一种废旧纺织品中的蛋白质纤维酶处理回收法制造技术

本发明专利技术涉及一种废旧纺织品中的蛋白质纤维酶处理回收法。目的是提供的方法应能有效实现对废旧纺织品中的蛋白质纤维的回收。技术方案是：一种废旧纺织品中的蛋白质纤维酶处理回收法，依序包括以下步骤：(1)对含有蛋白质纤维的废旧纺织品继续以下处理步骤；(2)对用直接染料、活性染料、不溶性偶氮颜料或阳离子染料的染色纺织品，加入氧化还原酶进行预处理；(3)在步骤(2)处理过的废旧纺织品中加入蛋白酶进行蛋白质纤维的选择性降解；(4)对步骤(3)处理后的物质进行固液分离，降解液中蛋白酶通过超滤分离进行重复利用，降解产物用于相关产品生产；残留固体纺织品进行物理回收。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于废旧纺织品回收利用领域，具体涉及利用蛋白酶处理法对废旧纺织品中的蛋白质纤维实现降解回收利用。
技术介绍
随着生活水平的提高，消费者对纺织品的需求和更新速度越来越快，每年都产生了大量的废旧纺织品。根据有关专家推算，我国纺织行业在生产环节每年产生的边角废料以及家庭废弃纺织品合计超过2600万吨。废旧纺织品是“放错位置的资源”，特别是在当今资源短缺的背景下，废旧纺织品的回收循环利用更是引起了世界各国的重视。然而目前我国对废旧纺织品的综合利用率很低，远远落后于世界先进水平。因此我国纺织工业‘十二五’发展纲要明确提出要重点发展天然纤维及混纺废旧纺织品的再利用技术。开发新一代的回收再利用废旧纺织品的清洁生产技术已刻不容缓。废旧纺织品中有一类很重要的品种就是蛋白质纤维织物，如羊毛、兔毛、骆驼毛、蚕丝/丝绸、再生蛋白纤维及其混纺织物。由于其高档、舒适的穿着性能，受到了消费者的广泛喜爱，其废弃量也在逐年增高。从生态学角度来讲，焚烧和填埋降解都不是最好的处理废旧纺织品的方法，最佳方案是回收利用。蛋白质纤维的常规回收利用一般是将动物纤维、纱或者织物用机械分解成纤维状，再进行纯回纺或混纺织成织物。但是机械回收的方式需要复杂的前处理机器设备，成本高，回收工艺复杂，对染料和混纺纤维的分类困难。化学回收法处理常需强氧化剂次氯酸盐溶液或者其它有机溶剂进行溶解蛋白质纤维，成本高且易造成环境污染，而且无法区分溶解性相近的纤维组分，部分染料的存在甚至可能会导致纤维无法完全回收溶解。因此，发展一种新型的废旧纺织品中蛋白质纤维的绿色高效专一性回收方法具有重要的工业应用价值。专利技术内容本专利技术的目的是克服上述
技术介绍
的不足，提供一种废旧纺织品中的蛋白质纤维的回收处理方法，该方法应能有效实现对废旧纺织品中的蛋白质纤维的回收，并具有回收处理过程绿色无害、处理条件温和、对环境友好以及资源回收利用率高的特点。本专利技术提供的技术方案是：一种废旧纺织品中的蛋白质纤维酶处理回收法，依序包括以下步骤：(1)定性确定废旧纺织品中纤维的种类以及染料种类，对含有蛋白质纤维的废旧纺织品继续以下处理步骤；(2)对用直接染料、活性染料、不溶性偶氮颜料或阳离子染料的染色纺织品，加入氧化还原酶进行预处理；反应条件为：酶量0.5％～5％，水或缓冲液pH3～12，纺织品与水的质量比例或纺织品与缓冲液的质量比例为0.01～0.5∶1，温度30～80℃，降解时间1～12h；对用还原染料、分散染料、酸性染料或硫化染料的染色或者未染色纺织品，无须预处理；(3)在步骤(2)处理过的废旧纺织品中加入蛋白酶进行蛋白质纤维的选择性降解；反应条件为：酶量1％～10％，水或缓冲液pH3～10，纺织品与水的质量比例或纺织品与缓冲液的质量比例为0.01～0.5∶1，温度30～70℃，降解时间1～36h；(4)对步骤(3)处理后的物质进行固液分离，降解液中蛋白酶通过超滤分离进行重复利用，降解产物用于相关产品生产；残留固体纺织品进行物理回收。所述步骤(2)中的酶量是氧化还原酶与染色纺织品的重量比，步骤(3)中的酶量是蛋白酶与染色纺织品的重量比。所述氧化还原酶为漆树漆酶、云芝漆酶、真菌漆酶、多酚氧化酶、偶氮还原酶、过氧化氢酶、辣根过氧化物酶、络氨酸酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶以及芳醇氧化物酶中的一种或多种任意比例的混合。所述蛋白酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶、内肽酶、外肽酶、角蛋白酶、酰胺酶、二硫键还原酶、多肽水解酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、蛋白酶K、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶中的一种或多种任意比例的混合。所述步骤(3)、步骤(4)中的缓冲液是醋酸-醋酸钠缓冲液、甘氨酸-盐酸缓冲液、邻苯二甲酸-盐酸缓冲液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液、、柠檬酸-氢氧化钠-盐酸缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液、磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲液、巴比妥钠-盐酸缓冲液、三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液、硼酸-硼砂缓冲液、甘氨酸-氢氧化钠缓冲液、硼砂-氢氧化钠缓冲液、碳酸钠-碳酸氢钠缓冲液、羟乙基哌嗪乙磺酸钠缓冲体系中的一种；其离子强度为10-1000mM。所述步骤(1)中的定性确定采用显微镜观察法和红外吸收光谱法。本专利技术具有如下优点：所提供的方法有效排除了染料对回收过程的影响；整个过程不需使用有机溶剂和有害物质，过程绿色，条件温和；克服了常用物理回收需用复杂仪器设备和成本高的问题；回收过程具有高选择性，特别适用于混纺废旧纺织品中蛋白质纤维的选择性回收；降解液中的蛋白酶可通过超滤分离重复使用，降解产物中含有大量多肽和氨基酸可用于制作饲料添加剂或者风味调味料等相关产品，实现了资源的充分利用。具体实施方式蛋白酶是水解肽键的一类酶，蛋白质在蛋白酶的作用下，能迅速水解为胨、眎、肽等，最后成为氨基酸。蛋白酶商品生产始于20世纪初，目前已涉及蛋白质纤维纺织加工多个方面，包括防缩防起球、生物抛光、低温染色、柔软处理、生丝脱胶与砂洗、洗涤剂等。蛋白酶按酶蛋白的作用方式可以分为内肽酶、外肽酶、水解酯键和水解酰胺键酶四大类，具有反应过程绿色温和，催化反应效率高且具有高度的催化专一性等优点，可将蛋白质纤维选择性降解成氨基酸，降解的氨基酸产物溶液可进一步用作饲料添加剂或者风味调味料。同时，氧化还原酶对染料具有催化降解/脱色功能，羊毛经过氧化还原酶的氧化预处理能使二硫交联键打开，有利于提高纤维表面亲水性，促进酶降解过程。因此，本专利技术将氧化还原酶处理性能以及蛋白酶对蛋白质纤维的特异性降解能力相结合，以图克服现有废旧纺织品中蛋白质纤维回收处理存在的各种问题，特别是染色混纺织物中的选择性回收和有毒有害化学试剂使用问题，实现对废旧蛋白质纤维的绿色高效选择性回收利用。本专利技术所述方法中，先定性确定废旧纺织品中纤维的种类以及染料种类，接着对含有蛋白质纤维且含有不同染料的废旧纺织品分别处理(对不含蛋白质纤维的废旧纺织品另行处理)；其中，部分染色纺织品由于所采用的直接染料、活性染料、不溶性偶氮颜料或阳离子染料，对于酶活性影响较大，因此需用氧化还原酶(酶量0.5％～5％；优选酶量2.5％～3.5％)进行预处理去除染料；其余的染色纺织品，由于所采用的还原染料、分散染料、酸性染料或硫化染料均对酶活性影响较小，所以无须预处理。然后进行蛋白质纤维的选择性降解，其中加入的蛋白酶酶量为1％～10％(优选5.0％～8.0％)。最后进行固液分离，并对降解液和残留固体分别回收处理。上述定性确定采用显微镜观察法和红外吸收光谱法；这是两种常规检测方法，可按照国家标准进行。本专利技术所述酶量，均指所添加的酶与干燥状态(按国家标准处理后的状态)纺织品的重量比。本专利技术所述处理方法，废旧纺织品需在水(一般城市管网的自来水即可)或缓冲液的浸没状态/湿润状态下进行处理；缓冲液可外购或自行配制。下面通过实施例进一步说明本专利技术。实施例1酸性嫩黄2G染色的蚕丝/粘胶纤维/聚丙烯腈纤维混纺废旧纺织品中蚕丝的酶处理法(1)通过显微镜观察法和红外吸收光谱，确定染料种类为酸性嫩黄2G，废旧纺织品中含有蚕丝、粘胶纤维和聚丙烯腈纤维组分；(2)酸性嫩黄2G为酸性染料，对酶活性影响较小，因此无需预处理；(3)在上述废旧纺织品10克中加入蛋白酶K进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废旧纺织品中的蛋白质纤维酶处理回收法，依序包括以下步骤：(1)定性确定废旧纺织品中纤维的种类以及染料种类，对含有蛋白质纤维的废旧纺织品继续以下处理步骤；(2)对用直接染料、活性染料、不溶性偶氮颜料或阳离子染料的染色纺织品，加入氧化还原酶进行预处理；反应条件为：酶量0.5％～5％，水或缓冲液pH3～12，纺织品与水的质量比例或纺织品与缓冲液的质量比例为0.01～0.5∶1，温度30～80℃，降解时间1～12h；对用还原染料、分散染料、酸性染料或硫化染料的染色或者未染色纺织品，无须预处理；(3)在步骤(2)处理过的废旧纺织品中加入蛋白酶进行蛋白质纤维的选择性降解；反应条件为：酶量1％～10％，水或缓冲液pH3～10，纺织品与水的质量比例或纺织品与缓冲液的质量比例为0.01～0.5∶1，温度30～70℃，降解时间1～36h；(4)对步骤(3)处理后的物质进行固液分离，降解液中蛋白酶通过超滤分离进行重复利用，降解产物用于相关产品生产；残留固体纺织品进行物理回收。

【技术特征摘要】
1.一种废旧纺织品中的蛋白质纤维酶处理回收法，依序包括以下步骤：(1)定性确定废旧纺织品中纤维的种类以及染料种类，对含有蛋白质纤维的废旧纺织品继续以下处理步骤；(2)对用直接染料、活性染料、不溶性偶氮颜料或阳离子染料的染色纺织品，加入氧化还原酶进行预处理；反应条件为：酶量0.5％～5％，水或缓冲液pH3～12，纺织品与水的质量比例或纺织品与缓冲液的质量比例为0.01～0.5∶1，温度30～80℃，降解时间1～12h；对用还原染料、分散染料、酸性染料或硫化染料的染色或者未染色纺织品，无须预处理；(3)在步骤(2)处理过的废旧纺织品中加入蛋白酶进行蛋白质纤维的选择性降解；反应条件为：酶量1％～10％，水或缓冲液pH3～10，纺织品与水的质量比例或纺织品与缓冲液的质量比例为0.01～0.5∶1，温度30～70℃，降解时间1～36h；(4)对步骤(3)处理后的物质进行固液分离，降解液中蛋白酶通过超滤分离进行重复利用，降解产物用于相关产品生产；残留固体纺织品进行物理回收。2.根据权利要求1所述的一种废旧纺织品中的蛋白质纤维酶处理回收法，其特征在于所述步骤(2)中的酶量是氧化还原酶与染色纺织品的重量比，步骤(3)中的酶量是蛋白酶与染色纺织品的重量比。3.根据权利要求1或2所述的一种废旧纺织品中的蛋白质纤维酶处理回收法，其特征在于所述氧化还原...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰克，
申请(专利权)人：江苏金典纺织有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32