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(chēng)，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(lèi)也不盡相同。秸桿包含纖維素、半纖維素、脂鍵、木質(zhì)素和營(yíng)養(yǎng)液等成份，對(duì)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(guó)樹(shù)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(guò)程中產(chǎn)生大量污物，纖維產(chǎn)出率低，耗費(fèi)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(shí)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(shí)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(zhǎng)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(jiǎn)便地取得秸桿纖維，制造效率高，纖維產(chǎn)出率高，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染。
【具體實(shí)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(yíng)養(yǎng)液等成份隨其作物生長(zhǎng)規(guī)律而形成，在成熟階段營(yíng)養(yǎng)液從根部沿管壁輸送到果實(shí)(麥粒、谷粒等)中。農(nóng)作物成熟后，因收割切斷了根部對(duì)秸桿的水分供給，營(yíng)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(shí)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(shí)保持秸桿濕度，不讓秸桿內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液干枯。具體實(shí)施時(shí)，可以在農(nóng)作物收割時(shí)，盡量割、捆、運(yùn)同時(shí)進(jìn)行，不讓秸桿在田間長(zhǎng)時(shí)間裸露暴曬，秸桿的生理水分不干枯。在不能及時(shí)運(yùn)回或天氣干燥時(shí)，可對(duì)秸桿噴霧，增加水分以利于保濕，維護(hù)纖維和營(yíng)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?yàn)闇?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(guò)一段時(shí)間進(jìn)行儲(chǔ)備和運(yùn)輸，因此本發(fā)明實(shí)施例在備料后將秸桿切成50?100mm長(zhǎng)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(shí)不處理會(huì)因?yàn)楹谒敕勰┑娘w揚(yáng)造成大量黑液。本發(fā)明備料時(shí)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(guò)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(guò)機(jī)械加工初步改變秸桿的外形和組織結(jié)構(gòu)，此時(shí)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(yíng)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(lái)制造工業(yè)用秸桿纖維。本發(fā)明采用申請(qǐng)人研制的環(huán)保纖維機(jī)，能夠根據(jù)磙壓時(shí)間長(zhǎng)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?yàn)榈蜏叵滤帜Y(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(shí)的膨脹疏解效果更佳。一般水分在o°c即可開(kāi)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(zhuān)業(yè)冷凍設(shè)備提供更低溫。因此具體實(shí)施時(shí)需要的冷凍時(shí)間根據(jù)粗纖維的水分和冷凍溫度而不同，實(shí)驗(yàn)證明一般在10?24小時(shí)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。現(xiàn)有技術(shù)采用的秸桿原料均被暴曬，營(yíng)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(jiǎn)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(guò)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(shí)流出，避免雜質(zhì)干擾秸桿纖維制成品的質(zhì)量。例如沒(méi)有清洗干凈的秸桿纖維用來(lái)造紙會(huì)容易泛黃。清洗步驟用于清洗后的水無(wú)毒無(wú)害可循環(huán)使用，而現(xiàn)有技術(shù)使用過(guò)的水因?yàn)樘砑舆^(guò)酸堿已被污染，由此可見(jiàn)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(gè)制取過(guò)程的用水比一般不超過(guò)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(shí)施例一:
將麥草秸桿以切草機(jī)切成80mm長(zhǎng)的段，裝入容器中清洗，清洗時(shí)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(shí)施例二:
將稻草秸桿以切草機(jī)切成10_長(zhǎng)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(xiàng)】
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(shí)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(zhǎng)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(zhuān)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(lèi)】D21B1/30
【公開(kāi)號(hào)】CN105316972
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410379393
【發(fā)明人】高云
【申請(qǐng)人】高云
【公開(kāi)日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2014年8月5日