CN107457879A - 利用菌糠生产无胶纤维板的方法 - Google Patents

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梁小华
王新风
纪丽莲
张曈
夏林
陆家锦
吴蕾蕾
陈春燕
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Abstract

本发明提供了一种利用菌糠生产无胶纤维板的方法，以菌糠为原料，再添加一定秸秆后进行生物改性，进一步通过温控改性后并进行热压，实现无胶纤维板的制备。本发明的纤维板制备中不添加化学胶黏剂，有效利用了菌糠及秸秆等废弃物，解决了当前纤维板存在的环境污染、成本高等问题，是一种绿色可持续发展的纤维板制备方法。

Description

利用菌糠生产无胶纤维板的方法
技术领域
本发明涉及纤维板的制备方法，特别是涉及通过菌糠生物改性及酶法处理生产无胶纤维板的方法。
背景技术
据统计，我国已成为世界人造纤维板生产和消费第一大国，产值超千亿元。尽管我国人造纤维板产量不断增加，但仍然无法满足市场需求，同时原料供应也存在严重的不足。在纤维板制造过程中通常需添加一些醛类胶黏剂，如脲醛树脂胶、酚醛树脂胶、三聚氰胺甲醛树脂胶等，这些醛类胶黏剂的使用，将导致：1）纤维板生产和使用过程中释放甲醛，面临环保和健康压力；2）以不可再生资源——石油合成胶黏剂，与能源争油。近年来，基于绿色家居考虑，无甲醛胶黏剂型和无胶黏剂型环保型纤维板生产技术已成为了研究的热点，无胶纤维板更是成为市场热宠。
菌糠是利用秸秆、木屑等原料进行食药用菌代料栽培，收获后的培养基剩余物，俗称栽培废料、菌渣或余料，是食用菌丝残体及经食用菌酶解，结构发生质变的粗纤维等成分的复合物。因此，菌糠较之秸秆、木屑等原料具有更高含量的粗蛋白、粗脂肪、多糖、有机酸等有机物，另外，纤维素、半纤维素和木质素等组分也发生了不同程度的降解与改性，出现了断裂及多孔性状。另外，新鲜菌糠中扔残留有高活性的木质纤维素酶，可进一步对菌糠进行酶促改性。
我国食药用菌菌糠产量巨大，目前利用菌糠生产动物饲料、单细胞蛋白、提取SOD等方面的研究已有先例，但是菌糠的整体利用度及所获得的产品附加值都比较低，而针对菌糠中木质纤维素结构、游离多种有机分子及菌丝体等特性而开发成绿色环保纤维板的研究却未见报道。仅见到1个相似专利“菌糠复合板及其制备方法”（申请号200910220016.2），该专利仅仅是将传统纤维板制备方法换了一种原料而已，未充分利用菌糠的固有优势。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种利用菌糠生产无胶纤维板的方法，纤维板制备中不添加化学胶黏剂和生物胶黏剂，有效利用菌糠及秸秆等废弃物，解决当前纤维板存在的环境污染、成本高等问题，是一种绿色可持续发展的纤维板制备方法。
本发明的技术解决方案是该利用菌糠生产无胶纤维板的方法包括以下步骤：（1）选取新鲜菌糠，打散，添加秸秆粉，制备成菌糠培养基，菌糠培养基不用灭菌处理；（2）对菌糠培养基进行生物改性，获得改性菌糠；（3）改性菌糠恒温处理实现菌糠的自我酶改性；（4）自我酶改性处理后的菌糠通过热压工艺，制备得纤维板。
其中，所述的菌糠包括食用菌糠、药用菌糠。
其中，所述的秸秆包括小麦秸秆、玉米秸秆、高粱秸秆、芦苇、油菜秸秆、蓖麻秸秆、红薯藤、南瓜藤、丝瓜藤。
其中，菌糠培养基中的菌糠的质量分数在60-90%，秸秆粉的质量分数在10-40%。
其中，菌糠培养基的菌糠生物改性用菌种为菌糠自身所含的菌丝体，生物改性条件：温度为20-30℃、湿度为90-95%、时间为15-30d。
其中，改性菌糠恒温处理是进行菌糠中木质纤维素酶的自我酶改性，自我酶改性条件：温度为45-55℃、湿度为80-95%、时间为1-6h。
其中，所述的热压工艺参数：压强为15-20MPa，温度为165-185℃，4min后自然降压至常压，获得纤维板。
本发明的创新点在于：
1、新鲜菌糠含有大量菌丝体，利用菌糠自身的菌丝体进行生物改性；改性后的菌糠中含有大量木质纤维素酶，利用改性菌糠中的木质纤维素酶进行酶改性；生物改性和酶处理后产生更为有利的多孔结构，结合菌糠中的多糖、粗蛋白、粗脂肪等组分使之具有较强的胶黏特性，实现菌糠木质纤维素成分的最大化改性，极大提升无胶纤维板的胶黏特性，从而可不利用化学胶黏剂制备成绿色环保的高强度纤维板，是现有纤维板工艺的技术革新。
2、有效利用了菌糠及秸秆等废弃物，为这类废弃物的资源化利用提供了新思路。
具体实施方式
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1 ：金针菇菌糠无胶纤维板制备
质量分数80%的新鲜金针菇菌糠，打散后添加质量分数20%的高粱秸秆粉，混匀，放置在相对封闭环境，控制温度20℃、湿度95%，改性30d；生物改性后进行酶改性，温度50℃，湿度90%，时间3h；将酶改性后菌糠放置纤维板模具中进行热压，控制压强17.5MPa、温度170℃，4min后自然降压至常压，制备得纤维板。该纤维板的弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到19.2MPa、569MPa。
实施例2 ：杏鲍菇菌糠无胶纤维板制备
质量分数90%的新鲜杏鲍菇菌糠，打散后添加质量分数10%的小麦秸秆粉，混匀，放置在相对封闭环境，控制温度30℃、湿度90%，改性15d；生物改性后进行酶改性，温度55℃，湿度95%，时间1h；将酶改性后菌糠放置纤维板模具中进行热压，控制压强20MPa、温度165℃，4min后自然降压至常压，制备得纤维板。该纤维板的弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到16.7MPa、485MPa。
实施例3 ：香菇菌糠无胶纤维板制备
质量分数60%的新鲜香菇菌糠，打散后添加质量分数40%的玉米秸秆粉，混匀，放置在相对封闭环境，控制温度25℃、湿度92%，改性30d；生物改性后进行酶改性，温度45℃，湿度93%，时间6h；将酶改性后菌糠放置纤维板模具中进行热压，控制压强15MPa、温度185℃，4min后自然降压至常压，制备得纤维板。该纤维板的弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到21.6MPa、4.2GPa。
实施例4 ：灵芝菌糠无胶纤维板制备
质量分数70%的新鲜灵芝菌糠，打散后添加质量分数30%的油菜秸秆粉，混匀，放置在相对封闭环境，控制温度28℃、湿度90%，改性28d；生物改性后进行酶改性，温度45℃，湿度95%，时间4.5h；将酶改性后菌糠放置纤维板模具中进行热压，控制压强18MPa、温度175℃，4min后自然降压至常压，制备得纤维板。该纤维板的弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到24.1MPa、2.6GPa。
实施例5 ：裂褶菌菌糠无胶纤维板制备
质量分数75%的新鲜裂褶菌菌糠，打散后添加质量分数25%的高粱秸秆粉，混匀，放置在相对封闭环境，控制温度30℃、湿度95%，改性21d；生物改性后进行酶改性，温度50℃，湿度92%，时间4h；将酶改性后菌糠放置纤维板模具中进行热压，控制压强17MPa、温度170℃，4min后自然降压至常压，制备得纤维板。该纤维板的弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到17.4MPa、1.9GPa。
实施例6 ：云芝菌糠无胶纤维板制备
质量分数65%的新鲜云芝菌糠，打散后添加质量分数35%的红薯藤粉，混匀，放置在相对封闭环境，控制温度25℃、湿度95%，改性25d；生物改性后进行酶改性，温度45℃，湿度95%，时间3h；将本酶改性后菌糠放置纤维板模具中进行热压，控制压强17.5MPa、温度170℃，4min后自然降压至常压，制备得纤维板。该纤维板的弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到17.4MPa、432MPa。
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 (7)

1.利用菌糠生产无胶纤维板的方法，其特征在于该纤维板的生产方法包括以下步骤：
（1）选取新鲜菌糠，打散，添加秸秆粉，制备成菌糠培养基，菌糠培养基不用灭菌处理；
（2）对菌糠培养基进行生物改性，获改性菌糠；
（3）改性菌糠恒温处理实现菌糠的自我酶改性；
（4）自我酶改性处理后的菌糠通过热压工艺，制备得纤维板。
2.如权利要求1所述的利用菌糠生产无胶纤维板的方法，其特征在于：所述的菌糠包括食用菌糠、药用菌糠。
3.如权利要求1所述的利用菌糠生产无胶纤维板的方法，其特征在于：所述的秸秆包括小麦秸秆、玉米秸秆、高粱秸秆、芦苇、油菜秸秆、蓖麻秸秆、红薯藤、南瓜藤、丝瓜藤。
4.如权利要求1所述的利用菌糠生产无胶纤维板的方法，其特征在于：菌糠培养基中的菌糠的质量分数在60-90%，秸秆粉的质量分数在10-40%。
5.如权利要求1所述的利用菌糠生产无胶纤维板的方法，其特征在于：菌糠培养基的菌糠生物改性用菌种为菌糠自身所含的菌丝体，在生物改性条件中：温度为20-30℃、湿度为90-95%、时间为15-30d。
6.如权利要求1所述的利用菌糠生产无胶纤维板的方法，其特征在于：改性菌糠恒温处理是进行菌糠中木质纤维素酶的自我酶改性，在自我酶改性条件中：温度为45-55℃、湿度为80-95%、时间为1-6h。
7.如权利要求1所述的利用菌糠生产无胶纤维板的方法，其特征在于：所述的热压工艺参数中：压强为15-20MPa，温度为165-185℃，4min后自然降压至常压，获得纤维板。
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