1、1亚临界溶剂干洗羊毛脱脂技术一、 亚临界溶剂干洗羊毛技术亚临界干洗技术是亚临界萃取技术在清洗羊毛脂工艺上的具体应用。用亚临界干洗溶剂对样品进行轻度洗涤、去除表面油脂或脂溶性污渍的一种干进干出的洗涤方式。由于在洗涤过程中没有使用水，而是使用气液状态转化的亚临界溶剂流体，所以称之为亚临界干洗。利用亚临界技术进行干洗的主要特点，就是在彻底清洗表面脂溶性污渍的同时，避免对羊毛纤维材料造成热损伤，解决了此前溶剂洗毛无法突破的技术障碍，同时能回收羊毛脂，得到洗脱羊毛脂后的羊毛。此外，干洗只将脂溶性的羊毛脂洗脱下来，泥土及羊的其它代谢物不会进入溶剂中，得到的羊毛脂质量很好。此项技术在茶叶、中草药和烟草产品降
2、低农药残留方面也进行了研究实验，取得了满意的效果。亚临界干洗技术能够迅速彻底清除物料表面目标化合物，同时并不破坏物料本身的物理结构，是一种快速、新型、环保的绿色新技术。1、 亚临界干洗羊毛的工艺流程亚临界干洗羊毛工艺流程如下：2图 1 亚临界干洗羊毛工艺流程工艺具体过程的说明a.原羊毛开包后装入萃取罐中。b.密封好萃取罐后，注入液态萃取溶剂 ，完全浸没原羊毛，浸泡510 分钟，挤压羊毛，排出萃取液。c. 萃取液打入蒸发系统，经过蒸发，使溶剂与萃取物分离，得到萃取物产品粗羊毛脂，再经提纯，可得到精制羊毛脂。d. 羊毛物料经过脱溶处理，即可得到脱脂处理后的羊毛。e.从物料中和萃取液中蒸发出的溶剂气
3、体经过压缩冷凝回收至溶剂罐循环使用。2、 亚临界干洗羊毛的优势、亚临界干洗技术能够迅速清除羊毛表面的羊毛脂等油脂类物质，并且不破坏羊毛本身的物理结构。、亚临界干洗脱脂后的羊毛，再清洗的用水量大幅度减少，用洗涤剂量大幅度减少，废水不含脂容易净化，从本质上解决了洗毛废水的环保3问题。、回收的羊毛脂数量增加 1 倍以上，粗羊毛脂质量大幅度提高，给洗毛企业带来可观的经济效益，减少了生物资源浪费。3、 亚临界干洗羊毛技术的攻关内容在确立了亚临界干洗羊毛工艺的过程中，我们还围绕如下几方面开展技术攻关工作。首先，通过做大量的实验和数据统计分析工作，筛选出最佳的萃取工艺条件。通过选择合适的影响因素，进行亚临界
4、干洗羊毛的单因素实验，并用响应面分析优化萃取工艺，从而得到最佳的萃取条件。根据单因素实验结果及工业生产需求，选取亚临界丁烷为萃取溶剂，萃取温度，萃取次数对萃取率影响显著，经过响应面实验优化，最终确定的亚临界萃取羊毛脂最佳工艺为：使用丁烷溶剂，萃取温度为 50，萃取次数为 3 次，萃取时间5 分钟，经过中试设备进行放大实验，该工艺得到验证。确定优化后的亚临界技术萃取羊毛脂的工艺后，对萃取所得到的羊毛脂进行脂肪酸成分、熔点、灰分、酸价、碘值、皂化值等理化性质的检测，特别对羊毛的纤维结构做了详细的研究。萃取得到的羊毛脂理化检测指标如下图：表 1 羊毛脂理化检测指标4可以看出，亚临界丁烷处理得到的粗羊
5、毛脂，熔点和过氧化值符合精炼羊毛脂的标准，而水分及灰分含量较高，酸值、碘值、皂化值等指标也较高，粗羊毛脂需要进一步精炼才能达到羊毛脂的标准。洗毛过程在羊毛初步加工中是一个主要的生产工序，影响着羊毛的后续加工工艺。羊毛纤维的除杂率、回潮率、残脂率等是衡量洗净羊毛的品质和性能的重要指标。同时，亚临界处理羊毛纤维，对其表面形态、纤维高分子的聚集态结构甚至宏观形态都将发生不同程度的影响，从而影响纤维的后续加工和利用。使用亚临界干洗技术对羊毛样品进行干进干出的轻度洗涤，对处理后羊毛纤维的除杂率、回潮率、残脂率进行测定比较，在微观结构上，使用扫描电子显微镜来观察纤维表面形态，热重分析实验来考察纤维热稳定性
6、能，用 X-射线衍射实验观测纤维晶体结构，红外光谱实验来分析纤维聚集态结构，以此反映纤维性状的变化，了解其结构特征。同时还使用普通方法清洗羊毛，并进行了上述指标的对比分析。图 2 不同清洗处理下羊毛纤维的 SEM 图像5原羊毛样（左上） ，二甲醚处理样（右上） ，丁烷处理样（左下） ，皂碱处理样（右下）表 2 不同处理方式下羊毛纤维的热重分析结果经过亚临界处理后的羊毛纤维吸湿性提高了，经扫描电镜观察亚临界6技术处理后的纤维鳞片梢部出现破损，棱角钝化，这能有效改善羊毛织物的毡缩性能；经过热重分析仪分析发现，亚临界处理后的羊毛纤维的耐热分解性能得到提高；经 X-射线衍射实验和红外光谱实验分析羊毛纤
7、维聚集态结构，发现亚临界处理后羊毛纤维导致其晶体间距增大，纤维大分子排列更为整齐，纤维晶区结构增多，这对羊毛纤维的卷曲性能、吸湿性能等有良好的影响，对纤维的后续加工和使用有着重要的影响。1. 原羊毛，2.二甲醚处理样，3.丁烷处理样，4.皂碱处理样图 3 不同处理下羊毛纤维的 X-射线衍射图表 3 不同处理下羊毛纤维的结晶指数3.采用优化后的亚临界干洗羊毛工艺进行相应的小试、中试实验。经过亚临界丁烷萃取的羊毛脂单因素实验和响应面优化实验得到最佳7的萃取工艺条件，在亚临界萃取小试设备（CBE-100L 型，河南省亚临界生物技术有限公司制造）进行羊毛脂萃取实验，投入一定量的原羊毛样品，选择亚临界丁
8、烷作为萃取剂，设定萃取温度 50，萃取压力为该温度下溶剂的饱和蒸汽压，萃取时间 10min，循环萃取 3 次，萃取结果如下图，表明小试设备萃取效果较好。表 4 粗羊毛脂萃取实验小试实验结果通过亚临界萃取小试设备进行羊毛脂萃取小试实验，我们投资 30 万元建成了亚临界干洗羊毛中试装备，采用 2 立方米卧式萃取罐投入中试实验，萃取效果良好。先后为张家港客户、山东曹县客户和河南孟州客户处理原羊毛 20 余吨，效果良好。在此基础上，我们建议本项目建设一条年干洗原羊毛 3000 吨的亚临界生产线及配套设施。四、3000 吨/日亚临界干洗羊毛生产线开发本项目开发的 3000 吨/年亚临界干洗羊毛生产线由预
9、处理车间、干洗车间、漂洗车间、储存库及辅助的水处理循环池、供电供汽等设施组成。预处理车间的功能是将原羊毛开包、装干洗料筒，将干洗过的脱脂羊毛从料筒中取出，送至漂洗车间。料筒周转使用。8干洗车间就是本项目的核心技术车间。将干洗料筒装入亚临界干洗罐，进行 3 次逆流萃取，然后脱除溶剂，取出料筒，送回预处理车间。脱出的羊毛脂脱溶后装桶入库。整个工艺过程由 3 台亚临界干洗罐、混合油罐、两台蒸发罐、薄膜蒸发器、溶剂周转罐、3 台压缩机、2 台真空泵、10 台缓冲罐及其泵、电器系统等组成，设计生产能力为每 24 小时 10 吨原羊毛，产出脱脂羊毛 8.8 吨，粗羊毛脂 1.2 吨。漂洗车间是简化的洗毛生
10、产线，将原来的 7 槽洗毛线简化为 4 槽。将脱脂后的羊毛投入洗槽，加入少许洗涤剂（约是原来洗毛用量的十分之一），逆流漂洗，漂洗后挤干水分，烘干后打包入库。水处理循环池是将漂洗废水净化后循环使用。本项目产生的洗毛废水基本不含脂，经过滤、絮凝后即可得到净化的水，可循环使用。五、亚临界干洗羊毛技术的效益洗毛过程在羊毛初步加工中试一个重要的生产工序，而洗毛的同时也产生了大量的废水，洗毛的废水是羊毛脂的重要来源，同时，羊毛脂的乳化作用是洗毛废水中 COD 值的主要成分，对环境造成严重的污染。采用亚临界干洗原羊毛萃取出羊毛脂，有效的富集羊毛脂，同时从源头上降低了废水污染，减少水耗，既节能又环保，具有广泛
11、的应用前景。1、 亚临界干洗羊毛技术的经济效益采用亚临界干洗羊毛技术处理羊毛的经济效益分析：目前，粗羊毛脂国内售价约 9 元10 元公斤。亚临界萃取的粗羊毛脂质量好，以 109元公斤计算。亚临界干洗多得到羊毛脂以 6即 60kg，价值 600 元，干洗后羊毛每吨节约清洗费用 30 元，节约污水处理费用 35 元，节水 6 吨价值 3 元，合计价值 668 元。亚临界干洗 1 吨羊毛费用为 220 元。因此，本项目加工 1 吨羊毛多盈利 448 元。每年我国清洗高脂羊毛 40 万吨。可多产出羊毛脂 2.4 万吨，行业盈利增加 1.79 亿元，节水 240 万吨。2、 亚临界干洗羊毛技术的社会效益亚临界干洗羊毛技术的成功实施与推广，将是传统洗毛工艺的重大进步，使我国在此行业领先世界，避免全行业迁往国外，避免随之造成的我国的纺织业原材料受制于他国；其次，从根本上解决全行业水污染问题；第三，每年多产出 2.4 万吨粗羊毛脂，生物资源得到了充分利用；第四，循环用水，节省水资源。河南省亚临界生物技术有限公司
