Способ получения порошка из натурального шелка

 

Использование: в текстильной промышленности на стадии первичной переработки отходов шелка-сырца в шелковое волокно с целью получения из него порошка, для текстильной, пищевой и косметической промышленности. Сущность изобретения: шелковые отходы в виде рвани, струны, сдира или резаной оболочки коконов шелка-сырца тутового или дубового шелкопряда обрабатывают в автоклаве 3 - 7 мас. % -ным водным раствором щавелевой кислоты при 105 - 120С в течение 2 - 5 ч. После слива раствора волокно промывают трехкратно водой и выдерживают в воде при комнатной температуре 2 ч. , нейтрализуют раствор гидроокисью натрия и снова трехкратно промывают водой. Отжимают волокно на центрифуге, высушивают при комнатной температуре и измельчают на шаровой мельнице. Из 10 г отходов шелка-сырца тутового шелкопряда получают 7,5 - 8,0 г белого порошка, а из 10 г отходов шелка-сырца дубового шелкопряда, 9,5 г серого порошка. Порошок мягкий, шелковистый на ощупь с характерным скрипом "туше", однородной консистенции.

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к технологии первичной переработки отходов шелка-сырца в волокно с целью получения из него порошка, который может быть использован в пищевой и косметической промышленности.

Известен способ получения шелковой массы из отходов кокономотания, включающий стабилизацию физического состояния коконных оболочек, последующее их разрушение, удаление куколок и получение волокна путем выдержки коконных оболочек в кислой среде при рН 3,0-3,5 в течение 20-25 мин при 55-60^оС [1] .

Недостатком известного способа является щадящий режим обработки волокна и получение длинных эластичных волокон.

Наиболее близким к изобретению является способ получения порошка из натурального шелка обработкой отходов шелка-сырца 1,2 н. водным раствором соляной кислоты при 60-70^оС в течение 24 ч с последующей многократной водной промывкой, нейтрализацией щелочным раствором, повторной промывкой в этаноле, сушкой и механическим измельчением [2] .

Недостатками данного способа является невозможность использования отходов шелка-сырца диких шелкопрядов, например дубового, а также длительность процесса.

Целью изобретения является обеспечение возможности использования отходов шелка-сырца диких шелкопрядов и сокращение продолжительности процесса.

Цель достигается способом получения порошка из натурального шелка обработки отходов шелка-сырца водным раствором кислоты при повышенной температуре с последующей нейтрализацией, сушкой и механическим измельчением, причем, по изобретению, в качестве кислоты используют щавелевую кислоту и обработку проводят при концентрации ее в растворе 3-7 мас. % и температуре 105-120^оС в течение 2-5 ч.

При такой обработке разрушаются водородные связи, стабилизирующие В-складчатую структуру фибриона шелка, нарушается ионное взаимодействие между радикалами аминокислот, стабилизирующее третичную структуру молекулы шелка, нарушаются молекулярные взаимодействия между фибриллами, волокно теряет прочность и при механическом воздействии легко превращается в порошок. При обработке коконов диких шелкопрядов, например, дубового, щавелевая кислота растворяет мочекислые и щавелевокислые соли кальция, которые участвуют в цементировании оболочки, тем самым достигается размягчение оболочки. Волокно становится более доступным действию кислоты, прочность его резко падает, волокно приобретает хрупкость.

Способ осуществляется следующим образом.

Шелковые отходы в виде рвани, струны, сдора или резаной оболочки заливают водным раствором щавелевой кислоты с концентрацией 3-7 мас. % и несколько часов нагревают в автоклаве при температуре 105-120^оС, затем промывают, нейтрализуют до рН 7, снова промывают, центрифугируют и сушат. Высохшее волокно измельчают на шаровых мельницах и получают порошок шелка, белого цвета, легко сыпучий, с характерным звуком при трении.

При более низких концентрациях щавелевой кислоты в растворе не достигается требуемая степень охрупкости волокна даже при удлинении времени воздействия и повышении температуры обработки. При более высоких концентрациях щавелевой кислоты происходит частичное окисление тирозина, что приводит к потемнению продукта (порошок получается грязно-серого цвета), причем вследствие частичного растворения серицина в кислой среде снижается выход целевого продукта.

П р и м е р 1 (по прототипу). 10 г рвани шелка-сырца тутового шелкопряда и 10 г шелка-сырца дубового шелкопряда по отдельности заливают 60 мл 1,2 н. водного раствора соляной кислоты и выдерживают в ней 24 ч при 70^оС. Затем 30 мин перемешивают и осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера. Приливают к каждому осадку по 400 мл воды и при медленном перемешивании сливают воду. Добавляют по 120 мл воды и выдерживают в ней шелк 12 ч, затем воду сливают, снова добавляют 120 мл воды и доводят рН до 7,0 2 н. водным раствором щелочи. Дважды промывают осадки водой на воронке Бюхнера под вакуумом. Заливают промытые осадки 96-ным этанолом, в котором выдерживают образцы 2 ч. Этанол удаляют фильтрованием на воронке Бюхнера. Осадки высушивают при комнатной температуре на фильтровальной бумаге. Сухой осадок измельчают в ступке. Из 10 г тутового шелка получают 5,5 г порошка белого цвета, а из 10 г дубового шелка получают 9,5 г волокна, не поддающегося размолу.

П р и м е р 2 (по изобретению). 10 г рвани шелка-сырца тутового шелкопряда заливают 100 мл 5% -ного водного раствора щавелевой кислоты и выдерживают 3 ч при 115^оС. Затем раствор декантируют, а волокно трехкратно промывают водой и выдерживают 2 ч в воде при комнатной температуре. После этого доводят рН до 7,0 водным раствором гидроксида натрия, трижды промывают водой и освобождают волокно из остатков воды в центрифуге при 700 об/мин. Волокно высушивают при комнатной температуре и измельчают в порошок в ступке. Получают порошок белого цвета массой 8 г, с характерным скрипом "туше", мягкий на ощупь.

П р и м е р 3 (по изобретению). 10 г сдора тутового шелкопряда отмывают мыльно-содовым раствором от грязи, отжимают между листами фильтровальной бумаги и помещают в стакан. Заливают 3% -ным водным раствором щавелевой кислоты и нагревают 5 ч при температуре 120^оС. Раствор сливают, волокно трижды промывают водой, после чего еще 2 ч вымачивают в воде при комнатной температуре. По окончании нейтрализуют раствор гидроксидом натрия до рН 7, трижды промывают водой, каждый раз декантируя осадок. Отжимают волокно в центрифуге при 700 об/мин и высушивают при комнатной температуре. Полученную массу измельчают в ступке. Получают 7,5 г порошка белого цвета, мягкой, шелковистой однородной консистенции, с характерным "туше".

П р и м е р 4 (по изобретению). 10 г оболочки коконов дубового шелкопряда заливают 700 мл 7% -ного водного раствора щавелевой кислоты и выдерживают 2 ч при температуре 110^оС. ПО окончании раствор сливают, оболочку трижды промывают водой и 2 ч вымачивают в воде при комнатной температуре. После чего доводят рН 7,0 и оболочку трижды промывают водой. Отжимают оболочку в центрифуге, высушивают при комнатной температуре и измельчают в ступке. Получают порошок серого цвета, мягкий, шелковистый, с характерным "туше". Выход продукта 9,5 г.

П р и м е р 5 (сравнительный). 10 г рвани шелка-сырца тутового шелкопряда обрабатывают как описано в примерах 3 и 4, но в качестве химического реагента используют 10% -ный раствор щавелевой кислоты, в которой выдерживают шелковые отходы 2 ч при температуре 105^оС. Получают продукт грязно-серого цвета, выход 6,3 г. Порошок получается без характерного "туше".

П р и м е р 6 (сравнительный). 10 г шелка-сырца коконов дубового шелкопряда обрабатывают 1% -ным водным раствором щавелевой кислоты в течение 5 ч при 125^оС. Получают продукт в виде нитей разной длины, ватообразного вида, не поддающийся измельчению в ступке. Выход 9,8 г.

Таким образом, способ по изобретению позволяет использовать шелковые отходы как тутового, так и диких шелкопрядов, например дубового, при значительном сокращении продолжительности процесса.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА ИЗ НАТУРАЛЬНОГО ШЕЛКА обработкой отходов шелка-сырца водным раствором кислоты при повышенной температуре при последующей нейтрализацией, сушкой и механическим измельчением, отличающийся тем, что в качестве кислоты используют щавелевую кислоту и обработку проводят при концентрации ее в растворе 3 - 7 мас. % и температуре 105 - 120^oС в течение 2 - 5 ч.