一種利用煙草廢料生產(chǎn)低甲醛釋放量中密度板及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用煙草廢料生產(chǎn)低甲醛釋放量中密度板的方法，它以煙桿、煙梗、煙末、廢次煙葉等廢料為原料，將煙桿干燥粉碎處理后和煙梗，煙末按一定比例混合，再與適量的普通木料粉混合，對(duì)常規(guī)中密度纖維板的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)線作改進(jìn)和調(diào)整就能生產(chǎn)煙草廢料復(fù)合中密度纖維板。由于煙草固體廢棄物中的多酚類化合物和萜烯在草酸、乙酸做催化劑的條件下與甲醛發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成酚醛樹酯或萜烯酚醛樹脂，從而讓產(chǎn)品具有超低的甲醛釋放量。因此，用本法制得的中密度纖維板除了具有普通中密度纖維板的性能外，最大的優(yōu)點(diǎn)是具有超低的甲醛釋放量。本制備方法的優(yōu)點(diǎn)是降低了成本、節(jié)約了資源和獲得性價(jià)比高的綠色環(huán)保中密度纖維板產(chǎn)品。
【專利說(shuō)明】一種利用煙草廢料生產(chǎn)低甲醛釋放量中密度板及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煙草廢料的工業(yè)再利用，具體涉及利用煙草廢料為主要原料合成中密度纖維板的制造方法【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是煙草種植大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)，其中香煙的消費(fèi)稅是我國(guó)財(cái)稅收入的重要來(lái)源之一。在香煙的生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的煙梗副產(chǎn)品。這些煙梗資源集中，粒度均勻一致，一般在0.3至5.0cm之間。煙梗中富含蛋白質(zhì)、糖類、木質(zhì)素、纖維素、果膠質(zhì)、煙堿等，是一種寶貴的生物資源。我國(guó)煙草加工中每年產(chǎn)生的煙梗副產(chǎn)物達(dá)數(shù)十萬(wàn)噸，如果不能有效利用，就會(huì)造成資源浪費(fèi)。另外農(nóng)民在煙草的種植中產(chǎn)生了大量的連根煙桿和廢棄的劣質(zhì)煙葉，這些廢料的數(shù)量遠(yuǎn)比煙梗多。煙桿富含有木質(zhì)素、纖維素和煙堿，劣質(zhì)煙葉富含有大量的纖維素、煙堿、茄尼醇、綠原酸、多酚類化合物、類胡蘿卜素、萘醌、萜烯、7種有機(jī)酸(乳酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、蘋果酸、庚二酸和檸檬酸)、淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪酸、糖、果膠、碳水化合物、揮發(fā)油等等，也是一種寶貴的生物資源，如果棄之不用或處理不當(dāng)(如放火燒掉)，就會(huì)造成更大資源浪費(fèi)和環(huán)境污染?？上驳氖羌河写罅康陌l(fā)現(xiàn)專利針對(duì)煙草廢料的綜合利用。例如利用煙草固體廢棄物生產(chǎn)活性炭、制造有機(jī)肥、制作培養(yǎng)基栽培猴頭菇食用菌、生產(chǎn)煙用香料、糖和糖醇、煙草栽培用紙和酒精、合成畜禽飼料和昆蟲飼料、制備成復(fù)合煙草、提取煙堿、綠原酸、半纖維素、纖維素和木質(zhì)素、制作煙浸膏、煙草基質(zhì)復(fù)合生物殺蟲劑等等。此夕卜，有專門用于加工煙草制品廢料的設(shè)備可供用戶選擇。由此可見，煙草廢棄物的綜合利用倍受重視。綜合利用煙草廢棄物變廢為寶的新發(fā)明還會(huì)不斷涌現(xiàn)。
[0003]用各種木屑生產(chǎn)人造中密度纖維板，技術(shù)成熟，產(chǎn)品獲得了消費(fèi)者的認(rèn)同并得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)文獻(xiàn)檢索未見把煙草在農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料作為主要原料生產(chǎn)中密度纖維板的相關(guān)報(bào)道。煙草產(chǎn)業(yè)是云南省的主要支柱產(chǎn)業(yè)之一，云南省煙草的廢棄物相對(duì)集中，更有利于綜合利用。云南省的森林資源十分豐富，中密度纖維板工業(yè)較發(fā)達(dá)。本發(fā)明的申請(qǐng)者充分利用這些優(yōu)勢(shì)，在常規(guī)木料屑中添加了不同含量的煙草固體廢棄物料，成功地合成中密度纖維復(fù)合板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是利用煙草種植產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢料和香煙生產(chǎn)中的工業(yè)廢料生產(chǎn)為主要原料中密度人造纖維板及制備方法
本發(fā)明利用煙草廢料生產(chǎn)低甲醛釋放量中密度板技術(shù)方案是:以重量百分比計(jì)，密度板中包括煙草固體廢棄物占整個(gè)成分的1%?60%，脲醛樹酯膠占20%?30%，石蠟占
2.5%。?4.5%，余量是普通木料。
[0005]一種利用煙草廢料生產(chǎn)低甲醛釋放量中密度板的制備方法，其特征在于以煙草固體廢棄物為主要原料，將煙草廢料經(jīng)過(guò)預(yù)處理、并與一定量的普通木屑混合工藝后再按人造纖維板的合成方法制成中密度纖維板，具體工藝步驟: (1)、配料:煙草固體廢棄物占整個(gè)成分的1%?60%,脲醛樹酯膠占20%?30%，石蠟占
2.5%。?4.5%o，余量是普通木料；煙草固體廢棄物為煙桿、煙梗、煙末、廢次煙葉；
(2)、將自然風(fēng)于即水分小于10%的煙桿用專用設(shè)備粉碎成5cm以下的細(xì)煙桿，將細(xì)煙桿、煙梗和煙末按6:3:1的比例混合，備用；
(3)按普通木料常規(guī)中密度纖維板生產(chǎn)工藝處理，先經(jīng)預(yù)熱蒸煮工藝處理之后的軟細(xì)木料之中，再添加上述步驟(2)處理過(guò)的煙草廢料，然后進(jìn)行常規(guī)中密度纖維板生產(chǎn)中的熱磨工藝處理，在熱磨處理過(guò)程中，煙草廢料成分與木料成分實(shí)現(xiàn)充分的均勻混合；
(4)熱壓溫度范圍控制在180°C?450°C，在該溫度范圍內(nèi)煙草廢料中的綠原酸熱裂解成乙酸和苯酚的生成量會(huì)達(dá)到最大值，煙草廢料中的多酚類化合物、萜烯和草酸的釋放量也能達(dá)到最大值，這時(shí)在乙酸與草酸的催化作用下，粘貼液甲醛會(huì)直接與苯酚、多酚類化合物和萜烯直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成酚醛樹酯或萜烯酚醛樹脂，從而減少了制成中密度纖維板中的甲醛含量。
[0006]所述煙草固體廢棄物為煙草種植產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢料和香煙生產(chǎn)中的工業(yè)廢料，煙草種植產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢料為煙桿和廢次煙葉，香煙生產(chǎn)中的工業(yè)廢料為煙梗、煙末。
[0007]本發(fā)明創(chuàng)新性在于:
(I)利用煙草種植產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢料(煙桿和廢次煙葉等)和香煙生產(chǎn)中的工業(yè)廢料(包括煙梗、煙末)為主要原料生產(chǎn)中密度人造纖維板，該發(fā)明使煙草種植業(yè)產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢料得到充分利用，能增加農(nóng)民的收入，同時(shí)使煙梗、煙末等工業(yè)廢料得到再利用，該發(fā)明用煙草廢棄物部分替代木材，減小了木材的用量，達(dá)到了保護(hù)森林資源的目的，節(jié)約了資源。
[0008](2)本發(fā)明改變了傳統(tǒng)中密度纖維板的成分配方，添加了煙草固體廢棄物(煙桿、煙梗、煙末和廢次煙葉等)的成分，甚至以其為主要原料。其中煙草固體廢棄物占整個(gè)成分的1%?60%，脲醛樹酯膠占20%?30%，石蠟占2.5%。?4.5%。，余量是普通木料。
[0009]將自然風(fēng)于(水分小于10%)的連廢次煙葉的煙桿用專用設(shè)備粉碎成5mm以下細(xì)煙桿，對(duì)粉碎設(shè)備要求不高，只要粉碎成5cm以下的細(xì)桿，這時(shí)與工業(yè)廢料煙梗的尺寸一致，便于細(xì)煙桿與煙梗的均勻混合。將細(xì)煙桿、煙梗和煙末按接近6:3:1的比例均勻混合。
[0010](3)普通木料按常規(guī)中密度纖維板生產(chǎn)工藝處理，在經(jīng)預(yù)熱蒸煮工藝處理之后的軟細(xì)木料之中按適當(dāng)比例添加上述(2)處理過(guò)的煙草廢料，然后進(jìn)行熱磨工藝處理。在熱磨處理過(guò)程中，煙草廢料成分與木料成分能實(shí)現(xiàn)充分的均勻混合，同時(shí)能進(jìn)一步細(xì)化成微米級(jí)顆粒，纖維的長(zhǎng)度縮短至3_以下。
[0011](4)用尿醛樹酯膠做粘接劑，施膠的工藝與常規(guī)中密度纖維板相同，但熱壓的工藝參數(shù)作了較大的調(diào)整，熱壓溫度范圍控制在180?450°C，在該溫度范圍內(nèi)煙草廢料中的綠原酸熱裂解成乙酸和苯酚的生成量達(dá)到最大值，煙草廢料中的多酚類化合物、萜烯和草酸的釋放量也達(dá)到最大值。這時(shí)在乙酸與草酸的催化作用下，甲醛直接與苯酚、多酚類化合物和萜烯直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成酚醛樹酯或萜烯酚醛樹脂。熱壓過(guò)程是大幅度降低甲醛含量的過(guò)程。
[0012](5)因?yàn)闊煵莨腆w廢棄物中的多酚類化合物(如苯酚、間苯二酚、間甲酚、二甲酚、對(duì)叔丁基或?qū)Ρ交?和萜烯做反應(yīng)物，有機(jī)酸草酸、乙酸做催化劑，與釋放的甲醛在100°c以下就能反應(yīng)生成酚醛樹酯或萜烯酚醛樹脂，所以用本發(fā)明生產(chǎn)的煙草廢料復(fù)合中密度纖維板在倉(cāng)儲(chǔ)和使用過(guò)程中緩慢釋放的甲醛仍然可以與煙草廢料成分中的多酚類物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到降低甲醛釋放量的目的。
[0013](6)本發(fā)明充分地利用了現(xiàn)有的中密度纖維板生產(chǎn)線，只在其中添加了煙桿廢料的粉碎裝置、混料裝置和傳輸裝置。因此，大幅度降低了生產(chǎn)成本。
[0014](7)煙草廢棄物中含有煙堿，煙堿是生物農(nóng)藥的主要成分，因此，煙草固體廢棄物為主要成分做的中密度纖維板還有抗蟲蛀的優(yōu)點(diǎn)。
[0015]首先煙梗和煙桿的主要成分是半纖維素、纖維素和木質(zhì)素，與常規(guī)木料的成分相似，因此從理論上講用煙草固體廢棄物部分取代常規(guī)木料，節(jié)約森林資源是可行的。其次煙草固體廢棄物中的多酚類化合物(如苯酚、間苯二酚、間甲酚、二甲酚、對(duì)叔丁基或?qū)Ρ交?和萜烯做反應(yīng)物，有機(jī)酸草酸、乙酸做催化劑，與多余的甲醛在100°c以下就能反應(yīng)生成酚醛樹酯或萜烯酚醛樹脂(溫度越高反應(yīng)速度越快)，劣質(zhì)煙葉中豐富的綠原酸在加工中會(huì)熱裂解成苯酚和乙酸。因此從化學(xué)反應(yīng)機(jī)理分析，由于煙梗、煙桿和劣質(zhì)煙葉中存在多酚類化合物、綠原酸和有機(jī)酸(特別是草酸)，它們有利于減小甲醛的釋放量。再次煙草廢棄物中含有煙堿，煙堿是生物農(nóng)藥的主要成分，因此，煙草固體廢棄物為主要成分做的中密度纖維板還有抗蟲蛀的優(yōu)點(diǎn)。
[0016]實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明該類煙草廢料中密度纖維板的強(qiáng)度滿足相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，它們的甲醛釋放量遠(yuǎn)優(yōu)于同類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1
本發(fā)明中密度纖維板的成分以重量百分比計(jì)，配方是:煙草固體廢棄物占40%，脲醛樹酯膠占25%，石蠟占4%。，余量是木料。
[0018]包括將煙草廢料經(jīng)預(yù)處理、并與一定量的普通木屑混合等工藝按人造纖維板的合成方法制成中密度纖維板，含有以下工藝步驟:
(1)配料:煙草固體廢棄物有煙桿、煙梗、煙末和廢次煙葉，其中煙草固體廢棄物占整個(gè)成分的1%?60%，脲醛樹酯膠占20%?30%，石蠟占2.5%。?4.5%。，余量是普通木料；
(2)將自然風(fēng)于即水分小于10%的煙桿用專用設(shè)備粉碎成5cm以下細(xì)煙桿，將細(xì)煙桿、煙梗和煙末按6:3:1的比例混合備用；
(3)普通木料按常規(guī)中密度纖維板生產(chǎn)工藝處理，在經(jīng)預(yù)熱蒸煮工藝處理之后的軟細(xì)木料之中按適當(dāng)比例添加上述(2)處理過(guò)的煙草廢料，然后進(jìn)行熱磨工藝處理，在熱磨處理過(guò)程中，煙草廢料成分與木料成分能實(shí)現(xiàn)充分的均勻混合；
(4)熱壓溫度范圍控制在180?450°C，在該溫度范圍內(nèi)煙草廢料中的綠原酸熱裂解成乙酸和苯酚的生成量達(dá)到最大值，煙草廢料中的多酚類化合物、萜烯和草酸的釋放量也達(dá)到最大值，這時(shí)在乙酸與草酸的催化作用下，甲醛直接與苯酚、多酚類化合物和萜烯直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成酚醛樹酯或萜烯酚醛樹脂。
[0019]用本發(fā)明方法生產(chǎn)出的產(chǎn)品規(guī)格是1220 mmX2440mmX15 mm。
[0020]檢驗(yàn)依據(jù)是GB/T 11718-2009《中密度纖維板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》和GB 18580-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料、人造板及其制品中甲醛釋放限量》。
[0021]檢測(cè)項(xiàng)目有甲醛釋放量(用穿孔法測(cè)試)。檢測(cè)結(jié)果如表I所示。產(chǎn)品的甲醛釋放量符合相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。
[0022]本發(fā)明將熱壓溫度范圍控制在180?450°C，在此溫度范圍內(nèi)，煙草廢料中的綠原酸熱裂解成乙酸和苯酚的生成量能達(dá)到最大值，煙草廢料中的多酚類化合物、萜烯和草酸的釋放量也能達(dá)到最大值。這時(shí)在乙酸與草酸的催化作用下，甲醛直接與苯酚、多酚類化合物和萜烯直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成酚醛樹酯或萜烯酚醛樹脂。該熱壓過(guò)程是大幅度降低甲醛含量的過(guò)程。從而讓產(chǎn)品中含有的甲醛呈低含量，實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的。
[0023]表1 40型煙草廢料復(fù)合中密度纖維板的甲醛釋放量檢測(cè)結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種利用煙草廢料生產(chǎn)低甲醛釋放量中密度板，其特征在于以重量百分比計(jì)，密度板中包括煙草固體廢棄物占整個(gè)成分的1%?60%，脲醛樹酯膠占20%?30%，石蠟占2.5%。?4.5%，余量是普通木料。
2.一種利用煙草廢料生產(chǎn)低甲醛釋放量中密度板的制備方法，其特征在于以煙草固體廢棄物為主要原料，將煙草廢料經(jīng)過(guò)預(yù)處理、并與一定量的普通木屑混合工藝后再按人造纖維板的合成方法制成中密度纖維板，具體工藝步驟: (1)、配料:煙草固體廢棄物占整個(gè)成分的1%?60%,脲醛樹酯膠占20%?30%，石蠟占2.5%。?4.5%o，余量是普通木料；煙草固體廢棄物為煙桿、煙梗、煙末、廢次煙葉； (2)、將自然風(fēng)于即水分小于10%的煙桿用專用設(shè)備粉碎成5cm以下的細(xì)煙桿，將細(xì)煙桿、煙梗和煙末按6:3:1的比例混合，備用； (3)按普通木料常規(guī)中密度纖維板生產(chǎn)工藝處理，先經(jīng)預(yù)熱蒸煮工藝處理之后的軟細(xì)木料之中，再添加上述步驟(2)處理過(guò)的煙草廢料，然后進(jìn)行常規(guī)中密度纖維板生產(chǎn)中的熱磨工藝處理，在熱磨處理過(guò)程中，煙草廢料成分與木料成分實(shí)現(xiàn)充分的均勻混合； (4)熱壓溫度范圍控制在180°C?450°C，在該溫度范圍內(nèi)煙草廢料中的綠原酸熱裂解成乙酸和苯酚的生成量會(huì)達(dá)到最大值，煙草廢料中的多酚類化合物、萜烯和草酸的釋放量也能達(dá)到最大值，這時(shí)在乙酸與草酸的催化作用下，粘貼液甲醛會(huì)直接與苯酚、多酚類化合物和萜烯直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成酚醛樹酯或萜烯酚醛樹脂，從而減少了制成中密度纖維板中的甲醛含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用煙草廢料生產(chǎn)低甲醛釋放量中密度板的方法，其特征在于:所述煙草固體廢棄物為煙草種植產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢料和香煙生產(chǎn)中的工業(yè)廢料，煙草種植產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢料為煙桿和廢次煙葉，香煙生產(chǎn)中的工業(yè)廢料為煙梗、煙末。
【文檔編號(hào)】D21H17/60GK103981776SQ201410195074
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】耿忠平, 王昆林, 韓翔 申請(qǐng)人:耿忠平