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
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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