一種細(xì)菌、高溫堿脫膠結(jié)合法制備棉稈皮纖維的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種細(xì)菌、高溫堿脫膠結(jié)合制備棉桿皮纖維的方法，屬紡織纖維制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]棉花作為我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，年產(chǎn)量達(dá)500多萬(wàn)公頃，每公頃棉田可產(chǎn)3375-3750kg棉桿，而棉桿皮重量約占棉桿重量的25%左右。棉桿皮中富含纖維素、木質(zhì)素和多縮戊糖等，具有多種利用價(jià)值。因此，從棉桿皮中提取適合于紡織、復(fù)合材料制備的棉桿皮纖維，有助于提高棉作物的價(jià)值。但在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，棉桿大部分被當(dāng)作廢料燒掉或堆放腐爛在田間地里，利用率低，造成資源的極大浪費(fèi)。
[0003]目前，制備棉桿皮纖維的專利主要有:(I)采用閃爆設(shè)備對(duì)棉桿皮進(jìn)行預(yù)處理，如發(fā)明專利《一種棉桿皮纖維清潔脫膠方法》(公開(kāi)號(hào):CN101008108A)，采用閃爆與高溫高壓后處理相結(jié)合的方法制備棉桿皮纖維；(2)生物酶法制備棉桿皮纖維，如發(fā)明專利《生物技術(shù)制備棉桿韌皮紡織工業(yè)纖維的方法》(公開(kāi)號(hào):CN102660778A)用復(fù)配生物酶對(duì)棉桿皮進(jìn)行處理；(3)化學(xué)法制備棉桿皮纖維，如發(fā)明專利《一種棉桿直接脫膠制備棉桿皮纖維素纖維的方法》(公開(kāi)號(hào):CN102286789A)介紹了用常溫堿處理的方法制備棉桿皮纖維；發(fā)明專利《一種高溫低堿棉桿皮纖維快速脫膠方法》(公開(kāi)號(hào):CN101509151A)采用高溫高壓低堿技術(shù)時(shí)棉桿皮中的半纖維素和木質(zhì)素深度降解；發(fā)明專利《棉桿皮精干纖維及其制備方法》(公開(kāi)號(hào):CN103255484A)采用浸酸和高溫高壓煮煉相結(jié)合的方法制備棉桿皮纖維。本發(fā)明專利采用細(xì)菌、高溫堿脫膠結(jié)合法制備低模量的棉桿皮纖維。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種細(xì)菌、高溫堿脫膠結(jié)合法制備棉桿皮纖維的方法，制得細(xì)度細(xì)、模量低的棉桿皮纖維。且本發(fā)明先采集和篩選人工生物菌，對(duì)棉桿皮進(jìn)行細(xì)菌脫膠。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種將細(xì)菌、高溫堿脫膠結(jié)合制備棉桿皮纖維的方法，具體按照以下步驟實(shí)施:
[0006](I)菌種采集和篩選:從慪制棉桿的池塘中無(wú)菌采集沉積物，在培養(yǎng)液中富集 8-12 次。培養(yǎng)液組成為 -K2HPO40.5-2.5g/L，MgSO40.5-2.5g/L，NaN03l_5g/L，F(xiàn)eSO40.01-0.05g/L，果膠l_5g/L，并用lmol/L無(wú)菌NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至7-9。將上層清液經(jīng)過(guò)系列稀釋后接種在果膠-瓊脂平板上，果膠-瓊脂組成為=K2HPO40.5-2.5g/L，MgSO40.5-2.5g/L，NaN03l-5g/L，F(xiàn)eSO40.01-0.05g/L，果膠 l_5g/L，瓊脂 10_30g/L，并預(yù)先將pH值調(diào)節(jié)為7-9。在28-32°C下培養(yǎng)60_80h后，用質(zhì)量百分比濃度為0.01-0.05%的剛果紅染料溶液涂在果膠-瓊脂平板上。室溫、無(wú)菌環(huán)境下放置3-5h后，篩選較大直徑品紅顏色水解圈的菌株以用于下一步的脫膠。
[0007](2)細(xì)菌脫膠:先用礦物鹽溶液預(yù)處理棉桿皮，礦物鹽溶液pH值為6-8，處理溫度80-100°C，處理時(shí)間10-30min。礦物鹽溶液組成！K2HPO40.5_2.5g、NaN03l_5g。將礦物鹽溶液預(yù)處理后的棉桿皮裝入錐形瓶中，接種一環(huán)步驟(I)中所篩選的菌株，在36-40°C下振蕩18-22天，轉(zhuǎn)速160-200rpm。將細(xì)菌脫膠后的棉桿皮用自來(lái)水洗滌并在室溫下陰干。
[0008](3)高溫堿煮脫膠:對(duì)步驟(2)中細(xì)菌脫膠后的棉桿皮，采用質(zhì)量百分比濃度為3-5%的NaOH溶液處理，處理溫度150-170°C，固液比1: 20-1: 40，時(shí)間60_180min。堿處理后的棉桿皮纖維立即先用稀堿液洗滌，再用清水漂洗至中性，在室溫下陰干后用針齒密度為10?15齒/cm的不銹鋼梳子梳理。
[0009]在以上各工序中:
[0010](I)菌種的富集采用了以果膠為唯一碳源的合成培養(yǎng)液，避免篩選出以其他物質(zhì)為碳源的菌種。
[0011](2)在果膠瓊脂平板上涂布剛果紅溶液，其作用是篩選出具有高果膠分解酶活的菌株。
[0012](3)用礦物鹽溶液預(yù)處理主要目的是滅除棉桿皮自帶的細(xì)菌。
[0013](4)細(xì)菌脫膠是為了將棉桿皮內(nèi)的薄壁細(xì)胞與韌皮束分離，為堿快速進(jìn)入韌皮束內(nèi)部并與韌皮束內(nèi)的木質(zhì)素充分反應(yīng)創(chuàng)造條件，縮短纖維提取時(shí)間。
[0014](5)高溫堿處理提高了木質(zhì)素的脫除速度和效率。
[0015](6)高溫堿處理后先用堿液洗的作用是防止已脫除的木質(zhì)素和半纖維素在清洗過(guò)程中再次重新凝聚在纖維表面。
[0016](7)脫膠和高溫堿處理后的纖維采用室溫條件下陰干，而不使用烘干的方式，主要是防止木質(zhì)素在無(wú)堿條件下聚合粘連，使纖維柔軟易梳理。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]本發(fā)明先培養(yǎng)人工生物菌，篩選出具有高果膠分解酶活的菌株，然后對(duì)棉桿皮進(jìn)行細(xì)菌脫膠，最后進(jìn)一步高溫堿處理，制得低模量的棉桿皮纖維。
[0019]一種細(xì)菌、高溫堿脫膠結(jié)合法制備棉桿皮纖維
[0020]實(shí)施例1:
[0021](I)菌種采集和篩選:從慪制棉桿的池塘中無(wú)菌采集沉積物，在培養(yǎng)液中富集8次。培養(yǎng)液組成為:K2HP040.5g/L，MgSO4lg/L, NaN032g/L，F(xiàn)eSO40.02g/L，果膠 3g/L，并用lmol/L無(wú)菌NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至7.5。將上層清液經(jīng)過(guò)系列稀釋后接種在果膠-瓊脂平板上，果膠-瓊脂組成為:含有 K2HPO40.5g/L，MgSO4lg/L, NaN032g/L，F(xiàn)eSO40.02g/L，果膠3g/L，瓊脂25g/L，并預(yù)先將pH值調(diào)節(jié)為7.5。在31 °C下培養(yǎng)75h后，將質(zhì)量百分比濃度為
0.03%的剛果紅染料溶液涂在果膠-瓊脂平板上。室溫、無(wú)菌環(huán)境下放置3.5h后，篩選較大直徑品紅顏色水解圈的菌株以用于下一步的脫膠。
[0022](2)細(xì)菌脫膠:先用礦物鹽溶液預(yù)處理棉桿皮，礦物鹽溶液pH值為7.5，處理溫度95°C，處理時(shí)間25min。礦物鹽溶液組成！K2HPO40.5g、NaN032g。將礦物鹽溶液預(yù)處理后的棉桿皮裝入錐形瓶中，接種一環(huán)步驟(I)中所篩選的菌株，在40°C下振蕩18天，轉(zhuǎn)速200rpm。將細(xì)菌脫膠后的棉桿皮用自來(lái)水洗滌并在室溫下陰干。
[0023](3)