一種植物秸稈纖維制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)原料技術(shù)領(lǐng)域,特別是一種植物秸桿纖維制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]秸桿是成熟農(nóng)作物莖葉(穗)部分的總稱,玉米秸、高粱秸、稻草、麥秸、豆秸、棉桿等都屬于農(nóng)作物秸桿。由于不同地區(qū)的農(nóng)作物品種不同,因而各地方的秸桿種類也不盡相同。秸桿包含纖維素、半纖維素、脂鍵、木質(zhì)素和營養(yǎng)液等成份,對秸桿進(jìn)行處理獲得的秸桿纖維可以用于造紙和建材,是緩解我國樹木資源缺乏的重要原料。但目前制造秸桿纖維的工藝都采用酸、堿、石灰等化學(xué)品進(jìn)行蒸煮,在制造過程中產(chǎn)生大量污物,纖維產(chǎn)出率低,耗費水量大,造成環(huán)境污染,增加生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明目的是提供環(huán)保高效的植物秸桿纖維制造方法。
[0004]為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供的方法包括下述步驟,(1)備料,清洗秸桿,保持秸桿濕度;(2)破碎,將秸桿用纖維機(jī)加工成粗纖維;(3)疏解,將粗纖維冷凍到內(nèi)部水分結(jié)冰,然后解凍后用纖維機(jī)加工成細(xì)纖維;(4)清洗,用水清洗細(xì)纖維,濾除雜質(zhì)。
[0005]而且,備料時清洗秸桿的水采用臭氧進(jìn)行處理。
[0006]而且,備料后將秸桿切成50?100mm長的段裝進(jìn)塑料袋存放。
[0007]而且,破碎步驟將秸桿用纖維機(jī)加工成粗纖維后浸泡,浸泡用水重量比為1:
2 ?1: 4。
[0008]而且,清洗細(xì)纖維的用水重量比為1: 4?1: 10。
[0009]而且,疏解步驟將粗纖維在-7V?0 V溫度下冷凍。
[0010]本發(fā)明利用了秸桿的生理特性,控制秸桿生理水分不干枯,并采用低溫冰凍疏解的方式簡便地取得秸桿纖維,制造效率高,纖維產(chǎn)出率高,對環(huán)境沒有污染。
【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明提供的植物秸桿纖維制造方法有以下步驟:
(1)備料,清洗秸桿,保持秸桿濕度;
(2)破碎,將秸桿用纖維機(jī)加工成粗纖維;
(3)疏解,將粗纖維冷凍到內(nèi)部水分結(jié)冰,然后解凍后用纖維機(jī)加工成細(xì)纖維;
(4)清洗,用水清洗細(xì)纖維,濾除雜質(zhì)。
[0012]小麥、水稻等農(nóng)作物成熟后,其秸桿圓管結(jié)構(gòu)是纖維素、半纖維素、脂鍵、木質(zhì)素和營養(yǎng)液等成份隨其作物生長規(guī)律而形成,在成熟階段營養(yǎng)液從根部沿管壁輸送到果實(麥粒、谷粒等)中。農(nóng)作物成熟后,因收割切斷了根部對秸桿的水分供給,營養(yǎng)液和其他成份滯留在管壁的纖維之間,隨水份蒸發(fā),秸桿結(jié)實發(fā)硬。當(dāng)秸桿干枯后,再進(jìn)行加工非常困難,特別是纖維與脂鍵、木質(zhì)素等雜質(zhì)難分離。因此本發(fā)明首先在備料時保持秸桿濕度,不讓秸桿內(nèi)的營養(yǎng)液干枯。具體實施時,可以在農(nóng)作物收割時,盡量割、捆、運同時進(jìn)行,不讓秸桿在田間長時間裸露暴曬,秸桿的生理水分不干枯。在不能及時運回或天氣干燥時,可對秸桿噴霧,增加水分以利于保濕,維護(hù)纖維和營養(yǎng)液等成份的原始狀態(tài),不讓秸桿干枯。從農(nóng)田收回秸桿后,去掉葉片及麥肘、谷肘,清除雜草、泥土,清洗秸桿,不讓原料中存在任何雜物進(jìn)入后續(xù)制造工序。因為準(zhǔn)備好秸桿原料后往往不是馬上進(jìn)入后續(xù)制造工序,需要經(jīng)過一段時間進(jìn)行儲備和運輸,因此本發(fā)明實施例在備料后將秸桿切成50?100mm長的段裝進(jìn)塑料袋存放,或者堆放后用薄膜蓋封以便維持濕度。
[0013]小麥和大麥容易染上黑穗病,若收獲的秸桿中有1%病變,在收獲及存放時不處理會因為黑穗粉末的飛揚造成大量黑液。本發(fā)明備料時清洗秸桿的水采用臭氧(03)進(jìn)行處理,向水中以5?15ml/L分量通入臭氧氣體即可。臭氧水能有效抑制病菌,在秸桿纖維制造過程中可減少黑液。
[0014]本發(fā)明在破碎步驟,將秸桿用纖維機(jī)破碎加工成粗纖維。通過機(jī)械加工初步改變秸桿的外形和組織結(jié)構(gòu),此時的粗纖維是3?6毫米的片狀或條狀纖維。將秸桿用纖維機(jī)加工成粗纖維后放入水中浸泡,有利于清除雜質(zhì),降解營養(yǎng)液及其他成份。市面上所售纖維機(jī)只能將秸桿磨成粉狀,不宜用來制造工業(yè)用秸桿纖維。本發(fā)明采用申請人研制的環(huán)保纖維機(jī),能夠根據(jù)磙壓時間長短控制纖維的粗細(xì)。
[0015]接著進(jìn)行疏解步驟,將破碎得到的粗纖維冷凍到內(nèi)部水分結(jié)冰,解凍后用纖維機(jī)加工成細(xì)纖維。因為低溫下水分凝結(jié)成冰體積變大,冷凍后解凍能夠破壞粗纖維結(jié)構(gòu),利于疏解成細(xì)纖維,因此破碎得到的粗纖維應(yīng)當(dāng)保持內(nèi)部水分以便結(jié)冰。若先將粗纖維的外部水分濾干,在冰凍時的膨脹疏解效果更佳。一般水分在o°c即可開始結(jié)冰,目前的普通冷凍設(shè)備一般能提供-7°c?0°C溫度環(huán)境,足以滿足疏解需求,如果需要更快速的冷凍則可采用專業(yè)冷凍設(shè)備提供更低溫。因此具體實施時需要的冷凍時間根據(jù)粗纖維的水分和冷凍溫度而不同,實驗證明一般在10?24小時內(nèi)即可滿足疏解需求。疏解步驟的加工可以根據(jù)具體工業(yè)生產(chǎn)所需的細(xì)纖維指標(biāo)進(jìn)行細(xì)加工,一般為0.07~0.1毫米?,F(xiàn)有技術(shù)采用的秸桿原料均被暴曬,營養(yǎng)液、脂腱和纖維都干枯結(jié)成硬桿,因此需要添加酸堿進(jìn)行蒸煮才能分離獲得細(xì)纖維。而本發(fā)明只需進(jìn)行冰凍和機(jī)械加工,簡便高效。蒸煮法采用化學(xué)手段破壞秸桿,纖維產(chǎn)出率低,本發(fā)明纖維產(chǎn)出率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過了蒸煮法,并且纖維質(zhì)量更好。
[0016]加工達(dá)到所需的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后,進(jìn)行清洗步驟:從纖維機(jī)中取出纖維并清洗濾干,脂鍵、木質(zhì)素等雜質(zhì)和水同時流出,避免雜質(zhì)干擾秸桿纖維制成品的質(zhì)量。例如沒有清洗干凈的秸桿纖維用來造紙會容易泛黃。清洗步驟用于清洗后的水無毒無害可循環(huán)使用,而現(xiàn)有技術(shù)使用過的水因為添加過酸堿已被污染,由此可見本發(fā)明的環(huán)保作用。而且本發(fā)明的用水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于蒸煮法的用水量,備料步驟中保濕用水較少,清洗細(xì)纖維的用水重量比為1: 4?1: 10。浸泡用水重量比為1: 2?1: 4。整個制取過程的用水比一般不超過1: 20,節(jié)約大量工業(yè)用水,降低成本,保護(hù)環(huán)境。
[0017]清洗干凈后得到的秸桿纖維可以曬干保存,也可直接以含水狀態(tài)用于工業(yè)制造,例如直接用作造紙用的草漿。
[0018]具體實施例一:
將麥草秸桿以切草機(jī)切成80mm長的段,裝入容器中清洗,清洗時向水中以15ml/L分量通入臭氧,備料完成后用纖維機(jī)磙壓,將原料破碎成粗纖維,采用2倍粗纖維體積的水進(jìn)行浸泡,然后將粗纖維在-rc?o°c環(huán)境下冰凍后用纖維機(jī)再次磙壓,直到磙壓成滿足造紙生產(chǎn)需要的細(xì)纖維。用?ο倍細(xì)纖維體積的水清洗細(xì)纖維,濾除雜質(zhì),即可用于造紙。
[0019]具體實施例二:
將稻草秸桿以切草機(jī)切成10_長的段,裝入容器中清洗,備料完成后用纖維機(jī)磙壓,將原料破碎成粗纖維,采用4倍粗纖維體積的水進(jìn)行浸泡,然后將粗纖維在-7V?0°C環(huán)境下冰凍后用纖維機(jī)再次磙壓,直到磙壓成滿足高密度板生產(chǎn)需要的細(xì)纖維。用4倍細(xì)纖維體積的水清洗細(xì)纖維,濾除雜質(zhì)。然后風(fēng)干或烘干細(xì)纖維,加入1%粘合劑,用熱壓機(jī)成型為高密度板。
【主權(quán)項】
1.一種植物秸桿纖維制造方法,其特征在于:所述方法包括下述步驟,(1)備料,保持秸桿濕度,清洗秸桿去掉雜物;(2)破碎,將秸桿用纖維機(jī)加工成粗纖維;(3)疏解,將粗纖維冷凍到內(nèi)部水分結(jié)冰,然后解凍后用纖維機(jī)加工成細(xì)纖維;(4)清洗,用水清洗細(xì)纖維,濾除雜質(zhì)。2.如權(quán)利要求1所述的植物秸桿纖維制造方法,其特征在于:備料時清洗秸桿的水采用臭氧進(jìn)行處理。3.如權(quán)利要求1所述的植物秸桿纖維制造方法,其特征在于:備料后將秸桿切成50?100mm長的段裝進(jìn)塑料袋存放。4.如權(quán)利要求1所述的植物秸桿纖維制造方法,其特征在于:破碎步驟將秸桿用纖維機(jī)加工成粗纖維后浸泡,浸泡用水重量比為1: 2?1: 4。
【專利摘要】一種植物秸稈纖維制造方法,其特征在于:所述方法包括下述步驟:(1)備料,保持秸稈濕度,清洗秸稈去掉雜物;(2)破碎,將秸稈用纖維機(jī)加工成粗纖維;(3)疏解,將粗纖維冷凍到內(nèi)部水分結(jié)冰,然后解凍后用纖維機(jī)加工成細(xì)纖維;(4)清洗,用水清洗細(xì)纖維,濾除雜質(zhì)。
【IPC分類】D21B1/30
【公開號】CN105316972
【申請?zhí)枴緾N201410379393
【發(fā)明人】高云
【申請人】高云
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年8月5日