CN106747194A - 以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料及其制备方法，所述生物质保温材料按照质量份数由25份‑65份稻草秸秆、15份‑30份油菜秸秆、10份‑20份米糠和10份‑25份生物质保温材料添加剂组成；生物质保温材料添加剂按质量份数由55份膨胀珍珠岩、30份蛭石和15份石膏粉组成；制备方法包括：培养料的准备；灭菌处理；接种培养。本发明制备方法简单、生产成本低；制作的生物质保温材料保温性能优良、强度大，是一种极具市场前景与潜力的环境友好型生物质保温材料。

Description

以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料及其制备方法
技术领域
本发明属于环境友好型生物质保温材料技术领域，尤其涉及一种以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料及其制备方法。
背景技术
近现代，建筑保温材料的研制与应用越来越受到世界各国的普遍重视。20世纪70年代后，国外普遍重视保温材料的生产和在建筑中的应用，力求大幅度减少能源的消耗量，从而减少环境污染和温室效应。而1980年以前，中国保温材料的发展十分缓慢，但从2000年以后，不少产品从无到有，从单一到多样化，但目前使用较多的保温材料主要是聚氨酯泡沫、聚丙烯泡沫以及它们的复合板。这类保温材料若遇到高温或者明火就会燃烧，燃烧过程中产生的大量浓烟里含有氰化氢，危害人体健康。而聚苯板除了不防火、用久后会收缩、外保温性能也很差，严重影响建筑工程质量和防火安全，目前正受到消防部门的限制使用。岩棉、玻璃棉等无机矿物棉材料虽然能达到防火保温要求，但是施工过程中漂浮的棉絮对人体有害，同时容易滋生细菌、吸水率高、绝热效果较差，并且强度也不够好，使用寿命较短。因此，研究生态环保、物理性能好的保温材料迫在眉睫。自古以来，我国就有利用农作物秸秆来制作保温墙体记载。
水稻是我国总产量位居第三的粮食作物，每年产生的水稻秸秆就有2亿吨左右。稻草秸秆营养丰富，纤维素、半纤维素以及木质素的含量达到了60％-95％、粗蛋白为1.8％、粗脂肪1.5％。目前，水稻秸秆主要被用于编织业、食用菌、饲料、肥料、还田等方面。发明专利(CN102120775A)公开一种稻草秸秆乙酰化热塑性改良方法，将粉碎的稻草秸秆用一定量的冰醋酸预处理0.5h，然后再加入一定量的乙酸酐和催化剂浓硫酸反应生成秸秆乙酰化产物，得到的产物可以热压成板，该制备方法繁琐，不利于工厂化生产，产品的保温性能差，且各种化学试剂的使用，也不利于人体的健康；发明专利(CN104827545A)公开稻草秸秆砖的制备方法及其产品和应用，将氢氧化钠处理后的稻草秸秆，在压力的作用下制成稻草秸秆砖，虽然方法简单，制作出来的产品具有一定的保温隔热性能，但是产品吸水率高、易滋生霉菌，使用受到限制。因此，研究、开发一种新型的稻草秸秆保温材料的意义重大。
自然界的许多真菌原料利用范围广，生长迅速，已广泛应用于工业发酵和农业生产。我国具有丰富的真菌资源，已知的可食用真菌资源约占全世界总量的50％左右，同时一些真菌菌丝体发达、菌丝体扭结能力强，因此可筛选高效利用纤维素和木质素转化能力强的特定真菌用于开发新型的环境友好型生物质材料，将我国的丰富的稻草秸秆资源优势转化为新型环保产品优势，从而实现资源循环高效利用。
综上所述，小麦秸秆被焚烧掉，不仅浪费资源，同时也造成环境污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料及其制备方法，旨在解决小麦秸秆被焚烧掉，不仅浪费资源，同时也造成环境污染的问题。
本发明是这样实现的，一种以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料，所述以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料按照质量份数由25份-65份稻草秸秆、15份-30份油菜秸秆、10份-20份米糠和10份-25份生物质保温材料添加剂组成；所述生物质保温材料添加剂按质量份数由55份膨胀珍珠岩、30份蛭石和15份石膏粉组成。
进一步，所述蛭石由细度为16目-32目的蛭石和32目-100目的蛭石组成；所述细度为16目-32目的蛭石、32目-100目的蛭石所占的比例分别为42％、58％；所述膨胀珍珠岩颗粒直径为0mm-2.5mm。
本发明另一目的在于提供一种以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料的制备方法，所述以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料的制备方法包括以下步骤：
(1)培养料的准备：将25份-65份稻草秸秆、15份-30份油菜秸秆、10份-20份米糠和10份-25份生物质保温材料添加剂混合均匀；向培养原料中添加自来水，混匀；调控培养原料中的含水量，同时调节培养料的pH；
(2)灭菌处理：将培养料装入灭菌袋，于隧道式微波灭菌设备上灭菌10分钟-20分钟；
(3)接种培养：待灭菌处理后的培养原料冷却至室温，于无菌接种室内将生产用固体真菌菌种按质量比10％w/w-30％w/w接种于培养原料中，搅拌均匀；然后将接种后的培养原料装入专用模具内，压实密封后于黑暗无菌室内培养7天-15天；
(4)样品干燥：待模具中的材料上长满厚厚一层菌丝后，将样品从模具内取出，干燥，即得以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料。
进一步，步骤(1)中，向培养原料中添加物料干重的1.0倍-1.25倍自来水。
进一步，步骤(1)中，调控培养原料中的含水量为55％-60％，同时调节培养料的pH至7-8。
进一步，步骤(1)中，稻草秸秆经过铡刀切成长度为5-15mm的稻草节，其中，长度为5mm-10mm、10mm-15mm的稻草节所占的比例分别为64％、36％；油菜秸秆粉碎至直径为5mm-10mm。
进一步，步骤(3)中，压实密封后于温度20℃-30℃、环境相对湿度50％-70％、二氧化碳浓度3000PPM-11000PPM的黑暗无菌室内培养7天-15天。
进一步，步骤(4)中，将样品从模具内取出，于80℃-108℃条件下干燥，直至样品的含水量干燥到低于10％为止，即得以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述的以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料制备的保温材料。
本发明提供的蛭石的容重为60kg/m3-100kg/m3，细度为16目-100目，其中16目-32目，32目-100目所占的比例分别为42％、58％；膨胀珍珠岩颗粒大小为0mm-2.5mm。
膨胀珍珠岩，购自佛山市圣原耐火保温材料有限公司，具有质轻、保温、隔热、不燃、抗老化、绝缘性、耐腐蚀的物理特性。
蛭石，购自灵山县天将矿业有限公司，具有质轻、保温隔热、耐火性能好的物理特性。
使用前，按比例称取各组分于搅拌机内混合均匀。
添加生物质保温材料添加剂后，使菌丝长势旺盛，形成致密的网络结构将胀珍珠岩、蛭石与秸秆纤维紧紧包裹在一起，制作出来的样品韧性、强度好，保温性能好，导热系数在0.033-0.052之间(25℃W/(m·K))。
本发明接种的真菌菌种具有菌丝体发达、扭结能力强、原料利用范围广的特点。
本发明制作过程只需将处理后的材料进行灭菌、接种培养、干燥，整个过程能耗较低，利用稻草秸秆的自身优势，在真菌菌丝的作用下将秸秆制成密度小、吸水率低、保温性能好的生物质材料，可以用于建筑的外墙保温，也可以用于彩钢板的夹层的保温；同时，实现秸秆资源的综合利用，变废为宝，减少环境污染，促进可持续发展。该生物质保温材料制备方法简单、生产成本低、保温性能优良、强度大，是一种极具市场前景与潜力的环境友好型生物质保温材料。
附图说明
图1是本发明实施例提供的以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料的制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料，所述以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料按照质量份数由25份-65份稻草秸秆、15份-30份油菜秸秆、10份-20份米糠和10份-25份生物质保温材料添加剂组成；所述生物质保温材料添加剂按质量份数由55份膨胀珍珠岩、30份蛭石和15份石膏粉组成。
所述蛭石由细度为16目-32目的蛭石和32目-100目的蛭石组成；所述细度为16目-32目的蛭石、32目-100目的蛭石所占的比例分别为42％、58％；所述膨胀珍珠岩颗粒直径为0mm-2.5mm。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供的以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料的制备方法，包括以下步骤：
S101：培养料的准备：将25份-65份稻草秸秆、15份-30份油菜秸秆、10份-20份米糠和10份-25份生物质保温材料添加剂混合均匀；向培养原料中添加物料干重的1.0倍-1.25倍自来水，混匀；调控培养原料中的含水量为55％-60％，同时调节培养料的pH至7-8；
S102：灭菌处理：将培养料装入灭菌袋，于隧道式微波灭菌设备上灭菌10分钟-20分钟；
S103：接种培养：待灭菌处理后的培养原料冷却至室温，于无菌接种室内将生产用固体真菌菌种按10％-30％(w/w)接种于培养原料中，搅拌均匀；然后将接种后的培养原料装入专用模具内，压实密封后于温度20℃-30℃、环境相对湿度50％-70％、二氧化碳浓度3000PPM-11000PPM的黑暗无菌室内培养7天-15天；
S104：样品干燥：待模具中的材料上长满厚厚一层菌丝后，将样品从模具内取出，于80℃-108℃条件下干燥，直至样品的含水量干燥到低于10％为止，即得所述生物质保温材料。
稻草秸秆经过铡刀切成长度为5mm-15mm的稻草节，其中，长度为5mm-10mm、10mm-15mm的稻草节所占的比例分别为64％、36％；油菜秸秆粉碎至直径为5mm-10mm。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例1
本发明实施例提供以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料的制备方法，具体步骤为：
(1)培养料的准备：将45份稻草秸秆、18份油菜秸秆、17份米糠和20份生物质保温材料添加剂混合均匀；向培养原料中添加物料干重的1.25倍自来水，混匀；调控培养原料中的含水量为60％，同时调节培养料的pH至8；
稻草秸秆经过铡刀切成长度为5mm-15mm的稻草节，其中，长度为5mm-10mm、10mm-15mm的稻草节所占的比例分别为64％、36％；油菜秸秆粉碎至直径为5mm-10mm。
(2)灭菌处理：将培养料装入灭菌袋，于隧道式微波灭菌设备上灭菌14分钟；
(3)接种培养：待灭菌处理后的培养原料冷却至室温，于无菌接种室内将生产用固体真菌菌种按30％(w/w)接种于培养原料中，搅拌均匀；然后将接种后的培养原料装入专用模具内，压实密封后于温度24℃、环境相对湿度65％、二氧化碳浓度3000PPM-11000PPM的黑暗无菌室内培养10天；
接种的真菌菌种具有菌丝体发达、扭结能力强、原料利用范围广的特点。
(4)样品干燥：待模具中的材料上长满厚厚一层菌丝后，将样品从模具内取出，于80℃条件下干燥，直至样品的含水量干燥到低于10％为止，即得所述生物质保温材料。
实施例2
本发明实施例提供的以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料的制备方法，具体步骤为：
(1)培养料的准备：将50份稻草秸秆、25份油菜秸秆、15份米糠和10份生物质保温材料添加剂混合均匀；向培养原料中添加物料干重的1.25倍自来水，混匀；调控培养原料中的含水量为60％，同时调节培养料的pH至8；
稻草秸秆经过铡刀切成长度为5mm-15mm的稻草节，其中，长度为5mm-10mm、10mm-15mm的稻草节所占的比例分别为64％、36％；油菜秸秆粉碎至直径为5mm-10mm。
(2)灭菌处理：将培养料装入灭菌袋，于隧道式微波灭菌设备上灭菌14分钟；
(3)接种培养：待灭菌处理后的培养原料冷却至室温，于无菌接种室内将生产用固体真菌菌种按20％(w/w)接种于培养原料中，搅拌均匀；然后将接种后的培养原料装入专用模具内，压实密封后于温度22℃、环境相对湿度63％、二氧化碳浓度3000PPM-11000PPM的黑暗无菌室内培养12天；
接种的真菌菌种具有菌丝体发达、体扭结能力强、原料利用范围广的特点。
(4)样品干燥：待模具中的材料上长满厚厚一层菌丝后，将样品从模具内取出，于100℃条件下干燥，直至样品的含水量干燥到低于10％为止，即得所述生物质保温材料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料，其特征在于，所述以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料按照质量份数由25份-65份稻草秸秆、15份-30份油菜秸秆、10份-20份米糠和10份-25份生物质保温材料添加剂组成；所述生物质保温材料添加剂按质量份数由55份膨胀珍珠岩、30份蛭石和15份石膏粉组成。
2.如权利要求1所述的以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料，其特征在于，所述蛭石由细度为16目-32目的蛭石和32目-100目的蛭石组成；所述细度为16目-32目的蛭石、32目-100目的蛭石所占的比例分别为42％、58％；所述膨胀珍珠岩颗粒直径为0mm-2.5mm。
3.一种如权利要求1所述以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料的制备方法，其特征在于，所述以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料的制备方法包括以下步骤：
(1)培养料的准备：将25份-65份稻草秸秆、15份-30份油菜秸秆、10份-20份米糠和10份-25份生物质保温材料添加剂混合均匀；向培养原料中添加自来水，混匀；调控培养原料中的含水量，同时调节培养料的pH；
(2)灭菌处理：将培养料装入灭菌袋，于隧道式微波灭菌设备上灭菌10分钟-20分钟；
(3)接种培养：待灭菌处理后的培养原料冷却至室温，于无菌接种室内将生产用固体真菌菌种按质量比10％w/w-30％w/w接种于培养原料中，搅拌均匀；然后将接种后的培养原料装入专用模具内，压实密封后于黑暗无菌室内培养7天-15天；
(4)样品干燥：待模具中的材料上长满厚厚一层菌丝后，将样品从模具内取出，干燥，即得以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料。
4.如权利要求3所述的以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，向培养原料中添加物料干重的1.0倍-1.25倍自来水。
5.如权利要求3所述的以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，调控培养原料中的含水量为55％-60％，同时调节培养料的pH至7-8。
6.如权利要求3所述的以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，稻草秸秆经过铡刀切成长度为5mm-15mm的稻草节，其中，长度为5mm-10mm、10mm-15mm的稻草节所占的比例分别为64％、36％；油菜秸秆粉碎至直径为5mm-10mm。
7.如权利要求3所述的以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，压实密封后于温度20℃-30℃、环境相对湿度50％-70％、二氧化碳浓度3000PPM-11000PPM的黑暗无菌室内培养7天-15天。
8.如权利要求3所述的以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，将样品从模具内取出，于80℃-108℃条件下干燥，直至样品的含水量干燥到低于10％为止，即得以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料。
9.一种利用如权利要求1所述的以稻草秸秆为主料的真菌基生物质保温材料制备的保温材料。
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