利用劍麻廢渣提取麻膏和回收短纖維的工藝及設備配套

陳濤 張小玲 金剛 黃顯雅 劉明 覃旭 吳密 鐘秋漢

摘 要：為了提高劍麻加工副產(chǎn)物麻渣的高效資源化了利用，研制出了一套更加高效的從麻渣中提取麻膏和回收短纖維的工藝。該方法包括以下操作步驟：將麻渣和短纖維堆放5～10 d;放入麻渣粉碎機，捶打使麻渣和水從底部網(wǎng)孔流到水池，而短纖維被甩到輸送帶送入圓型梳麻機梳去雜質(zhì)后再經(jīng)沖水、壓干、曬干至含水率13%以下便可入庫銷售;水池中的麻渣水抽到臥式離心機中將渣和水分離;分離出來的麻水抽到沉淀池中沉淀12～20 h;沉淀物抽到濾網(wǎng)上涼干或曬干至含水率18%以下便可裝袋入庫。新工藝與傳統(tǒng)的方法相比，可使麻膏的提取率提高到1%以上，含量達到5%以上，提取時間縮短10 d左右，短纖維的提取率提高到0.2%以上，將有助于提高麻渣作為加工廢棄物的資源化利用效率。

關鍵詞：劍麻廢渣 麻膏 短纖維 工藝 設備配套

Process and Equipment for Extracting Sisal Paste and Recovering Short Fiber from Sisal Residue

CHEN Tao1， ZHANG Xiaoling2， JIN Gang1， HUANG Xianya1，

LIU Ming1，QIN Xu1， WU Mi1， ZHONG Qiuhan3，4*

（1 Guangxi Subtropical Crops Research Institute， Nanning， Guangxi 530001， China;

2 Guangxi Sisal Group Co.， Ltd.， Nanning， Guangxi 530001， China;3 Guangxi Western Hemp Technology Co.， Ltd， Nanning， Guangxi 530001， China;4 Dongfeng Sisal Machinery Repair Factory in Wuming District， Nanning， Guangxi 530001， China）

Abstract：In order to improve the high-efficiency reuse of sisal residue， a more efficient process for extracting sisal paste and recovering short fiber from sisal residue was developed. The method comprises the following steps： stacking sisal residue and short fiber for five to ten days; putting sisal dregs into crusher to beat until water flowed from mesh into pool， and short fiber was dumped to conveyor belt into round carding machine to comb impurities， then flushing， dry-pressing， sun-drying until moisture content below 13%， finally putting in storage for sale; separating residue and water through horizontal centrifuge; pumping the separated water into sedimentation tank to precipitate for 12～20 hours; air-drying or sun-drying sediments on the filter until moisture content below 18%， then packing and putting in storage. The new process can increase the extraction rate of sisal paste more than 1% and the content more than 5%， shorten the extraction time about 10 days than that of the traditional method， raise the extraction rate of short fiber more than 0.2%， thus help improve the utilization efficiency of sisal residue.

Key words： Sisal residue; sisal paste; short fiber; process; equipment matching

劍麻，又稱龍舌蘭麻，屬龍舌蘭屬，熱帶多年生葉纖維植物[1]，也是當今世界用量最大，范圍最廣的硬質(zhì)纖維的經(jīng)濟作物[2]。劍麻中含有以甾體皂甙配基的形式存在的劍麻皂素，也稱替可吉寧、劍麻皂苷元等，是合成甾體激素類藥的基本原料[3，4]，素有“激素之母”和“醫(yī)藥黃金”之稱[5，6]。利用劍麻皂素生產(chǎn)出來的下游產(chǎn)品單烯，可合成倍他米松、地塞米松等上百種激素類藥物[7]。此外，劍麻皂素還廣泛應用于食品、化妝品及畜牧業(yè)等行業(yè)，是生物醫(yī)藥化工領域最普遍、最主要的基礎原料，其生產(chǎn)技術屬國家支持和鼓勵發(fā)展的新醫(yī)藥工程技術。

目前，劍麻皂素的生產(chǎn)廠家都是用劍麻膏（干渣）來生產(chǎn)的[8]。從劍麻渣中提取皂素的原料麻膏的方法主要是先將麻渣壓水，將壓出的水放入池中沉淀發(fā)酵后，再將沉淀物放在曬場上自然曬干，曬干后打包送到皂素廠制成皂素。這種傳統(tǒng)工藝存在麻膏的制成率低。每噸鮮麻片經(jīng)刮麻處理后的渣制成麻膏率僅有0.5%左右，麻膏的皂素含量為0.4%～0.5%。處理時間長達30 d左右，成本高。麻膏由劍麻漿自然晾曬而成，由于麻漿含水份達90%左右，粘度又高，很難曬干，一般需曬一個月左右才能曬干，如果經(jīng)常碰上下雨天或者梅雨季節(jié)，曬干時間還要延長，導致麻膏不能正常供應，極大地影響皂素生產(chǎn)。

此外，利用刮麻機對劍麻葉片加工后的廢渣含有短纖維。麻渣中的短纖維可作復合材料的原料[9，10]、工藝品、床墊、麻繩、造紙等，但短纖維的傳統(tǒng)回收方法是將麻渣壓干，然后將短纖維分離出來，這種工藝分離出來的纖維成本高、質(zhì)量差。

為進一步提高刮麻加工后所產(chǎn)生廢渣的資源化利用效率，提高利用劍麻廢渣進行麻膏生產(chǎn)和短纖維回收的效率，降低投資和生產(chǎn)成本，我們對其傳統(tǒng)加工工藝進行了創(chuàng)新，且在實際推廣應用中取得了良好的效果。

1 劍麻麻渣資源化利用工藝

本研究是從劍麻廢渣中提取劍麻麻膏和短纖維的方法，該方法包括以下操作步驟：將麻渣和短纖維堆放5～10天;放入麻渣粉碎機，捶打中麻渣，使水從底部網(wǎng)孔流到水池中，而短纖維被甩到輸送帶送入圓型梳麻機梳去雜質(zhì)后再經(jīng)沖水、壓干、曬干至含水率13%以下便可入庫外賣;水池中的麻渣水抽到臥式離心機中將渣和水分離;分離出來的麻水抽到沉淀池中沉淀12～20 h;沉淀物抽到濾網(wǎng)上涼干或曬干至含水率18%以下便可裝袋入庫。具體過程如下：

1.1 麻渣堆放發(fā)酵

將鮮劍麻葉片經(jīng)刮麻機刮下的麻渣和短纖維堆放在斜型的曬場上堆放5～10 d，如場地允許，堆放時間可以延長十天左右效果更佳。由于麻渣在曬場上堆漚過程中麻渣可以產(chǎn)生50℃左右的高溫，使麻渣中的皂素能充分發(fā)酵，所以可以免去傳統(tǒng)工藝在生產(chǎn)麻膏時必須建造十個以上發(fā)酵池發(fā)酵十天以上的工藝，又可以減少一道將沉淀物從沉淀池抽到發(fā)酵池的工藝，該方法生產(chǎn)麻膏可以減少投資，降低生產(chǎn)成本。

1.2 沖水、捶打

用水槍將堆漚過的麻渣和短纖維用水沖進水溝讓它流進麻渣粉碎機中，麻渣和短纖維經(jīng)旋轉(zhuǎn)的活動刀片不斷擊打，擊打時麻渣被打碎后和水經(jīng)粉碎機底部的網(wǎng)孔流至水池中，而短纖維經(jīng)捶打除雜后甩到纖維輸送帶上，纖維被送入圓型梳麻機梳去雜質(zhì)后再經(jīng)沖水、壓干、曬干至含水率13%以下便可入庫外賣。麻渣在粉碎過程中既可以將短纖維中的雜質(zhì)打掉又可以把麻渣中的皂素打出來，還可以使短纖維和麻渣分離，從而達到提高提取率、降低成本、提高質(zhì)量的目的。

1.3 分離

用泥漿泵將水池中的麻渣水抽到臥式離心機中將渣和水分離，麻水從離心機甩出機外，而麻渣從離心機出來后經(jīng)輸送帶送入車中拉去做肥料。

1.4 沉淀

將經(jīng)臥式離心機分離出來的麻水用泥漿泵抽到沉淀池中沉淀12～20 h。

1.5 晾干或曬干

將沉淀池上面的上清液抽走再利用，而沉淀池中的沉淀物用泥漿泵抽到濾網(wǎng)上晾干或曬干至含水率18%以下便可裝袋入庫?？梢詫⒊恋沓刂械某恋砦锍榈皆O有多層濾網(wǎng)的涼架房內(nèi)晾干5～7天，房內(nèi)設置24小時通風的通風設施;也可以將沉淀池中的沉淀物抽到帶有濾網(wǎng)的曬場上曬干，具體結(jié)構(gòu)見圖1。

該方法采用涼架房可以減少曬麻膏場地的面積，又可以在曬麻膏時不受天氣的影響，以達到減少工廠生產(chǎn)的用地、提高產(chǎn)量，降低勞動成本的目的。

2 配套設備

2.1 本機整體結(jié)構(gòu)

針對上述工藝，配套提供了一種從劍麻廢渣中提取劍麻麻膏和短纖維的設備，該加工設備主要包括：電機、減速器、網(wǎng)孔、錐形滾筒以及機架，簡易結(jié)構(gòu)見圖2。

2.2 工作原理

錐形滾筒安裝在機架上，錐形滾筒的圓周壁上均布有網(wǎng)孔，錐形滾筒與減速器連接，減速器與電機連接。錐形滾筒也可以采用圓形滾筒代替。工作時，麻渣和水流進錐形滾筒中，錐形滾筒被電機經(jīng)變速箱帶動高速旋轉(zhuǎn)，由于旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，將渣中的水經(jīng)網(wǎng)孔流出去，剩下的麻渣被甩到麻渣輸送帶上送到車上拉去做肥料。

3 結(jié)論

麻渣麻水的資源化高效利用是劍麻產(chǎn)業(yè)集約化發(fā)展的必然選擇，也是麻區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)建設的需求。

本文所述的工藝是一種同時從劍麻廢渣中提取劍麻麻膏和短纖維的方法，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。采用這種工藝，麻膏的提取率可以提高到1%以上，含量達到5%以上，短纖維的提取率可以提高到0.2%以上，并可以使短纖維的質(zhì)量達到優(yōu)級的等級，且劍麻麻膏的提取時間為18天左右，比傳統(tǒng)的方法縮短十天左右。新工藝的推廣應用有利于劍麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的提質(zhì)增效，綠色循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展?；谠摴に嚴寐樵聘咝У厣a(chǎn)出麻膏和短纖維產(chǎn)品，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。由于該方法可以提高麻膏和短纖維的提取率、降低投資和生產(chǎn)成本，因此在實際推廣中取得了良好的效果。相關產(chǎn)品已遠銷至坦桑尼亞等一帶一路沿線國家。

參考文獻

[1]? ? ? 周文釗，孫光明. 加快劍麻優(yōu)勢區(qū)域建設促進劍麻產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[J]. 中國麻業(yè)， 2004， （01）：40-45.

[2]? ? ? 黃富宇.廣西農(nóng)墾劍麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對策 [J]. 熱帶農(nóng)業(yè)工程， 2010， 34（4）： 105-106.

[3]? ? ?韓耀玲.? 劍麻的綜合利用[D].? 南寧：廣西大學， 2004.

[4]? ? ? 趙臨襄. 化學制藥工藝學[M].? 北京：中國醫(yī)藥科技出版社， 2015.

[5]? ? ?莫偉文.一種安全的合成反應用劍麻皂苷甲基化生成物的制備方法：廣東省，CN1092937 31A[P]. 2019-02-01.

[6]? ? ?李華鋒，黃尚順，廖青，等.劍麻皂甙元生產(chǎn)技術進展[J]. 廣東化工，2014，41（08）：91-92.

[7]? ? ?韓廣甸，馬兆揚.我國利用劍麻皂素合成甾體藥物的研究進展[J]. 中國醫(yī)藥工業(yè)雜志，2002， 33（9）：459-464.

[8]? ? ?王彥超. 劍麻皂苷元生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)方法的研究[D]. 哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學，2014.

[9]? ? ?劉惠倫，張北龍.? 劍麻短纖維補強環(huán)氧化天然橡膠/PVC復合材料的性能研究[J]. 橡膠工業(yè)，2000（07）：392-395.

[10]? ? 王艷. 一種皂素發(fā)泡和劍麻纖維增強墻體保溫砂漿：遼寧，CN101891436A[P]. 2010-11-24.