CN103525496A - 一种用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法，它包括黄蜀葵原材料的干燥，黄蜀葵原材料的粉碎造粒，挤压成型和烘烤炭化等步骤。本发明提供的用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法，工艺设计合理，可操作性强，根据黄蜀葵的根、茎、叶的纤维特征和理化性质，通过大量实验优选出干燥温度和干燥后的含水量，然后采用优选的挤出工艺，制备得到成型的黄蜀葵炭，最后采用优选的炭化工艺制备得到的黄蜀葵炭，含灰量低，热量释放大。本发明以废弃的黄蜀葵为原料，变废为宝，可减少资源浪费和环境污染，具有重要的经济价值和社会效益。

Description

一种用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法
技术领域
本发明涉及一种烧烤用炭的的制备方法，具体涉及一种用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法。
背景技术
百年来，由于人类社会的迅猛发展，各国的工业化、城市化及人民生活水平的提高，人类对自然资源，尤其是森林资源的消耗严重。所以，应用各种废弃材料作为燃料的替代物是一项重大课题。目前，有利用锯末、竹末、谷壳及甘蔗残渣等制炭的方法。
黄蜀葵抗干旱耐稀簿、耐涝，荒山坡地、盐碱地都可种植，叶径产量是种子产量的220%，全国范围内栽种面积不断增加。黄蜀葵花提取物对肾炎、心肌损伤、脑缺血损伤等具有重要的药理作用，黄蜀葵提取药用成分后的的废弃物中含有大量植物纤维。蜀葵茎的韧皮纤维发达，次生韧皮部的外围有大量的韧皮纤维束分布，每个纤维束由12~50个数目不等的韧皮纤维组成，相邻纤维束之间仅由1~2层薄壁细胞隔离。黄蜀葵籾皮纤维在长度、直径、结节数、节结距离等性状与剑麻相当，其中纤维的长度可达1.66mm，黄蜀葵靭皮的主要成分是纤维素，含量高达41.80%，由于炭丝长度由原植物纤维决定，所以黄蜀葵可作为优质燃烧炭块原料。而目前并没有以黄蜀葵为原料制备烧烤用炭的方法。
发明内容
发明目的：本发明的目的是解决现有技术的不足，以黄蜀葵非药用资源为原料，变废为宝，提供一种用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法，具有重要的经济价值和社会价值。
技术方案：为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：
一种用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法，其包括以下步骤： 
(1)干燥黄蜀葵，使其含水量以黄蜀葵的总重量计为2~12%；
(2)将步骤(1)干燥后的黄蜀葵粉碎成粒径为0.1~8mm的颗粒；
(3)取步骤(2)粉碎后的黄蜀葵颗粒，用螺旋形挤压推进器将粉碎后的黄蜀葵挤入套管内，在150-350℃的温度下，挤压成型； 
(4)取步骤(3)挤压成形的黄蜀葵放入炭化炉内，在300~800℃进行烘烤炭化36~48小时，然后将封炉保温24~48小时，得到成品炭。
作为优选方案，以上所述的用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法，步骤(1)所述的干燥温度为150~300℃，干燥时间为5~20分钟。本发明通过大量实验研究最佳的加热干燥温度和时间，黄蜀葵在150~300℃，干燥时间为5~20分钟，可以使黄蜀葵含水量为以黄蜀葵总重量计2-12%，实验结果表明，若黄蜀葵含水量高于12%，在后续炭化过程中由于原料收缩产生断裂现象，导致炭化效率较低，且会消耗更多能源。因此，本发明将黄蜀葵在150~300℃，干燥时间为5~20分钟，将黄蜀葵含水量干燥到2-12%，有利于后续的炭化工艺。
作为优选方案，以上所述的用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法，步骤(2)干燥后的黄蜀葵粉碎成粒径为2~5mm的颗粒，有利于后续的成形工艺。
作为优选方案，以上所述的用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法，步骤(3)挤出的形状为空心。本发明采用螺旋形挤压推进器将粉碎后的黄蜀葵挤入套管内，在150-350℃的温度下使黄蜀葵成形，挤出的形状有实心和空心两种，本发明优选空心形状，更有利于燃烧时充分。
作为优选方案，以上所述的用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法，步骤(4)在550℃的温度下进行炭化48小时后封炉保温24小时。炉内炭化过程中，炉内温度非常关键，炉内温度上升有一个从低至高的过程，升温过快或过慢都将影响成品炭的质量，本发明根据黄蜀葵纤维的结构特征和含有大量胶质成分（主要成分为多糖，主要由阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖聚合而成）的特征，通过大量实验筛选炭化的温度和时间，实验结果表明，温度控制在300~800℃，黄蜀葵的炭化时间为36-48小时，然后封炉保温24小时，作为更优选的技术方案，在550℃的温度下进行炭化48小时后封炉保温24小时制备得到的产品炭，该产品炭的质量更优，炭中灰含量小于7%（重量），其炭化发热量大于7000cal/g，取得了很好的技术效果。相比于现有技术制备得到的炭燃烧释放的热量更高，灰量更低，取得了很好的技术效果。
并且现有技术中制备炭必须额外加入大量，如淀粉、氢氧化钠或硼砂等粘合剂，才能够挤压成型，生产工艺复杂，成本较高，并且由于额外粘合剂的加入，成品炭燃烧时环保性差。而本发明采用的黄蜀葵的根茎等含大量的粘液质，是由阿拉伯聚糖（12.30%)、半乳聚糖（13.19%)、鼠李聚糖(8.08%)、淀粉（16.3%)等组成，是优质的天然胶，采用本发明优选工艺制成具有强度好，燃烧无烟、无味、安全卫生，无需额外添加粘合剂，相比现有技术，不仅成本低，而且更加环保，具有显著的经济和社会效益。
有益效果：本发明提供的用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法具有如下优点：
本发明提供的用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法，工艺设计合理，可操作性强，根据黄蜀葵的根、茎、叶的纤维特征和理化性质，通过大量实验优选出干燥温度和干燥后的含水量，然后采用优选的挤出工艺，制备得到成型的黄蜀葵炭，最后采用优选的炭化工艺制备得到的黄蜀葵炭。
本发明以废弃的黄蜀葵为原料，变废为宝，可减少污染，节约原木，减少对森林资源的破坏。再次，黄花葵栽种面积大，原料可就地取材，成本低廉，可实现工业化生产，具有重要的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1  
一种用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法，其包括以下步骤： 
(1) 将1吨经堆晒后的黄花葵进行加热干燥，干燥时温度控制在250℃，干燥15分钟后将黄花葵引出，此时黄花葵的含水量为7%（重量）；
(2)将步骤(1)干燥后的黄蜀葵用切割粉碎机将其粉碎成4mm的颗粒；
(3)取步骤(2)粉碎后的黄蜀葵颗粒，用螺旋形挤压推进器将粉碎后的黄蜀葵挤入套管内，在150℃的温度下，挤压成六角形的中间空心的条状物，速度为35~40秒/根，挤压成型； 
(4)取步骤(3)挤压成形的黄蜀葵放入炭化炉内，在550℃进行烘烤炭化48小时，然后将封炉保温48小时，得到成品炭，每吨黄花葵可出0.337吨成品炭。实验检测该成品炭的含灰量为6.7%（重量），炭化发热量为7200cal/g。
实施例2  
一种用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法，其包括以下步骤： 
(1) 将1吨经堆晒后的黄花葵进行加热干燥，干燥时温度控制在300℃，干燥10分钟后将黄花葵引出，此时黄花葵的含水量为6%（重量）；
(2)将步骤(1)干燥后的黄蜀葵用切割粉碎机将其粉碎成3mm的颗粒；
(3)取步骤(2)粉碎后的黄蜀葵颗粒，用螺旋形挤压推进器将粉碎后的黄蜀葵挤入套管内，在300℃的温度下，挤压成六角形的中间空心的条状物，速度为35~40秒/根，挤压成型； 
(4)取步骤(3)挤压成形的黄蜀葵放入炭化炉内，在520℃进行烘烤炭化48小时，然后将封炉保温24小时，得到成品炭，每吨黄花葵可出0.335吨成品炭。实验检测该成品炭的含灰量为6.8%（重量），炭化发热量为7400cal/g。
实施例3  
一种用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法，其包括以下步骤： 
(1) 将1吨经堆晒后的黄花葵进行加热干燥，干燥时温度控制在200℃，干燥20分钟后将黄花葵引出，此时黄花葵的含水量为8%（重量）；
(2)将步骤(1)干燥后的黄蜀葵用切割粉碎机将其粉碎成5mm的颗粒；
(3)取步骤(2)粉碎后的黄蜀葵颗粒，用螺旋形挤压推进器将粉碎后的黄蜀葵挤入套管内，在350℃的温度下，挤压成六角形的中间空心的条状物，速度为35~40秒/根，挤压成型； 
(4)取步骤(3)挤压成形的黄蜀葵放入炭化炉内，在600℃进行烘烤炭化36小时，然后将封炉保温24小时，得到成品炭，每吨黄花葵可出0.325吨成品炭。实验检测该成品炭的含灰量为7%（重量），炭化发热量为7000cal/g。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法，其特征在于，包括以下步骤：  
(1)干燥黄蜀葵，使其含水量以黄蜀葵的总重量计为2~12%；
(2)将步骤(1)干燥后的黄蜀葵粉碎成粒径为0.1~8mm的颗粒；
(3)取步骤(2)粉碎后的黄蜀葵颗粒，用螺旋形挤压推进器将粉碎后的黄蜀葵挤入套管内，在150-350℃的温度下，挤压成型； 
(4)取步骤(3)挤压成形的黄蜀葵放入炭化炉内，在300~800℃进行烘烤炭化36~48小时，然后将封炉保温24~48小时，得到成品炭。
2.根据权利要求1所述的用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法，其特征在于，步骤(1)所述的干燥温度为150~300℃，干燥时间为5~20分钟。
3.根据权利要求1所述的用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法，其特征在于，步骤(3)挤出的形状为空心。
4.根据权利要求1至3任一项所述的用黄蜀葵制备烧烤用炭的方法，其特征在于，步骤(4)在550℃的温度下进行炭化48小时后封炉保温24小时。
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