[发明专利]生化复合处理技术生产脱脂棉的方法

说明书

技术领域

本发明属于脱脂棉生产制造领域，尤其涉及利用微生物技术和化工技术相结合来生产脱脂棉的工艺技术领域。

背景技术

棉纤维的主要成分是α-纤维素，习惯上将成熟度高、纤维长等质量好的称为棉花；而将成熟度低一点、纤维短一点等质量差些的称为棉短绒，它们统称为棉纤维，前者大量用于纺织工业，后者大量用于化学工业。而后者必须经过一定的技术处理手段，除去其中的各种伴生杂质(这些杂质是纤维素的伴生物，有两大类，一类是多糖类及衍生物，如多缩戊糖、多缩己糖、果胶质和淀粉；另一类为非糖类物质，如木质素、树脂或油脂、蜡质、蛋白质、无机盐以及少量的鞣质、色素等)后才能使用，这时得到的是物理和化学性质发生了很大改变的新物质，我们将之称为脱脂棉(又叫精制棉、棉浆泊等)。脱脂后的棉纤维其α-纤维素含量很高，有很好的吸湿性以及其它很多独特的性质，因此被人们大量应用到许多领域，如日常生活用品中的毛巾类产品；医疗用品中的棉花签、棉花球、绷带、纱布；还有就是化学工业上大量用它来制造纤维素酯、纤维素醚以及醋酸纤维素等等。

目前将棉纤维进行脱脂处理的生产技术属于化学工业的处理范围，称为“化工技术”，它是采用烧碱与棉纤维在一定的工艺条件下作用，除去棉纤维的伴生杂质，得到α-纤维素含量较高、符合要求的纤维素，习惯上将之称为脱脂棉、或精制棉、棉浆泊等。“化工技术”生产脱脂棉的生产工艺流程如下：开棉疏解、蒸煮(碱煮)工序、漂洗、漂白工序、混同、脱水烘干、包装入库等主要工序。主要的工艺参数有：蒸煮(碱煮)温度约150℃、蒸煮压力0.3－0.5MPɑ、蒸煮时间大约4小时以上、蒸煮的烧碱液浓度35克/升(约4％)、另外还有少量的松香等辅助原料。脱脂棉在实际中有不同的用途，因此其各自的制造工艺及工艺参数就有区别，如医用脱脂棉与化工用脱脂棉的制造工艺就有差别，但是其基本的技术原理与工艺流程及工艺参数还是大致一致的，即都是将棉纤维与碱液通过加压加热处理去除其中的杂质，这是传统的“化工技术”，属于化学工业范畴。

棉纤维的脱脂处理技术自发明以来，已有一百多年的历史了，现在的脱脂棉生产设备、设施，较之过去有了很大的进步，但其基本的技术原理和生产特点没有变，都是在以水为介质的系统中，利用化工原料将棉纤维中杂质去除，并且使除去的杂质进入到水中，形成污染物含量很高的废水，然后将将这个废水经过微生物的治理达标后再排放，这样的技术思路造成的后果是，生产成本高、废水处理成本高。如都是用碱来处理，都要有较高温度，要有较高压力，用水量较大，产生大量的生产污水，这类污水的污物含量高、处理成本较大。有资料显示，每生产一吨脱脂棉，要消耗220吨水，产生的废水的COD含量在30000到50000㎎∕L，这些废水的处理成本在3元∕吨以上。在过去，这些污水没有经过处理就排放到自然界中，对环境带来较大的破坏。

发明内容：

本发明的目的在于：提出一种利用微生物的分解作用并结合化工技术，处理棉纤维中的杂质，制备脱脂棉的技术方法，这种方法可以制备出成本较低的脱脂棉，并且其生产过程中产生的污染被大幅度降低。

据相关文献介绍：棉纤维的外形结构有自己的特点，在显微镜下观察它的形状：纤维的中间是空心的，固定于棉籽上的一端处于开口状，另一端则逐渐变得狭窄并直到紧闭。每一根棉纤维均由初生壁、次生壁、纤维腔三部分组成。初生壁是透明的半渗透性的薄膜，它在棉纤维的外表面，棉纤维的绝大多数杂质都包含在其中；而里面一层是次生壁，它的成分绝大部分是纤维素，且其纤维素的含量高达95％以上。初生壁的稳定性很好，它的存在能够使溶液或试剂难以进入纤维素中，从而影响用纤维素制造的各种产品的质量，因此在化学工业上采用碱液与之进行蒸煮处理，再通过漂白液处理除去这些杂质后，就可以得到α-纤维素含量较高的、符合要求的纤维素了，但是这个过程要消耗大量的其它资源，还要产生大量的废水，这种废水的污染物含量较高，废水的数量较大，治理成本较高。

本发明人研究发现，棉纤维的杂质是其在生长过程中的伴生物，这些伴生物基本上是各种有机物。而微生物在生存过程中需要营养物质进行新陈代谢，而棉纤维的各种杂质对一些微生物来说，正好是它的营养物质。因此本发明的基本原理是首先将棉纤维与专门筛选的微生物进行反应，利用微生物的代谢作用，基本分解除去棉纤维中的各种杂质，特别是对稳定性较好的果胶质进行很好的分解，在这个过程中无“三废”产生，经过了这一步的微生物分解后，棉纤维中残余的杂质含量已经很少了，从而得到初步精制的棉纤维。第二步再将初步精制的棉纤维与碱液进行蒸煮、并经过漂白液处理，进一步除去残余的杂质，经过这一步的除杂精制后，得到纯度较高的脱脂棉。