CN106752010A - 以甘蔗渣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

本发明涉及一种以甘蔗渣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30份‑70份的甘蔗渣、15份‑30份的稻谷壳、10份‑20份米糠和5份‑20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45份膨胀珍珠岩和55份蛭石组成；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

以甘蔗渣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，尤其涉及一种以甘蔗渣为主料的真菌基生物质保温材料及其制备方法。
背景技术
随着我国建筑节能标准的不断提高，胶粉聚苯颗粒等浆料保温材料因为其导热系数高，无法满足较高的节能标准，逐渐被限制和禁止使用。目前，保温市场上普遍使用的是具有低导热系数的聚苯乙烯(EPS)、挤塑式聚苯乙烯(XPS)和聚氨酯(PU)等高效保温材料，但是这些保温材料都是难降解的有机材料，且具有一定毒性，同时，这类材料易燃烧，燃烧过程中会产生氰化氢等有毒气体，危害环境和人类健康。例如：2010年11月15日上海教师楼大火，都是使用大量聚氨酯泡沫塑料等易燃材料。大楼外立面上大量聚氨酯泡沫保温材料，燃烧速度快、产生剧毒氰化氢气体，是导致多人死亡的主要原因。就上海“11.15”特大火灾事故，公安部消防局副局长建议：尽快禁止聚氨酯泡沫保温材料使用，选出耐火替代品。因此，开发出新型的保温材料迫在眉睫。
我国是世界第三甘蔗种植大国，达到150多万公顷，年产甘蔗渣约2800万吨。据测定，甘蔗渣含干物质90％-92％，无氮浸出物42％，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。目前，甘蔗渣被用于造纸、制作有机肥、饲料以及食用菌等方面，但仍有不部分的甘蔗渣未被充分利用。
我国有着丰富的真菌资源，其中已知的可食用真菌资源约占全世界总量的50％左右，许多真菌具有原料利用范围广，菌丝体发达、菌丝体扭结能力强的优点。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，胶结效果好。因此，筛选高效利用纤维素和木质素转化能力强的特定真菌，利用甘蔗渣开发新型环境友好型生物质材料，既可实现蔗渣资源循环高效利用，又可促进我国环保产业水平的提升。
综上所述，目前我国部分甘蔗渣被用作燃料存在浪费甘蔗渣资源，产生大量CO2等温室气体，对空气和自然环境造成严重污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以甘蔗渣为主料的真菌基生物质保温材料及其制备方法，旨在解决目前我国部分甘蔗渣被用作燃料存在浪费甘蔗渣资源，产生大量CO2等温室气体，对空气和自然环境造成严重污染的问题。
本发明是这样实现的，一种以甘蔗渣为主料的真菌基生物质保温材料，按照质量份数30份-70份的甘蔗渣、15份-30份的稻谷壳、10份-20份米糠和5份-20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45份膨胀珍珠岩和55份蛭石组成。
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38％、62％；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甘蔗渣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30份-70份的甘蔗渣、15份-30份的稻谷壳、10份-20份米糠和5份-20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％-30％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，即得以甘蔗渣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，甘蔗渣为甘蔗榨糖后的新鲜甘蔗渣，甘蔗渣的长度为5mm-15mm，其中长度为5mm-10mm、10mm-15mm蔗渣的比例分别为64％、36％。
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，即得以甘蔗渣为主料的真菌基生物质保温材料。
本发明另一目的在于提供一种利用上述以甘蔗渣为主料的真菌基生物质保温材料制备的保温材料。
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，利用丰富的蔗渣资源优势，在真菌菌丝的作用下将蔗渣制成密度小、力学性能好、保温性能佳的生物质材料，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，实现蔗渣资源的综合利用，变废为宝，减少环境污染，促进蔗渣产业的可持续发展。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。
本发明接种的真菌菌种(来自发明专利CN105292758A)，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38％，62％；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0.043-0.062之间(25℃W/(m·K))。
附图说明
图1是本发明实施例提供的以甘蔗渣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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供以甘蔗渣为主料的真菌基生物质保温材料，按照质量份数30份-70份的甘蔗渣、15份-30份的稻谷壳、10份-20份米糠和5份-20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45份膨胀珍珠岩和55份蛭石组成。
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38％、62％；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甘蔗渣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30份-70份的甘蔗渣、15份-30份的稻谷壳、10份-20份米糠和5份-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1.0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，即得以甘蔗渣为主料的真菌基生物质保温材料。
甘蔗渣为甘蔗榨糖后的新鲜甘蔗渣，甘蔗渣的直径为5mm-15mm，其中长度为5mm-10mm、10mm-15mm蔗渣的比例分别为64％、36％。
下面结合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甘蔗渣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份的甘蔗渣、20份的稻谷壳、15份米糠和15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倍自来水，混匀；调控培养原料中的含水量为55％，同时调节培养料的pH至8；
甘蔗渣为甘蔗榨糖后的新鲜甘蔗渣，甘蔗渣的直径为5mm-15mm，其中长度为5mm-10mm、10mm-15mm蔗渣的比例分别为64％、36％。
(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15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15％(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25℃、环境相对湿度65％、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、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。
实施例2
本发明实施例提供的以甘蔗渣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65份的甘蔗渣、15份的稻谷壳、10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；
甘蔗渣为甘蔗榨糖后的新鲜甘蔗渣，甘蔗渣的直径为5mm-15mm，其中长度为5mm-10mm、10mm-15mm蔗渣的比例分别为64％、36％。
(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15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25％(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13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)

1.一种以甘蔗渣为主料的真菌基生物质保温材料，其特征在于，所述以甘蔗渣为主料的真菌基生物质保温材料按照质量份数30份-70份的甘蔗渣、15份-30份的稻谷壳、10份-20份米糠和5份-20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45份膨胀珍珠岩和55份蛭石组成。
2.如权利要求1所述的以甘蔗渣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38％、62％；所述膨胀珍珠岩颗粒直径为0mm-2.5mm。
3.一种如权利要求1所述以甘蔗渣为主料的真菌基生物质保温材料的制备方法，其特征在于，所述以甘蔗渣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30份-70份的甘蔗渣、15份-30份的稻谷壳、10份-20份米糠和5份-20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％-30％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，即得以甘蔗渣为主料的真菌基生物质保温材料。
4.如权利要求3所述的以甘蔗渣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所述的以甘蔗渣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所述的以甘蔗渣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，甘蔗渣为甘蔗榨糖后的新鲜甘蔗渣，甘蔗渣的长度为5mm-15mm，其中长度为5mm-10mm、10mm-15mm蔗渣的比例分别为64％、36％。
7.如权利要求3所述的以甘蔗渣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所述的以甘蔗渣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，即得以甘蔗渣为主料的真菌基生物质保温材料。
9.一种利用权利要求1所述以甘蔗渣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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