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天然植物染料的提取研究

近年來,人們對綠色健康和環保的要求不斷提高,天然染料也越來越受到人們的歡迎。根據英國染料和染色家協會給出的定義,「天然染料」是指提取於植物、動物或礦產資源中,是很少或沒有經過化學加工的染料。

植物染料是天然染料中最重要的一類,以其來源廣、少污染、無毒害、防蟲殺菌利於保存等優良特性獨樹一幟。一般植物的葉、皮、花和根中都含有一定量的色素。

目前,在天然染料的提取方面還有很多地方值得深入研究,現在有搗碎過濾法、常規水浸法、有機溶劑浸出法、超聲波提取法、微波提取法、酶法及超臨界CO2等提取方法,它們是伴隨着相關技術的發展而應用到染料提取的,尚未形成較為完善的應用體系,尤其是較新的方法很少大規模應用於實際生產之中。

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從天然染料染料提取方法優化比較出發,以五倍子等天然染料的提取為例,探討出各因素對常規水浸法、超聲波提取法、微波提取法及超臨界CO2提取法的影響,並優化設計最佳提取工藝,討論各方法的優劣勢,以求獲得一條實用、高效、經濟的提取工藝。

在五倍子染料提取中,水浸法所需時間最長(120min),溫度要求最高(90℃),相對應的料液比要求也比較大,對酸鹼度(指相對調節前的變值)的要求相對較低,但提取效率低;超聲波法的時間(60min)相對水浸法大幅下降,溫度(50℃)也低很多,料液比和酸鹼度基本一致,提取效率高;微波法所用時間最少,酸鹼度變化稍微大一些,料液比有所減少,提取效率高;超臨界CO2法時間(105min)比較長,溫度較小,壓力要求中等,提取效率較高。

在五倍子染料提取液的染色中,水浸法提取液所染織物的耐日曬牢度較佳,但耐摩擦牢度和水洗牢度一般;超聲波法提取液所染的織物具有較高的耐摩擦牢度,日曬牢度和水洗牢度較佳;微波法提取液所染的織物的耐磨擦牢度較佳;超臨界CO2法提取液所染織物的耐日曬牢度較好,但耐磨擦牢度較差。

在植物染料的提取中,水浸法設備要求較低,但耗時耗能;超聲波法雖然設備有特殊要求,但是因時間、溫度要求較低,可大幅節約時間和資源;微波法的時間效率高,相對來說可以節約水資源,但處理時安全問題需倍加注意;超臨界CO2法最為綠色、環保,且提取效率高,但其設備造價較高,條件要求高。


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