CN104608224A - 秸秆纤维丝的生产系统、生产方法及秸秆纤维丝的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及秸秆纤维丝的生产系统、生产方法及秸秆纤维丝的用途。秸秆纤维丝的生产系统包括秸秆浸泡池、秸秆纤维丝磨制装置、碎解装置和压滤脱水装置；碎解装置包括碎解进料口和碎解出料口，秸秆纤维丝磨制装置包括磨制进水进料口和磨制出料口，压滤脱水装置包括压滤进料口、压滤出料口和压滤出水口；碎解进料口连接秸秆浸泡池，碎解出料口连接磨制进水进料口，磨制进水进料口还连接水源，磨制出料口连接压滤进料口。本发明解决了农村中秸秆运输难、焚烧破坏生态环境的问题，又在生产过程中实现了生态水循环、无污染，达到了工业生产与生态环境的有机结合。同时，秸秆纤维丝生产系统生产出的秸秆纤维丝变废为宝，实现了对秸秆的利用。
Description
技术领域
本发明涉及农业生产领域，特别涉及秸秆纤维丝的生产系统、生产方法及秸秆纤维丝的用途。
背景技术
秸秆是成熟农作物茎叶部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。在农业生产水平低、产量低、秸秆数量少的时期，对秸秆的利用除少量用于垫圈、喂养牲畜、堆沤肥外，大部分秸秆都作为燃料进行焚烧。而燃烧秸秆会造成严重的大气污染、引发火灾、危害人体健康、引发交通事故、破坏土壤结构等一系列严重的问题。
随着农业生产的发展、农业机械化水平的提高，出现了秸秆粉碎机。其用于将秸秆切碎，一方面可以实现就地将秸秆破碎后直接还田，另一方面破碎后的秸秆经过加工后可作为制造有机肥、刨花板、纸张等生产行业的原料。
但是，破碎机作为一种将秸秆切碎的粗加工工具，其只能实现对秸秆的破碎，不能实现脱水，因此破碎的秸秆在运输过程中容易产生腐败的问题。另外，秸秆在粉碎前没有任何除杂、浸泡处理，破碎的秸秆品质很低，限制了秸秆作为工业原料的使用范围。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种现实对农作物秸秆变废为宝、无污染处理的秸秆纤维丝的生产系统、生产方法及秸秆纤维丝的用途。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种秸秆纤维丝生产系统，其特征在于，包括秸秆浸泡池、秸秆纤维丝磨制装置、碎解装置和压滤脱水装置；所述碎解装置包括碎解进料口和碎解出料口，所述秸秆纤维丝磨制装置包括磨制进水进料口和磨制出料口，所述压滤脱水装置包括压滤进料口、压滤出料口和压滤出水口；所述碎解进料口连接秸秆浸泡池，所述碎解出料口连接磨制进水进料口，所述磨制进水进料口还连接水源，所述磨制出料口连接压滤进料口；
所述秸秆浸泡池，用于浸泡秸秆原料；
所述碎解装置，用于将浸泡后的秸秆原料切碎为秸秆段；
所述秸秆纤维丝磨制装置，用于将秸秆段磨制成秸秆丝；
所述压滤脱水装置，用于将秸秆丝进行脱水处理。
本发明的有益效果为：解决了农村中秸秆运输难、处理难、焚烧破坏生态环境的问题，又在生产过程中实现了生态水循环、环保无污染、无排放，达到了工业生产与生态环境的有机结合。同时，秸秆纤维丝生产系统生产出的秸秆纤维丝变废为宝，实现了对秸秆的利用，增加了秸秆的附加值。
进一步，所述秸秆浸泡池置于一个养鱼池内，所述养鱼池包括第一进水口和第一出水口；所述第一出水口连接磨制进水进料口，所述第一进水口连接压滤出水口。
进一步，所述第一出水口与磨制进水进料口、所述第一进水口与压滤出水口的连接方式为管道连接或水槽连接。
进一步，所述养鱼池包括净水植物池，所述净水植物池设置于秸秆浸泡池外围，所述第一出水口和第一进水口均设置于净水植物池，所述养鱼池设置于所述净水植物池的外围。
进一步，所述秸秆纤维丝磨制装置包括进料装置、磨室、配置集成箱、齿轮联轴器和主电机，所述进料装置连接磨室；磨室分别连接配置集成箱和齿轮联轴器，齿轮联轴器连接主电机；所述磨室上设置有出料口，所述磨室包括主轴、动磨盘驱动轴、动磨盘和定磨盘；所述动磨盘和定磨盘轴连接，所述主轴一端连接动磨盘驱动轴，另一端连接齿轮联轴器；所述动磨盘的磨面上设有呈同心圆由内至外依次排列的碎解区、梳碾区、粗磨区和精磨区。
采用进一步方案的有益效果为：通过4个不同的磨区将秸秆磨制成秸秆丝，实现了对秸秆的深加工，有利于后续工序对秸秆的利用。
进一步，所述碎解进料口与秸秆浸泡池、所述碎解出料口与磨制进水进料口、所述磨制出料口与压滤进料口的连接方式为传送带连接。
为了解决技术问题，本发明还提供一种秸秆纤维丝生产方法，包括以下步骤：
步骤1：浸泡秸秆原料；
步骤2：将浸泡后的秸秆原料切碎为秸秆段；
步骤3：将秸秆段磨制成秸秆丝；
步骤4：将秸秆丝进行脱水处理。
进一步，所述步骤1还包括步骤a：在浸泡秸秆原料的区域外围设置净水植物池；在净水植物外围设置养鱼池；步骤3还包括步骤b：将秸秆段磨制成秸秆丝时需从净水植物池取水，进而进行磨制；步骤4还包括步骤c:将秸秆丝脱水处理产生的废水排放至净水植物池。
上述秸秆纤维丝生产系统生产的秸秆纤维丝用于具有减震性能的包装产品或一次性产品的制造原料的用途。
附图说明
图1为本发明秸秆纤维丝生产系统实施例一整体结构示意图；
图2本发明秸秆纤维丝磨制装置整体结构示意图；
图3为本发明秸秆纤维丝磨制装置中磨盘结构示意图；
图4为本发明秸秆纤维丝磨制装置中动磨盘的磨面分区示意图；
图5为本发明秸秆纤维丝生产系统实施例二整体结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、进料装置，2、磨室，3、配置集成箱，4、齿轮联轴器，5、主电机，11、磨制进水进料口，12、进料仓，13、进料螺旋座，14、进料螺旋，15、减速电机，21、主轴，22、出料口，23、动磨盘驱动轴，24、动磨盘，25、定磨盘，26、磨面，261、碎解区，262、梳碾区，263、粗磨区，264、精磨区264；
31、主轴承座，32、微调装置，33、增油注油泵。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
秸秆纤维丝生产系统实施例一
如图1所示，一种秸秆纤维丝生产系统，包括秸秆纤维丝磨制装置、秸秆浸泡池、碎解装置和压滤脱水装置；碎解装置包括碎解进料口和碎解出料口，秸秆纤维丝磨制装置包括磨制进水进料口和磨制出料口，压滤脱水装置包括压滤进料口、压滤出料口和压滤出水口；碎解进料口连接秸秆浸泡池，碎解出料口连接磨制进水进料口，所述磨制进水进料口还连接水源，磨制出料口连接压滤进料口。
秸秆浸泡池用于浸泡秸秆，根据秸秆数量多少将秸秆浸泡池分为多个浸泡区，各秸秆浸泡区内设置有架空层，各秸秆浸泡区用于浸泡、清洗收割的秸秆原料上的泥土，秸秆原料在经过12-24小时浸泡后，由传送装置将浸泡后的秸秆原料输送到碎解装置的碎解进料口。
碎解装置选用全自动碎草机，碎解装置将浸泡后的秸秆原料碎解成3-5cm的秸秆段，由传送装置将秸秆段从碎解出料口输出至秸秆纤维丝磨制装置的磨制进水进料口。秸秆纤维丝磨制装置将秸秆段磨制成10-20mm的秸秆纤维丝，由传送装置将秸秆纤维丝从磨制出料口输出至压滤脱水装置的压滤进料口。压滤脱水装置选用立式带式压滤机。压滤脱水装置对秸秆纤维丝进行压滤脱水处理，得到含水量低于10％的秸秆纤维丝。
碎解进料口与秸秆浸泡池、碎解出料口与磨制进水进料口、磨制出料口与压滤进料口的连接方式为传送带连接。
秸秆浸泡池置于一个养鱼池内，养鱼池包括第一进水口和第一出水口，秸秆纤维丝磨制装置还包括磨制进水进料口，压滤脱水装置还包括压滤出水口；第一出水口连接磨制进水进料口，压滤出水口连接第一进水口。
第一出水口与磨制进水进料口、压滤出水口与第一进水口的连接方式为管道连接或水槽连接。
养鱼池包括净水植物池和养鱼池，所述净水植物池设置于秸秆浸泡池外围，所述第一出水口和第一进水口均设置于净水植物池，所述养鱼池设置于所述净水植物池的外围。
养鱼池的蓄水总量参考值设为12000m3，秸秆浸泡池蓄水总量参考值设为300㎡，净水植物池蓄水总量参考值设为350m3。
净水植物池也可以根据具体占地面积以及生产设备位置分为两个：净水植物一池和净水植物二池，净水植物一池和净水植物二池之间隔有养鱼池。第一出水口设置于净水植物一池，第一进水口设置于净水植物二池。
净水植物池、秸秆浸泡池和养鱼池之间采用竹片、树枝、木条、麻绳等材料编织成的隔断过滤网来实现池与池之间的隔断。这种隔断过滤网既可以实现池与池之间的分界隔断，又可以实现池与池之间水的流通。
净水植物池内种植常见的净水植物，例如：水葫芦、茭白、芦苇、香蒲、水葱、灯心草、水花生、菖蒲、石菖蒲、风信子、慈姑、荷花、伞草、凤眼莲、满江红、菱、水鳖、浮萍、荇菜、菹草、金鱼藻、苦草、伊乐藻、轮叶黑藻等。具体种植何种净水植物可依据当地土壤、水质、气候等环境因素决定。
净水植物池的作用是：净化秸秆浸泡池、压滤脱水装置排出的生产废水，为秸秆纤维丝磨制装置、养鱼池提供清洁的水源；另外，净水植物本身可以作为一种饲养家畜的饲料，打捞后可用来饲养猪、牛、羊、鸡、鸭、鹅等家畜家禽。实现循环利用，减少农民饲养家畜家禽成本。
养鱼池内养殖草食性鱼类，例如草鱼、鳊鱼、花鲢、白鲢等。具体养殖何种草食性鱼类可依据当地水质、气候等环境因素决定。养殖草食性鱼类的主要作用是：草食性鱼吃掉融入循环水中的秸秆残料，既能净化水质，又能减少鱼类养殖的成本。
如图2所示，秸秆纤维丝磨制装置包括进料装置1、磨室2、配置集成箱3、齿轮联轴器4和主电机5，进料装置1包括磨制进水进料口11、进料仓12、进料螺旋座13、进料螺旋14和减速电机15；配置集成箱3内设有主轴承座31和微调装置32；磨制进水进料口11连接进料仓12顶部，进料仓12底部连接进料螺旋座13；进料螺旋座13上固定有进料螺旋14，进料螺旋14连接减速电机15，进料螺旋14横贯进料仓12底部并连接磨室2；磨室2内设置有一根横贯磨室2内外的主轴21，主轴21一端连接磨室2内的动磨盘驱动轴23，主轴21另一端分别连接主轴承座31、微调装置32和齿轮联轴器4，齿轮联轴器4连接主电机5；磨室2上还设有出料口22。
如图3所示，磨室2包括一动磨盘24和一定磨盘25；动磨盘24和定磨盘25轴连接，动磨盘24与动磨盘驱动轴23固定连接。
如图4所示，动磨盘24的磨面26上设有呈同心圆依次排列的碎解区261、梳碾区262、粗磨区263和精磨区264。碎解区261、梳碾区262、粗磨区263和精磨区264上分别有不同间距的磨齿，碎解区261的磨齿间距最大，梳碾区262的磨齿间距仅次于碎解区261，粗磨区263的磨齿间距仅次于梳碾区262，精磨区264的磨齿间距最小。
秸秆原料和水由磨制进水进料口进入进料仓，落在进料螺旋14上，减速电机带动进料螺旋14运转，进料螺旋将秸秆原料送入磨室2，在磨室2中，秸秆原料依次经过碎解区261、梳碾区262、粗磨区263和精磨区264，被碾磨成带水的秸秆纤维丝，从出料口22输出。
配置集成箱还包括增油注油泵33，增油注油泵33经输油软管分别与主轴承座31、齿轮联轴器4连接。
秸秆纤维丝生产系统实施例二
现有技术中，蛋托、酒托、果托多的制造原料多使用纸浆，其生产工艺为采用再生纸纸浆经成型机具压制而成。本发明的秸秆纤维丝可代替再生纸纸浆作为蛋托、酒托、果托等具有减震性能的包装产品或一次性垃圾桶等一次性产品的制造原料。
如图5所示，在图4所示的秸秆纤维丝生产系统的基础上，增加了搅拌装置和塑型装置；压滤脱水装置包括压滤出料口，搅拌装置包括搅拌进料口和搅拌出料口，塑型装置包括塑型进料口；压滤出料口连接搅拌进料口，搅拌出料口连接塑型进料口。
压滤出料口与搅拌进料口、搅拌出料口连接塑型进料口之间的连接方式为传送带连接。塑型装置还包括一排水口，所述排水口经管道与养鱼池内的净水植物池连接。
秸秆纤维丝从压滤脱水装置的压滤出料口出来后，经传送带经搅拌进料口传输到搅拌装置。搅拌装置将成比例的秸秆纤维丝、水以及天然粘合剂(例如：淀粉)搅拌成秸秆泥，秸秆泥从搅拌出料口排出到传输带上，由传输带经塑型进料口将秸秆泥传送到塑型装置，塑型装置根据不同的内置模型将秸秆泥塑成蛋托、酒托、果托等具有减震性能的包装产品或一次性垃圾桶等一次性产品。
本发明还提供一种秸秆纤维丝生产方法，包括以下步骤：
步骤1：浸泡秸秆原料；
步骤2：将浸泡后的秸秆原料切碎为秸秆段；
步骤3：将秸秆段磨制成秸秆丝；
步骤4：将秸秆丝进行脱水处理。
其中，步骤1还包括步骤a：在浸泡秸秆原料的区域外围设置净水植物池；在净水植物外围设置养鱼池；步骤3还包括步骤b：将秸秆段磨制成秸秆丝时需从净水植物池取水，进而进行磨制；步骤4还包括步骤c:将秸秆丝脱水处理产生的废水排放至净水植物池。
本发明的有益效果为：在秸秆纤维丝生产系统中，由于秸秆浸泡池、秸秆纤维丝磨制装置必须使用水，压滤脱水装置又会排出工业废水。本发明的养鱼池的设置实现了生产过程中的生态水循环。秸秆浸泡池用于浸泡秸秆原料，净水植物池既实现了对秸秆浸泡池的净化，为秸秆纤维丝磨制装置提供清洁的水源，同时也实现了对压滤脱水装置排出的废水的净化。整个生产系统解决了农村中秸秆运输难、处理难、焚烧破坏生态环境的问题，又在生产过程中实现了生态水循环、环保无污染、无排放，达到了工业生产与生态环境的有机结合。同时，秸秆纤维丝生产系统生产出的秸秆纤维丝变废为宝，实现了对秸秆的利用，增加了秸秆的附加值，解决了秸秆的运输难、运输成本高的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种秸秆纤维丝生产系统，其特征在于，包括秸秆浸泡池、秸秆纤维丝磨制装置、碎解装置和压滤脱水装置；所述碎解装置包括碎解进料口和碎解出料口，所述秸秆纤维丝磨制装置包括磨制进水进料口和磨制出料口，所述压滤脱水装置包括压滤进料口、压滤出料口和压滤出水口；所述碎解进料口连接秸秆浸泡池，所述碎解出料口连接磨制进水进料口，所述磨制进水进料口还连接水源，所述磨制出料口连接压滤进料口；
所述秸秆浸泡池，用于浸泡秸秆原料；
所述碎解装置，用于将浸泡后的秸秆原料切碎为秸秆段；
所述秸秆纤维丝磨制装置，用于将秸秆段磨制成秸秆丝；
所述压滤脱水装置，用于将秸秆丝进行脱水处理。
2.根据权利要求1所述一种秸秆纤维丝生产系统，其特征在于，所述秸秆浸泡池置于一个养鱼池内，所述养鱼池包括第一进水口和第一出水口；所述第一出水口连接磨制进水进料口，所述第一进水口连接压滤出水口。
3.根据权利要求1所述一种秸秆纤维丝生产系统，其特征在于，所述第一出水口与磨制进水进料口、所述第一进水口与压滤出水口的连接方式为管道连接或水槽连接。
4.根据权利要求1所述一种秸秆纤维丝生产系统，其特征在于，所述养鱼池包括净水植物池，所述净水植物池设置于秸秆浸泡池外围，所述第一出水口和第一进水口均设置于净水植物池，所述养鱼池设置于所述净水植物池的外围。
5.根据权利要求1所述一种秸秆纤维丝生产系统，其特征在于，所述秸秆纤维丝磨制装置包括进料装置(1)、磨室(2)、配置集成箱(3)、齿轮联轴器(4)和主电机(5)，所述进料装置(1)连接磨室(2)；磨室(2)分别连接配置集成箱(3)和齿轮联轴器(4)，齿轮联轴器(4)连接主电机(5)；所述磨室(2)上设置有出料口(22)，所述磨室(2)包括主轴(21)、动磨盘驱动轴(23)、动磨盘(24)和定磨盘(25)；所述动磨盘(24)和定磨盘(25)轴连接，所述主轴(21)一端连接动磨盘驱动轴(23)，另一端连接齿轮联轴器(4)；所述动磨盘(24)的磨面(26)上设有呈同心圆由内至外依次排列的碎解区(261)、梳碾区(262)、粗磨区(263)和精磨区(264)。
6.根据权利要求1所述一种秸秆纤维丝生产系统，其特征在于，所述碎解进料口与秸秆浸泡池、所述碎解出料口与磨制进水进料口、所述磨制出料口与压滤进料口的连接方式为传送带连接。
7.一种秸秆纤维丝生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：浸泡秸秆原料；
步骤2：将浸泡后的秸秆原料切碎为秸秆段；
步骤3：将秸秆段磨制成秸秆丝；
步骤4：将秸秆丝进行脱水处理。
8.根据权利要求7所述一种秸秆纤维丝生产方法，其特征在于，所述步骤1还包括步骤a：在浸泡秸秆原料的区域外围设置净水植物池；在净水植物外围设置养鱼池；步骤3还包括步骤b：将秸秆段磨制成秸秆丝时需从净水植物池取水，进而进行磨制；步骤4还包括步骤c:将秸秆丝脱水处理产生的废水排放至净水植物池。
9.权利要求1-6任一项所述秸秆纤维丝生产系统生产的秸秆纤维丝用于具有减震性能的包装产品或一次性产品的制造原料的用途。
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