利用剑麻废渣提取麻膏和回收短纤维的工艺及设备配套

陈涛 张小玲 金刚 黄显雅 刘明 覃旭 吴密 钟秋汉

摘 要：为了提高剑麻加工副产物麻渣的高效资源化了利用，研制出了一套更加高效的从麻渣中提取麻膏和回收短纤维的工艺。该方法包括以下操作步骤：将麻渣和短纤维堆放5～10 d;放入麻渣粉碎机，捶打使麻渣和水从底部网孔流到水池，而短纤维被甩到输送带送入圆型梳麻机梳去杂质后再经冲水、压干、晒干至含水率13%以下便可入库销售;水池中的麻渣水抽到卧式离心机中将渣和水分离;分离出来的麻水抽到沉淀池中沉淀12～20 h;沉淀物抽到滤网上凉干或晒干至含水率18%以下便可装袋入库。新工艺与传统的方法相比，可使麻膏的提取率提高到1%以上，含量达到5%以上，提取时间缩短10 d左右，短纤维的提取率提高到0.2%以上，将有助于提高麻渣作为加工废弃物的资源化利用效率。

关键词：剑麻废渣 麻膏 短纤维 工艺 设备配套

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，又称龙舌兰麻，属龙舌兰属，热带多年生叶纤维植物[1]，也是当今世界用量最大，范围最广的硬质纤维的经济作物[2]。剑麻中含有以甾体皂甙配基的形式存在的剑麻皂素，也称替可吉宁、剑麻皂苷元等，是合成甾体激素类药的基本原料[3，4]，素有“激素之母”和“医药黄金”之称[5，6]。利用剑麻皂素生产出来的下游产品单烯，可合成倍他米松、地塞米松等上百种激素类药物[7]。此外，剑麻皂素还广泛应用于食品、化妆品及畜牧业等行业，是生物医药化工领域最普遍、最主要的基础原料，其生产技术属国家支持和鼓励发展的新医药工程技术。

目前，剑麻皂素的生产厂家都是用剑麻膏（干渣）来生产的[8]。从剑麻渣中提取皂素的原料麻膏的方法主要是先将麻渣压水，将压出的水放入池中沉淀发酵后，再将沉淀物放在晒场上自然晒干，晒干后打包送到皂素厂制成皂素。这种传统工艺存在麻膏的制成率低。每吨鲜麻片经刮麻处理后的渣制成麻膏率仅有0.5%左右，麻膏的皂素含量为0.4%～0.5%。处理时间长达30 d左右，成本高。麻膏由剑麻浆自然晾晒而成，由于麻浆含水份达90%左右，粘度又高，很难晒干，一般需晒一个月左右才能晒干，如果经常碰上下雨天或者梅雨季节，晒干时间还要延长，导致麻膏不能正常供应，极大地影响皂素生产。

此外，利用刮麻机对剑麻叶片加工后的废渣含有短纤维。麻渣中的短纤维可作复合材料的原料[9，10]、工艺品、床垫、麻绳、造纸等，但短纤维的传统回收方法是将麻渣压干，然后将短纤维分离出来，这种工艺分离出来的纤维成本高、质量差。

为进一步提高刮麻加工后所产生废渣的资源化利用效率，提高利用剑麻废渣进行麻膏生产和短纤维回收的效率，降低投资和生产成本，我们对其传统加工工艺进行了创新，且在实际推广应用中取得了良好的效果。

1 剑麻麻渣资源化利用工艺

本研究是从剑麻废渣中提取剑麻麻膏和短纤维的方法，该方法包括以下操作步骤：将麻渣和短纤维堆放5～10天;放入麻渣粉碎机，捶打中麻渣，使水从底部网孔流到水池中，而短纖维被甩到输送带送入圆型梳麻机梳去杂质后再经冲水、压干、晒干至含水率13%以下便可入库外卖;水池中的麻渣水抽到卧式离心机中将渣和水分离;分离出来的麻水抽到沉淀池中沉淀12～20 h;沉淀物抽到滤网上凉干或晒干至含水率18%以下便可装袋入库。具体过程如下：

1.1 麻渣堆放发酵

将鲜剑麻叶片经刮麻机刮下的麻渣和短纤维堆放在斜型的晒场上堆放5～10 d，如场地允许，堆放时间可以延长十天左右效果更佳。由于麻渣在晒场上堆沤过程中麻渣可以产生50℃左右的高温，使麻渣中的皂素能充分发酵，所以可以免去传统工艺在生产麻膏时必须建造十个以上发酵池发酵十天以上的工艺，又可以减少一道将沉淀物从沉淀池抽到发酵池的工艺，该方法生产麻膏可以减少投资，降低生产成本。

1.2 冲水、捶打

用水枪将堆沤过的麻渣和短纤维用水冲进水沟让它流进麻渣粉碎机中，麻渣和短纤维经旋转的活动刀片不断击打，击打时麻渣被打碎后和水经粉碎机底部的网孔流至水池中，而短纤维经捶打除杂后甩到纤维输送带上，纤维被送入圆型梳麻机梳去杂质后再经冲水、压干、晒干至含水率13%以下便可入库外卖。麻渣在粉碎过程中既可以将短纤维中的杂质打掉又可以把麻渣中的皂素打出来，还可以使短纤维和麻渣分离，从而达到提高提取率、降低成本、提高质量的目的。

1.3 分离

用泥浆泵将水池中的麻渣水抽到卧式离心机中将渣和水分离，麻水从离心机甩出机外，而麻渣从离心机出来后经输送带送入车中拉去做肥料。

1.4 沉淀

将经卧式离心机分离出来的麻水用泥浆泵抽到沉淀池中沉淀12～20 h。

1.5 晾干或晒干

将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浆泵抽到滤网上晾干或晒干至含水率18%以下便可装袋入库。可以将沉淀池中的沉淀物抽到设有多层滤网的凉架房内晾干5～7天，房内设置24小时通风的通风设施;也可以将沉淀池中的沉淀物抽到带有滤网的晒场上晒干，具体结构见图1。

该方法采用凉架房可以减少晒麻膏场地的面积，又可以在晒麻膏时不受天气的影响，以达到减少工厂生产的用地、提高产量，降低劳动成本的目的。

2 配套设备

2.1 本机整体结构

针对上述工艺，配套提供了一种从剑麻废渣中提取剑麻麻膏和短纤维的设备，该加工设备主要包括：电机、减速器、网孔、锥形滚筒以及机架，简易结构见图2。

2.2 工作原理

锥形滚筒安装在机架上，锥形滚筒的圆周壁上均布有网孔，锥形滚筒与减速器连接，减速器与电机连接。锥形滚筒也可以采用圆形滚筒代替。工作时，麻渣和水流进锥形滚筒中，锥形滚筒被电机经变速箱带动高速旋转，由于旋转产生离心力，将渣中的水经网孔流出去，剩下的麻渣被甩到麻渣输送带上送到车上拉去做肥料。

3 结论

麻渣麻水的资源化高效利用是剑麻产业集约化发展的必然选择，也是麻区生态农业建设的需求。

本文所述的工艺是一种同时从剑麻废渣中提取剑麻麻膏和短纤维的方法，明显优于传统工艺。采用这种工艺，麻膏的提取率可以提高到1%以上，含量达到5%以上，短纤维的提取率可以提高到0.2%以上，并可以使短纤维的质量达到优级的等级，且剑麻麻膏的提取时间为18天左右，比传统的方法缩短十天左右。新工艺的推广应用有利于剑麻产业发展的提质增效，绿色循环经济的发展。基于该工艺利用麻渣科更高效地生产出麻膏和短纤维产品，创造更大的经济效益。由于该方法可以提高麻膏和短纤维的提取率、降低投资和生产成本，因此在实际推广中取得了良好的效果。相关产品已远销至坦桑尼亚等一带一路沿线国家。

参考文献

[1]      周文钊，孙光明. 加快剑麻优势区域建设促进剑麻产业化发展[J]. 中国麻业， 2004， （01）：40-45.

[2]      黄富宇.广西农垦剑麻产业发展现状及对策 [J]. 热带农业工程， 2010， 34（4）： 105-106.

[3]     韩耀玲.  剑麻的综合利用[D].  南宁：广西大学， 2004.

[4]      赵临襄. 化学制药工艺学[M].  北京：中国医药科技出版社， 2015.

[5]     莫伟文.一种安全的合成反应用剑麻皂苷甲基化生成物的制备方法：广东省，CN1092937 31A[P]. 2019-02-01.

[6]     李华锋，黄尚顺，廖青，等.剑麻皂甙元生产技术进展[J]. 广东化工，2014，41（08）：91-92.

[7]     韩广甸，马兆扬.我国利用剑麻皂素合成甾体药物的研究进展[J]. 中国医药工业杂志，2002， 33（9）：459-464.

[8]     王彦超. 剑麻皂苷元生物转化生产方法的研究[D]. 哈尔滨：东北农业大学，2014.

[9]     刘惠伦，张北龙.  剑麻短纤维补强环氧化天然橡胶/PVC复合材料的性能研究[J]. 橡胶工业，2000（07）：392-395.

[10]    王艳. 一种皂素发泡和剑麻纤维增强墙体保温砂浆：辽宁，CN101891436A[P]. 2010-11-24.