专利名称：一种轻型无土栽培基质材料的制备方法
技术领域：
本发明属于无土栽培材料制备技术领域，尤其是利用卷烟生产废弃物制备无土栽培材料技术领域。
背景技术：
三元多孔烟梗颗粒具有减害降焦、提高烟支抽吸品质、降低原料成本等优点，并具备优良的吸附特性，是一种应用于卷烟行业的新型原料。三元多孔烟梗颗粒是烟梗原料经过微波膨胀处理，化学成分和物理结构发生变化，变成膨胀状态的烟梗，膨胀烟梗经过陈化、回潮、造粒、筛选、定型、清选和风选工序处理，制成粒径在1. 5mm 3. 3mm之间的卷烟叶组配方用原料。三元多孔膨胀烟梗颗粒材料由于制备方法的特点，在生产1. 5mm 3. 3mm粒级范围材料同时，产生20% 30%粒径小于1. 5mm的颗粒及粉末材料。小颗粒及粉末材料与合格多孔烟梗颗粒产品原料来源一致，加工方式相同，含有大量烟草化学成分，如烟草生物碱、淀粉、糖分、蛋白质等。目前通常采用简单的焚烧或丢弃处理方法，既浪费资源又污染环境。无土栽培是一项农业新技术，具有省水、省肥、省力的特点。无土栽培受环境的影响较小，可广泛应用于室内植物装饰、屋顶绿化、城市立体绿化等领域。随着其应用范围不断扩大，技术水平迅速提高，已发展成为一项现实农业工厂化与现代化的重要技术。无土栽培的主要形式为基质栽培，泥炭是一种理想的基质，但泥炭为不可再生资源，严禁过度开采，且泥炭的开采和运输费用等综合生产成本高。利用有机废弃物合成固体基质，是无土栽培基质的研究热点。中国专利CN200410023791. 6公开了利用稻壳、椰渣、核桃壳等合成固体基质。中国专利CN200910018376.4公开了一种有机栽培基质及制备方法，该栽培基质以造纸工业废弃木屑及造纸污泥分别进行发酵和堆肥处理后，按一定的体积比混配得到。中国专利CN200910090033. 9提供了一种利用玉米秆配制的百合栽培基质。而采用烟梗颗粒生产的废弃物制备无土栽培材料的方法未见报道。
发明内容
本发明的目的在于将生产多孔烟梗颗粒的废弃材料应用于无土栽培领域，提供一种利用烟梗颗粒生产的废弃物制备有机无土栽培基质材料的方法，既解决多孔烟梗颗粒生产的废弃物排放问题，又能提供一种新型的无土栽培基质材料。本发明的目的通过以下技术方案实现。—种轻型无土栽培基质材料的制备方法，其制备方法如下①选择原料以三元多孔烟梗颗粒生产过程中产生的粒径小于1. 5mm的颗粒及粉状废弃物料作为原料；②溶剂萃取用萃取溶剂对原料进行萃取处理；③调节水分将萃取后原料的含水率调整至12% 14%，即为所需的轻型无土栽培基质材料。本发明所述原料为多孔烟梗颗粒在筛分、清选和风选工艺处理过程中产生的粒径小于1. 5mm的颗粒及粉状废弃物料。原料的化学成分为总糖含量10% 18%、还原糖含量8% 16%、烟碱含量0. 3% 1.5%、总氮含量1.0% 2.0%。所述萃取溶剂为水、乙醇、甲醇、二甲醚、石油醚中的一种。使用水作为萃取溶剂时，完成萃取处理后对烟梗颗粒进行离心脱水。用水萃取原料的方法是，使用30°C 60°C温水，以液固比为1 1 1 3， 萃取两次，每次萃取时间2h 4h ；完成萃取操作后，使用离心机离心脱水至20%。使用乙醇、甲醇、二甲醚、石油醚中的一种作为萃取溶剂时，完成萃取处理后使用高温蒸汽对烟梗颗粒进行溶剂脱除。本发明采用微波干燥或滚筒干燥将萃取后的烟梗颗粒的含水率调整至 12% 14%。本发明还可在制备得到的轻型无土栽培基质材料中按重量百分比添加0 5 %的液体肥后，再按重量百分比5 % 100 %的比例与其他基质材料混配，制备得到无土栽培材料。本发明以卷烟工业中三元多孔颗粒生产线的生产废料为原料，将原料经过萃取、 干燥等工艺处理，制备得到一种新型的轻型无土有机基质材料，应用于绿化装饰植物的无土栽培，有效解决了多孔烟梗颗粒生产线废弃物的排放问题。本发明至少具有以下优点1、制备得到的产品不经微生物发酵，内部结构具有多孔、多空腔的性质，能够保水、保肥，具有缓释肥料的作用；2、产品密度小，质地蓬松，肥效高，易于加工和使用。3、将三元多孔烟梗颗粒生产中产生的占比约20% 30%的粒径小于1. 5mm的废弃物进行合理利用，生产出高附加值有机无土栽培基质，完善多孔烟梗颗粒生产工艺。
具体实施例方式下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明，但它不是对本发明保护范围的限定。实施例1收集三元多孔烟梗颗粒生产过程中筛分工序的废料50kg作为原料，原料为粒径小于1. 5mm的颗粒和粉末。原料采用50°C 60°C温水浸泡萃取，水溶液液固比为1 1，萃取两次，每次萃取时间2h。然后用离心机脱水至20%，干燥至水分含量为14%，得到烟梗颗粒栽培基质材料。将烟梗颗粒栽培基质材料按照重量比70%的添加量掺配到其他的屋顶栽培基质材料(该基质材料为炉渣与有机肥的混合物)中，得到一种新型的无土栽培材料，用于屋顶绿化马尼拉草坪的种植，草坪长势良好。
实施例2收集三元多孔烟梗颗粒生产过程中筛分工序的废料50kg作为原料，原料为粒径小于1. 5mm的颗粒和粉末。原料采用30°C 40°C温水浸泡萃取，水溶液液固比为1 3，萃取两次，每次萃取时间4h。然后用离心机脱水至20%，干燥至水分含量为13%，得到烟梗颗粒栽培基质材料。将烟梗颗粒栽培基质材料添加重量比4%的液体肥料，再按重量比100%的添加量掺配到其他的屋顶栽培基质材料中，得到一种新型的无土栽培材料。实施例3收集三元多孔烟梗颗粒生产过程中筛分工序的废料20kg作为原料，原料为粒径小于1.5mm的颗粒和粉末。原料采用40°C 50°C温水浸泡萃取，水溶液液固比为1 2， 浸泡两次，每次浸泡时间3h。然后用离心机脱水至20%，干燥至水分含量为14%，得到烟梗颗粒栽培基质材料。实施例4收集多孔烟梗颗粒生产过程中筛分、清选和风选工序的废料IOkg作为原料，原料的成分为粒径小于1. 5mm的颗粒和粉末。原料在40°C下，采用乙醇浸泡萃取，浸泡液液固比为1 2，浸泡次数为两次，每次浸泡3h。将浸泡后的原料进行高温蒸汽(100°C以上)脱溶处理至含水率20%，然后干燥至水分12%得到烟梗颗粒栽培基质材料。将烟梗颗粒栽培基质材料添加重量比3%的液体肥料，按照重量比10%的添加量掺配到室内栽培植物铁线蕨的基质中，铁线蕨基质为60%珍珠岩和40%有机肥，铁线蕨长势良好。实施例5收集多孔烟梗颗粒生产过程中筛分、清选和风选工序的废料IOOkg作为原料，原料的成分为粒径小于1. 5mm的颗粒和粉末。原料在40°C下，采用甲醇浸泡萃取，浸泡液液固比为1 3，萃取次数为两次，每次萃取池。产物进行高温蒸汽脱溶处理至含水率20%，然后微波干燥至水分13%得到烟梗颗粒栽培基质材料。将烟梗颗粒栽培基质材料添加5%的液体肥料，按照50%的添加量掺配到高羊茅草坪基质中，高羊茅草坪基质为80%石英砂和20%有机肥，高羊茅草坪长势良好。实施例6收集多孔烟梗颗粒生产过程中筛分、清选和风选工序的废料IOkg作为原料，原料的成分为粒径小于1. 5mm的颗粒和粉末。原料在40°C下，采用二甲醚浸泡萃取，浸泡液液固比为1 3，浸泡次数为两次，每次浸泡4h。产物进行高温蒸汽脱溶处理至含水率20%，然后干燥至水分13%得到烟梗颗粒栽培基质材料。将烟梗颗粒栽培基质材料，按照5%的添加量掺配到银皇后的栽培基质中，银皇后的栽培基质为河砂、陶粒、炉渣60%和有机肥40%，银皇后长势良好。实施例7收集多孔烟梗颗粒生产过程中筛分、清选和风选工序的废料IOkg作为原料，原料的成分为粒径小于1. 5mm的颗粒和粉末。原料在30°C下，采用石油醚浸泡萃取，浸泡液液固比为1 3，浸泡次数为两次，每次浸泡4h。产物进行高温蒸汽脱溶处理至含水率20%，然后采用滚筒干燥至水分12%得到烟梗颗粒栽培基质材料。将烟梗颗粒栽培基质材料作为银皇后的栽培基质，经过4年的长期观察，银皇后长势良好。本发明实施例所用原料的化学成分为总糖含量10% 18%、还原糖含量8% 16%、烟碱含量0. 3% 1. 5%、总氮含量1. 0% 2. 0%。所用液体肥料为现有技术常用的水溶性肥料，具体根据栽培的植物选用。与本发明产品掺配的其他栽培基质均选用现有的产品，也可以自行制备其他新兴栽培基质。本发明所用技术及设备，如萃取技术、干燥技术、离心脱水技术等均为现有技术。
权利要求
1.一种轻型无土栽培基质材料的制备方法，其特征在于，制备方法如下①选择原料以三元多孔烟梗颗粒生产过程中产生的粒径小于1.5mm的颗粒及粉状废弃物料作为原料；②溶剂萃取用萃取溶剂对原料进行萃取处理；③调节水分将萃取后原料的含水率调整至12% 14%，即为所需的轻型无土栽培基质材料。
2.根据权利要求1所述的一种轻型无土栽培基质材料的制备方法，其特征在于，所述原料为多孔烟梗颗粒在筛分、清选和风选工艺处理过程中产生的粒径小于1. 5mm的颗粒及粉状废弃物料。
3.根据权利要求1或2所述的一种轻型无土栽培基质材料的制备方法，其特征在于，原料的化学成分为总糖含量10% 18%、还原糖含量8% 16%、烟碱含量0. 3% 1. 5%、 总氮含量1. 0% 2. 0%。
4.根据权利要求1所述的一种轻型无土栽培基质材料的制备方法，其特征在于，所述萃取溶剂为水、乙醇、甲醇、二甲醚、石油醚中的一种。
5.根据权利要求4所述的一种轻型无土栽培基质材料的制备方法，其特征在于，使用水作为萃取溶剂时，完成萃取处理后对烟梗颗粒进行离心脱水。
6.根据权利要求5所述的一种轻型无土栽培基质材料的制备方法，其特征在于，用水萃取原料的方法是，使用30°C 60°C温水，以液固比为1 1 1 3，萃取两次，每次萃取时间池 4h ；完成萃取操作后，使用离心机离心脱水至20%。
7.根据权利要求4所述的一种轻型无土栽培基质材料的制备方法，其特征在于，使用乙醇、甲醇、二甲醚、石油醚中的一种作为萃取溶剂时，完成萃取处理后使用高温蒸汽对烟梗颗粒进行溶剂脱除。
8.根据权利要求书1所述的一种轻型无土栽培基质材料的制备方法，其特征在于，采用微波干燥或滚筒干燥将萃取后的烟梗颗粒的含水率调整至12% 14%。
9.根据权利要求书1所述的一种轻型无土栽培基质材料的制备方法，其特征在于，在制备得到的轻型无土栽培基质材料中按重量百分比添加0 5%的液体肥后，再按重量百分比5% 100%的比例与其他基质材料混配，制备得到无土栽培材料。
全文摘要
一种轻型无土栽培基质材料的制备方法，其制备方法是，先选择原料，以三元多孔烟梗颗粒生产过程中产生的粒径小于1.5mm的颗粒及粉状废弃物料作为原料；再进行溶剂萃取；然后调节水分，将萃取后原料的含水率调整至12％～14％，即为所需的轻型无土栽培基质材料。本发明既解决了多孔烟梗颗粒生产的废弃物排放问题，又能提供一种新型的无土栽培基质材料。
文档编号C05G3/00GK102180724SQ20101060365
公开日2011年9月14日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者付宇, 刘春晖, 夏非, 李军, 李敏, 杨彦明, 王保兴, 陈婉 申请人:云南瑞升烟草技术(集团)有限公司