CN105507438A - 一种防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉一种防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，所述生产方法是将含有甘蔗渣和长石粉的培养原料混匀灭菌后，接种特定真菌菌种，再将接种后的培养原料装入培养模具内培养若干天后，再经干燥脱水处理后得到所述防火型生态环保蘑菇泡沫。本发明的生产方法，不需要添加聚乙烯等化学合成材料，以甘蔗为培养原料，长石粉为防火材料，利用微生物生长迅速、原料利用广的特性，既高效利用废弃甘蔗渣，又避免现有塑料泡沫易燃、污染严重的缺陷，生产过程简单高效，生产成本低；制备的防火型生态环保蘑菇泡沫具有良好的保温性能和阻燃性能，完全符合建筑用泡沫的性能要求，是代替彩钢板夹层塑料泡沫的优质生态环保型材料。

Description

一种防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法

技术领域

本发明涉及建筑用泡沫材料的制备方法，具体涉及一种防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法。

背景技术

随着现代社会的发展，塑料泡沫广泛应用于国民经济各个行业。1937年化学家麦金太尔首次将聚苯乙烯(塑料泡沫)商业化之后，塑料泡沫成为人类生活各领域不可或缺的产品，产业得到快速发展。据统计，2013年全球塑料总产量为3亿吨，其中，中国占24.8％，欧洲占20％。另一方面，全球每年产生的大量塑料泡沫垃圾材料进入环境，带来了世界性的严重环境问题。仅在美国，垃圾填埋场中约30％垃圾为聚苯乙烯泡沫；由于聚苯乙烯为原料生产的材料至少要82年方可降解，因而塑料泡沫的应用也带来了严重的环境污染。据估计每年约1000-2000万吨塑料产品进入海洋，在夏威夷岛附近形成了由塑料垃圾组成的太平洋垃圾岛，面积大约有六个英国大小，被戏称为“第八大陆”。同时，由于塑料泡沫易燃，时常造成严重火灾事故。2015年5月25日凌晨4点，河南鲁山县老年公寓失火，38位老人不幸遇难。究其原因，是由于老年公寓房屋均为铁皮板房，墙体夹层多由泡沫板填充，俗称“铁皮泡沫屋”，易燃烧，致使巨大灾难和悲剧发生。此外，我国每年进口了约占全球总量56％的废旧塑料，严重地威胁着我国的环境，也带来了极大的安全隐患。另一方面，据报道，我国2013年彩钢板用量为960万吨，其中塑料泡沫用量16.2万吨。因而，开发新型生态环保包装材料，既有现实的迫切需要，也有广阔的市场需求。

我国是仅次于巴西和印度的甘蔗种植大国，产量居第三位，年产甘蔗渣约2000万吨。据测定，蔗渣含干物质90％-92％，粗蛋白质2.0％，粗脂肪0.7％，纤维素44％-46％，半纤维素23％-25％，木质素18％-20％，营养丰富，因而甘蔗渣的资源化利用方式很多，巴西用于生产蔗渣燃料酒精；美国用甘蔗渣开发出了养虾饵料和肉牛饲养发酵饲料。我国利用甘蔗渣的方式包括用作种植食用菌的原料，用于牛羊养殖的饲料原料；甘蔗渣也常常用作造纸、生产CMC、活性炭、人造纤维板的原料。近年来开展了以废旧低密度聚乙烯(LDPE)树脂为基体，甘蔗渣为填料，利用发泡工艺制造发泡木塑复合材料、以及利用偶联剂与甘蔗渣/PVC生产复合材料研究工作，将甘蔗渣较好地应用于复合材料生产，但在产品生产过程中仍然需要添加聚乙烯等化学合成材料。

蘑菇是人们对一大类菌丝体生长到后期扭结形成子实体的大型真菌的统称(本发明沿用该称谓)。我国是世界上生物多样性最丰富的国家之一。据报道，全世界现已报道的食用真菌资源约2000种，我国占980多种，这些食用真菌菌种具有原料利用广、长势好等优点。加之食用真菌菌丝细胞壁由几丁质或纤维素组成，内部含有大量真菌多糖，具有极好的胶结效果，我国开发的袋料栽培香菇技术就是利用香菇菌丝在菌棒表面大量生长，扭结形成坚实的菌皮，可防止杂菌污染的原理。据此，如何充分利用我国丰富的真菌资源，筛选出优良真菌菌株，利用其菌丝特性，在生长过程中将培养原料胶结后形成具有一定紧实度和韧性，富有弹性的结构，从而生产出生态环保蘑菇泡沫，部分代替现有的塑料泡沫，是我国生态文明建设的迫切需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，设计一种防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，该生产方法不需要添加聚乙烯等化学合成材料，以甘蔗、长石粉为主要原料，利用特定蘑菇菌丝优良生长特性，既能够高效利用废弃甘蔗渣，又能够避免化学合成材料的易燃、污染严重的缺陷，生产过程简单高效，生产成本低；并且制备的防火型生态环保蘑菇泡沫具有极佳的保温性能和阻燃性能，完全符合建筑用泡沫的性能要求。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，所述生产方法是将含有甘蔗渣和长石粉的培养原料混匀灭菌后，接种特定真菌菌种，再将接种后的培养原料装入培养模具内培养若干天后，再经干燥脱水处理后得到所述防火型生态环保蘑菇泡沫。

优选的，培养原料的组分包括甘蔗渣、麸皮、长石粉。

进一步优选的，培养原料由75-80质量份数的甘蔗渣、10-15份质量份数的麸皮、5-10质量份数的长石粉组成；将上述3种组分混合后向培养原料中添加培养原料重量1.2～1.3倍的自来水，充分混匀。甘蔗渣的长度规格为0.6-1.5cm。

进一步优选的，培养原料含水量控制在60％-65％。

优选的，接种的特定真菌菌种是生长快、长势好、菌丝扭结力强的木质层孔菌。该木质层孔菌，优选购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)，编号为AS5.132的木质层孔菌。该菌株最适生长温度25℃，最适生长pH为6.0。母种培养基为综合PDA培养基，配方：马铃薯提取液1.0L，葡萄糖20.0g，KH₂PO₄3.0g，MgSO₄·7H₂O1.5g，维生素B₁微量，琼脂15.0g。原种和生产种配方为棉籽壳70％，麸皮20％，玉米粉10％，含水量65％，pH自然。

优选的，培养模具内的培养温度为26-30℃，培养时间为4-8天。

优选的，长石粉由钾长石粉、钠长石粉、钙长石粉均匀混合组成，长石粉细度为200目。由于长石粉各组分物质的熔点高于1200℃，添加长石粉有效地提高了蘑菇泡沫的防火阻燃能力，确保了蘑菇泡沫的安全性。

进一步优选的，长石粉由50-55质量份数的钾长石粉、30-35质量份数的钠长石粉、10-20质量份数的钙长石粉均匀混合组成。

优选的，培养模具为PVC材质的模具。培养模具优选为长方体形，其规格为宽度950-1200mm，厚度50-250mm，长度根据需要设定，也可根据市场需求确定。装填培养原料前，用消毒酒精对培养模具进行表面消毒处理。

优选的，所述生产方法的具体步骤为：

(1)制备培养原料：将75-80质量份数的甘蔗渣、10-15份质量份数的麸皮、5-10质量份数的长石粉混合得到培养原料，将上述3种组分混合均匀后向培养原料中添加培养原料重量1.2～1.3倍的自来水，充分混匀，培养原料中的含水量为60％-65％，经高温灭菌后冷却备用，高温灭菌的时间为2小时；

(2)接种：将扩大培养的木质层孔菌菌种接种到培养原料上混合均匀；蘑菇生产种的接种量为20％(w/w)；

(3)蘑菇泡沫生长：将接种后的培养原料装入PVC材质的模具内，于26-30℃培养4-8天；

(4)产品成型：将生长培养后的模具内的培养原料干燥脱水后制得防火型生态环保蘑菇泡沫。

本发明的优点和有益效果在于：

防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，经过筛选的蘑菇菌丝在以甘蔗渣为主料的原料中迅速生长，菌丝扭结，将蔗渣纤维紧密相连，形成具有良好柔韧度的蘑菇泡沫，具有较佳的保温性能；添加的5-10质量份数的长石粉，均匀分布于蔗渣原料间隙，镶嵌于蘑菇菌丝体中，形成致密结构，同时利用长石粉的耐热特性，使得蘑菇泡沫具备了良好的防火阻燃性能。

该生产方法不需要添加聚乙烯等化学合成材料，以甘蔗、长石粉为主要原料，采用微生物生长的特性，既能够高效利用废弃甘蔗渣，又能够避免化学合成材料的易燃、污染严重的缺陷，生产过程简单高效，生产成本低；并且制备的防火型生态环保蘑菇泡沫具有极佳的保温性能和阻燃性能，完全符合建筑用泡沫的性能要求，成为代替彩钢板夹层塑料泡沫的优质生态环保型蘑菇泡沫材料。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

一种防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，该生产方法的具体步骤为：

(1)制备培养原料：将75质量份数的甘蔗渣、15份质量份数的麸皮、10质量份数的长石粉混合得到培养原料，将上述3种组分混合均匀后向培养原料中添加培养原料重量1.3倍的自来水，充分混匀，培养原料含水量为60％，调节培养原料的酸碱度为pH6.5；经高温蒸汽灭菌后冷却备用，高温蒸汽灭菌时间为2小时；

甘蔗渣的长度规格为0.6-1.5cm；长石粉由55质量份数的钾长石粉、35质量份数的钠长石粉、10质量份数的钙长石粉均匀混合组成，长石粉细度为200目。

(2)接种：将扩大培养的特定真菌菌种接种到培养原料上混合均匀；生产菌种接种量为20％(w/w)；

本实施例采用特定真菌菌种为木质层孔菌，编号为AS5.132，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)。该菌株最适生长温度25℃，最适生长pH为6.0。母种培养基为综合PDA培养基。配方：马铃薯提取液1.0L，葡萄糖20.0g，KH₂PO₄3.0g，MgSO₄·7H₂O

1.5g，维生素B₁微量，琼脂15.0g。原种和栽培种配方为棉籽壳70％，麸皮20％，玉米粉10％，含水量65％，pH自然。

(3)蘑菇泡沫生长：将接种后的培养原料装入PVC材质的模具内，于26℃培养8天；保持培养室空气湿度60％；

培养模具为长方体形，其规格为宽度950mm，厚度250mm。

(4)产品成型：将生长培养后的模具内的培养原料干燥脱水后制得防火型生态环保蘑菇泡沫；干燥脱水操作于50℃温度进行烘干，至培养原料内的含水量为23％，得到具有良好弹性、柔韧度好、生态环保的蘑菇泡沫。

实施例2

一种防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，该生产方法的具体步骤为：

(1)制备培养原料：将80质量份数的甘蔗渣、10份质量份数的麸皮、10质量份数的长石粉混合得到培养原料，将上述3种组分混合均匀后向培养原料中添加培养原料重量1.2倍的自来水，充分混匀，使培养原料的含水量为65％，调节培养原料的酸碱度为pH6.5；经高温湿热蒸汽灭菌后冷却备用，高温湿热蒸汽灭菌的时间为2小时；

甘蔗渣的长度规格为0.6-1.5cm；长石粉由50质量份数的钾长石粉、30质量份数的钠长石粉、20质量份数的钙长石粉均匀混合组成，长石粉细度为200目。

(2)接种：将扩大培养的特定真菌菌种接种到培养原料上混合均匀；菌种的接种量为20％(w/w)；

本实施例采用特定真菌菌种为木质层孔菌，编号为AS5.132，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)。该菌株最适生长温度25℃，最适生长pH为6.0。母种培养基为综合PDA培养基，配方：马铃薯提取液1.0L，葡萄糖20.0g，KH₂PO₄3.0g，MgSO₄·7H₂O

1.5g，维生素B₁微量，琼脂15.0g。原种和生产种配方为棉籽壳70％，麸皮20％，玉米粉10％，含水量65％，pH自然。

(3)蘑菇泡沫生长：将接种后的培养原料装入PVC材质的模具内，于30℃培养6天；保持培养室空气湿度70％；

培养模具为长方体形，其规格为宽度1200mm，厚度50mm。

(4)产品成型：将生长培养后的模具内的培养原料干燥脱水后制得防火型生态环保蘑菇泡沫；干燥脱水操作于60℃温度范围进行烘干，至培养原料内的含水量为17％，得到蘑菇泡沫。

实施例3

一种防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，该生产方法的具体步骤为：

(1)制备培养原料：将77质量份数的甘蔗渣、13份质量份数的麸皮、10质量份数的长石粉混合得到培养原料，将上述3种组分混合均匀后向培养原料中添加培养原料重量1.25倍的自来水，充分混匀，培养原料含水量为63％，调节培养原料的酸碱度为pH6.5；经高温湿热蒸汽灭菌后冷却备用，高温湿热蒸汽灭菌的时间为2小时；

甘蔗渣的长度规格为0.6-1.5cm；长石粉由52质量份数的钾长石粉、33质量份数的钠长石粉、15质量份数的钙长石粉均匀混合组成，长石粉细度为200目。

(2)接种：将扩大培养的特定真菌菌种接种到培养原料上混合均匀；菌种的接种量为20％(w/w)；

本实施例采用特定真菌菌种为木质层孔菌，编号为AS5.132，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)。该菌株最适生长温度25℃，最适生长pH为6.0。母种培养基为综合PDA培养基。配方：马铃薯提取液1.0L，葡萄糖20.0g，KH₂PO₄3.0g，MgSO₄·7H₂O

1.5g，维生素B₁微量，琼脂15.0g。原种和生产种配方为棉籽壳70％，麸皮20％，玉米粉10％，含水量65％，pH自然。

(3)蘑菇泡沫生长：将接种后的培养原料装入PVC材质的模具内，于28℃培养6天；保持培养室空气湿度65％；

培养模具为长方体形，其规格为宽度1050mm，厚度150mm。

(4)产品成型：将生长培养后的模具内的培养原料干燥脱水后制得防火型生态环保蘑菇泡沫；干燥脱水操作于55℃温度进行烘干，至培养原料内的含水量为20％，得到具有良好弹性、柔韧度好、生态环保的蘑菇泡沫。

(5)产品性能检测：将生产的防火型生态环保蘑菇泡沫成品送青岛科标化工分析检测有限公司检测产品性能，主要包括导热系数、水平燃烧。导热系数采用热流计法，参照绝热材料稳态热阻及相关特性测定国家标准(GB/T10295-2008)；水平燃烧通过测定线性燃烧速率，参照UL94评价样品水平燃烧行为。测定结果为防火型生态环保蘑菇泡沫导热系数为0.0814W/(m·k)，水平燃烧为HB级，完全符合防火材料国家标准。

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，在不脱离本发明技术原理的前提下，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 (10)

1.一种防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，其特征在于，所述生产方法是将含有甘蔗渣和麸皮的培养原料混合长石粉后灭菌，冷却接种特定真菌菌种，将已接种的原料装入培养模具内培养若干天后，再经干燥脱水处理后得到所述防火型生态环保蘑菇泡沫。

2.如权利要求1所述的防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，其特征在于，培养原料的组分包括甘蔗渣、麸皮。

3.如权利要求2所述的防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，其特征在于，培养原料由75-80质量份数的甘蔗渣、10-15份质量份数的麸皮组成，按5-10质量份数的长石粉作为阻燃剂；将上述组分混合后向培养原料中添加培养原料重量1.2～1.3倍的自来水，充分混匀。

4.如权利要求1所述的防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，其特征在于，培养原料中的含水量为60％-65％。

5.如权利要求1所述的防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，其特征在于，接种的特定真菌菌种是生长快、长势好、菌丝扭结力强的木质层孔菌。

6.如权利要求1所述的防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，其特征在于，培养模具内的培养温度为26-30℃，培养时间为4-8天。

7.如权利要求1所述的防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，其特征在于，阻燃剂为长石粉，由钾长石粉、钠长石粉、钙长石粉均匀混合组成，长石粉细度为200目。

8.如权利要求7所述的防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，其特征在于，长石粉由50-55质量份数的钾长石粉、30-35质量份数的钠长石粉、10-20质量份数的钙长石粉均匀混合组成。

9.如权利要求1-8任一所述的防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，其特征在于，培养模具为PVC材质的模具。

10.如权利要求1-8任一所述的防火型生态环保蘑菇泡沫的生产方法，其特征在于，所述生产方法的具体步骤为：

(1)制备培养原料：将75-80质量份数的甘蔗渣、10-15份质量份数的麸皮、5-10质量份数的长石粉混合得到培养原料，将上述3种组分混合均匀后向培养原料中添加培养原料重量1.2～1.3倍的自来水，充分混匀，培养原料中的含水量为60％-65％，经高温灭菌后冷却备用；

(2)接种：将扩大培养的木质层孔菌菌种接种到培养原料上混合均匀；

(3)蘑菇泡沫生长：将接种后的培养原料装入PVC材质的模具内，于26-30℃培养4-8天；

(4)产品成型：将生长培养后的模具内的培养原料干燥脱水后制得防火型生态环保蘑菇泡沫。