用于从作物残余物制备超吸收性粒料和/或纤维材料的方法与流程

文档序号:11141344阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种特别地用于从单子叶开花植物(优选玉米)栽培的作物残余物生产超吸收性粒料和/或纤维材料的方法,其包括以下步骤:

(i)在茎秆的最低穗轴下方切割种植在田地中的玉米茎秆,以便优选高于或等于(以递增的优先级)30、50、70厘米的较少叶子的茎秆段留在田地中;每个较少叶子的茎秆段包括海绵状芯、包裹所述芯的茎秆皮和包裹所述茎秆皮或所述茎秆所带的叶状物:

(ii)尽可能接近地面地切割所述较少叶子的茎秆段;

(iii)收获在步骤(ii)中切割的较少叶子的茎秆段;

(iv)将在步骤(iii)中所收获的较少叶子的茎秆段切割成其最大尺寸以mm计(优选为它们的长度)为5-50;8-40;10-30(以递增的优先级)的茎秆节;

(v)向步骤(iv)的茎秆节提供机械冲击,以便

·将它们的海绵状芯与其茎秆皮以及叶状物分离,

·将所述茎秆皮转变成细长的纤维碎片;

·并获得包含以下物质的混合物:

f4.形成超吸收性粒料级分的所述海绵状芯;

f5.形成纤维物质级分的所述细长的纤维碎片;

f4.和形成叶状级分的所述叶状物;

(vi)将所述3种级分彼此分离;

(vii)回收所述三种级分f1-f2-f3;

(viii)可将f1超吸收性粒料减小至包含在0.1-20mm,优选1-5mm之间的较小粒料尺寸使得以mm表示的它们的最大尺寸(优选它们的长度)为0.1-20mm,优选1-5mm。

2.根据权利要求1所述的方法,所述方法是不连续的,并且包括实施步骤(i)(ii)(iii)的在田地中的第一阶段,所收获的较少叶子的茎秆段从作物地点运输到可能的储存区域和/或加工场所的第二阶段,可能的储存的第三阶段,和其中实施步骤(iv)和后面的步骤的处理较少叶子的茎秆段的最后阶段。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其中在步骤(ii)中待切割的较少叶子的茎秆段具有大于或等于10mm、15mm或甚至20mm,优选地在10至50mm之间,并且更优选地在15和40mm之间的最小直径。

4.根据前述权利要求中至少一项所述的方法,

其中输送步骤(iv)的茎秆节并将其悬浮在空气流中,用于它们根据步骤(v)进行处理;

其中步骤(iv)的茎秆节也进行切割用于它们根据步骤(v)进行处理;

其中在步骤(v)的过程中提供给步骤(iv)的茎秆节的机械冲击优选地至少部分地通过如下的组合进行:一方面,在空气流中移动的茎秆节与产生空气流的至少一个风扇的至少一个转子的碰撞,和另一方面,优选地通过有利地位于所述(多个)转子上的(多个)叶片/(多个)刀片实施的切割。

5.根据权利要求4所述的方法,其中优选地通过至少一个旋风分离器在分离步骤(vi)之前从所述三种级分f1-f2-f3的输送空气流中提取所述三种级分f1-f2-f3。

6.根据前述权利要求中至少一项所述的方法,其中根据步骤(vi)的3种级分f1-f2-f3的分离包括将2种级分f1-f2与级分f3的第一次分离,和级分f1与级分f2的第二次分离;

第一次分离优选通过网眼宽度优选≥40mm和更优选≥60mm的至少一个粗网筛进行;

第二次分离优选通过宽度优选≤20mm和更优选≤15mm,甚至更优选5至10mm的至少一个狭缝筛进行。

7.根据权利要求6所述的方法,其中在第一次分离和/或第二次分离中使用的(多个)筛中的至少一个是振动筛。

8.根据前述权利要求中至少一项所述的方法,其中所述f1级分被压缩。

9.根据前述权利要求中至少一项所述的方法,其中使f1超吸收性粒料与至少一种活性成分接触,后者优选为液体形式,优选溶液,将其进行喷雾和/或在其中浸泡所述f1超吸收性粒料。

10.根据权利要求9所述的方法,其中所述活性成分在包含如下(优选由如下组成)的组中进行选择:

·无机酸,优选在包含如下(优选由如下组成)的亚组中进行选择:H3PO4、HCl、H2SO4...;H3PO4是特别优选的;

·无机碱,优选在包含如下(优选由如下组成)的亚组中进行选择:NaOH、Ca(OH)2、KCl,...及其混合物;

·粒料表面化学改性剂,优选选自疏水剂或亲水剂;

·和它们的混合物。

11.根据前述权利要求中至少一项所述的方法,其中对f2级分进行机械精制,以便减小纤维的厚度Tf如下:

Tf≤1mm,和优选地Tf≤0.5mm。

12.根据前述权利要求中至少一项所述的方法,其中在湿阶段机械精制f2级分以制备纸浆,优选添加至少一种苛性剂,优选氢氧化钠(NaOH),以便减小纤维的长度Lf如下:

Lf≤3mm,和优选地Lf≤2mm。

13.特别用于实施根据前述权利要求中至少一项所述的方法的装置,包括:

(m.i)用于在茎秆的最低玉米穗轴下方切割种植在田地中的玉米茎秆的装置;所述装置(m.i)优选是常规割草机、收割机、收获机、脱粒机或联合收割机-脱粒机的装置;

(m.ii)用于切割较少叶子的茎秆段的装置;

(m.iii)用于收获在步骤(ii)中切割的较少叶子的茎秆段的装置;所述装置(m.ii)和(m.iii)优选为通常的农业机器装置,例如自装载切割器车辆;

(m.iv)用于将在步骤(iii)中收获的较少叶子的茎秆段切割成茎秆节的装置;

(m.v)用于向步骤(iv)的茎秆节提供机械冲击的装置;

(m.vi)用于将所述3种级分f1-f2-f3彼此分离的装置,所述装置优选包含筛目宽度优选≥40mm和更优选≥60mm的至少一个粗网筛和宽度优选≤20mm和更优选≤15mm,且甚至更优选为5至10mm的至少一个狭缝筛;所述筛;(多个)所述筛中的至少一个是振动筛;

(m.vii)用于回收所述三种级分f1-f2-f3的装置;

(m.iv'和-v')可能用于产生空气流的装置(优选装有至少一个转子和(多个)叶片/(多个)刀片的风扇),用于输送步骤(iv)的茎秆节;

(m.vi')可能至少一个旋风分离器,用于从所述3种级分f1-f2-f3的输送空气流中提取3种级分f1-f2-f3。

14.超吸收性粒料f1,其特别地由根据权利要求1-12中至少一项所述的方法获得,由单子叶开花植物(优选玉米)的海绵状/多孔茎秆芯制成并具有:

■吸水能力(以其自身干重的倍数表示且在下文中以增加的优先级给出)大于或等于15;17;19且包含在20-50;20-40;20-35;20-30之间;

■和/或非压缩形式的密度(以每m3的kg干物质表示且在下文中以增加的优先级给出)包含在10-100;20-70;25-50;20-30之间;

■和/或压缩形式的密度(以kg/m3表示且在下文中以增加的优先级给出)大于或等于100;200;300;400;且包含在100-700;200-700;300-700之间;

·和/或粒料最大尺寸(PMD)(以mm表示且在下文中以增加的优先级给出):

5≤PMD≤30;6≤PMD≤20;8≤PMD≤15;

或包含在0.1≤PMD<5;0.3≤PMD≤3;0.5≤PMD≤2之间。

15.纤维物质f2,其特别地由根据权利要求1-12中至少一项所述的方法获得,由单子叶开花植物(优选玉米)的茎秆皮制成并具有:

吸水能力(以其自身干重的倍数表示)大于或等于5,优选为6,更优选包括(以增加的优先级)在4-15;5-10;6-9之间;

和3维的多孔结构。

16.一种组合物,其包括:

c.1.根据本发明的超吸收性粒料f1;

c.2.至少一种粘合剂,其选自包含如下(优选由如下组成)的组:

天然粘合剂,优选选自包括如下(优选由如下组成)的亚组:淀粉、纤维素、葡萄糖和衍生物;

合成聚合物,其包括优选选自包含如下(优选由如下组成)的亚组的纤维:聚酯(PE)、聚丙烯(PP)、聚乳酸(PLA),……PLA是特别优选的;

和它们的混合物;

c.3.可能的至少一种用于延迟火焰和/或抑制微生物生长和/或组合物硬化的试剂;

c.4.可能的至少一种矿物填料,优选选自包含如下(优选由如下组成)的组:粘土粉末、石膏、碳酸钙、氧化钙及它们的混合物;

c.5.特别是根据权利要求11、12或15所述的可能的纤维物质f2;

c.6.以及c.1与组分c2至c.5中的至少一种的可能的混合物。

17.通过形成根据权利要求16所述的组合物获得的产品,所述产品优选为立方体和/或厚片的形式。

18.根据权利要求14所述的超吸收性粒料f1用作源自动物排泄物、沼气生产场所、肉类加工场所的气体和/或液体产物的吸收剂/过滤器/消除装置,处理来自热能生产的废气、气体和液体烃,包括油及其衍生物。

19.根据权利要求18所述的用途,其中所述气体和/或液体产物在包括如下(优选由如下组成)的组中进行选择:NH3、CO2、H2S、H2O、气味、CO2、CH4或它们的组合。

20.根据权利要求14所述的超吸收性粒料f1用作任何基底的化学/生物处理的支撑物,所述支撑物可能包括至少一种可用作加工助剂的活性成分。

21.根据权利要求15所述的纤维物质f2、通过根据权利要求11或12所述的方法获得的纤维物质f2,根据权利要求16所述的组合物或根据17所述的产品作为植物基底、植物基底组分和/或泥炭替代物的用途。

22.根据权利要求14所述的超吸收性颗粒f1、通过根据权利要求1-13中至少一项所述的方法获得的超吸收性颗粒f1、根据权利要求15所述的纤维物质f2、通过根据权利要求1-13中至少一项的方法获得的纤维物质f2、根据权利要求16所述的组合物或根据17所述的产品,

作为植物基底组分、用于作物的吸水剂、包装材料、建筑材料、猫砂或它们的组分的用途。

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