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蚕茧干燥

/cocoon drying/
条目作者沈达仁杨显福
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沈达仁

杨显福

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最后更新 2022-01-20
浏览 200
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制丝过程中利用热能杀死鲜茧茧腔内的活蚕蛹,并除去适量水分,将鲜茧烘干成为干茧的工艺过程。俗称烘茧。

英文名称
cocoon drying
俗称
烘茧
所属学科
纺织科学与工程

蚕茧干燥(图1)的目的是防止蚕茧贮存期间活蛹化蛾,烘杀蚕蛹和寄生的蝇蛆,同时去除适量的水分,防止出蛆、出蛾和霉烂变质,便于贮藏。干燥的蚕茧称为干茧。在蚕茧干燥过程中,应根据蚕茧的特性,采用合理的温度、湿度和风速,避免丝胶的过度变性,达到适干均匀,保全茧质。蚕茧杀蛹、干燥技术有γ射线照射蚕茧、β射线照射蚕茧、高频电热烘茧和蚕茧微波干燥等。

图1 蚕茧干燥图1 蚕茧干燥

蚕茧主要由茧层和蛹体组成。一般鲜茧中茧层重量只占18%~24%。鲜茧中含有大量水分,通常100千克鲜茧烘到适干茧时约要除去水分60千克。正常情况下鲜茧茧层含水率约在13%~15%,蛹体含水率约在73%~77%。所以,蚕茧干燥主要是除去蛹体中的水分,而茧层仅失去少量水分。

鲜茧在整个干燥过程中,根据水分蒸发快慢,可分为3个阶段:①预热阶段,对鲜茧加热,热能通过茧层透入茧腔内杀死蛹体,破坏蛹体表面蜡质层。②等速干燥阶段,鲜蛹烘死后,蛹体内的水分扩散,蒸发开始进入旺盛期,此时热量全部用于水分的蒸发,此阶段是蛹体水分蒸发量最多、蒸发速度最快的时期。在这个时期内,蛹体水分的扩散速度与茧层表面蒸发速度处于平衡状态,茧层温度低于干燥室内的空气温度,蛹体温度又低于茧层温度,一直持续到蛹体水分扩散速度逐渐落后于茧层表面蒸发速度时为止。③减速干燥阶段,随着蚕茧含水率的降低,蒸发作用由蛹体表面深入到蛹体内部,蛹体内部的水分渐向表面扩散,在茧腔内汽化,并通过茧层向外扩散。此阶段是茧中水分逐渐减少,蒸发速度相应变慢的时期。这个时期内,茧的温度逐渐升高到接近热空气的温度。当蛹体内部开始蒸发时,减速干燥即由第一阶段转入第二阶段,直到干燥结束为止(图2)。

图2 蚕茧干燥过程图图2 蚕茧干燥过程图

干燥方法包括:①一次干燥法,又称直干法,鲜茧经过一次干燥达到适干茧要求的蚕茧干燥方法。这种方法可简化干燥操作,减少茧质损伤机会,缺点是干燥设备的利用率低,鲜茧容易积压。②二次干燥法,蚕茧干燥过程中,先将鲜茧烘干至六成干(也称为头冲,干燥过程中的预热和等速干燥阶段),在室温下平衡一段时间后再次干燥(也称为二冲,干燥过程中的减速干燥阶段)至适干茧的过程。这种方法可提高干燥均匀程度和干燥设备的利用率,是中国普遍采用的方法。

蚕茧干燥的主要工艺条件有热空气的温度、湿度、风速、铺茧量和干燥时间等。其中温度、湿度、风速对蚕茧干燥速度和干茧品质影响较大,必须符合干燥各阶段的水分蒸发规律,如温度应由高到低逐渐降低,湿度由低逐渐调高,风速由大到小逐渐调小。

鲜茧干燥成半干茧或适干茧的干燥程度。蚕茧干燥程度有适干、偏嫩、过嫩、偏老、过老等多种区别。干燥程度的检验方法有重量检验法和蛹体检验法两种(具体见蚕茧干燥程度)。

用于蚕茧干燥的设备种类繁多,主要分为烘茧灶烘茧机两大类。均由烘茧室(干燥室)、热源(加热)装置、排给气装置和风扇等附属装置组成。烘茧机有热风循环式烘茧机和汽热循环式烘茧机。此外还有微波干燥设备、过热蒸汽干燥设备等。

柞蚕茧茧形大,蛹体重,鲜茧茧层率一般在10%左右。中国东北地区的二化性柞蚕,春茧仅作为秋茧种茧用,而秋茧除一小部分作春茧种茧用外,绝大部分用于缫丝。每年9月下旬秋茧收后,工厂都用鲜茧缫丝,直到次年4月。对于4月上旬以后的缫丝用茧,仅为防止出蛾才进行杀蛹和干燥。中国南方地区,由于气温高,容易出蛾,不宜用鲜茧缫丝,所以和桑蚕茧一样,需干燥后贮藏,供缫丝用。

柞蚕茧杀蛹方法有:①冻杀法,在北方寒冬季节,把鲜茧散铺在室外-18~-23℃地面的席子上,经反复数次冻结、融化,可杀死蛹体。②烘杀法,用95~100℃的温度杀蛹,和桑蚕茧相同,在干燥工程中进行。柞蚕茧的干燥方法有两种:①自然干燥,杀蛹后在露天茧笼保管过程中进行晾晒风干。②干燥机烘干,干燥方法与桑蚕茧基本相同。

由于柞蚕蛹体大,平均粒重在7克以上,且不匀率大,为使干燥均匀,常用两次干法或三次干法。半干茧堆放时间比桑蚕茧长。干燥设备有12台车的汽热推进式干燥机和大型四层热风循环式干燥机两种,其结构原理与桑蚕茧干燥设备相同。

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