亞臨界溶劑干洗羊毛脫脂項(xiàng)目建議書

1、亞臨界溶劑干洗羊毛脫脂技術(shù)三、 亞臨界溶劑干洗羊毛技術(shù)亞臨界干洗技術(shù)是亞臨界萃取技術(shù)在清洗羊毛脂工藝上的具體應(yīng)用。用亞臨界干洗溶劑對(duì)樣品進(jìn)行輕度洗滌、去除表面油脂或脂溶性污漬的一種干進(jìn)干出的洗滌方式。由于在洗滌過程中沒有使用水，而是使用氣液狀態(tài)轉(zhuǎn)化的亞臨界溶劑流體，所以稱之為亞臨界干洗。利用亞臨界技術(shù)進(jìn)行干洗的主要特點(diǎn)，就是在徹底清洗表面脂溶性污漬的同時(shí)，避免對(duì)羊毛纖維材料造成熱損傷，解決了此前溶劑洗毛無(wú)法突破的技術(shù)障礙，同時(shí)能回收羊毛脂，得到洗脫羊毛脂后的羊毛。此外，干洗只將脂溶性的羊毛脂洗脫下來，泥土及羊的其它代謝物不會(huì)進(jìn)入溶劑中，得到的羊毛脂質(zhì)量很好。此項(xiàng)技術(shù)在茶葉、中草藥和煙草產(chǎn)品降低

2、農(nóng)藥殘留方面也進(jìn)行了研究實(shí)驗(yàn)，取得了滿意的效果。亞臨界干洗技術(shù)能夠迅速?gòu)氐浊宄锪媳砻婺繕?biāo)化合物，同時(shí)并不破壞物料本身的物理結(jié)構(gòu)，是一種快速、新型、環(huán)保的綠色新技術(shù)。1、 亞臨界干洗羊毛的工藝流程亞臨界干洗羊毛工藝流程如下：圖1 亞臨界干洗羊毛工藝流程工藝具體過程的說明a.原羊毛開包后裝入萃取罐中。b.密封好萃取罐后，注入液態(tài)萃取溶劑 ，完全浸沒原羊毛，浸泡510分鐘，擠壓羊毛，排出萃取液。c. 萃取液打入蒸發(fā)系統(tǒng)，經(jīng)過蒸發(fā)，使溶劑與萃取物分離，得到萃取物產(chǎn)品粗羊毛脂，再經(jīng)提純，可得到精制羊毛脂。d. 羊毛物料經(jīng)過脫溶處理，即可得到脫脂處理后的羊毛。e.從物料中和萃取液中蒸發(fā)出的溶劑氣體經(jīng)過壓

3、縮冷凝回收至溶劑罐循環(huán)使用。2、 亞臨界干洗羊毛的優(yōu)勢(shì)、亞臨界干洗技術(shù)能夠迅速清除羊毛表面的羊毛脂等油脂類物質(zhì)，并且不破壞羊毛本身的物理結(jié)構(gòu)。、亞臨界干洗脫脂后的羊毛，再清洗的用水量大幅度減少，用洗滌劑量大幅度減少，廢水不含脂容易凈化，從本質(zhì)上解決了洗毛廢水的環(huán)保問題。、回收的羊毛脂數(shù)量增加1倍以上，粗羊毛脂質(zhì)量大幅度提高，給洗毛企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，減少了生物資源浪費(fèi)。3、 亞臨界干洗羊毛技術(shù)的攻關(guān)內(nèi)容在確立了亞臨界干洗羊毛工藝的過程中，我們還圍繞如下幾方面開展技術(shù)攻關(guān)工作。首先，通過做大量的實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析工作，篩選出最佳的萃取工藝條件。通過選擇合適的影響因素，進(jìn)行亞臨界干洗羊毛的單因

4、素實(shí)驗(yàn)，并用響應(yīng)面分析優(yōu)化萃取工藝，從而得到最佳的萃取條件。根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果及工業(yè)生產(chǎn)需求，選取亞臨界丁烷為萃取溶劑，萃取溫度，萃取次數(shù)對(duì)萃取率影響顯著，經(jīng)過響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，最終確定的亞臨界萃取羊毛脂最佳工藝為：使用丁烷溶劑，萃取溫度為50，萃取次數(shù)為3次，萃取時(shí)間5分鐘，經(jīng)過中試設(shè)備進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)，該工藝得到驗(yàn)證。確定優(yōu)化后的亞臨界技術(shù)萃取羊毛脂的工藝后，對(duì)萃取所得到的羊毛脂進(jìn)行脂肪酸成分、熔點(diǎn)、灰分、酸價(jià)、碘值、皂化值等理化性質(zhì)的檢測(cè)，特別對(duì)羊毛的纖維結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)的研究。萃取得到的羊毛脂理化檢測(cè)指標(biāo)如下圖：表1 羊毛脂理化檢測(cè)指標(biāo)可以看出，亞臨界丁烷處理得到的粗羊毛脂，熔點(diǎn)和過氧化值符合精

5、煉羊毛脂的標(biāo)準(zhǔn)，而水分及灰分含量較高，酸值、碘值、皂化值等指標(biāo)也較高，粗羊毛脂需要進(jìn)一步精煉才能達(dá)到羊毛脂的標(biāo)準(zhǔn)。洗毛過程在羊毛初步加工中是一個(gè)主要的生產(chǎn)工序，影響著羊毛的后續(xù)加工工藝。羊毛纖維的除雜率、回潮率、殘脂率等是衡量洗凈羊毛的品質(zhì)和性能的重要指標(biāo)。同時(shí)，亞臨界處理羊毛纖維，對(duì)其表面形態(tài)、纖維高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)甚至宏觀形態(tài)都將發(fā)生不同程度的影響，從而影響纖維的后續(xù)加工和利用。使用亞臨界干洗技術(shù)對(duì)羊毛樣品進(jìn)行干進(jìn)干出的輕度洗滌，對(duì)處理后羊毛纖維的除雜率、回潮率、殘脂率進(jìn)行測(cè)定比較，在微觀結(jié)構(gòu)上，使用掃描電子顯微鏡來觀察纖維表面形態(tài)，熱重分析實(shí)驗(yàn)來考察纖維熱穩(wěn)定性能，用X-射線衍射實(shí)驗(yàn)觀測(cè)

6、纖維晶體結(jié)構(gòu)，紅外光譜實(shí)驗(yàn)來分析纖維聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，以此反映纖維性狀的變化，了解其結(jié)構(gòu)特征。同時(shí)還使用普通方法清洗羊毛，并進(jìn)行了上述指標(biāo)的對(duì)比分析。圖2 不同清洗處理下羊毛纖維的SEM圖像原羊毛樣（左上），二甲醚處理樣（右上），丁烷處理樣（左下），皂堿處理樣（右下）表2 不同處理方式下羊毛纖維的熱重分析結(jié)果經(jīng)過亞臨界處理后的羊毛纖維吸濕性提高了，經(jīng)掃描電鏡觀察亞臨界技術(shù)處理后的纖維鱗片梢部出現(xiàn)破損，棱角鈍化，這能有效改善羊毛織物的氈縮性能；經(jīng)過熱重分析儀分析發(fā)現(xiàn)，亞臨界處理后的羊毛纖維的耐熱分解性能得到提高；經(jīng)X-射線衍射實(shí)驗(yàn)和紅外光譜實(shí)驗(yàn)分析羊毛纖維聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)亞臨界處理后羊毛纖維導(dǎo)致其晶體

7、間距增大，纖維大分子排列更為整齊，纖維晶區(qū)結(jié)構(gòu)增多，這對(duì)羊毛纖維的卷曲性能、吸濕性能等有良好的影響，對(duì)纖維的后續(xù)加工和使用有著重要的影響。1. 原羊毛，2.二甲醚處理樣，3.丁烷處理樣，4.皂堿處理樣圖3 不同處理下羊毛纖維的X-射線衍射圖表3 不同處理下羊毛纖維的結(jié)晶指數(shù)3.采用優(yōu)化后的亞臨界干洗羊毛工藝進(jìn)行相應(yīng)的小試、中試實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過亞臨界丁烷萃取的羊毛脂單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)得到最佳的萃取工藝條件，在亞臨界萃取小試設(shè)備（CBE-100L型，河南省亞臨界生物技術(shù)有限公司制造）進(jìn)行羊毛脂萃取實(shí)驗(yàn)，投入一定量的原羊毛樣品，選擇亞臨界丁烷作為萃取劑，設(shè)定萃取溫度50，萃取壓力為該溫度下溶劑的飽

8、和蒸汽壓，萃取時(shí)間10min，循環(huán)萃取3次，萃取結(jié)果如下圖，表明小試設(shè)備萃取效果較好。表4 粗羊毛脂萃取實(shí)驗(yàn)小試實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過亞臨界萃取小試設(shè)備進(jìn)行羊毛脂萃取小試實(shí)驗(yàn)，我們投資30萬(wàn)元建成了亞臨界干洗羊毛中試裝備，采用2立方米臥式萃取罐投入中試實(shí)驗(yàn)，萃取效果良好。先后為張家港客戶、山東曹縣客戶和河南孟州客戶處理原羊毛20余噸，效果良好。在此基礎(chǔ)上，我們建議本項(xiàng)目建設(shè)一條年干洗原羊毛3000噸的亞臨界生產(chǎn)線及配套設(shè)施。四、3000噸/日亞臨界干洗羊毛生產(chǎn)線開發(fā)本項(xiàng)目開發(fā)的3000噸/年亞臨界干洗羊毛生產(chǎn)線由預(yù)處理車間、干洗車間、漂洗車間、儲(chǔ)存庫(kù)及輔助的水處理循環(huán)池、供電供汽等設(shè)施組成。預(yù)處理車間的

9、功能是將原羊毛開包、裝干洗料筒，將干洗過的脫脂羊毛從料筒中取出，送至漂洗車間。料筒周轉(zhuǎn)使用。干洗車間就是本項(xiàng)目的核心技術(shù)車間。將干洗料筒裝入亞臨界干洗罐，進(jìn)行3次逆流萃取，然后脫除溶劑，取出料筒，送回預(yù)處理車間。脫出的羊毛脂脫溶后裝桶入庫(kù)。整個(gè)工藝過程由3臺(tái)亞臨界干洗罐、混合油罐、兩臺(tái)蒸發(fā)罐、薄膜蒸發(fā)器、溶劑周轉(zhuǎn)罐、3臺(tái)壓縮機(jī)、2臺(tái)真空泵、10臺(tái)緩沖罐及其泵、電器系統(tǒng)等組成，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為每24小時(shí)10噸原羊毛，產(chǎn)出脫脂羊毛8.8噸，粗羊毛脂1.2噸。漂洗車間是簡(jiǎn)化的洗毛生產(chǎn)線，將原來的7槽洗毛線簡(jiǎn)化為4槽。將脫脂后的羊毛投入洗槽，加入少許洗滌劑（約是原來洗毛用量的十分之一），逆流漂洗，漂洗后

10、擠干水分，烘干后打包入庫(kù)。水處理循環(huán)池是將漂洗廢水凈化后循環(huán)使用。本項(xiàng)目產(chǎn)生的洗毛廢水基本不含脂，經(jīng)過濾、絮凝后即可得到凈化的水，可循環(huán)使用。五、亞臨界干洗羊毛技術(shù)的效益洗毛過程在羊毛初步加工中試一個(gè)重要的生產(chǎn)工序，而洗毛的同時(shí)也產(chǎn)生了大量的廢水，洗毛的廢水是羊毛脂的重要來源，同時(shí)，羊毛脂的乳化作用是洗毛廢水中COD值的主要成分，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。采用亞臨界干洗原羊毛萃取出羊毛脂，有效的富集羊毛脂，同時(shí)從源頭上降低了廢水污染，減少水耗，既節(jié)能又環(huán)保，具有廣泛的應(yīng)用前景。1、 亞臨界干洗羊毛技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益采用亞臨界干洗羊毛技術(shù)處理羊毛的經(jīng)濟(jì)效益分析：目前，粗羊毛脂國(guó)內(nèi)售價(jià)約9元10元公斤。亞臨界萃取的粗羊毛脂質(zhì)量好，以10元公斤計(jì)算。亞臨界干洗多得到羊毛脂以6即60kg，價(jià)值600元，干洗后羊毛每噸節(jié)約清洗費(fèi)用30元，節(jié)約污水處理費(fèi)用35元，節(jié)水6噸價(jià)值3元，合計(jì)價(jià)值668元。亞臨界干洗1噸羊毛費(fèi)用為220元。因此，本項(xiàng)目加工1噸羊毛多盈利448元。每年我國(guó)清洗高脂羊毛40萬(wàn)噸?？啥喈a(chǎn)出羊毛脂2.4萬(wàn)噸，行業(yè)盈利增加1.79億