CN103613782B - 一种基于菌丝体废旧塑料的回收再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种基于菌丝体废旧塑料的回收再生方法，该包括如下步骤：废旧塑料的分拣，清洗，粉碎，消毒，干燥；将经过所述步骤处理的废旧塑料和培养料，废旧金属按一定的比例混合，加入营养液，装入模具，高压灭菌，接种室接种菌丝，接种完毕后，放入培养室；控制所述培养室内的菌丝生长条件，待菌丝充满模具后，脱模，烘干后形成纤维复合材料。该方法是基于可生物降解的理念，以废旧塑料为培养基，引入适量营养物质，接种蘑菇菌丝，经过菌丝体的生长，构建以菌丝体纤维为连续相，废旧塑料为基材的新型结构纤维复合材料，是一种隔热效果好、制作成本低、绿色低碳环保的新型部分生物降解塑料。

Description

一种基于菌丝体废旧塑料的回收再生方法

技术领域

本发明涉及一种废旧塑料的回收方法，具体涉及一种基于菌丝体废旧塑料的回收再生方法。

背景技术

随着塑料工业的迅猛发展，废旧塑料的回收利用作为一项节约能源、保护环境的措施，普遍受到重视，而生物降解塑料是目前解决废旧塑料污染问题的一种可行而有效的手段。

生物降解塑料既可被环境中的微生物，如细菌、真菌和藻类所释放出的酶降解、又可在自然条件下发生天然降解反应，如天然水解，天然氧化反应，避免产生“白色污染”、保护环境和生态平衡、缓解石油资源缺乏危机。全降解塑料制品作为一种新型塑料，是理想生物降解塑料。

聚羟基烷基酯（PHA）是一类通过微生物储存碳源和能量合成的线性聚酯，虽然在医药领域具有极为广阔的应用前景，周磊的完全生物降解塑料的研究进展文章称其对于环境的要求很苛刻，造价成本要比普通塑料高出6～10倍；授权公告号（CN102134380B）提到：聚乳酸（PLA）是以有机酸乳酸为原料进行生产的新型聚酯材料，性能比聚乙烯、聚丙烯等材料优越，但是在聚合反应后期，聚合物可能会解成丙交酯，从而限制聚乳酸（PLA）相对分子量的提高，而且聚乳酸（PLA）质地比较脆硬，需要后续改性，成本高。

2009年，位于美国纽约的Ecovative公司利用蘑菇菌丝制造出一种被称之为“蘑菇塑料”的可降解的环保材料，该公司的“蘑菇塑料”是通过菌丝体(蘑菇根部)以及农业废料(如谷物的外壳和其他废弃有机农作物等)生产出的一种泡沫塑料。该公司先将农副产品混合并通过连续蒸汽巴氏杀菌系统清理，清除有害的霉菌；然后接种菌丝体孢子，将接种后混合物通过自动化手段均匀地填充到模具单元中；在无任何光照、无水和无废料投入的情况下，菌丝生长在一个星期左右；在该进程结束后，通过脱水和热处理工艺，停止菌丝的生长。在整个过程中要保证不会出现任何孢子或过敏原，条件苛刻，操作复杂，生产成本高，且不利于规模化生产。

发明内容

本发明克服了上述生产工艺复杂的缺点，形成了一种既能回收废旧塑料又能可生物降解的新型塑料，可用于代替聚苯乙烯泡沫塑料和聚苯乙烯类产品。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明是一种基于菌丝体废旧塑料的回收再生方法，该回收再生方法包括如下步骤：

废旧塑料的分拣，清洗，粉碎，消毒，干燥；

将经过所述步骤处理的废旧塑料和培养料、废旧金属按一定的比例混合，然后加入营养液，培养料、废旧塑料、废旧金属和营养液组成培养基，将所述培养基装入模具，高压灭菌，接种室接种菌丝，接种完毕后，放入培养室；

控制所述培养室内菌丝的生长条件，待菌丝充满模具后，脱模，烘干后形成纤维复合材料。

本发明步骤中各种原料的质量份数是：培养料40~50份、废旧塑料40~55份、废旧金属5~10份、营养液10~20份，经过上述原料制作得到的菌丝的质量份数是：菌丝2~5份。

优选的，本发明的菌丝是平菇菌丝。

优选的，本发明的培养料是食用菌棉籽壳。

优选的，本发明的废旧塑料是日用塑料制品或农用地膜的一种或多种结合。

优选的，本发明的废旧金属是回收的废旧金属易拉罐。

优选的，本发明的营养液为磷酸二氢钾、硫酸镁、麦芽糖、过磷酸钙、石膏粉、以及水和微量维生素b组成的营养液。

优选的，本发明的磷酸二氢钾、硫酸镁、麦芽糖、过磷酸钙、石膏粉的质量比为4:1:50:100:100，所述水的质量为培养料，废旧塑料和废旧金属的65%。

优选的，本发明在步骤中培养室内的菌丝的生长条件为温度22℃~23℃，湿度65%~70%，密封，所述培养室每天通风半小时，每天见光半小时。

本发明的有益效果是：本发明形成一种可生物降解的废旧塑料回收方法，基于可持续发展和环保节能的理念，将降解的“蘑菇塑料”与废旧塑料相结合，以废旧塑料为培养基，引入适量营养物质，接种蘑菇菌丝，经过菌丝体的生长，构建以菌丝体纤维为连续相，废旧塑料为基材的新型结构纤维复合材料，并形成完善的制备工艺，得到制备工艺、原料特性、材料性能间的相互关系，该泡沫塑料填充物，能够一定程度上替代聚苯乙烯泡沫及其塑料制品，应用于包装材料和隔热材料；将收集到的废旧塑料进行清洗，然后通过粉碎机进行粉碎后消毒烘干，将打碎后的废旧塑料和培养料和废旧金属加入培养液后在简单的高压设备，例如高压锅内高压灭菌，压力为0.11-0.12兆帕，然后接种菌丝放入培养室内生长后脱模烘干，使用日用的塑料制品、塑料袋或者是地膜，不仅降低了成本，且能有效的改善环境；由于平菇具有各种温型的品种，使各地区可以在不同季节根据当地气温选择不同温型的品种，栽培较少受地区气候条件和季节的限制，平菇菌丝的生产条件限定小，较容易生存和控制；采用食用菌棉籽壳作为培养料，其疏松、不板结的结构提供平菇生长所需要的氧气，适合平菇菌丝的生长，同时，变废为宝，成本低，还可净化环境，由于平菇菌丝的生长周期短，生产所需的设备简单，废旧塑料和废旧金属的低成本，该基于菌丝体废旧塑料的回收再生存在经济效益和环境效益。

本发明结工艺程序简单，条件限制低，简单的实验室都可以实现，成本低廉，既能回收废旧塑料又能可生物降解的新型塑料，可用于代替聚苯乙烯泡沫塑料和聚苯乙烯类产品，应用于包装材料和隔热材料。

附图说明

图1是本发明的菌丝在培养室内的生长图。

图2是本发明中实施例6中塑料电子显微镜附图。

图3是本发明中实施例3中的塑料的压缩强度曲线图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

如图1-3所示，本发明是一种基于菌丝体废旧塑料的回收再生方法，所述回收再生方法包括如下步骤：

废旧塑料的分拣，清洗，粉碎，消毒，干燥；首先将回收的废旧塑料进行分拣，将不是塑料的部分分开，然后对塑料进行清洗，清洗后通过粉碎机对塑料进行粉碎，粉碎后进行消毒和干燥；

将经过所述步骤处理的废旧塑料和培养料、废旧金属按一定的比例混合，然后加入营养液，所述培养料、废旧塑料、废旧金属和营养液组成培养基，将所述培养基装入模具，高压灭菌，接种室接种菌丝，接种完毕后，放入培养室；高压灭菌采用高压设备例如高压锅进行，压力为0.11-0.12兆帕；

控制所述培养室内的菌丝生长条件，待菌丝充满模具后，脱模，烘干后形成纤维复合材料，该材料不仅可以用于包装材料还可以用于隔热材料；

上述各种原料的质量份数是：培养料40~50份、废旧塑料40~55份、废旧金属5~10份、营养液10~20份，经过上述原料制作得到的菌丝的质量份数是：菌丝2~5份；

所述菌丝是平菇菌丝；

所述培养料是食用菌棉籽壳、木屑、玉米芯；

所述废旧塑料是日用塑料制品或农用地膜的一种或多种结合；

所述废旧金属是回收的废旧金属易拉罐，废旧塑料和废旧金属易拉罐的使用不仅降低了成本，而且还可以废品回收利用，减少了垃圾的堆放；

本发明的营养液为磷酸二氢钾、硫酸镁、麦芽糖、过磷酸钙、石膏粉、以及水和微量维生素b组成的营养液，磷酸二氢钾、硫酸镁、麦芽糖、过磷酸钙、石膏粉、维生素b的质量比为4:1:50:100:100:0.2，本发明的磷酸二氢钾、硫酸镁、麦芽糖、过磷酸钙、石膏粉的质量比为4:1:50:100:100，所述水的质量为培养料，废旧塑料和废旧金属的65%。

在步骤中培养室内的菌丝的生长条件为温度22℃~23℃，湿度65%~70%，密封，所述培养室每天通风半小时，每天见光半小时。

实施例1：

将培养料、废旧塑料、废旧金属按质量配比40:50:10混合；

以上原料混合后的制备方法为：将培养料、废旧塑料、废旧金属按照质量40:50:10比混合，加入10份培养液，调节pH7.5～8.5，如果pH过小，菌丝生长慢，平菇菌丝耐碱性较强，高压灭菌，压力为0.11-0.12兆帕，在接种室接种4份菌丝，接种完毕后，放入培养室，培养室温度20℃~26℃，湿度60%~70%，每天见光半小时，每天通风半小时，在密封的条件下培养，直至菌丝体充分包裹废旧品，脱模，烘干1h，测定密度和压缩强度，密度和压缩强度见表1。

实施例2：

将培养料、废旧塑料、废旧金属按质量配比40:55:5混合；

以上原料混合后的制备方法：将培养料、废旧塑料、废旧金属按照质量配比40:55:5混合，加入10份培养液，调节pH7.5～8.5，高压灭菌，压力为0.11-0.12兆帕，在接种室接种5份菌丝，接种完毕后，放入培养室，培养室温度20℃~26℃，湿度60%~70%，每天见光半小时，每天通风半小时，在密封的条件下培养，直至菌丝体充分包裹废旧品，脱模，烘干1h，测定密度和压缩强度，密度和压缩强度见表1。

实施例3：

将培养料、废旧塑料、废旧金属按质量配比45:45:10混合；

以上原料混合后的制备方法：将培养料、废旧塑料、废旧金属按照质量配比45:45:10混合，加入15份培养液，调节pH7.5～8.5，高压灭菌，压力为0.11-0.12兆帕，在接种室接种3份菌丝，接种完毕后，放入培养室，培养室温度20℃~26℃，湿度60%~70%，每天见光半小时，每天通风半小时，在密封的条件下培养，直至菌丝体充分包裹废旧品，脱模，烘干1.5h，测定密度和压缩强度，密度和压缩强度见表1，此实施例中制备的蘑菇泡沫塑料的压缩强度的曲线如图3所示。

实施例4：

将培养料、废旧塑料、废旧金属按质量配比45:50:5混合；

以上原料混合后的制备方法：将培养料、废旧塑料、废旧金属按照质量配比45:50:5混合，加入15份培养液，调节pH7.5～8.5，高压灭菌，压力为0.11-0.12兆帕，在接种室接种4份菌丝，接种完毕后，放入培养室，培养室温度20℃~26℃，湿度60%~70%，每天见光半小时，每天通风半小时，在密封的条件下培养，直至菌丝体充分包裹废旧品，脱模，烘干1.5h，测定密度和压缩强度，密度和压缩强度见表1。

实施例5：

将培养料、废旧塑料、废旧金属按质量配比50:40:10混合；

以上原料混合后的制备方法：将培养料、废旧塑料、废旧金属按照质量配比50:40:10混合，加入20份培养液，调节pH7.5～8.5，高压灭菌，压力为0.11-0.12兆帕，在接种室接种2份菌丝，接种完毕后，放入培养室，培养室温度20℃~26℃，湿度60%~70%，每天见光半小时，每天通风半小时，在密封的条件下培养，直至菌丝体充分包裹废旧品，脱模，烘干2h，测定密度和压缩强度，密度和压缩强度见表1。

实施例6：

将培养料、废旧塑料、废旧金属按质量配比50:45:5混合；

以上原料混合后的制备方法：将培养料、废旧塑料、废旧金属按照质量配比50:45:5混合，加入20份培养液，调节pH7.5～8.5，高压灭菌，压力为0.11-0.12兆帕，在接种室接种3份菌丝，接种完毕后，放入培养室，培养室温度20℃~26℃，湿度60%~70%，每天见光半小时，每天通风半小时，在密封的条件下培养，直至菌丝体充分包裹废旧品，脱模，烘干2h，测定密度和压缩强度，密度和压缩强度见表1，本实施例中的泡沫塑料电子显微镜的图如图2所示。

表1：本发明中实施例1-6制备的蘑菇泡沫塑料的密度表和压缩强度表

	抗压强度（N）	表观密度（g/cm3）
			实施例1	18.63	0.285
实施例2	17.66	0.280
			实施例3	17.17	0.282
实施例4	14.54	0.281
			实施例5	9.41	0.274
实施例6	9.84	0.272

本发明结工艺程序简单，条件限制低，简单的实验室都可以实现，成本低廉，既能回收废旧塑料又能可生物降解的新型塑料，可用于代替聚苯乙烯泡沫塑料和聚苯乙烯类产品，应用于包装材料和隔热材料。

Claims (5)

1.一种基于菌丝体废旧塑料的回收再生方法，其特征在于：所述回收再生方法包括如下步骤：

废旧塑料的分拣，清洗，粉碎，消毒，干燥；

将经过所述步骤处理的废旧塑料和培养料、废旧金属按一定的比例混合，然后加入营养液，所述培养料、废旧塑料、废旧金属和营养液组成培养基，将所述培养基装入模具，高压灭菌，接种室接种菌丝，接种完毕后，放入培养室；

控制所述培养室内的菌丝生长条件，待菌丝充满模具后，脱模，烘干后形成纤维复合材料；

其中：所述菌丝是平菇菌丝；

所述培养料是食用菌棉籽壳；

所述废旧塑料是日用塑料制品或农用地膜的一种或多种结合；

在步骤中培养室内的菌丝的生长条件为温度22℃~23℃，湿度65%~70%，密封，所述培养室每天通风半小时，每天见光半小时。

2.根据权利要求1所述一种基于菌丝体废旧塑料的回收再生方法，其特征在于：上述各种原料的质量份数是：培养料40~50份、废旧塑料40~55份、废旧金属5~10份、营养液10~20份，经过上述原料制作得到的菌丝的质量份数是：菌丝2~5份。

3.根据权利要求1所述一种基于菌丝体废旧塑料的回收再生方法，其特征在于：所述废旧金属是回收的废旧金属易拉罐。

4.根据权利要求1所述一种基于菌丝体废旧塑料的回收再生方法，其特征在于：所述营养液为磷酸二氢钾、硫酸镁、麦芽糖、过磷酸钙、石膏粉、微量维生素B以及水组成的营养液。

5.根据权利要求4所述一种基于菌丝体废旧塑料的回收再生方法，其特征在于：所述磷酸二氢钾、硫酸镁、麦芽糖、过磷酸钙、石膏粉的质量比为4:1:50:100:100，所述水的质量为培养料，废旧塑料和废旧金属的65%。