丝绵加工的余热回收系统及丝绵加工的方法

技术领域

本发明涉及蚕茧加工技术领域，特别涉及一种丝绵加工的余热回收系统及丝绵加工的方法。

背景技术

桑蚕丝的结构由丝素和丝胶两部分组成，其中丝素分子结构排列整齐，线性结构较好。丝胶组分处于桑蚕丝外层，以球形蛋白结构为主，分子链排列不规整，相互间作用力较小，在高温碱性条件下易溶解去除。目前，桑蚕丝一方面用于真丝服装的制备，另一方面用于蚕丝被加工。在蚕丝被加工中，桑蚕茧依次要经过煮茧、剥茧和开绵加工，然后才能得到蚕丝被所需的丝绵原料。现有的丝绵加工方法，在加工过程中需要用到各种化学试剂，加工后化学试剂残留在丝绵上，会影响丝绵的使用寿命。

丝绵在加工过程中需要对其进行烘干，目前使用的方法通常为将需要进行烘干的丝绵放在烘房内，通过向烘房内通入热气来实现对丝绵的烘干效果，目前为丝绵提供热气时，需要连接热气供应设备，该设备在为烘干房内提供热气时需要耗费大量的能量。丝绵的烘干是持续的往丝绵烘烤房中通入蒸气的，而烘烤过程不会完整耗尽所有蒸气，这些热量在排放过程中未得到充分的利用，存在浪费的问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丝绵加工的方法，从而克服丝绵加工后化学试剂残留在丝绵上，缩短丝绵的使用寿命等的缺点。

本发明的另一个目的在于提供一种丝绵加工的余热回收系统，能充分利用丝绵生产过程产生的余热，减少能耗，降低成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种丝绵加工的方法，使用上述丝绵加工的设备进行加工，包括以下步骤：

(1)煮茧，将筛选的桑蚕茧除杂后，进行煮茧，煮茧是在碱性溶液中进行煮茧；

(2)将步骤(1)的桑蚕茧置于处理剂溶液中浸泡一段时间，该处理剂包括活性酶、茶麸溶液和表面活性剂；

(3)将步骤(2)的桑蚕茧置于打绵机中进行打绵，然后割取绵片放入煮绵液中煮绵一段时间，再进行漂洗及脱水，置于烘房中烘干，得到丝绵。

优选地，上述技术方案中，步骤(1)中碱性溶液的pH值为8.5-9，煮茧时间为30-60min，煮茧温度为90-100℃。

优选地，上述技术方案中，步骤(2)中所述活性酶为中性蛋白酶或中性脂肪酶，所述活性酶与桑蚕茧的投料质量比为0.1-0.3:1；

优选地，上述技术方案中，所述茶麸溶液中茶麸的质量含量为5-15％，茶麸溶液与桑蚕茧的投料质量比为10-15:1；

优选地，上述技术方案中，所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、脂肪酸甘油酯中的一种或两种，所述表面活性剂与桑蚕茧的投料质量比为0.01-0.1:1。

优选地，上述技术方案中，步骤(2)中桑蚕茧与处理剂溶液的浴比为1:10-30，浸泡时间为1-5h，浸泡温度为45-50℃。

优选地，上述技术方案中，步骤(3)中煮绵为将绵片置于纯碱性溶液中恒温90-95℃条件下煮1-2h，绵片与纯碱的质量比为100-150:1，绵片与纯碱溶液的浴比为1:10-20。

本发明提供了一种丝绵加工的余热回收系统，该余热回收系统用于加工上述的丝绵；所述余热回收系统与烤房的加热系统连通，所述加热系统与锅炉供气系统连通，丝绵置于所述烤房内烘干；所述余热系统包括：废气管路，其烤房的加热系统连通；废气回收装置，其包括蓄水池和进气管，所述蓄水池内设有进水口和出水口，所述进水口用于加入冷水，所述进气管一端与所述废气管路连通，另一端向所述蓄水池的液面下延伸，通过所述进气管的气体对蓄水池内的液体加热；以及打绵供水管，其与所述蓄水池的出水口连通，所述蓄水池的出水口排出热水，为打绵车间提供热水。

优选地，上述技术方案中，所述进气管包括多个进气管，其中至少一个所述进气管的出气口靠近所述蓄水池的底部设置，至少一个所述进气管的出气口位于所述蓄水池的中部。

优选地，上述技术方案中，所述进气管上设有控制阀。

优选地，上述技术方案中，至少一个所述进气管与加热盘管连通，所述加热盘管靠近所述蓄水池的内壁设置。

一种丝绵加工的设备，使用上述的丝绵加工的余热回收系统，所述设备包括打绵机，所述打绵机与所述余热回收系统的热水排出口连通，所述打绵机与投碱装置连接，所述投碱装置包括：罐体，其用于混合碱液，设有进料口和出料口，所述罐体内设有搅拌轴；以及输送管，其一端与所述罐体的出料口连接，另一端向所述打绵机的打绵腔延伸，用于输送碱液，所述输送管上设有计量器和控制阀。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明丝绵加工的方法，先进行煮茧，使蚕茧蓬润，然后再用处理剂浸泡桑蚕茧，对蚕茧进行脱胶处理，采用适宜的处理剂溶液进行脱胶，能高效脱胶、脱脂，除杂。使制备得到的蚕丝棉具有较好的强度、蓬松度，且光泽好，无异味，无化学剂残留，使用寿命长等的优点。

(2)本发明丝绵加工的余热回收系统，锅炉对烤房供气，对烤房内的丝绵进行烘干，丝绵的烘干是持续的往丝绵烘烤房中通入蒸气的，而烘烤过程不会完整耗尽所有蒸气，烤房的加热系统排放剩余的蒸气，蒸气通过废气管路进入蓄水池内，对蓄水池内的冷水进行加热，加热后的热水被输送至打绵车间的控温桶内，以供打绵机器操作使用。本发明的余热回收系统，能充分锅炉产生的蒸汽，节约产能，降低生产成本。

(3)本发明丝绵加工的设备，在打绵机器上安装有自动投碱装置，投碱装置通过输送管与打绵机器连通，为打绵机器输送碱液，根据生产的工艺需要，先在投碱装置的罐体内调节好碱液浓度，需要用时，直接开启控制阀，通过计量器监控投入的量，就能精准控制片碱的投放量。提高了制绵的效率，保护丝绵的纤维，质量更加均匀。

附图说明

图1是根据本发明丝绵加工的余热回收系统的工艺流程图；

图2是根据本发明丝绵加工设备的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图2所示，根据本发明具体实施方式的一种丝绵加工的余热回收系统，该余热回收系统与烤房的加热系统连通，加热系统与锅炉的供气系统连通，丝绵加工后置于烤房内烘干。锅炉供气为使用锅炉燃烧木材、颗粒物、煤或煤气等能产生热气的燃烧物。锅炉产生的热气通过管道输送至丝绵烘烤房的加热系统中，改加热系统为常规的烤房加热系统。通过热量将丝绵的含水率降低，烘干丝绵。丝绵烘烤期间，是需要持续供应热气的，持续的供气能保证烘烤房的高温。而整个烘烤过程又不会完全整个耗尽所有蒸汽，剩余的蒸汽排出进入余热回收系统，进行余热回收。

余热回收系统包括废气管路1、废气回收装置2、打绵供水管3。废气管路1与烤房的加热系统连通，加热系统排出剩余的蒸气，蒸气通过废气管路1进入废气回收装置2。废气回收装置2包括蓄水池21和进气管22，蓄水池21用于容纳水，设有进水口和出水口212，进水口处设有进水管211，冷水从进水管211进入蓄水池21内。进气管22一端与废气管路1连通，另一端向蓄水池21的液面下延伸，对通过进气管22输送的蒸气对蓄水池内的水进行加热。加热至沸腾后，沸水通过出水口212排出，进入打绵供水管3。优选地，出水口212位于蓄水池21的底部，能尽可能的排出蓄水池21内的沸水。打绵供水管3与打绵车间中的控温桶5连接，为打绵车间的打绵机器操作使用。

本发明一种丝绵加工的余热回收系统的工作流程如下：

(1)锅炉供气：使用锅炉燃烧木材或者颗粒物，产生10蒸吨热气所需木材量约为2吨，约等同于1吨颗粒物。

(2)丝绵烘烤：将锅炉产生的热气通过管道输送到丝绵烘烤房中，丝绵烘烤房底部布有“S”型环绕管道，以充分释放热气经过所产生的热量，并将其提供至丝绵烘烤房中烘烤丝绵。以80摄氏度的高温连续烘烤6小时，丝绵含水率能够降至8％。在此期间需耗用8蒸吨的蒸气，剩余蒸气2蒸吨。

(3)排除剩余蒸气：由于烘烤丝绵期间的气体为持续供应，而烘烤过程无法完整利用所有蒸气，所以会排出2蒸吨蒸气。同时，持续的供气也能够保证烘烤房的高温。

(4)蒸气回收：蒸气通过管道排放至直径为1.5米，高为1.7米的蓄水桶中。蓄水桶为铝合金材质，并装置有自来水龙头，每次开工前应蓄有1.8-1.9吨左右冷水。

(5)蒸气处理：在烘烤丝绵6小时的同时，高温的蒸气为蓄水桶中的冷水持续加温6小时，桶中水温大约能够升高至100摄氏度左右。

(6)资源利用：水加温至100度左右后，2吨沸水通过蓄水桶底部的直径为100mm的管道，被输送到打绵车间中的控温桶中以供打绵机器操作使用。

优选地，进气管22包括多个进气管，本实施例设有3个进气管，即进气管221、222和223，每个进气管上均设有控制阀23，进气管221和进气管222位于蓄水池的中部。其中进气管221的出气口靠近蓄水池21的底部设置，进气管222的出气口位于蓄水池21的中段。在蓄水池21不同的高度上设有不同高度的出气口，可对蓄水池21的水进行加热，使水体受热均匀。当蓄水池内水位较低时，可通过控制阀23控制，只通过一根进气管对水进行加热。

优选地，进水管223与加热盘管24连通，加热盘管24靠近蓄水池21的内壁设置。加热盘管24从上至下盘旋，出气口靠近蓄水池21的底部设置。通过加热盘管24对蓄水池21边缘的水体进行加热，使蓄水池21内的水受热均匀。

一种丝绵加工的设备，使用上述的余热回收系统，所述设备包括打绵机，使用的打绵机为丝绵加工常规的打绵机，常规的打绵机都含有打绵腔，用于容纳碱性溶液，浸泡桑蚕茧。进行桑蚕茧加工时，需要监测打绵机内碱性溶液的浓度，设备运行加工过程中按工艺需求添加片碱调节打绵机内的碱性溶液浓度。打绵机与投碱装置连接，投碱装置4包括罐体41和输送管42，罐体41用于混合碱液，设有进料口411和出料口412，罐体41内设有搅拌轴413。量取片碱和水，通过投料口411投入罐体41内，通过搅拌轴413搅拌，调配到适宜的碱液浓度，备用。罐体41的出料口412设有输送管42，输送管42另一端向打绵机的打绵腔延伸，为打绵机输送碱液。输送管42上设有计量器421和控制阀422，计量器用于计量碱液的加入量，控制阀422用于控制碱液的排放。

在打绵机器上安装有自动投碱装置，投碱装置通过输送管与打绵机器连通，为打绵机器输送碱液，根据生产的工艺需要，先在投碱装置的罐体内调节好碱液浓度，需要用时，直接开启控制阀，通过计量器监控投入的量，就能精准控制片碱的投放量。提高了制绵的效率，保护丝绵的纤维，质量更加均匀。

实施例1

一种丝绵加工的方法，使用上述丝绵加工的设备进行加工，包括以下步骤：

(1)煮茧，将筛选的桑蚕茧除杂后，进行煮茧，煮茧是在碱性溶液中进行煮茧，煮茧用的碱性溶液的pH值为8.8，煮茧时间为40min，煮茧温度为95℃；

(2)将步骤(1)的桑蚕茧置于处理剂溶液中浸泡一段时间，桑蚕茧与处理剂溶液的浴比为1:20，浸泡时间为3h，浸泡温度为45-50℃。

该处理剂包括活性酶、茶麸溶液和表面活性剂；所述活性酶为中性蛋白酶或中性脂肪酶，所述活性酶与桑蚕茧的投料质量比为0.2:1；

所述茶麸溶液中茶麸的质量含量为10％，茶麸溶液与桑蚕茧的投料质量比为13:1；

所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠，所述表面活性剂与桑蚕茧的投料质量比为0.05:1。

(3)将步骤(2)的桑蚕茧置于打绵机中进行打绵，然后割取绵片放入煮绵液中煮绵一段时间，煮绵为将绵片置于纯碱性溶液中恒温90℃条件下煮1.5h，绵片与纯碱的质量比为130:1，绵片与纯碱溶液的浴比为1:15。然后再进行漂洗及脱水，置于烘房中烘干，得到丝绵。

实施例2

一种丝绵加工的方法，使用上述丝绵加工的设备进行加工，包括以下步骤：

(1)煮茧，将筛选的桑蚕茧除杂后，进行煮茧，煮茧是在碱性溶液中进行煮茧，煮茧用的碱性溶液的pH值为8.5，煮茧时间为60min，煮茧温度为90℃；

(2)将步骤(1)的桑蚕茧置于处理剂溶液中浸泡一段时间，桑蚕茧与处理剂溶液的浴比为1:10，浸泡时间为5h，浸泡温度为45℃。

该处理剂包括活性酶、茶麸溶液和表面活性剂；所述活性酶为中性蛋白酶或中性脂肪酶，所述活性酶与桑蚕茧的投料质量比为0.1:1；

所述茶麸溶液中茶麸的质量含量为5％，茶麸溶液与桑蚕茧的投料质量比为15:1；

所述表面活性剂包括脂肪酸甘油酯，所述表面活性剂与桑蚕茧的投料质量比为0.01:1。

(3)将步骤(2)的桑蚕茧置于打绵机中进行打绵，然后割取绵片放入煮绵液中煮绵一段时间，煮绵为将绵片置于纯碱性溶液中恒温95℃条件下煮1h，绵片与纯碱的质量比为100:1，绵片与纯碱溶液的浴比为1:10。然后再进行漂洗及脱水，置于烘房中烘干，得到丝绵。

实施例3

一种丝绵加工的方法，使用上述丝绵加工的设备进行加工，包括以下步骤：

(1)煮茧，将筛选的桑蚕茧除杂后，进行煮茧，煮茧是在碱性溶液中进行煮茧，煮茧用的碱性溶液的pH值为9，煮茧时间为30min，煮茧温度为100℃；

(2)将步骤(1)的桑蚕茧置于处理剂溶液中浸泡一段时间，桑蚕茧与处理剂溶液的浴比为1:30，浸泡时间为1h，浸泡温度为50℃。

该处理剂包括活性酶、茶麸溶液和表面活性剂；所述活性酶为中性蛋白酶或中性脂肪酶，所述活性酶与桑蚕茧的投料质量比为0.3:1；

所述茶麸溶液中茶麸的质量含量为15％，茶麸溶液与桑蚕茧的投料质量比为10:1；

所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠，所述表面活性剂与桑蚕茧的投料质量比为0.1:1。

(3)将步骤(2)的桑蚕茧置于打绵机中进行打绵，然后割取绵片放入煮绵液中煮绵一段时间，煮绵为将绵片置于纯碱性溶液中恒温90℃条件下煮2h，绵片与纯碱的质量比为150:1，绵片与纯碱溶液的浴比为1:20。然后再进行漂洗及脱水，置于烘房中烘干，得到丝绵。

对比例1

一种丝绵加工的方法，使用上述丝绵加工的设备进行加工，包括以下步骤：

(1)煮茧，将筛选的桑蚕茧除杂后，进行煮茧，煮茧是在碱性溶液中进行煮茧，煮茧用的碱性溶液的pH值为8.8，煮茧时间为40min，煮茧温度为95℃；

(2)将步骤(1)的桑蚕茧置于打绵机中进行打绵，然后割取绵片放入煮绵液中煮绵一段时间，煮绵为将绵片置于纯碱性溶液中恒温90℃条件下煮1.5h，绵片与纯碱的质量比为130:1，绵片与纯碱溶液的浴比为1:15。然后再进行漂洗及脱水，置于烘房中烘干，得到丝绵。

对比例2

一种丝绵加工的方法，使用上述丝绵加工的设备进行加工，包括以下步骤：

(1)煮茧，将筛选的桑蚕茧除杂后，进行煮茧，煮茧是在碱性溶液中进行煮茧，煮茧用的碱性溶液的pH值为8.8，煮茧时间为40min，煮茧温度为95℃；

(2)将步骤(1)的桑蚕茧置于处理剂溶液中浸泡一段时间，桑蚕茧与处理剂溶液的浴比为1:20，浸泡时间为3h，浸泡温度为45-50℃。

该处理剂包括活性酶和表面活性剂；所述活性酶为中性蛋白酶或中性脂肪酶，所述活性酶与桑蚕茧的投料质量比为0.2:1；

所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠，所述表面活性剂与桑蚕茧的投料质量比为0.05:1。

(3)将步骤(2)的桑蚕茧置于打绵机中进行打绵，然后割取绵片放入煮绵液中煮绵一段时间，煮绵为将绵片置于纯碱性溶液中恒温90℃条件下煮1.5h，绵片与纯碱的质量比为130:1，绵片与纯碱溶液的浴比为1:15。然后再进行漂洗及脱水，置于烘房中烘干，得到丝绵。

对比例3

一种丝绵加工的方法，使用上述丝绵加工的设备进行加工，包括以下步骤：

(1)煮茧，将筛选的桑蚕茧除杂后，进行煮茧，煮茧是在碱性溶液中进行煮茧，煮茧用的碱性溶液的pH值为8.8，煮茧时间为40min，煮茧温度为95℃；

(2)将步骤(1)的桑蚕茧置于处理剂溶液中浸泡一段时间，桑蚕茧与处理剂溶液的浴比为1:20，浸泡时间为3h，浸泡温度为45-50℃。

该处理剂包括表面活性剂；

所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠，所述表面活性剂与桑蚕茧的投料质量比为0.05:1。

(3)将步骤(2)的桑蚕茧置于打绵机中进行打绵，然后割取绵片放入煮绵液中煮绵一段时间，煮绵为将绵片置于纯碱性溶液中恒温90℃条件下煮1.5h，绵片与纯碱的质量比为130:1，绵片与纯碱溶液的浴比为1:15。然后再进行漂洗及脱水，置于烘房中烘干，得到丝绵。

对实施例1-3和对比例1-3制得的丝绵片进行检测

1、参照FZ/T 40004《蚕丝含胶率试验方法》、FZ/T 40006-2018《蚕丝含油率试验方法》，测定丝绵的残胶率和含油率。

2、采用平板法进行桑蚕丝被的保温性能测定。

3、白度测定，按照GB/T 17644—2008《纺织纤维白度色度试验方法》，在白度仪上测定不同脱胶方法处理后蚕丝的白度，每个试样测定5次，取平均值。

4、拉伸性测定，在强力拉伸仪上，测试20根蚕丝脱胶前后的断裂伸长率、断裂强力。

5、将实施例和对比例方法制备得到的丝绵拉伸制成桑蚕丝被，对照《GB/T24252-2019蚕丝被》中蚕丝绵类填充物的质量要求进行评价，根据附录D的方法测试蚕丝被使用前后的压缩率和弹性回复率。

GB/T 24252-2019规定了蚕丝被填充物的压缩回弹性指标：(1)优等品等级，压缩率≥45％、回复率≥92％；(2)一等品等级，压缩率≥40％、回复率≥87％。上述检测结果入表1所示。

表1不同方法制备得到的丝绵性能检测

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。