本發(fā)明涉及天然竹纖維的清潔化生產(chǎn)，特別是以連續(xù)化生產(chǎn)線、冷熱交激物理加工、生物脫膠參數(shù)自動(dòng)化控制、無(wú)化學(xué)藥品、無(wú)污染、清潔環(huán)保、節(jié)能高效的方法制備出天然竹纖維的工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
竹纖維(天然竹纖維，也稱竹原纖維)屬于植物莖木質(zhì)纖維，其纖維素包裹于木質(zhì)素、半纖維素之中，但單纖維長(zhǎng)度只有2mm左右。這就使在生產(chǎn)紡織材料用的竹纖維時(shí)，不能采取完全脫膠的方式，而是以半脫膠方式加工，以得到纖維束狀態(tài)的天然竹纖維。
天然竹纖維的脫膠，多數(shù)采用方式就是化學(xué)脫膠，但對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染。于是行業(yè)內(nèi)轉(zhuǎn)向生物脫膠的探索，現(xiàn)有技術(shù)或多或少總要用到化學(xué)藥品，也就是生物加化學(xué)的方式脫膠，無(wú)法達(dá)到清潔化生產(chǎn)。而在制備工序上，多以竹片化學(xué)軟化、脫膠為起點(diǎn)，這在竹材資源的利用上是不合理的，不僅增加了生產(chǎn)環(huán)節(jié)、加大了能源消耗和環(huán)境污染，還增加竹纖維的加工成本。
另外，在生產(chǎn)加工過(guò)程中，無(wú)論采取何種方式制得的竹絲，與其它植物纖維一樣，均為有限長(zhǎng)度。這就使自動(dòng)化連續(xù)加工竹纖維成為了難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種可自動(dòng)化連續(xù)加工、無(wú)化學(xué)藥品、清潔、節(jié)能環(huán)保的竹纖維清潔化生產(chǎn)方法。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：
技術(shù)方案一：
竹纖維清潔化生產(chǎn)方法，包括如下步驟：
步驟1：分絲成繩：
將新鮮竹材等分為竹條，去竹青、竹黃、竹節(jié)，制成竹片，用竹絲加工設(shè)備將竹片分絲，并加捻成繩狀竹絲；
步驟2：微波細(xì)化：
繩狀竹絲由自動(dòng)化輸送和緩沖裝置喂入多重細(xì)化設(shè)備，采用冷熱交激及輾軋揉搓的方式細(xì)化竹絲，再進(jìn)入烘干設(shè)備后，制成用于復(fù)合材料的粗竹纖維。
進(jìn)一步地，所述步驟1中，利用分絲設(shè)備將竹片制成相互無(wú)牽連的竹絲，再由成繩裝置加捻成可連續(xù)的繩狀竹絲。
進(jìn)一步地，所述步驟2中的多重細(xì)化設(shè)備，由10～20對(duì)溝槽羅拉、及在每?jī)蓪?duì)溝槽羅拉之間相間設(shè)置的微波加熱裝置、冷水沖淋裝置構(gòu)成。
技術(shù)方案二：
竹纖維清潔化生產(chǎn)方法，包括如下步驟：
步驟1：分絲成繩：
將新鮮竹材等分為竹條，去竹青、竹黃、竹節(jié)，制成竹片，用竹絲加工設(shè)備將竹片分絲，并加捻成繩狀竹絲；
步驟2：微波細(xì)化：
繩狀竹絲由自動(dòng)化輸送和緩沖裝置喂入多重細(xì)化設(shè)備，采用冷熱交激及輾軋揉搓的方式細(xì)化竹絲，輸出繩狀粗竹纖維；
步驟3：生物脫膠：
繩狀粗竹纖維由自動(dòng)化輸送和緩沖裝置送入恒溫條形生物酶發(fā)酵池，發(fā)酵后輸出繩狀竹纖維；
步驟4：清洗噴油：
將繩狀竹纖維由自動(dòng)化輸送和緩沖裝置送入由溝槽羅拉和噴水裝置構(gòu)成的清洗設(shè)備，反復(fù)沖洗軋干，再進(jìn)入烘干設(shè)備，烘干后進(jìn)行噴淋式給油，輸出繩狀細(xì)竹纖維；
步驟5：開松梳理：
繩狀細(xì)竹纖維由自動(dòng)化輸送和緩沖裝置送入開松梳理設(shè)備進(jìn)行順直梳理，制成用于紡織材料的竹纖維。
進(jìn)一步地，所述步驟1中，利用分絲設(shè)備將竹片制成相互無(wú)牽連的竹絲，再由成繩裝置加捻成可連續(xù)的繩狀竹絲。
進(jìn)一步地，所述步驟2中的多重細(xì)化設(shè)備，由10～20對(duì)溝槽羅拉、及在每?jī)蓪?duì)溝槽羅拉之間相間設(shè)置的微波加熱裝置、冷水沖淋裝置構(gòu)成。
進(jìn)一步地，所述步驟3中的恒溫條形發(fā)酵池中的生物酶，為漆酶與木聚糖酶組成的復(fù)合生物酶，比例為1：0.5～1：1；發(fā)酵池中參數(shù)控制：生物酶液的酶濃度為每升水2～4g，溫度45～65℃，pH值4～6，溶解氧濃度5.4～4.8mg/L；任一段繩狀竹纖維在池中發(fā)酵時(shí)間為2～4小時(shí)。
進(jìn)一步地，所述恒溫條形發(fā)酵池中設(shè)置貫穿全池長(zhǎng)度的輸送帶，以傳送繩狀粗竹纖維；輸送帶沒(méi)于發(fā)酵液中，運(yùn)轉(zhuǎn)速度按公式：v＝l/t設(shè)置，其中：v為輸送速度，l為全池長(zhǎng)度，t為所需發(fā)酵時(shí)間；池中設(shè)置液位檢測(cè)儀，并按長(zhǎng)度方向分設(shè)溫度、pH值、溶解氧濃度檢測(cè)信號(hào)站若干，以實(shí)時(shí)控制和調(diào)整各參數(shù)。
進(jìn)一步地，所述溶解氧濃度檢測(cè)、控制參照以下公式：DOf＝(p/p0)*(477.8/(T+32.6))，其中p為當(dāng)?shù)貙?shí)測(cè)大氣壓、p0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、T為溫度(℃)。
進(jìn)一步地，所述自動(dòng)化輸送和緩沖裝置，由若干對(duì)溝槽羅拉和緩沖容器構(gòu)成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
本發(fā)明充分利用竹材的天然、物理特性，遵循物理法則，以機(jī)械加工方式，利用熱脹冷縮原理和生物脫膠，實(shí)現(xiàn)了竹纖維的清潔化連續(xù)生產(chǎn)。
本發(fā)明為竹纖維清潔化生產(chǎn)方法，有別于現(xiàn)有技術(shù)，具有連續(xù)自動(dòng)化、無(wú)化學(xué)藥品、無(wú)污染、清潔生產(chǎn)的特征，采用了獨(dú)特的竹絲成繩傳輸、冷熱交激分絲細(xì)化、自動(dòng)控制連續(xù)生物脫膠等技術(shù)，是一種高效節(jié)能、全程自動(dòng)化、流水線生產(chǎn)的加工方式。
本發(fā)明首先將竹片分絲成繩，再進(jìn)行后續(xù)連續(xù)不間斷自動(dòng)化加工，有利于大幅度降低人工成本，顯著提高了竹纖維的制成率和生產(chǎn)效率。
本發(fā)明做到不使用化學(xué)藥品，巧妙地利用機(jī)械加工、物質(zhì)的熱脹冷縮原理進(jìn)行冷熱交激方式和生物脫膠的方法制備竹纖維。特別是將竹絲先制成繩狀的連續(xù)加工工藝，將有限長(zhǎng)度的竹(絲)纖維變?yōu)槔碚撋系臒o(wú)限長(zhǎng)度，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)性生產(chǎn)提供了前提條件。同時(shí)，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程所需時(shí)間可控制在12小時(shí)之內(nèi)，從而解決了竹纖維快速、低成本、大規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)化難題。
本發(fā)明連續(xù)生物脫膠環(huán)節(jié)不僅突破了傳統(tǒng)的間隙式發(fā)酵方式，而且解決了發(fā)酵條件(環(huán)境)的主要參數(shù)即酶濃度、溫度、pH值、溶解氧濃度等隨時(shí)波動(dòng)的難題，通過(guò)采用實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制，以保持最佳發(fā)酵條件。
【附圖說(shuō)明】
下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
第一實(shí)施例：加工用于復(fù)合材料的粗竹纖維
步驟1：將新鮮竹材等分為竹條，去竹青、竹黃、竹節(jié)，制成竹片，利用分絲設(shè)備將竹片制成相互無(wú)牽連的竹絲，再由成繩裝置加捻成可連續(xù)的繩狀竹絲。竹絲主體等效直徑為0.5mm。
步驟2：繩狀竹絲由自動(dòng)化輸送和緩沖裝置喂入具有10對(duì)溝槽羅拉的多重細(xì)化設(shè)備，在每?jī)蓪?duì)溝槽羅拉之間，相間設(shè)置微波加熱裝置、冷水沖淋裝置，以反復(fù)輾軋、加熱、輾軋、冷卻，即冷熱交激加輾軋。輸送速度按任一段繩狀竹絲的處理時(shí)間為30分鐘掌握。最后，進(jìn)入烘干設(shè)備烘干，制成主體等效直徑為0.3mm、用于復(fù)合材料的粗竹纖維，打包入庫(kù)。
自動(dòng)化輸送和緩沖裝置，由若干對(duì)溝槽羅拉和緩沖容器構(gòu)成。
第二實(shí)施例：如圖1所示，加工用于紡織非織造材料的竹纖維
步驟1：將新鮮竹材等分為竹條，去竹青、竹黃、竹節(jié)，制成竹片，利用分絲設(shè)備將竹片制成相互無(wú)牽連的竹絲，再由成繩裝置加捻成可連續(xù)的繩狀竹絲。竹絲主體等效直徑為0.5mm。
步驟2：繩狀竹絲由自動(dòng)化輸送和緩沖裝置喂入具有15對(duì)溝槽羅拉的多重細(xì)化設(shè)備，在每?jī)蓪?duì)溝槽羅拉之間，相間設(shè)置微波加熱裝置、冷水沖淋裝置，即反復(fù)進(jìn)行輾軋、加熱、輾軋、冷卻，即冷熱交激加輾軋。輸送速度按任一段繩狀竹絲的處理時(shí)間為45分鐘掌握。得到繩狀粗竹纖維，纖維主體等效直徑為0.28mm。
自動(dòng)化輸送和緩沖裝置，由若干對(duì)溝槽羅拉和緩沖容器構(gòu)成。
步驟3：繩狀粗竹纖維由自動(dòng)化輸送和緩沖裝置送入恒溫條形發(fā)酵池，再?gòu)陌l(fā)酵池的另一端由自動(dòng)化輸送和緩沖裝置輸出。生物酶為漆酶與木聚糖酶組成的復(fù)合生物酶，比例為1：0.5；發(fā)酵池中參數(shù)控制：生物酶液的酶濃度為每升水2g，溫度45℃，pH值4，溶解氧濃度5.4mg/L；任一段繩狀竹纖維在池中發(fā)酵時(shí)間為2小時(shí)。
恒溫條形發(fā)酵池中設(shè)置貫穿全池長(zhǎng)度的輸送帶，以傳送繩狀粗竹纖維；輸送帶沒(méi)于發(fā)酵液中，運(yùn)轉(zhuǎn)速度按公式：v＝l/t設(shè)置，其中：v為輸送速度，l為全池長(zhǎng)度，t為所需發(fā)酵時(shí)間；池中設(shè)置液位檢測(cè)儀，并按長(zhǎng)度方向分設(shè)溫度、pH值、溶解氧濃度檢測(cè)信號(hào)站若干，以實(shí)時(shí)控制和調(diào)整各參數(shù)。適時(shí)補(bǔ)充生物酶液，以保持池中液位恒定。溶解氧濃度檢測(cè)、控制參照以下公式：DOf＝(p/p0)*(477.8/(T+32.6))，其中p為當(dāng)?shù)貙?shí)測(cè)大氣壓、p0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、T為溫度(℃)。
得到繩狀竹纖維，纖維主體等效直徑為0.20mm。
步驟4：繩狀竹纖維由自動(dòng)化輸送和緩沖裝置送入具有10對(duì)溝槽羅拉和每?jī)蓪?duì)溝槽羅拉之間設(shè)置淋水裝置的清洗設(shè)備。對(duì)繩狀竹纖維反復(fù)輾軋揉搓、清洗，去除殘附在纖維上的生物酶、膠質(zhì)等，并進(jìn)一步細(xì)化。軋干之后再進(jìn)入烘干設(shè)備，烘干后進(jìn)行噴淋式給油。輸送速度按任一段繩狀竹纖維的處理時(shí)間為60分鐘掌握。得到繩狀細(xì)竹纖維，纖維主體等效直徑為0.15mm。
步驟5：繩狀竹纖維由自動(dòng)化輸送和緩沖裝置送入開松梳理設(shè)備，進(jìn)行順直梳理，制成主體等效直徑為0.08mm、用于紡織非織造的竹纖維，打包入庫(kù)。
第三實(shí)施例：加工用于紡紗織造材料的竹纖維
步驟1：將新鮮竹材等分為竹條，去竹青、竹黃、竹節(jié)，制成竹片，利用分絲設(shè)備將竹片制成相互無(wú)牽連的竹絲，再由成繩裝置加捻成可連續(xù)的繩狀竹絲。竹絲主體等效直徑為0.5mm。
步驟2：繩狀竹絲由自動(dòng)化輸送和緩沖裝置喂入具有20對(duì)溝槽羅拉的多重細(xì)化設(shè)備，在每?jī)蓪?duì)溝槽羅拉之間，相間設(shè)置微波加熱裝置、冷水沖淋裝置，即反復(fù)進(jìn)行輾軋、加熱、輾軋、冷卻，即冷熱交激加輾軋。輸送速度按任一段繩狀竹絲的處理時(shí)間為60分鐘掌握。得到繩狀粗竹纖維，纖維主體等效直徑為0.25mm。
自動(dòng)化輸送和緩沖裝置，由若干對(duì)溝槽羅拉和緩沖容器構(gòu)成。
步驟3：繩狀粗竹纖維由自動(dòng)化輸送和緩沖裝置送入恒溫條形發(fā)酵池，再?gòu)陌l(fā)酵池的另一端由自動(dòng)化輸送和緩沖裝置輸出。生物酶為漆酶與木聚糖酶組成的復(fù)合生物酶，比例為1：1；發(fā)酵池中參數(shù)控制：生物酶液的酶濃度為每升水4g，溫度65℃，pH值6，溶解氧濃度4.8mg/L；任一段繩狀竹纖維在池中發(fā)酵時(shí)間為4小時(shí)。
恒溫條形發(fā)酵池中設(shè)置貫穿全池長(zhǎng)度的輸送帶，以傳送繩狀粗竹纖維；輸送帶沒(méi)于發(fā)酵液中，運(yùn)轉(zhuǎn)速度按公式：v＝l/t設(shè)置，其中：v為輸送速度，l為全池長(zhǎng)度，t為所需發(fā)酵時(shí)間；池中設(shè)置液位檢測(cè)儀，并按長(zhǎng)度方向分設(shè)溫度、pH值、溶解氧濃度檢測(cè)信號(hào)站若干，以實(shí)時(shí)控制和調(diào)整各參數(shù)。適時(shí)補(bǔ)充生物酶液，以保持池中液位恒定。溶解氧濃度檢測(cè)、控制參照以下公式：DOf＝(p/p0)*(477.8/(T+32.6))，其中p為當(dāng)?shù)貙?shí)測(cè)大氣壓、p0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、T為溫度(℃)。
得到繩狀竹纖維，纖維主體等效直徑為0.18mm。
步驟4：繩狀竹纖維由自動(dòng)化輸送和緩沖裝置送入具有20對(duì)溝槽羅拉和每?jī)蓪?duì)溝槽羅拉之間設(shè)置淋水裝置的清洗設(shè)備。對(duì)繩狀竹纖維反復(fù)輾軋揉搓、清洗，去除殘附在纖維上的生物酶、膠質(zhì)等，并進(jìn)一步細(xì)化。軋干之后再進(jìn)入烘干設(shè)備，烘干后進(jìn)行噴淋式給油。輸送速度按任一段繩狀竹纖維的處理時(shí)間為90分鐘掌握。得到繩狀細(xì)竹纖維，纖維主體等效直徑為0.12mm。
步驟5：繩狀竹纖維由自動(dòng)化輸送和緩沖裝置送入開松梳理設(shè)備進(jìn)行順直梳理，制成主體等效直徑為0.06mm、用于紡紗織造的竹纖維，打包入庫(kù)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施用例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換以及改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。