基于滚筒摩擦和超声振荡的蚕丝含胶率测试方法研究

发布时间：2021-03-21 19:20

　　针对现有蚕丝含胶率测试方法所存在的缺陷,设计了蚕丝含胶率快速测试仪器,该仪器主要的脱胶机构为滚筒和超声振荡器,滚筒内壁呈凹凸状,上面均匀分布着小孔,在滚筒旋转过程中,蚕丝与滚筒内壁反复摩擦,加速丝胶与丝素的分离。利用超声波空化作用对蚕丝进行快速高效脱胶,最终使丝胶丝素彻底分离,进而测试蚕丝含胶率。经实践证明:测试仪器设计合理、结构简单,实验操作简便,测试结果准确、可靠,可以替代现有的蚕丝含胶率的测试仪器和方法,应用及推广价值高。 

【文章来源】：丝绸. 2020,57(09)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

蚕丝含胶率测试仪器结构

滚筒是蚕丝脱胶的容器，与家用滚筒洗衣机的滚筒类似(图2)，为不锈钢材质，上面均匀分布着小孔，其规格为:1英寸(25.4 mm)宽度筛网内的筛孔数≥300目/英寸，滚筒6内壁有一定的凹凸，滚筒6高速旋转过程中，纤维与滚筒6内壁产生相对运动，反复摩擦，加速丝胶与丝素的分离[5]。由于纤维细长柔软，且纤维集合体之间相互交缠勾结，即使在脱胶及脱水过程中有纤维头端漏出滚筒6的圆孔，由于其相互作用力，纤维很难脱离滚筒6，即使有极少量纤维脱离滚筒6，过滤器13可以有效地将脱离滚筒6的蚕丝纤维阻挡并进行回收。脱胶工序结束后，查看过滤器13中是否有由于滚筒6高速旋转导致纤维从小孔中甩出的蚕丝，以便及时回收进行烘燥。

为了进一步提高蚕丝的脱胶效率和效果，测试仪器利用超声波振荡对蚕丝表面进行辅助处理，其原理主要是超声波发生器把常用的50 Hz低频交流电转换成与超声波换能器相匹配的频率，即高达几万赫兹的高频交流电信号。超声波换能器在超频率范围内将交变的电信号转换为高频机械振动，如图3所示。超声波振动能量足够高时，就会产生“空化”现象，使脱胶溶液中产生多个微小的空化气泡(空化核)，其在超声场的作用下振动、体积膨胀并不断汇集成声场能量。当声场能量达到一定阈值时，空化气泡在0.1μs超短时间内急剧崩溃，释放出巨大的能量，并产生冲击力巨大的速度可达100～120 m/s的微射流，其碰撞密度高达1～1.5 kg/cm2，瞬间产生局部高温高压(温度接近5 000 K，压强接近1.82×108Pa)，冷却速度可达109K/s。本仪器采用的超声波频率控制在20 k Hz、功率1 k W，利用超声波的“空化”作用，促使蚕丝中的丝素和丝胶快速分离[6]。2 蚕丝含胶率测试程序

【参考文献】：
期刊论文
[1]半自动机制桑蚕丝绵片含胶率检验装置的设计探索[J]. 苏日娜.  丝绸. 2019(04)
[2]苦味酸-胭脂红着色法判别蚕丝的脱胶程度[J]. 钱薇薇,李胜臻,吴晴,葛元宇,闵洁.  天津纺织科技. 2017(01)
[3]生丝检验方法和品质分级的发展历史[J]. 盖国平,陈兴灿,段保屹,冯阳英,郭蔚,蒙莉菁,李艳.  中国纤检. 2016(11)
[4]丝胶蛋白的研究与应用综述[J]. 董雪,盛家镛,邢铁玲,陈国强.  丝绸. 2011(12)



本文编号：3093410