秸秆基育苗钵的原料预处理方法、制品及育苗钵的制法_3

文档序号:9860136阅读:来源:国知局
于湿式秸杆中的高温处理)。另外,若采用蒸煮与汽爆组合的处理方式,可以更为充分地去除秸杆细胞壁中灰分、果胶和半纤维素等成分,并且得到蓬松的纤维状植物纤维(组合后,综合了蒸煮的去除率更高、汽爆蓬松更好效果的优势),经过固液分离、干燥和破碎,得到的原料所制育苗钵的韧性、降解性和强度均较未处理有较大幅度提高。另外需指出的是,蒸煮、汽爆处理的条件控制可以依据是否添加酸碱及酸碱浓度、秸杆种类与形态而优化,其为本领域技术人员依据实际情况可以做出的选择。
[0054]其中,于步骤(4)中,将步骤(3)所得到的物料冷却至15?80°C,并调节pH值至
4.5?10,优选为将物料冷却至20?50°C,pH值调节至5.5?8.0。冷却至一定温度并调节至一定pH值,其目的是便于后续工艺操作,去除残留过量的酸或碱,使制备出的苗钵制品不至于对植物产生伤害。另外,冷却步骤也利于前步骤中少量溶出的木质素进一步沉积。对于在预处理过程中加入酸碱的实施方式,最好在预处理中包括这一步骤;而即使在预处理中未加酸碱,只加水蒸煮或汽爆的实施方式,也会因为植物纤维中酸性基团(如羧基等)的脱落而形成有机酸溶液,造成一定程度的PH值降低(最低降至3左右),最好也进行pH调节。需指出的是,此步骤进行过程为先冷却,再进行PH值调节,原因在于:pH值调节,既加入酸或者碱溶液操作,通常在常压下进行,温度常< 80°C,温度过高容易形成酸性或碱性气溶胶而影响人员健康和厂房设备;原料处理采用高温蒸煮或汽爆,压力和温度均较高,降压和冷却至15?80°C后进行pH调节,条件相对温和,易于操作。
[0055]其中,于步骤(5)中,先步骤(4)所得到的物料进行固液分离,再将固体部分脱水干燥至含水率为6%?15%,并粉碎至< 20目。优选为含水率为10%?12%,破碎40目?60目。物料的此步骤对秸杆原料进行最终处理,使其成为易储存,可直接使用的产品。
[0056]本发明还提供一种秸杆基育苗钵的制法,所述制法中包括对秸杆的预处理步骤:
[0057](I)将秸杆原料干燥、除杂并破碎;
[0058](2)将步骤(I)所得到的物料,按其质量的1.5?6倍加入水润湿(即加入的水与稻杆的质量比为1.5?6:1);
[0059](3)对步骤(2)所得到的物料进行蒸煮或汽爆处理,或者蒸煮与汽爆的组合处理;
[0060](4)冷却步骤(3)所得到的物料;
[0061](5)干燥及破碎步骤(4)所得到的物料。
[0062]而该秸杆基育苗钵的制法的预处理步骤中,各个步骤的进一步较佳实施方式与前文所述秸杆基育苗钵的原料预处理方法相同,此处不再赘述。
[0063]在预处理步骤完成后,所述的秸杆基育苗钵的制法,可包括以下后续步骤:
[0064](6)将其含水率调节至8%?15%并按配比(质量百分比为40%?89%的秸杆粉、质量百分比为5%?50%的麦麸及质量百分比为2 V0?15%的胶黏剂)混合均匀;
[0065](7)设定上模具温度150?230°C,下模具温度比上模具温度低10?30°C,压制压强每次25?300MPa,保压时间每次1.5s?20s,成型压制次数I?4次,对原料进行干法热压成型;
[0066](8)对压制好的原料进行冷却、除边、包装。
[0067]然而需指出的是,此处所述的后续秸杆基育苗钵后续制作步骤,并不作为本发明的限制,本发明的预处理步骤,除了可使用这一种后续育苗钵制作方式以外,也可以采用其他的现有技术公开的制作方式。如CN101580641A “一种可降解环保材料、容器及其制造方法”的植物秸杆粉50 %?70 %、20 %?30 %三聚氰胺、2 %?6 %聚丙烯热熔胶、5 V0?8 V0聚乙烯醇,140?160°C模压成型;或者CN1922970A所公开的“用堆肥腐解秸杆制作植物盆钵的方法”中使用的,添加秸杆干重0.3%?1.0%粘结剂,在温度70?120°C、模压力10?15MPa条件下模压成型。以上现有的秸杆育苗钵压制方式均可使用本发明公开的预处理方式,由于本发明的秸杆进行了有效预处理,增加了粘性与韧性,可以部分替代胶黏剂的作用并且在压制后具有更好的强度,因此在使用现有技术压制方法时可以减少其中的胶黏剂用量,并且得到成型效果更好、更环保、制作更快速、移入大田更容易降解的育苗钵。
[0068]本发明还提供一种用于制作育苗钵的秸杆原料制品,其为经由上述秸杆基育苗钵的原料预处理方法处理后的秸杆原料。
[0069]以下结合具体实施例对本发明的实施方式进行详细叙述:
[0070]实施例1.1
[0071 ] 将晾干的玉米杆1kg切碎至彡5cm ;加入水溶液60L (水重量为秸杆6倍),搅拌均匀,浸泡2h ;于130°C下高温蒸煮60min,冷却至15°C并调节pH值到8后取出秸杆,挤压脱水,干燥,粉碎,过筛,获得含水率为40目的秸杆粉。
[0072]将各物料粉碎至40目下;按秸杆粉:麦麸粉:胶黏剂:脱模剂=65:30:5:1比例混合均匀备用。苗钵规格为:厚度0.7mm,钵口内直径Φ70πιπι,钵底内直径Φ60πιπι,高度72mm ;称取搅拌好的粉料20g±0.5g,放入模具腔体内,进行干法热压成型。成型工艺参数:上模具温度185°C ±5°C,下模具温度165°C ±5°C,成型压力为1400kN,保压时间10s。
[0073]结果表明,成型废品率< 3%,生产效率120个/ (时?头?台)。该可降解育苗钵样品的霉菌侵蚀试验(GB/T 18006.2-1999)结果为V级。其最大压裂力达到1.98KN,较用未经过预处理玉米芯所制得的育苗钵(采用相同配方)提高了约20%;最大湿压裂力达到337N,较未经过预处理提高了 74% ;吸水率为40%,仅为未经过预处理的82%。
[0074]实施例1.2
[0075]将晾干的玉米杆1kg切碎至彡5cm ;加入水溶液30L (水是秸杆质量3倍),其中含盐酸1%,次氯酸1%,搅拌均匀,浸泡2h ;于220°(:下高温蒸煮lmin,冷却至80°C并调节pH值到4.5后取出秸杆,挤压脱水,干燥,粉碎,过筛,获得含水率为15%,< 40目的秸杆粉。
[0076]将各物料粉碎至40目下;按秸杆粉:麦麸粉:胶黏剂:脱模剂=57:40:3:1比例混合均匀备用。苗钵规格为:厚度0.7mm,钵口内直径Φ70πιπι,钵底内直径Φ60πιπι,高度72mm ;称取搅拌好的粉料20g±0.5g,放入模具腔体内,进行干法热压成型。成型工艺参数:上模具温度185°C ±5°C,下模具温度165°C ±5°C,成型压力为1400kN,保压时间10s。
[0077]实施例1.3
[0078]将晾干的玉米芯1kg切碎至彡2cm放入反应釜中;加入40L (水是秸杆质量4倍)的0.1 %盐酸溶液;于150°c下高温蒸煮30min后,冷却至25°C,调节pH值到5.5后取出玉米芯,挤压脱水,干燥,粉碎,过筛,获得含水率为10%,< 20目的预处理玉米芯粉。后续压制方法使用CN101580641A “一种可降解环保材料、容器及其制造方法”的方法,植物秸杆粉50%?70%、20%?30%三聚氰胺、2%?6%聚丙烯热熔胶、5%?8%聚乙烯醇,140?160°C模压成型。具体为50%植物秸杆粉、30%三聚氰胺、6%聚丙烯热熔胶、8%聚乙烯醇,160°C模压成型。
[0079]实施例1.4
[0080]将晾干的玉米芯1kg切碎至彡0.5cm放入反应釜中;加入15L(水是秸杆质量1.5倍)的0.5%氢氧化钠溶液;于180°C下高温蒸煮1min后,冷却至50°C,调节pH值到10后取出玉米芯,挤压脱水,干燥,粉碎,过筛,获得含水率为10%,<20目的预处理玉米芯粉。后续压制方法使用CN1922970A所公开的“用堆肥腐解秸杆制作植物盆钵的方法”中使用的,添加秸杆干重0.3%?1.0%粘结剂,在温度70?120°C、模压力10?15MPa条件下模压成型。具体为添加秸杆干重1.0%粘结剂,在温度120°C、模压力15MPa条件下模压成型。
[0081]实施例2.1
[0082]将瞭干的棉杆1kg切碎至< 5cm放入反应爸中;通入60kg (相当于按照稻杆重量6倍加水)温度为220°C的饱和蒸汽(该饱和
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