃爆法大麻脫膠技術(shù)及裝置，其特征在于生產(chǎn)工藝為首先對(duì)苧麻在25℃溫度下浸泡15h，然后把用水泡過(guò)的苧麻纖維放入到一盛有濃度為18％NaOH溶液的槽中的進(jìn)行堿處理，接著對(duì)苧麻進(jìn)行高壓保持，在高壓保持后對(duì)大麻纖維進(jìn)行伴隨低溫處理的降壓閃爆處理；上述對(duì)大麻纖維進(jìn)行伴隨低溫處理的降壓閃爆處理的裝置有一高壓蒸汽缸(2)被托座(1)固定在支撐床體(19)左側(cè)，此高壓蒸汽缸(2)頂部插有一壓力變送器(3)和一熱電耦(6)，一管道(4)從此高壓蒸汽缸(2)頂端中心位置伸出后連接到一電磁閥(5)輸入口中，此電磁閥(5)又通過(guò)管道(4)和高壓閃爆缸(9)連通，此高壓閃爆缸(9)頂部插有另一壓力變送器(7)和另一熱電耦(8)，此高壓閃爆缸(9)底部焊接在致冷缸(10)的底部壁上，并且在中心位置開(kāi)口，此口通過(guò)一管道(14)和釋壓閥(13)連通，此釋壓閥(13)又通過(guò)管道(14)和纖維收集籠(15)連通，支撐床體(19)的右部安裝一致冷液存儲(chǔ)缸體(16)，一高壓大流量專(zhuān)用泵(12)通過(guò)管道(17)分別和此致冷液存儲(chǔ)缸體(16)以及一電磁閥(11)連通，此電磁閥(11)又和致冷缸(10)連通，支撐床體(19)右側(cè)裝一控制箱(18)，此控制箱(18)用于控制以上兩個(gè)壓力變送器(3)，7)、兩個(gè)熱電耦(6，8)、兩個(gè)電磁閥(5，11)和一高壓大流量專(zhuān)用泵(12)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的伴隨低溫處理的閃爆法大麻脫膠技術(shù) 及裝置，其特征在于所述的進(jìn)行水處理過(guò)程，是將30kg大麻纖維浸 入盛水的水槽中，讓水沒(méi)過(guò)纖維，在25。C溫度下浸泡15h，然后將水 槽中的纖維取出，并用離心機(jī)除去多余的水。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的伴隨低溫處理的閃爆法大麻脫膠技術(shù) 及裝置，其特征在于所述的對(duì)用水浸泡過(guò)的纖維進(jìn)行堿處理，是把大麻纖維放入到一盛有濃度為18y。NaOH溶液的槽中，使NaOH溶液沒(méi)過(guò) 大麻纖維，在25'C溫度下攪拌3小時(shí)后，通過(guò)過(guò)濾的方法將NaOH溶 液中的大麻纖維取出，接著將大麻纖維浸入到濃度為5%的醋酸溶液 中對(duì)附著在纖維表面堿液進(jìn)行中和。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的伴隨低溫處理的閃爆法大麻脫膠技術(shù) 及裝置，其特征在于控制箱(18)的電路結(jié)構(gòu)為啟動(dòng)開(kāi)關(guān)(SB1)與可 編程序控制器(PLC18-1)的輸入端(X002)相連；壓力變送器(3) 檢測(cè)的壓力信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路把模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成可編程序控 制器(PLC18-1)可以直接識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，此信號(hào)輸入到可編程序 控制器(PLC18-1)的輸入端(X000;壓力變送器(7)檢測(cè)的壓力信號(hào) 經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路把模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成可編程序控制器(PLC18-1) 可以直接識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，此信號(hào)輸入到可編程序控制器(PLC18-1) 的輸入端(X001); 24V開(kāi)關(guān)電源的正極與可編程序控制器(PLC18-1) 輸出端的(COM0、 C0M1)相連，其負(fù)極與固態(tài)繼電器(SSR1 SSR5)的 控制信號(hào)輸入端的負(fù)極相連；固態(tài)繼電器(SSR1 SSR5)的控制信號(hào) 輸入端的正極分別與可編程序控制器(PLC18-1)的輸出端(YOOO、 YOOl、 Y002、 Y003、 Y004)相連；固態(tài)繼電器(SSR1 SSR4)的輸出 端一端與三相四線(xiàn)制380V電源的一根相線(xiàn)相連， 一端與被控制元件 (K1 K3、 KM1)的火線(xiàn)相連；固態(tài)繼電器(SSR5)輸出電源端與三相 四線(xiàn)制380V電源的三根相線(xiàn)相連，輸出負(fù)載端與高壓大流量低溫專(zhuān) 用泵(12)的保護(hù)熱繼電器(FU2)相連；熱繼電器(FU2)與高壓大流 量低溫專(zhuān)用泵(12)相連；由于固態(tài)繼電器(SSR1 SSR5)所帶負(fù)載均 為感性元件為保護(hù)固態(tài)繼電器(SSR1 SSR5)在其輸出端并聯(lián)一 RC吸 收回路；加熱器(l)通過(guò)交流接觸器與三相四線(xiàn)制380V電源的三根 相線(xiàn)相連。
全文摘要
伴隨低溫處理的閃爆法大麻脫膠技術(shù)及裝置，它涉及一種大麻脫膠技術(shù)，具體涉及閃爆法大麻脫膠技術(shù)。首先對(duì)苧麻在25℃溫度下浸泡15h，然后把用水泡過(guò)的苧麻纖維放入到一盛有濃度為18％NaOH溶液的槽中的進(jìn)行堿處理，接著對(duì)苧麻進(jìn)行高壓保持，在高壓保持后對(duì)大麻纖維進(jìn)行伴隨低溫處理的降壓閃爆處理；本發(fā)明的大麻脫膠技術(shù)殘膠率低，纖維損傷輕微，不污染環(huán)境，降低了脫膠成本，節(jié)約了脫膠時(shí)間。
文檔編號(hào)D01C1/02GK101255609SQ20081008431
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日
發(fā)明者姜宜寬, 宋桂玲, 時(shí)德玲, 李新民, 談大勇 申請(qǐng)人:宋桂玲