洗毛工藝設計要點及工藝參數選擇

一、洗毛工藝設計要點
% X: l) H9 J" L! P0 {在洗毛過程中要保持羊毛原有的彈性、強度及吸色能力等特性。洗后的羊毛要潔白、松散、不氈并，不干不濕。為此，在設計洗毛工藝之前，要先了解原毛脂汗、土雜的含量及性質等與洗滌有關的參數，參照以往相關資料和經驗，有針對性地確定洗毛方法及合理的洗毛工藝。制定洗毛工藝主要是選擇洗毛的洗槽數目、洗劑和助劑的濃度、各洗槽的溫度配置等。應注意以下要點。
: i: u! K$ L& F  B* M) m" U* U, P（1）羊毛油脂的洗除難易程度不僅取決于油脂含量的多少，還要考慮油脂含量與洗液中油脂積累速度、洗劑追加量以及洗毛槽換水周期的關系。
, H/ K7 T2 f$ Y! n: j" T3 c$ y7 D! c（2）羊毛油脂的乳化力越大，羊毛越容易洗凈，但要注意，隨著羊毛儲存時間的延長，其油脂的氧化會降低乳化力，增加洗凈難度。
（3）油脂的酸值與其游離脂肪酸的含量有關。酸值高，易于皂化，而皂化值高，易于洗滌，有利于堿性洗液的洗毛效果。
# o# g' b; B( }（4）油脂的碘值大，容易形成氧化，加之羊毛脂中的醇類不溶于水，阻滯了油脂的乳化，洗凈的難度加大。
（5）油脂中砂土內的鈣鎂離子會提高水的硬度和表面張力，影響油污的浸潤剝離，尤其是不利于皂堿洗毛。
（6）根據所洗原毛的種類及其油汗、土雜的性狀，決定開松除雜的程度、洗槽數量和排列順序以及各洗槽的排污換水周期、洗劑種類、洗液濃度和溫度、洗劑及助劑的追加次數和追加量等。

我國部分主產毛區的羊毛與澳毛羊毛脂的化學性質

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二、工藝參數設計
9 W' k" `$ S5 X- ?3 M2 w8 V1.洗槽數目
洗毛機洗槽的選用應隨所洗原毛的品質及脂汗和土雜的含量而定，通常由3~5槽組成。含油脂多的細羊毛和含土雜較多的國產改良細羊毛，應采用五槽洗滌；對脂汗和土雜含量較少的羊毛可采用3~4槽。
在五槽洗毛機中，第一槽通常不加洗劑，稱為浸潤槽，該槽主要去除大量的土雜、羊汗以及能和羊汗化合成鉀皂的部分油脂。第一槽如果溫度合適、水流量大，可除去25%以上的油脂和70%以上的土雜，從而減輕第二、第三槽的洗滌負擔，節約洗劑、提高洗毛質量。第二、第三槽為洗滌槽，其中第二槽可多加堿少加洗劑，稱為重洗槽，重點去除羊毛脂中容易皂化的物質，即可去除羊毛所含油脂的約2/3。第三槽以多加洗劑少加堿為宜，主要去除不易皂化的油脂。第四、第五槽為清洗槽，采用循環的清水，將吸附在羊毛上的洗劑、助劑以及污雜漂洗干凈。
5 d/ |4 x2 b( D; A3 p( u+ M( u在洗毛過程中，洗液含油脂率如果達到5%，一般認為已達到飽和狀態，如繼續使用，勢必降低洗滌效果。因此，應合理確定換水周期，防止羊毛再污染。
! P2 \7 }& R5 B4 X, H9 C# U在五槽洗毛機中，各槽洗液的油脂和土雜含量限度可參考以下數據：第二槽：油脂3%，沙土1%；第三槽：油脂1.5%，沙土0.4%；第四槽：油脂0.5%，沙土0.2%。
$ z% i5 S; c; o2 s四槽洗毛機的洗槽配置為：第一槽為浸潤槽，第二、第三槽為洗滌槽，第四槽為清洗槽；三槽洗毛機的洗槽配置為：第一、第二槽為洗滌槽，第三槽為清洗槽。

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* ]4 b4 ^; K+ A% D2.洗劑品種和洗劑濃度
' y: d) e$ E4 S$ m- y9 s, G. {在確定洗劑（包括助劑）濃度時，要注意考慮羊毛油脂、土雜的含量和性質，充分發揮洗劑的洗滌效能，做到既不因濃度不夠洗不凈羊毛，又不因過量而造成浪費。
（1）洗劑品種
2 Q. u9 s# @& R8 L9 D8 V; j. A羊毛在酸性溶液和堿性溶液中帶有不同的電荷，在酸性溶液中帶正電荷，在堿性溶液中帶負電荷。為不發生沖突，不同性質的洗液選擇不同性質的洗劑。
①陰離子洗劑：由于陰離子洗劑在水溶液中解離也帶負電荷，因此它只適用于堿性或中性溶液洗毛。
②陽離子洗劑：由于在水中解離后帶正電荷，因此只適用于酸性溶液洗毛。否則，洗劑將大量的被羊毛所吸附，影響洗滌作用。
$ d7 J3 y" U; K  q8 K③非離子洗劑：在水中不解離，所以在堿性、酸性溶液中均可使用，并且可以和陰離子或陽離子洗劑混合使用，發揮更好的洗滌效果。如721洗劑就是非離子和陰離子混合洗劑，其去污力、洗滌持續力以及洗出羊毛的手感和外觀均較好。
目前，由于大多采用堿性和中性溶液洗毛，因此使用的洗劑多數是陰離子、非離子或復合型洗劑。選擇洗劑時，還要考慮洗劑的貨源、質量及價格等因素。
（2）洗劑濃度
" {% P9 \; `' S( t洗劑在洗液中的濃度（簡稱洗劑濃度）不同，所呈現的結構狀態和性質也不同。對陰離子洗劑來說，當洗劑濃度很低時，洗劑在溶液中多以離子狀態存在；當濃度增高時，則既有離子狀態，又有分子狀態及膠粒狀態存在；當達到某一濃度時，溶液中有大批的膠束形成，最大的去污力就發生在該濃度時，這個濃度就稱為臨界膠束濃度（CMC）。洗劑不同、溫度不同以及同一洗劑的烴鏈長度不同，其臨界膠束濃度均不同。在洗劑中，所加助劑的性質與濃度不同，臨界膠束濃度也不同。在臨界膠束濃度時，洗劑性質的變化如下圖所示。由下圖可知，去污能力在達到臨界膠束濃度以后變化不大。因此，在制定洗毛工藝時，洗劑的臨界膠束濃度是重要的參考值，洗劑濃度一定要大于此值，否則，洗滌時間不長，洗劑濃度就會低于臨界膠束濃度，影響洗滌效果。

臨界膠束濃度與洗劑性質的關系

根據試驗，不同洗劑在正常洗毛溫度（50℃）時的臨界膠束濃度參考值見下表。

不同洗劑在正常洗毛溫度（50℃）時的臨界膠束濃度參考值

非離子洗劑在水溶液中不解離，且不易吸附在羊毛上，所以較低濃度（一般約為0.03%）也能獲得很好的去污效果。
助劑的加入量不同，洗液的去污力也不同，助劑的加入量一般以0.1%~0.3%較好。
8 l5 M$ ^) O: L3 H8 F5 O（3）洗劑初加量和追加方法：
①初加量：在制定洗毛工藝時，空車所需投入洗劑（包括助劑）的數量叫做初加量，此值是根據洗劑的臨界膠束濃度結合洗槽的容量計算出來的。如洗毛機上第二槽的容量為7.5t，若用601洗劑洗毛，取臨界膠束濃度0.3%，則洗劑初加量應為7500×0.3%=22.5kg；在堿槽中，堿的濃度取0.2%，則加堿量應為7500kg×0.2%=15kg。應該指出，初加量的計算為理論值，在實際洗毛過程中，隨著羊毛含油雜量、喂毛量以及水質的不同，初加量也不相同。另外，還要考慮到一投料就會消耗洗劑，而且羊毛進入下一槽時也會帶走一部分洗劑，所以初加量一般均大于計算值，否則會影響洗毛質量。
6 q) `7 m  y& ]3 {7 [6 j②追加方法：為了保證洗劑濃度穩定，彌補連續洗滌中洗劑的消耗，保持洗液的持久洗滌能力，需要不斷地追加洗劑及助劑。追加方法分為等分追加法、不等分追加法以及連續追加法。
（a）等分追加法：此法是按一定時間（每0.5h或1h）或一定喂毛量（每100kg或200kg）等量追加洗劑和助劑。追加時，有的在“堿槽”只追加堿或鹽、皂槽只追加皂，有的則無論哪一槽，堿和皂同時追加。雖然，第二槽以洗除易皂化的物質為主，但也不能忽視洗劑的洗滌作用，因此以同時追加方法為好。
（b）不等分追加法：在洗毛喂入量較大或洗毛水質較硬時，常出現洗劑初加量不低，但初始洗毛效果不好，而運轉2h后洗毛質量才達到最好的情況。此時，宜采用不等分追加法，即開始時可少量追加，運轉3h以后增大追加量，此后再少量追加。
（c）連續追加法：為了保證洗液中洗劑濃度的穩定，還有采用連續追加方法的,即在輔助槽上方放置一加料箱，按實際需要計算總加料量。洗毛時，開啟加量閥門，控制好流量，在規定時間內將洗劑所需的加入量連續追加完畢。

3.溫度
% U$ c$ W, J" P0 G( m$ z& K溫度在洗毛工藝中是較為重要的因素，其在洗毛過程中的作用主要體現在如下幾個方面。
* F' B9 X* v: b% y0 \+ P1 r, P（1）提高溫度可加速羊毛脂的熔融，減少油脂與纖維間的親和力，使其易于清除。
（2）較高溫度能降低洗液表面張力，促進洗液向纖維內的滲透，有利于羊毛脂和土雜的剝除。
（3）溫度高還可促進化學反應的進行，令皂化反應快速生成，有利于乳化作用的形成，促使土雜的分離和懸浮。
（4）高溫可提高洗液的洗滌效能，使洗劑的投入量降低。
& u7 R- d: T1 r& e5 w6 F1 K( Y然而，溫度過高也會帶來不良后果，尤其是在堿性洗液中，羊毛容易受損傷，如二硫鍵斷裂，使羊毛強力下降。溫度高還會增加羊毛的氈縮率，油脂顆粒也會因分子活躍撞擊而聚集，形成不易去除的污染層。另外，高溫還使耗能提高，勞動條件惡化。
洗毛溫度可根據原毛的品種和含脂雜情況的不同來選擇高溫、中溫或低溫工藝。
高溫洗毛的主要依據是洗液溫度較多地高于羊毛脂熔點溫度，有利于油脂的去除和土雜的去除。有關第一洗槽不同溫度下的去脂去雜實驗結果如下圖所示。

洗毛溫度與去脂去雜的關系

由上圖可知，高溫洗毛去脂去雜的效果很好。但是，當溫度達到70℃時，羊毛會自行氈縮。在顯微鏡下觀察，可見到纖維出現損傷。因此，盡管高溫可提高洗滌效果，也只能在不加洗劑的第一槽采用較高溫度，并且溫度不要超過60℃。高溫工藝的各槽溫度宜采用由高到低的設置，并注意第二、第三槽溫度與第一槽溫度的差異不要太大，防止溫度驟降引起纖維鱗片收縮，使剩余的雜質不易洗除。另外，第二、第三槽為堿性洗滌槽，溫度高將會造成羊毛的化學損傷。因此，細特毛在采用堿性洗毛時，溫度不要超過50℃。
中溫洗毛適用于含土雜較少的羊毛，溫度的配置可采用“低—高—低”的方式。第一槽主要去除羊汗以及與羊汗起皂化反應的部分油脂和土雜等；第二、第三槽起主要洗滌作用，溫度可適當提高，但堿性環境下也只能控制在約50℃；第四槽為清洗槽，溫度可比第二、第三槽約低2℃。
低溫洗毛的主要依據是第一槽溫度要低于羊毛脂的熔點，防止油脂熔融后又未能全部去除，使羊毛在壓水輥處打滑，被擠壓后的油脂反而不易洗滌。該工藝適宜油脂較多、土雜含量較少的羊毛。