专利名称：用太阳能膨化处理农作物秸秆的方法
技术领域：
本发明涉及一种农作物秸秆的处理方法，尤其涉及以太阳能作为热能对农作物秸
秆进行木质素膨化的处理方法，属于农作物处理技术领域。
背景技术：
我国是一个农业国，在广大农村每年都要产生大量的秸秆，由于缺少煤、燃气等燃 料，不能提供工业级压力蒸汽，对秸秆进行高温消毒，对秸秆中的木质素进行降解，从而不 得不在秸秆的利用处理中放弃了高温消毒、木质素的降解等重要的处理环节，由此直接导 致了以下问题 1、由于缺少高温消毒手段，秸秆粉碎后未经消毒就直接进行发酵，很容易在发酵 过程中产生变质，造成损失。 2、由于含有丰富复合糖的纤维素和半纤维素被木质素紧密包裹，因此，未经木质 素降解处理就直接发酵，导致生化处理不能充分进行，从而不能获得较高价值的生物质原 料。 根据相关资料显示每处理膨化一吨农作物秸秆将消耗300公斤标准煤，使秸秆 的利用成本大大增加，同时造成了极大的污染，严重的制约了农作物秸秆增值利用朝工业 原料方面的发展。 此外，大多数地区只能将农作物秸秆付之一炬，既污染环境又造成极大的资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种利用太阳能膨化处理农作物秸秆的方法。以获得较 好的经过消毒处理，同时使木质素降解的农作物秸秆原料，以便经后序的生化发酵处理后， 使之转化成营养丰富的，易于畜禽消化、吸收的饲料。 本发明通过下列技术方案完成一种用太阳能膨化处理农作物秸秆的方法，其特 征在于经过下列步骤 A、将农作物秸秆去杂后，晾晒至干燥，之后进行粉碎得秸秆粉；
B、按秸秆总量的40 50%的质量比，在上述秸秆粉中加入温度为20 3(TC的氨 水和尿素水溶液，浸泡20 30小时，其中，氨水和尿素水溶液的含氮比例为0. 3 3%的质 量比； 或者 按秸秆总量的40 50%的质量，在上述秸秆粉中加入温度为15 25t:、浓度为 1 4%质量比的硫酸水溶液，浸泡20 30小时； C、在浸泡后的秸秆粉中，通入蒸汽至压力为0. 4 1. 0MPa，温度为135 180°C， 蒸煮消毒10 30分钟； D、将经过C步骤蒸煮的秸秆粉瞬时释压至常压，使秸秆粉细胞内的高温水分子在突然进入常压状态下而很快汽化，造成细胞壁破裂，从而得木质素降解、膨化的秸秆粉。
所述A步骤的秸秆粉碎是在常规粉碎设备上完成的，其粉碎的细度视后序产品的 生产要求具体确定。 所述B步骤中秸秆粉浸泡溶液的温度为20 3(TC，或者为15 25t:，是用常规 太阳能热水器产生的热水进行调配的。 所述B步骤中的硫酸水溶液浸泡，可改用盐酸水溶液浸泡，或醋酸水溶液浸泡，以 软化秸秆中的木质素。 所述C步骤的蒸汽是由常规的太阳能蒸汽发生器提供的。 所述C步骤的压力控制，除用太阳能蒸汽发生器提供的蒸汽进行控制外，还可用 常规的热气压力补偿器提供的压縮热气进行补充控制。 本发明与现有技术相比具有下列优点和效果采用上述方案，既可利用太阳能热 水器提供的热水对秸秆物料进行热浸泡，从而降低了热能的消耗，同时又可利用太阳能蒸 汽炉产生的高温压力蒸汽，对秸秆物料进行蒸煮消毒，在实现高温消毒的同时，有效降低热 能消耗，在整个对农作物秸秆进行膨化处理过程中，除太阳热能外，不再消耗其它热能源， 可从根本上减少或消除秸秆膨化生产对不可再生能源——煤、燃气的依赖，既可使"不可再 生能源"不被过度开采，又可就地取能，充分利用太阳能对农作物秸秆进行膨化处理，获得 较好的消毒效果和对木质素的降解效果，为后序的发酵等生化处理创造了良好的条件，保 证发酵产品质量，从而提高了农作物秸秆的饲料价值，降低饲料成本，也妥善解决了人畜争 粮的矛盾，保护了环境，提高了农村养殖业收入，另外还提高了秸秆的工业原料价值。
图1为本发明工艺流程图； 图2为本发明使用的太阳能蒸汽发生器结构示意图；
图3为本发明使用的蒸煮膨化器结构示意图；
图4为本发明使用的热气压力补偿器结构示意图。 图2中，1为常规太阳能集热器，2为蒸汽与水的分离器，3为蒸汽管，4为补水箱，5 为进水管，6为连接补水箱4与太阳能集热器1的供水管，冷水经进水管5进到补水箱4后， 再经供水管6从太阳能集热器1下部进入其内，吸收太阳能被加热至产生蒸汽后，自太阳能 集热器1的上部进入分离器2中，分离的蒸汽经蒸汽管3送入蒸煮膨化器7中，以对其内的 秸秆粉进行蒸汽消毒。 图3中，7为蒸煮膨化器，8为进料口 ， 9为保温层，10为蒸汽入口 ，与太阳能集热器 1上的蒸汽管3连通，11为蒸汽内管，12为泄压阀，13为出料口，21为压縮热气入口，通过 21向蒸煮膨化器内补充热气并增压。 图4中，14为空气压縮机，15为压縮空气管，16为蒸汽入口 ，与太阳能集热器1上 的蒸汽管3连通，17为置于蒸汽换热器18内的蒸汽管，18为蒸汽换热器，19为冷凝水排出 口 ， 20为吸热后的压縮热气，与蒸煮膨化器7的压縮热气入口 21连通，以便向蒸煮膨化器7 内补充热气并增压。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
实施例1 A、将农作物秸秆去杂后，晾晒至干燥，之后用现有技术中的常规粉碎机进行粉碎 得秸秆粉； B、将秸秆粉送入现有技术中的常规浸泡容器中，并按秸秆总量的40X的质量比， 在秸秆粉中加入温度为2(TC的氨水和尿素水溶液，该水溶液是用现有技术中的常规太阳 能热不器加热后的热水进行调配的，浸泡30小时，其中，氨水和尿素水溶液的含氮比例为 0. 3%的质量比； C、将经过B步骤浸泡后的秸秆粉送入蒸煮膨化器中，通入用太阳能蒸汽发生器产 生的蒸汽至压力为0. 4MPa，温度为135t:，蒸煮消毒30分钟； D、开启蒸煮膨化器底部的泄压阀，使经过C步骤蒸煮的秸秆粉瞬时释压至常压， 秸秆粉细胞内的高温水分子在突然进入常压状态下而很快汽化，造成细胞壁破裂，从而得 木质素降解、膨化的秸秆粉，经后序常规发酵等工艺处理后，即可加工成饲料。
实施例2 A、将农作物秸秆去杂后，晾晒至干燥，之后用现有技术中的常规粉碎机进行粉碎 得秸秆粉； B、将秸秆粉送入现有技术中的常规浸泡容器中，并按秸秆总量的50X的质量比， 在秸秆粉中加入温度为3(TC的氨水和尿素水溶液，该水溶液是用现有技术中的常规太阳能 热不器加热后的热水进行调配的，浸泡20小时，其中，氨水和尿素水溶液的含氮比例为3% 的质量比； C、将经过B步骤浸泡后的秸秆粉送入蒸煮膨化器中，通入用太阳能蒸汽发生器产 生的蒸汽和用热气压力补偿器产生的压縮热气至压力为lMPa，温度为18(TC，蒸煮消毒10 分钟； D、开启蒸煮膨化器底部的泄压阀，使经过C步骤蒸煮的秸秆粉瞬时释压至常压， 秸秆粉细胞内的高温水分子在突然进入常压状态下而很快汽化，造成细胞壁破裂，从而得 木质素降解、膨化的秸秆粉，经后序常规发酵等工艺处理后，即可加工成饲料。
实施例3 A、将农作物秸秆去杂后，晾晒至干燥，之后用现有技术中的常规粉碎机进行粉碎 得秸秆粉； B、将秸秆粉送入现有技术中的常规浸泡容中，按秸秆总量的45X的质量，在上述 秸秆粉中加入温度为15t:、浓度为1%质量比的硫酸水溶液，该水溶液是用现有技术中的 常规太阳能热器加热后的热水进行调配的，浸泡30小时； C、将经过B步骤浸泡后的秸秆粉送入蒸煮膨化器中，通入用太阳能蒸汽发生器 产生的蒸汽，同时将热气压力补偿器产生的压縮热气补入其中至压力为O. 8MPa，温度为 15(TC，蒸煮消毒20分钟; D、开启蒸煮膨化器底部的泄压阀，将经过C步骤蒸煮的秸秆粉瞬时释压至常压， 使秸秆粉细胞内的高温水分子在突然进入常压状态下而很快汽化，造成细胞壁破裂，从而 得木质素降解、膨化的秸秆粉，以作它用。
实施例4 A、将农作物秸秆去杂后，晾晒至干燥，之后用现有技术中的常规粉碎机进行粉碎 得秸秆粉； B、将秸秆粉送入现有技术中的常规浸泡容中，按秸秆总量的42X的质量，在上述 秸秆粉中加入温度为25t:、浓度为4%质量比的盐酸水溶液，该水溶液是用现有技术中的 常规太阳能热器加热后的热水进行调配的，浸泡25小时； C、将经过B步骤浸泡后的秸秆粉送入蒸煮膨化器中，通入用太阳能蒸汽发生器产 生的蒸汽至压力为0. 6MPa，温度为16(TC，蒸煮消毒25分钟； D、开启蒸煮膨化器底部的泄压阀，将经过C步骤蒸煮的秸秆粉瞬时释压至常压， 使秸秆粉细胞内的高温水分子在突然进入常压状态下而很快汽化，造成细胞壁破裂，从而 得木质素降解、膨化的秸秆粉，以作它用。
权利要求
一种用太阳能膨化处理农作物秸秆的方法，其特征在于经过下列步骤A、将农作物秸秆去杂后，晾晒至干燥，之后进行粉碎得秸秆粉；B、按秸秆总量的40～50％的质量比，在上述秸秆粉中加入温度为20～30℃的氨水和尿素水溶液，浸泡20～30小时，其中，氨水和尿素水溶液的含氮比例为0.3～3％的质量比；或者按秸秆总量的40～50％的质量，在上述秸秆粉中加入温度为15～25℃、浓度为1～4％质量比的硫酸水溶液，浸泡20～30小时；C、在浸泡后的秸秆粉中，通入蒸汽至压力为0.4～1.0MPa，温度为135～180℃，蒸煮消毒10～30分钟；D、将经过C步骤蒸煮的秸秆粉瞬时释压至常压，使秸秆粉细胞内的高温水分子在突然进入常压状态下而很快汽化，造成细胞壁破裂，从而得木质素降解、膨化的秸秆粉。
2. 如权利要求1所述的用太阳能膨化处理农作物秸秆的方法，其特征在于所述A步骤的秸秆粉碎是在常规粉碎设备上完成的，其粉碎的细度视后序产品的生产要求具体确定。
3. 如权利要求1所述的用太阳能膨化处理农作物秸秆的方法，其特征在于所述B步骤 中秸秆粉浸泡溶液的温度为20 3(TC，或者为15 25t:，是用常规太阳能热水器产生的 热水进行调配的。
4. 如权利要求1所述的用太阳能膨化处理农作物秸秆的方法，其特征在于所述B步骤 中的硫酸水溶液浸泡，可改用盐酸水溶液浸泡，或醋酸水溶液浸泡。
5. 如权利要求1所述的用太阳能膨化处理农作物秸秆的方法，其特征在于所述C步骤 的蒸汽是由常规的太阳能蒸汽发生器提供的。
6. 如权利要求1所述的用太阳能膨化处理农作物秸秆的方法，其特征在于所述C步骤 的压力控制，除用太阳能蒸汽发生器提供的蒸汽进行控制外，还可用常规的热气压力补偿 器提供的压縮热气进行补充控制。
全文摘要
本发明提供一种用太阳能膨化处理农作物秸秆的方法，它将粉碎的农作物秸秆用，氨水和尿素水溶液或者硫酸、盐酸或醋酸水溶液浸泡，既可利用太阳能热水器提供的热水对秸秆物料进行热浸泡，经压力蒸汽蒸煮消毒后，通过瞬时释压至常压，使秸秆粉细胞内的高温水分子在突然进入常压状态下而很快汽化，造成细胞壁破裂，从而得木质素降解、膨化的秸秆粉。在整个对农作物秸秆进行膨化处理过程中，除太阳热能外，不再消耗其它热能源，从根本上减少或消除秸秆膨化生产对不可再生能源——煤、燃气的依赖，可就地取能，充分利用太阳能对农作物秸秆进行膨化处理，获得较好的消毒效果和对木质素的降解效果，为后序的发酵等生化处理创造了良好的条件，保证发酵产品质量。
文档编号A23K1/00GK101731454SQ20091021826
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月2日 优先权日2009年12月2日
发明者陈丽华 申请人:陈丽华