CN107057793A - 一种秸秆的利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种秸秆的利用方法，所述利用方法包括以下步骤：(1) 秸秆预处理：将秸秆原料切碎；将碎秸秆、混合菌液、增效剂混合，加入清水搅拌均匀后得到发酵混合物；(2) 发酵秸秆的堆放；(3) 秸秆发酵；(4) 干燥粉碎；(5) 造粒：将秸秆纤维输送至环模造粒机，采用环模和压辊压制成型，得到棒状秸秆颗粒；(6) 冷却成型：将压制后的秸秆颗粒送入冷却机，得到光滑成型的颗粒。本发明的秸秆利用方法，发酵后可直接用于饲料、沼气发酵和有机肥、家禽饲料的生产，干燥粉碎、造粒、冷却成型工艺使得秸秆颗粒表面光滑，无明显裂纹，可以作为清洁的生物质燃烧能源，适合大规模推广应用。

Description

一种秸秆的利用方法
技术领域
本发明涉及秸秆综合利用技术领域，具体涉及一种秸秆的利用方法。
背景技术
近年来，农作物秸秆成为农村面源污染的新源头。每年夏收和秋冬之际，总有大量的小麦、玉米等秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。目前我国为农作物秸秆的综合开发利用找到了多种用途，除传统的秸秆粉碎还田作有机肥料外，还走出了秸秆饲料、秸秆汽化、秸秆发电、秸秆乙醇、秸秆建材等新路子，大大提高了秸秆的利用值和利用率。
为了对秸秆进行再度利用，有些地方采用造粒机对秸秆进行造粒。但由于秸秆的主要成份是纤维素、半纤维素和木质素，木质素是具有芳香族特性的结构单体，是一种无定形结构的物质，存在于植物的木化组织中，在造粒时，秸秆中的木质素与纤维素结合不紧密，因此造粒效果不好，容易出现不出粒或者不能持续出粒的现象。目前秸秆颗粒无合适的成型工艺能够满足机械化、大批量、连续生产的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种秸秆的利用方法，该利用方法将秸秆发酵后，严重破坏其木质结构，大大提高了可利用性，可直接用于饲料、沼气发酵和有机肥、家禽饲料的生产，之后的干燥粉碎、造粒、冷却成型工艺使得秸秆颗粒表面光滑，无明显裂纹，可以作为清洁的生物质燃烧能源，也可用于培育菌种的基材和畜禽的饲料添加剂，适合大规模推广应用。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种秸秆的利用方法，包括以下步骤：
（1）秸秆预处理：使用铡草机将秸秆原料切碎，得到长度10～15cm的碎秸秆；将酵母菌菌种、乳酸杆菌菌种与丁酸梭菌菌种混合后加入葡萄糖，得到混合菌液；然后将碎秸秆、混合菌液、增效剂混合，加入清水使体系的含水量达到70～80%，体系的含氮比为50～65%，搅拌均匀后得到发酵混合物；
（2）发酵秸秆的堆放：在发酵场地先铺上一层厚度30～50cm的秸秆料，然后均匀喷洒一层秸秆发酵剂，然后在料堆上横竖放置数根竹竿，竹竿长度与料堆宽度保持一致，竹竿放置间距保持1.5～2.2m，依次再铺上一层发酵混合物和秸秆发酵剂，当秸秆发酵剂的总用量为秸秆重量的10～20％时，停止堆高秸秆，并在顶层覆盖塑料薄膜，塑料薄膜上放置一层石棉网；
（3）秸秆发酵：在室温小于22℃条件下将秸秆发酵8～12天后，取出竹竿，取出发酵好的碎秸秆，结束发酵；
（4）干燥粉碎：将发酵好的碎秸秆在40～50℃的干燥箱中干燥至含水量小于10%，通入粉碎机进行细粉碎，再通入风送除尘设备进入料仓贮存22～28小时，得到秸秆纤维；
（5）造粒：将秸秆纤维输送至环模造粒机，采用环模和压辊压制成型，压制过程中产生110～130℃的温度可使物料熟化，得到密度为0.8～1.5g/cm3的棒状秸秆颗粒；
（6）冷却成型：将压制后的秸秆颗粒送入冷却机，通过风冷降温至20～25℃，得到光滑成型的颗粒。
进一步的，所述混合菌液中酵母菌菌种、乳酸杆菌菌种与丁酸梭菌菌种的质量比为3:2:5，葡萄糖的浓度为6～10g/L。
进一步的，所述增效剂为人畜料液、尿液和硫酸铵的混合物，使用量为发酵混合物质量的10～15%。
进一步的，所述发酵菌液的质量为发酵混合物质量的5～8%。
进一步的，所述秸秆发酵剂包括如下重量份的原料：水果渣30～50份、树木杂草10～20份、食用菌渣5～15份。
进一步的，所述秸秆纤维的直径为8～15mm，长度为25～35mm。
进一步的，所述步骤（5）造粒后需要进行筛选，得到尺寸均匀的秸秆颗粒后再进行冷却。
进一步的，所述步骤（6）冷却机选用逆流式冷却机，冷却时间为20～30min。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1. 本发明的秸秆利用方法，将秸秆发酵后，严重破坏其木质结构，大大提高了可利用性，可直接用于饲料、沼气发酵和有机肥、家禽饲料的生产，之后的干燥粉碎、造粒、冷却成型工艺使得秸秆颗粒表面光滑，无明显裂纹，可以作为清洁的生物质燃烧能源，也可用于培育菌种的基材和畜禽的饲料添加剂，适合大规模推广应用。
2. 本发明的秸秆利用方法，秸秆的选择范围较广泛，包括水稻秸秆、玉米秸秆、高梁秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆及藤、蔓等，也可以是多种秸秆的混合物；由水果渣、树木杂草、食用菌渣组成的发酵剂，对发酵条件的适应性强，温度范围广，在室外温度为 15-35℃都能进行发酵；造粒、压制成型和冷却工艺使秸秆颗粒的密度大大增加，有效地解决了秸秆储存的难题，同时减轻了秸秆对环境的影响，运输更为方便，且贮存成本降低了80%；造粒效果好，成型的秸秆颗粒表面光滑、无明显裂纹，用途广泛。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1
一种秸秆的利用方法，包括以下步骤：
（1）秸秆预处理：使用铡草机将秸秆原料切碎，得到长度12cm的碎秸秆；将酵母菌菌种、乳酸杆菌菌种与丁酸梭菌菌种混合后加入葡萄糖，得到混合菌液；然后将碎秸秆、混合菌液、增效剂混合，加入清水使体系的含水量达到75%，体系的含氮比为55%，搅拌均匀后得到发酵混合物；
（2）发酵秸秆的堆放：在发酵场地先铺上一层厚度38cm的秸秆料，然后均匀喷洒一层秸秆发酵剂，然后在料堆上横竖放置数根竹竿，竹竿长度与料堆宽度保持一致，竹竿放置间距保持1.9m，依次再铺上一层发酵混合物和秸秆发酵剂，当秸秆发酵剂的总用量为秸秆重量的16％时，停止堆高秸秆，并在顶层覆盖塑料薄膜，塑料薄膜上放置一层石棉网；
（3）秸秆发酵：在室温小于22℃条件下将秸秆发酵10天后，取出竹竿，取出发酵好的碎秸秆，结束发酵；
（4）干燥粉碎：将发酵好的碎秸秆在42℃的干燥箱中干燥至含水量小于10%，通入粉碎机进行细粉碎，再通入风送除尘设备进入料仓贮存25小时，得到秸秆纤维；
（5）造粒：将秸秆纤维输送至环模造粒机，采用环模和压辊压制成型，压制过程中产生110～130℃的温度可使物料熟化，得到密度为0.8～1.5g/cm3的棒状秸秆颗粒；
（6）冷却成型：将压制后的秸秆颗粒送入冷却机，通过风冷降温至20～25℃，得到光滑成型的颗粒。
其中，混合菌液中酵母菌菌种、乳酸杆菌菌种与丁酸梭菌菌种的质量比为3:2:5，葡萄糖的浓度为6～10g/L；增效剂为人畜料液、尿液和硫酸铵的混合物，使用量为发酵混合物质量的10～15%；发酵菌液的质量为发酵混合物质量的5～8%；秸秆发酵剂包括如下重量份的原料：水果渣30～50份、树木杂草10～20份、食用菌渣5～15份；秸秆纤维的直径为8～15mm，长度为25～35mm；步骤（5）造粒后需要进行筛选，得到尺寸均匀的秸秆颗粒后再进行冷却；步骤（6）冷却机选用逆流式冷却机，冷却时间为20～30min。
实施例2
一种秸秆的利用方法，包括以下步骤：
（1）秸秆预处理：使用铡草机将秸秆原料切碎，得到长度13cm的碎秸秆；将酵母菌菌种、乳酸杆菌菌种与丁酸梭菌菌种混合后加入葡萄糖，得到混合菌液；然后将碎秸秆、混合菌液、增效剂混合，加入清水使体系的含水量达到78%，体系的含氮比为60%，搅拌均匀后得到发酵混合物；
（2）发酵秸秆的堆放：在发酵场地先铺上一层厚度45cm的秸秆料，然后均匀喷洒一层秸秆发酵剂，然后在料堆上横竖放置数根竹竿，竹竿长度与料堆宽度保持一致，竹竿放置间距保持2.0m，依次再铺上一层发酵混合物和秸秆发酵剂，当秸秆发酵剂的总用量为秸秆重量的18％时，停止堆高秸秆，并在顶层覆盖塑料薄膜，塑料薄膜上放置一层石棉网；
（3）秸秆发酵：在室温小于22℃条件下将秸秆发酵8～12天后，取出竹竿，取出发酵好的碎秸秆，结束发酵；
（4）干燥粉碎：将发酵好的碎秸秆在50℃的干燥箱中干燥至含水量小于10%，通入粉碎机进行细粉碎，再通入风送除尘设备进入料仓贮存26小时，得到秸秆纤维；
（5）造粒：将秸秆纤维输送至环模造粒机，采用环模和压辊压制成型，压制过程中产生110～130℃的温度可使物料熟化，得到密度为0.8～1.5g/cm3的棒状秸秆颗粒；
（6）冷却成型：将压制后的秸秆颗粒送入冷却机，通过风冷降温至20～25℃，得到光滑成型的颗粒。
其中，混合菌液中酵母菌菌种、乳酸杆菌菌种与丁酸梭菌菌种的质量比为3:2:5，葡萄糖的浓度为6～10g/L；增效剂为人畜料液、尿液和硫酸铵的混合物，使用量为发酵混合物质量的10～15%；发酵菌液的质量为发酵混合物质量的5～8%；秸秆发酵剂包括如下重量份的原料：水果渣30～50份、树木杂草10～20份、食用菌渣5～15份；秸秆纤维的直径为8～15mm，长度为25～35mm；步骤（5）造粒后需要进行筛选，得到尺寸均匀的秸秆颗粒后再进行冷却；步骤（6）冷却机选用逆流式冷却机，冷却时间为20～30min。
实施例3
一种秸秆的利用方法，包括以下步骤：
（1）秸秆预处理：使用铡草机将秸秆原料切碎，得到长度10cm的碎秸秆；将酵母菌菌种、乳酸杆菌菌种与丁酸梭菌菌种混合后加入葡萄糖，得到混合菌液；然后将碎秸秆、混合菌液、增效剂混合，加入清水使体系的含水量达到74%，体系的含氮比为62%，搅拌均匀后得到发酵混合物；
（2）发酵秸秆的堆放：在发酵场地先铺上一层厚度50cm的秸秆料，然后均匀喷洒一层秸秆发酵剂，然后在料堆上横竖放置数根竹竿，竹竿长度与料堆宽度保持一致，竹竿放置间距保持2.2m，依次再铺上一层发酵混合物和秸秆发酵剂，当秸秆发酵剂的总用量为秸秆重量的20％时，停止堆高秸秆，并在顶层覆盖塑料薄膜，塑料薄膜上放置一层石棉网；
（3）秸秆发酵：在室温小于22℃条件下将秸秆发酵12天后，取出竹竿，取出发酵好的碎秸秆，结束发酵；
（4）干燥粉碎：将发酵好的碎秸秆在50℃的干燥箱中干燥至含水量小于10%，通入粉碎机进行细粉碎，再通入风送除尘设备进入料仓贮存25小时，得到秸秆纤维；
（5）造粒：将秸秆纤维输送至环模造粒机，采用环模和压辊压制成型，压制过程中产生110～130℃的温度可使物料熟化，得到密度为0.8～1.5g/cm3的棒状秸秆颗粒；
（6）冷却成型：将压制后的秸秆颗粒送入冷却机，通过风冷降温至20～25℃，得到光滑成型的颗粒。
其中，混合菌液中酵母菌菌种、乳酸杆菌菌种与丁酸梭菌菌种的质量比为3:2:5，葡萄糖的浓度为6～10g/L；增效剂为人畜料液、尿液和硫酸铵的混合物，使用量为发酵混合物质量的10～15%；发酵菌液的质量为发酵混合物质量的5～8%；秸秆发酵剂包括如下重量份的原料：水果渣30～50份、树木杂草10～20份、食用菌渣5～15份；秸秆纤维的直径为8～15mm，长度为25～35mm；步骤（5）造粒后需要进行筛选，得到尺寸均匀的秸秆颗粒后再进行冷却；步骤（6）冷却机选用逆流式冷却机，冷却时间为20～30min。
本发明的秸秆利用方法，将秸秆发酵后，严重破坏其木质结构，大大提高了可利用性，可直接用于饲料、沼气发酵和有机肥、家禽饲料的生产，之后的干燥粉碎、造粒、冷却成型工艺使得秸秆颗粒表面光滑，无明显裂纹，可以作为清洁的生物质燃烧能源，也可用于培育菌种的基材和畜禽的饲料添加剂，适合大规模推广应用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种秸秆的利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）秸秆预处理：使用铡草机将秸秆原料切碎，得到长度10～15cm的碎秸秆；将酵母菌菌种、乳酸杆菌菌种与丁酸梭菌菌种混合后加入葡萄糖，得到混合菌液；然后将碎秸秆、混合菌液、增效剂混合，加入清水使体系的含水量达到70～80%，体系的含氮比为50～65%，搅拌均匀后得到发酵混合物；
（2）发酵秸秆的堆放：在发酵场地先铺上一层厚度30～50cm的秸秆料，然后均匀喷洒一层秸秆发酵剂，然后在料堆上横竖放置数根竹竿，竹竿长度与料堆宽度保持一致，竹竿放置间距保持1.5～2.2m，依次再铺上一层发酵混合物和秸秆发酵剂，当秸秆发酵剂的总用量为秸秆重量的10～20％时，停止堆高秸秆，并在顶层覆盖塑料薄膜，塑料薄膜上放置一层石棉网；
（3）秸秆发酵：在室温小于22℃条件下将秸秆发酵8～12天后，取出竹竿，取出发酵好的碎秸秆，结束发酵；
（4）干燥粉碎：将发酵好的碎秸秆在40～50℃的干燥箱中干燥至含水量小于10%，通入粉碎机进行细粉碎，再通入风送除尘设备进入料仓贮存22～28小时，得到秸秆纤维；
（5）造粒：将秸秆纤维输送至环模造粒机，采用环模和压辊压制成型，压制过程中产生110～130℃的温度可使物料熟化，得到密度为0.8～1.5g/cm3的棒状秸秆颗粒；
（6）冷却成型：将压制后的秸秆颗粒送入冷却机，通过风冷降温至20～25℃，得到光滑成型的颗粒。
2.根据权利要求1所述的秸秆的利用方法，其特征在于，所述混合菌液中酵母菌菌种、乳酸杆菌菌种与丁酸梭菌菌种的质量比为3:2:5，葡萄糖的浓度为6～10g/L。
3.根据权利要求1所述的秸秆的利用方法，其特征在于，所述增效剂为人畜料液、尿液和硫酸铵的混合物，使用量为发酵混合物质量的10～15%。
4.根据权利要求1所述的秸秆的利用方法，其特征在于，所述发酵菌液的质量为发酵混合物质量的5～8%。
5.根据权利要求1所述的秸秆的利用方法，其特征在于，所述秸秆发酵剂包括如下重量份的原料：水果渣30～50份、树木杂草10～20份、食用菌渣5～15份。
6.根据权利要求1所述的秸秆的利用方法，其特征在于，所述秸秆纤维的直径为8～15mm，长度为25～35mm。
7.根据权利要求1所述的秸秆的利用方法，其特征在于，所述步骤（5）造粒后需要进行筛选，得到尺寸均匀的秸秆颗粒后再进行冷却。
8.根据权利要求1所述的秸秆的利用方法，其特征在于，所述步骤（6）冷却机选用逆流式冷却机，冷却时间为20～30min。
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