[发明专利]一种蚕丝脱胶/精练剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种蚕茧脱胶剂或蚕丝精练剂，可作为一种茧壳或蚕丝脱胶剂、丝棉片、绢纺以及真丝绸坯料精练剂等，同时实现绿色、低成本、高效率回收丝胶蛋白的目的。 

背景技术

蚕丝是一种由家蚕生产的天然蛋白质纤维，蚕桑、丝绸产业一直是我国传统的优势产业。在世界上，具有最悠久的历史和传统的丝绸文化，“栽桑养蚕、制丝织绸”一直是我国劳动人民的真实写照。 

蚕丝纤维主要由65～75%丝素、20～30%丝胶和5%左右的蜡质、色素、糖类及杂质等组成。丝素是一种结晶性的纤维蛋白，而覆盖在其周围的是一种胶质状的丝胶蛋白，起到胶粘丝素纤维而加固蚕茧空间的作用，保证家蚕的发育与变态。丝素蛋白由18种氨基酸组成，其中占近八成的氨基酸是由分子侧链较小的、非极性的、疏水性的甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸以3：2：1的摩尔比组成，形成一种结晶性的纤维蛋白。因此，丝素纤维具有优异的机械性能和吸、放湿性能以及柔软、亮泽、滑爽等特性，一直被誉为纺织纤维的皇后。丝胶也同样是由18种氨基酸组成，但其大多数氨基酸是由分子侧链较大的、极性的、亲水性的氨基酸等组成。因此，丝胶是一种水溶性的球状蛋白，在热水中特别是在碱性热水中易膨润和溶解。古代劳动人民早已发现蚕丝的这些特性，利用碱性热水进行蚕茧或蚕丝脱胶、绢纺精练和坯绸精练等一系列技术进行制丝织绸，为中华民族创造了蚕丝绸的煇煌。时至今日，在现代蚕丝加工如真丝绸坯料精练、绢纺精练、丝绵片精练等应用的脱胶剂或精练剂配方中碱性化合物是必不可少的。 

在煮茧和丝绵片、绢纺制棉以及坯绸精练等生产工序中绝大部分的丝胶蛋白随生产废水被大量排放。不仅造成严重的环境污染，而且造成蚕丝蛋白生物资源的大量浪费。最近几年，丝绵被热销，据统计超过全国总产茧量二成以上的蚕茧用于丝绵被的加工。全国中、小型丝绵被加工企业，尤其是家庭式加工作坊象雨后春笋般的茁壮成长与遍地开花，一派兴兴向荣的繁荣景象。但好多企业不具备污水处理能力，由此而带来的不仅仅是丝胶蛋白资源的大量浪费，而且它还随着大量蚕丝脱胶剂碱性废液的随意排放而引起越来越严重的环境污染。 

在坯绸精练时产生的丝胶蛋白，它随着精练剂作为废液一起排放。而在丝绵被的加工过程中产生的混有大量丝胶蛋白的碱性废液就更多了，在机打（手工）丝绵片精练时使用的碱性物质和其它上光剂、柔软剂、漂白剂等就更多，产生的含胶碱性废液的污染更大。 

在上述工业废水中回收丝胶有多种提取方法，如酸析法、化学混凝法、有机溶剂法、离心法、超过滤法、冰冻法和反渗透法等。前几种方法大多是要在废水中要加入化学试剂，通过酸析、化学混凝、有机溶剂沉淀的原理将丝胶蛋白与废水分离，然后再浓缩与纯化；而后几种方法虽在丝胶废水中不需加入化学物质，主要是通过物理方法将丝胶蛋白与废液分开。但这些方法和技术都存在最致命的弱点：无论是化学法还是离心、渗透等物理方法回收的成本都过高，企业难以为继。所以，到目前为止，大规模地工业化回收丝胶蛋白在全世界还没有成功的例子。象通过高速离心机的离心作用后，废液中质量大的被甩到外围，质量小的则留在内围，胶体层与水层通过不同的出口分别引导出来，从而分离出丝胶。因此，在进行离心分离之前，要首先使丝胶颗粒从溶液中沉淀出来。看似成本低，但回收效率较低，也难以实用化。目前，从精练液中少量回收丝胶的方法是通过改良精练的溶剂而实现的，坯绸精练时主要用酶制剂作为精练剂进行蛋白水解，或是通过高温高压水进行蛋白降解，达到丝胶蛋白回收的目的。现阶段有条件的丝绸企业，通过微生物发酵或高温段烧炉的方法将包括丝胶在内的沉淀物分解或灰净，然后再通过各种手段将含丝胶工业废水转化为二类排放水标准。这样，避免了废液对环境造成的巨大污染，但是，其巨大的生物蛋白资源就无法回收了。 

长期以来，人们对有关丝胶蛋白的回收尝试从来没有停止过，韩国专利 KR 010038120介绍了从真丝精练废液中提取丝胶蛋白的方法。首先将精练废液调至pH为5～7，温度调节到低于40℃，再加入高分子絮凝剂，使丝胶蛋白沉降下来，离心分离或者用分子筛过滤获得丝胶蛋白，该回收丝胶蛋白的方法成本高，难以实用化。如上所述的坯绸精练时用微生物即酶精练剂，但精练的效率低，难以大规模工业化的丝胶回收。