CN105440719A - 一种用植物秸秆制造缓冲材料的方法 - Google Patents

一种用植物秸秆制造缓冲材料的方法 Download PDF

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Abstract

一种用植物秸秆制造缓冲材料的方法，用于缓冲材料的制造。将植物秸秆和木材废料脱水、粉碎、混合，混合后的碎末与水按比例混合均匀后杀菌作为培养基，在无菌环境下装入模具内，用液体菌种对培养基接种，控制环境条件培养，待菌丝长满，长出子实体形成子实体表层后，将其烘干，烘干后的培养基与模具剥离，即为缓冲包装材料。本发明将农业生产后的植物秸秆及林业生产加工后的木材废料回收再利用制造缓冲包装材料，工艺过程简单、无污染，生产成本低，产品缓冲性能好，易降解，是一种经济高效、环境友好的缓冲材料生产技术。

Description

一种用植物秸秆制造缓冲材料的方法
技术领域
本发明涉及缓冲材料技术领域，具体是一种用植物秸秆制造缓冲材料的方法。
背景技术
泡沫塑料由于其良好的缓冲性能和吸振性能成为近代广泛使用的缓冲材料。泡沫塑料具有重量轻、易加工、保护性能好、适应性广、价廉物美等优势，但是也存在着体积大、废弃物不能自然风化、焚烧处理会产生有害气体等缺点。在环境污染严重、自然界资源匮乏的情况下，泡沫塑料对环境的危害引起人们的极大重视。虽然随着科技的发展已经研制出可降解的塑料，但是这种塑料价格昂贵，处理的条件要求严格，且不能完全降解，因此这种可降解塑料的大范围推广应用受到限制。所以，泡沫塑料将逐渐被其它环保缓冲材料所替代。
近些年来，严重的环境污染问题促使人们把目光转移到环保型缓冲包装材料的发展上。纸质缓冲包装材料就是其中一类。目前市场上使用较多的纸质缓冲包装材料有瓦楞纸板、蜂窝纸板和纸浆模塑等。这类材料与塑料泡沫比较，虽然易降解，但重量大，压缩回复性差，成本高。并且，在制造纸浆的过程中会造成大量的水污染，即使使用废纸为原料，也要进行二次处理，产生大量的工业废水，造成二次污染。
气垫缓冲材料由具有柔性和弹性的聚氨脂材料与普通气垫缓冲材料组成，克服了气垫薄膜的缺点。同时，它还采用多层聚乙烯薄膜与高强度、耐磨损的尼龙布作为缓冲垫的表面材料，延长了其使用寿命，使之可以回收利用，虽然减少了包装废弃物对环境的污染，但是在推广使用过程中还是留下大量的难降解废弃物。
植物纤维类缓冲包装材料是在考虑充分利用自然资源的情况下发展起来的。目前已研制出来的这类材料有：农作物秸秆缓冲包装材料、聚乳酸发泡材料、废纸和淀粉制包装用泡沫填料。用农作物秸粉碎物和粘接剂作为原料、经混合、交联反应、发泡、浇铸、烘烤定型、自然干燥等工艺后，即可制成减震缓冲包装材料，这种材料主要原料价廉易得、可降解，但是粘结剂要使用橡胶或其它化学合成类的难降解物质，并不能保证完全绿色环保。后两种由于回复性差、强度差，只能适合制作小颗粒泡沫缓冲材料。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种用植物秸秆制造缓冲材料的方法，重量轻，易加工，保护性能好，适应性广，而且绿色环保，完全易降解。
为实现上述发明目的，本发明将植物秸秆和木材废料经脱水、粉碎、混合，混合后的碎末与水按比例混合均匀后杀菌作为培养基，在无菌环境下装入模具内，用液体菌种对培养基接种，待菌丝长满，长出子实体形成子实体表层后，将其烘干，烘干后的培养基与模具剥离，即为缓冲包装材料。
所述植物秸秆包括谷物类作物秸秆、豆菽类作物秸秆、薯类作物秸秆、其它作物秸秆以及作物加工剩余物；
所述谷物类作物秸秆包括稻类作物秸秆、麦类作物秸秆、玉米作物秸秆、高粱作物秸秆、粟作物秸秆、黍作物秸秆、黄米作物秸秆、荞麦作物秸秆；所述稻类作物秸秆包括籼稻作物秸秆、粳稻作物秸秆、糥稻作物秸秆；所述麦类作物秸秆包括小麦作物秸秆、大麦作物秸秆、燕麦作物秸秆、黑麦作物秸秆；
所述豆菽类作物秸秆包括大豆作物秸秆、蚕豆作物秸秆、豌豆作物秸秆、绿豆作物秸秆、红小豆作物秸秆、芸豆作物秸秆；
所述薯类作物秸秆包括红薯作物秸秆、白薯作物秸秆、马铃薯作物秸秆、山药作物秸秆、芋作物秸秆、木薯作物秸秆；
所述其它作物秸秆包括棉花杆作物秸秆、芦苇杆作物秸秆、芝麻杆作物秸秆、油菜杆作物秸秆、葵花杆作物秸秆；
所述作物加工剩余物包括稻壳、麦麸、花生壳、油菜壳、甘蔗渣、玉米核。
所述木材废料包括木材边角料、刨花。
所述谷物类作物秸秆、豆菽类作物秸秆、薯类作物秸秆、其它作物秸秆以及作物加工剩余物粉碎后，成为谷物类作物秸秆碎末、豆菽类作物秸秆碎末、薯类作物秸秆碎末、其它作物秸秆碎末以及作物加工剩余物碎末；谷物类作物秸秆碎末、豆菽类作物秸秆碎末、薯类作物秸秆碎末、其它作物秸秆碎末长度小于150mm、大于10mm，宽度小于10mm；作物加工剩余物碎末长度小于5mm、大于1mm，宽度小于3mm；
木材废料粉碎后成为木材废料碎末；刨花粉碎后成为刨花碎末；木材边角料碎末的长度小于5mm、大于1mm，宽度小于3mm；刨花碎末的长度小于150mm、大于10mm，宽度小于10mm。
所述长度小于150mm、大于10mm，宽度小于10mm的碎末称为粗碎末；长度小于5mm、大于1mm，宽度小于3mm的碎末称为细碎末；将粗碎末的植物秸秆和木材废料的任意几种混合料或其中一种与细碎末的植物秸秆和木材废料的任意几种混合料或其中一种按重量比90:10～10:90混合为固体混合碎末；
固体混合碎末与水按比例混合后杀菌作为培养基，固体混合碎末与水的重量比为80:20～50:50，对混合好的培养基加热至80℃～200℃灭菌；
在无菌空间内，温度15～35℃，空气相对湿度50%～95％，将培养基装入模具内，用液体菌种对培养基接种，培养3～10天；
待菌丝长满，并长出子实体形成子实体表层后，将培养基烘干，烘干温度4０℃～150℃，使其中保留水份在5%～20%之间，烘干后的培养基与模具剥离，即为缓冲材料。
所述液体菌种为：
子囊菌门:麦角菌科、肉坐菌科、地菇科、地舌科、羊肚菌科、马鞍菌科、胶鼓菌科、盘菌科；
担子菌门：木耳科、银耳科、花耳科、革菌科、珊瑚菌科、喇叭菌科、齿菌科、牛舌菌科、多孔菌科、松塔牛肝菌科、牛肝菌科、网褶菌科、铆钉菇科、蜡伞科、红菇科、裂褶菌科、侧耳科、锈耳科、白蘑科、鹅膏科、光柄菇科、蘑菇科、球盖菇科、鬼伞科、粪锈伞科、丝膜菌科、粉褶菌科、灰包菌科、鬼笔科、笼头菌科、硬皮马勃科、马勃菌科、须腹菌科；
香菇菌种：担子菌门侧耳科；
银耳菌种：担子菌门银耳科；
木耳菌种：担子菌门木耳科；
草菇菌种：担子菌门光柄菇科；
羊肚菌菌种：子囊菌门羊肚菌科；
马鞍菌菌种：子囊菌门马鞍菌科。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、在缓冲材料的整个制作方法中，除了少量的动力消耗外，无废水、废渣排放，所有材料均易降解，利于环保；
2、原材料都是回收利用农业生产后的植物秸秆及林业生产加工后的废料，原料成本低廉；
3、生产工艺方法简单，可进行自动化连续生产，生产成本低；
4、产品表面光滑柔软、缓冲性能好，可通过调整原材料配比生产不同的产品来适应不同缓冲性能的需求；
5、可减少农作物秸秆的焚烧对环境带来的危害，而且本发明的缓冲材料降解速度快。
具体实施方式
本发明将植物秸秆和木材废料经脱水、粉碎、混合，混合后的碎末与水按比例混合均匀后杀菌作为培养基，在无菌环境下装入模具内，用液体菌种对培养基接种，待菌丝长满，长出子实体形成子实体表层后，将其烘干，烘干后的培养基与模具剥离，即为缓冲包装材料。
所述植物秸秆包括谷物类作物秸秆、豆菽类作物秸秆、薯类作物秸秆、其它作物秸秆以及作物加工剩余物；
所述谷物类作物秸秆包括稻类作物秸秆、麦类作物秸秆、玉米作物秸秆、高粱作物秸秆、粟作物秸秆、黍作物秸秆、黄米作物秸秆、荞麦作物秸秆；所述稻类作物秸秆包括籼稻作物秸秆、粳稻作物秸秆、糥稻作物秸秆；所述麦类作物秸秆包括小麦作物秸秆、大麦作物秸秆、燕麦作物秸秆、黑麦作物秸秆；
所述豆菽类作物秸秆包括大豆作物秸秆、蚕豆作物秸秆、豌豆作物秸秆、绿豆作物秸秆、红小豆作物秸秆、芸豆作物秸秆；
所述薯类作物秸秆包括红薯作物秸秆、白薯作物秸秆、马铃薯作物秸秆、山药作物秸秆、芋作物秸秆、木薯作物秸秆；
所述其它作物秸秆包括棉花杆作物秸秆、芦苇杆作物秸秆、芝麻杆作物秸秆、油菜杆作物秸秆、葵花杆作物秸秆；
所述作物加工剩余物包括稻壳、麦麸、花生壳、油菜壳、甘蔗渣、玉米核。
所述木材废料包括木材边角料、刨花。
所述谷物类作物秸秆、豆菽类作物秸秆、薯类作物秸秆、其它作物秸秆以及作物加工剩余物粉碎后，成为谷物类作物秸秆碎末、豆菽类作物秸秆碎末、薯类作物秸秆碎末、其它作物秸秆碎末以及作物加工剩余物碎末；谷物类作物秸秆碎末、豆菽类作物秸秆碎末、薯类作物秸秆碎末、其它作物秸秆碎末长度小于150mm、大于10mm，宽度小于10mm；作物加工剩余物碎末长度小于5mm、大于1mm，宽度小于3mm；
木材废料粉碎后成为木材废料碎末；刨花粉碎后成为刨花碎末；木材边角料碎末的长度小于5mm、大于1mm，宽度小于3mm；刨花碎末的长度小于150mm、大于10mm，宽度小于10mm。
所述长度小于150mm、大于10mm，宽度小于10mm的碎末称为粗碎末；长度小于5mm、大于1mm，宽度小于3mm的碎末称为细碎末；将粗碎末的植物秸秆和木材废料的任意几种混合料或其中一种与细碎末的植物秸秆和木材废料的任意几种混合料或其中一种按重量比90:10～10:90混合为固体混合碎末；
固体混合碎末与水按比例混合后杀菌作为培养基，固体混合碎末与水的重量比为80:20～50:50，对混合好的培养基加热至80℃～200℃灭菌；
在无菌空间内，温度15～35℃，空气相对湿度50%～95％，将培养基装入模具内，用液体菌种对培养基接种，培养3～10天；
待菌丝长满，并长出子实体形成子实体表层后，将培养基烘干，烘干温度4０℃～150℃，使其中保留水份在5%～20%之间，烘干后的培养基与模具剥离，即为缓冲材料。
所述液体菌种为：
子囊菌门:麦角菌科、肉坐菌科、地菇科、地舌科、羊肚菌科、马鞍菌科、胶鼓菌科、盘菌科；
担子菌门：木耳科、银耳科、花耳科、革菌科、珊瑚菌科、喇叭菌科、齿菌科、牛舌菌科、多孔菌科、松塔牛肝菌科、牛肝菌科、网褶菌科、铆钉菇科、蜡伞科、红菇科、裂褶菌科、侧耳科、锈耳科、白蘑科、鹅膏科、光柄菇科、蘑菇科、球盖菇科、鬼伞科、粪锈伞科、丝膜菌科、粉褶菌科、灰包菌科、鬼笔科、笼头菌科、硬皮马勃科、马勃菌科、须腹菌科；
香菇菌种：担子菌门侧耳科；
银耳菌种：担子菌门银耳科；
木耳菌种：担子菌门木耳科；
草菇菌种：担子菌门光柄菇科；
羊肚菌菌种：子囊菌门羊肚菌科；
马鞍菌菌种：子囊菌门马鞍菌科。
实施例1：将粗碎末的小麦作物秸秆碎末与细碎末木材边角料碎末按重量比90:10混合为固体混合碎末；固体混合碎末与水按比例混合后杀菌作为培养基，固体混合碎末与水的重量比为80:20，对混合好的培养基加热至200℃灭菌；在无菌空间内，温度15℃，空气相对湿度95％，将培养基装入模具内，用液体菌种对培养基接种，培养10天；待菌丝长满，并长出子实体形成子实体表层后，将培养基烘干，烘干温度4０℃，使其中保留水份在5%之间，烘干后的培养基与模具剥离，即为缓冲材料。
实施例2:将粗碎末的籼稻作物秸秆碎末、黑麦作物秸秆碎末、玉米作物秸秆碎末、大豆作物秸秆碎末、红薯作物秸秆碎末的混合料与细碎末的麦麸和稻壳碎末的混合料按重量比10:90混合为固体混合碎末；固体混合碎末与水按比例混合后杀菌作为培养基，固体混合碎末与水的重量比为50:50，对混合好的培养基加热至80℃灭菌；在无菌空间内，温度25℃，空气相对湿度70％，将培养基装入模具内，用液体菌种对培养基接种，培养6天；待菌丝长满，并长出子实体形成子实体表层后，将培养基烘干，烘干温度100℃，使其中保留水份在10%，烘干后的培养基与模具剥离，即为缓冲材料。
实施例3:将粗碎末的油菜杆作物秸秆碎末、刨花碎末混合料与细碎末的麦麸碎末按重量比60:40混合为固体混合碎末；固体混合碎末与水按比例混合后杀菌作为培养基，固体混合碎末与水的重量比为70:30，对混合好的培养基加热至120℃灭菌；在无菌空间内，温度35℃，空气相对湿度75％，将培养基装入模具内，用液体菌种对培养基接种，培养3天；待菌丝长满，并长出子实体形成子实体表层后，将培养基烘干，烘干温度150℃，使其中保留水份在20%，烘干后的培养基与模具剥离，即为缓冲材料。

Claims (6)

1.一种用植物秸秆制造缓冲材料的方法，其特征在于：将植物秸秆和木材废料经脱水、粉碎、混合，混合后的碎末与水按比例混合均匀后杀菌作为培养基，在无菌环境下装入模具内，用液体菌种对培养基接种，待菌丝长满，长出子实体形成子实体表层后，将其烘干，烘干后的培养基与模具剥离，即为缓冲包装材料。
2.根据权利要求1所述的一种用植物秸秆制造缓冲材料的方法，其特征在于：所述植物秸秆包括谷物类作物秸秆、豆菽类作物秸秆、薯类作物秸秆、其它作物秸秆以及作物加工剩余物；
所述谷物类作物秸秆包括稻类作物秸秆、麦类作物秸秆、玉米作物秸秆、高粱作物秸秆、粟作物秸秆、黍作物秸秆、黄米作物秸秆、荞麦作物秸秆；所述稻类作物秸秆包括籼稻作物秸秆、粳稻作物秸秆、糥稻作物秸秆；所述麦类作物秸秆包括小麦作物秸秆、大麦作物秸秆、燕麦作物秸秆、黑麦作物秸秆；
所述豆菽类作物秸秆包括大豆作物秸秆、蚕豆作物秸秆、豌豆作物秸秆、绿豆作物秸秆、红小豆作物秸秆、芸豆作物秸秆；
所述薯类作物秸秆包括红薯作物秸秆、白薯作物秸秆、马铃薯作物秸秆、山药作物秸秆、芋作物秸秆、木薯作物秸秆；
所述其它作物秸秆包括棉花杆作物秸秆、芦苇杆作物秸秆、芝麻杆作物秸秆、油菜杆作物秸秆、葵花杆作物秸秆；
所述作物加工剩余物包括稻壳、麦麸、花生壳、油菜壳、甘蔗渣、玉米核。
3.根据权利要求1所述的一种用植物秸秆制造缓冲材料的方法，其特征在于：所述木材废料包括木材边角料、刨花。
4.根据权利要求2或3所述的一种用植物秸秆制造缓冲材料的方法，其特征在于：所述谷物类作物秸秆、豆菽类作物秸秆、薯类作物秸秆、其它作物秸秆以及作物加工剩余物粉碎后，成为谷物类作物秸秆碎末、豆菽类作物秸秆碎末、薯类作物秸秆碎末、其它作物秸秆碎末以及作物加工剩余物碎末；谷物类作物秸秆碎末、豆菽类作物秸秆碎末、薯类作物秸秆碎末、其它作物秸秆碎末长度小于150mm、大于10mm，宽度小于10mm；作物加工剩余物碎末长度小于5mm、大于1mm，宽度小于3mm；
木材废料粉碎后成为木材废料碎末；刨花粉碎后成为刨花碎末；木材边角料碎末的长度小于5mm、大于1mm，宽度小于3mm；刨花碎末的长度小于150mm、大于10mm，宽度小于10mm。
5.根据权利要求4所述的一种用植物秸秆制造缓冲材料的方法，其特征在于：所述长度小于150mm、大于10mm，宽度小于10mm的碎末称为粗碎末；长度小于5mm、大于1mm，宽度小于3mm的碎末称为细碎末；将粗碎末的植物秸秆和木材废料的任意几种混合料或其中一种与细碎末的植物秸秆和木材废料的任意几种混合料或其中一种按重量比90:10～10:90混合为固体混合碎末；
固体混合碎末与水按比例混合后杀菌作为培养基，固体混合碎末与水的重量比为80:20～50:50，对混合好的培养基加热至80℃～200℃灭菌；
在无菌空间内，温度15～35℃，空气相对湿度50%～95％，将培养基装入模具内，用液体菌种对培养基接种，培养3～10天；
待菌丝长满，并长出子实体形成子实体表层后，将培养基烘干，烘干温度4０℃～150℃，使其中保留水份在5%～20%之间，烘干后的培养基与模具剥离，即为缓冲材料。
6.根据权利要求1所述的一种用植物秸秆制造缓冲材料的方法，其特征在于：所述液体菌种为：
子囊菌门:麦角菌科、肉坐菌科、地菇科、地舌科、羊肚菌科、马鞍菌科、胶鼓菌科、盘菌科；
担子菌门：木耳科、银耳科、花耳科、革菌科、珊瑚菌科、喇叭菌科、齿菌科、牛舌菌科、多孔菌科、松塔牛肝菌科、牛肝菌科、网褶菌科、铆钉菇科、蜡伞科、红菇科、裂褶菌科、侧耳科、锈耳科、白蘑科、鹅膏科、光柄菇科、蘑菇科、球盖菇科、鬼伞科、粪锈伞科、丝膜菌科、粉褶菌科、灰包菌科、鬼笔科、笼头菌科、硬皮马勃科、马勃菌科、须腹菌科；
香菇菌种：担子菌门侧耳科；
银耳菌种：担子菌门银耳科；
木耳菌种：担子菌门木耳科；
草菇菌种：担子菌门光柄菇科；
羊肚菌菌种：子囊菌门羊肚菌科；
马鞍菌菌种：子囊菌门马鞍菌科。
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