纤维素肠衣的染色应用实例——超级深樱桃红可转移肠衣的染色效果研究

郭华伟，宋晓明，王文星，臧超

（1.青岛科技大学，山东青岛266000；2.潍坊潍森纤维新材料有限公司，山东潍坊261500）

1 引言

纤维素肠衣是一种可生物降解的纸质的生物基纤维新材料，用于加工管式香肠的肠衣[1]，其性能优越，适应现代化高速印刷、自动灌装的要求。其品种有透明、条纹和染色等类型，染色肠衣又分为颜色可转移和颜色不可转移两类。由于可转移颜色的肠衣可以在灌制的香肠上形成鲜艳的色泽、图案或标志，可以增加顾客对香肠的食欲，此类产品在印度尼西亚、菲律宾等国家非常受欢迎。

本实验着重研究了染色的效果与染料浓度、甘油浓度、混合浴液温度之间的变化规律，从中分析出最佳的生产工艺。

2 原料及方法

2.1 原料

由粘胶经再生反应生成的透明湿肠衣，取自潍坊潍森纤维新材料有限公司生产线。

所用染料为诱惑红，分子式为C18H14N2Na2O8S2。

2.2 设备

高粒度研磨机；分光光度计；甘油塑化槽；浓度计；干燥装置。

2.3 方法

结合玻璃纸的染色工艺，本实验初始固定染料浓度为7%，甘油浓度为12%、混合浴液温度60℃。

取配置好的染料，在研磨系统中循环研磨，备用；

将配置好的甘油加入到甘油塑化槽中，按比例投入配置好的染料，搅拌均匀，通过循环热泵实现对混合浴液的温度控制，用高位槽续加甘油和染料实现对混合浴液的浓度控制。

每次实验取一定量的湿肠衣（60米）浸入甘油塑化槽中，浸泡一定时间后，取出塑化的湿肠衣进行干燥，获得成品。

依次对所得肠衣成品进行吸光率指标检测：取1g肠衣，在1L水中浸泡4h，使肠衣中的染料充分脱色，然后用分光光度计测量肠衣脱色溶液在波长λ=500nm可见光下的吸光率。

3 结果与讨论

3.1 染料标准溶液浓度与吸光度的关系

实验检测了诱惑红染料标准溶液浓度分别为0.03‰，0.04‰，0.05‰，0.06‰，0.07‰时，在分光光度计波长 λ=500nm可见光下的吸光率，结果详见图1。

图1 染料标准溶液的吸光率关系曲线

由图1曲线，本实验初步确定，染料的浓度与吸光率存在线性关系，可以作为肠衣中染料含量的检测依据。

3.2 染料浓度对染色性能的影响

食品级诱惑红染料成本较高，而且排放需进行严密处理，因此，对于染料的浓度使用必须进行科学合理的探究。本实验固定甘油浓度12%、温度60℃，比较了染料浓度分别为6%，7%，8%，9%，10%时的染色效果。图2为染料浓度对肠衣脱色溶液在波长λ=500nm可见光下吸光率的影响。

图2 染料浓度与肠衣脱色溶液吸光率的关系曲线

由图2可以看出，染料浓度达到8%后，肠衣脱色溶液吸光率达到目标值，染料浓度为9%，10%时，染色效果不再改善。因此，本实验染料浓度8%为最佳。

3.3 甘油浓度对染色性能的影响

诱惑红为偶氮类化合物，极易溶于甘油与水中，染料会随甘油一起吸附到纤维素分子结构上。本实验固定染料浓度8%、温度60℃，比较了甘油浓度分别为10%，11%，12%，13%，14%时的染色效果。图3为甘油浓度对肠衣脱色溶液在波长λ=500nm可见光下吸光率的影响。

由图3可以看出，甘油浓度达到13%时，肠衣脱色溶液吸光率最接近目标值。因此，本实验甘油浓度13%为最佳。

图3 甘油浓度与肠衣脱色溶液吸光率的关系曲线

3.4 混合浴液温度对染色性能的影响

提高染色温度能提高染料分子与纤维的化学结合速度，增加染料与纤维的不可逆结合量[2]；但温度过高时不利于染料的物理吸附，所以生产中需要控制染色的温度。本实验固定染料浓度8%、甘油浓度13%，比较了混合浴液温度分别为65℃，70℃，75℃，80℃，85℃时的染色效果。图4为混合浴液温度对肠衣脱色溶液在波长λ=500nm可见光下吸光率的影响。

图4 混合浴液温度与肠衣脱色溶液吸光率的关系曲线

由图4可以看出，混合浴液温度达到75℃时，肠衣脱色溶液吸光率最接近目标值。温度过高或过低，均会导致染色效果下降。因此，本实验混合浴液温度75℃为最佳。

4 结论

染料浓度、甘油浓度、混合浴液的温度对肠衣染色及颜色转移效果都有很大的影响。本实验超级深樱桃红可转移肠衣的染色工艺优化后的最佳工艺条件为染料浓度8%，甘油浓度13%，温度75℃。同时，实验中发现，在染色工艺中，对染料和甘油的续加控制要精确，工业应用中，物料的均匀添加对染色性能影响很大，要避免浓度的波动。经计算，在最佳工艺条件下，成品肠衣中的染料含量为5%。