CN107599112A - 利用刨花生产无胶纤维板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用刨花生产无胶纤维板的方法，以刨花为原料，通过接种平菇菌丝体对刨花进行生物改性，再通过温控处理进行刨花的自我酶改性，最后进行热压，得到无胶纤维板。本发明在纤维板制备中不添加化学胶黏剂和生物胶黏剂，将生物改性和酶改性相结合，以提高纤维板强度，是一种绿色可持续发展的纤维板制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及纤维板的制备方法，特别是涉及一种通过刨花生物改性及酶改性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。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。
刨花是木材加工过程中产生的最为常见的剩余物，也是纤维板制备常用的原料。目前刨花加工常见的工艺就是通过化学胶黏剂实现纤维的胶黏，研究的热点主要集中在其他辅助木质纤维原料的组成、比例、化学胶黏剂的类型及施胶工艺、生物胶黏剂开发及使用等方面，相关的专利申请有 “一种竹材饰面复合材”（CN201620483074.X）、“ 生物质树脂及其纤维定向刨花复合板的制备方法”（CN201510913718.4）、“一种高密度刨花纤维板”（CN201320451555.9）、“刨花胶合板的制造方法”（CN201010289150.0）、 “一种适合于麦或稻秸秆碎料板工业化生产组合式拌胶方法”（CN200510037608.2）等。目前尚未见到利用生物预处理及预处理过程中的酶进一步进行自我酶处理的方法制备无胶纤维板的报道。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种利用刨花生产无胶纤维板的方法，在纤维板制备中不添加化学胶黏剂和生物胶黏剂，将生物改性和酶改性相结合，以提高纤维板强度，是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刨花生产无胶纤维板的方法，包括以下步骤：
（1）以刨花为原料制备成刨花培养基，接入平菇菌种进行生物改性；
（2）生物改性后的刨花恒温处理一段时间，进行刨花的自我酶改性；
（3）自我酶改性后的刨花通过热压工艺，制备得无胶纤维板。
其中，所述刨花培养基含有质量55-70%的水分。
其中，所述的刨花培养基中添加硫酸镁、硫酸铵、或土豆煮液以促进菌种的生长。
其中，生物改性用的菌种为平菇液体菌种、固体菌种或其栽培后的菌糠，在生物改性条件中：温度为20-30℃、湿度为90-95%、时间为21-35d。
其中，生物改性后的刨花恒温改性是进行刨花中木质纤维素酶的自我酶改性，在自我酶改性参数中：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。
本发明的创新点在于：平菇是最常见的食用菌之一，平菇在刨花上生长过程中能分泌大量的纤维素酶、半纤维素酶和木质素酶，对刨花的木质纤维素结构进行生物改性，使刨花具有了较强胶黏作用的物理结构和化学物质；在平菇改性一定时间后，即当改性体系中具有较高木质纤维素酶后，升高体系温度至木质纤维素酶的最适温度，继续酶改性，缩短改性时间，降低平菇降解破坏程度，进一步提高了刨花的胶黏效果，实现了无胶纤维板的制备。在整个纤维板制备过程中不添加化学胶黏剂和生物胶黏剂。
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 ：平菇液体菌种制备
将冰箱保藏的平菇斜面菌株接入土豆培养基斜面上进行活化，培养至菌丝长满斜面后，取3块菌丝斜面块接入到100mL土豆液体培养基中进行培养，28℃150r/min培养7d，之后按照10%的接种体积百分比逐级放大到5吨发酵罐中，发酵条件为150r/min，通风量为1：0.5，温度25℃，培养4d，即得平菇液体菌种。
实施例2 ：刨花纤维板制备（一）
刨花中加入一定体积的水，使刨花中水分含量在55%，灭菌后按照刨花质量的10%的比例接入平菇液体菌种，控制温度30℃，湿度90%，改性35d；生物改性后进行酶改性，温度55℃，湿度90%，时间1h；将酶改性后刨花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22.3MPa、2.6GPa。
实施例3 ：刨花纤维板制备（二）
刨花中加入一定体积的水，使刨花中水分含量在70%，灭菌后按照刨花质量的8%比例接入平菇固体菌种，控制温度25℃，湿度95%，改性28d；生物改性后进行酶改性，温度50℃，湿度92%，时间3h；将酶改性后刨花放置纤维板模具中进行热压，控制压强17.5MPa、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23.8MPa、4.2GPa。
实施例4 ：刨花纤维板制备（三）
刨花中加入1%硫酸铵、0.5%硫酸镁，再加入一定体积的水使刨花中水分含量在62%，灭菌后按照刨花质量的15%比例接入平菇菌糠，控制温度20℃，湿度95%，改性21d；生物改性后进行酶改性，温度45℃，湿度95%，时间6h；将酶改性后刨花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20.1MPa、1.9GPa。
实施例5 ：刨花纤维板制备（四）
刨花中加入0.5%硫酸铵、0.3%土豆煮液，再加入一定体积的水使刨花中水分含量在60%，灭菌后刨花质量的按照8%比例接入平菇液体菌种，控制温度28℃，湿度92%，改性28d；生物改性后进行酶改性，温度45℃，湿度95%，时间5h；将酶改性后刨花放置纤维板模具中进行热压，控制压强18MPa、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26.7MPa、3.5GPa。
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 (6)
1.利用刨花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）以刨花为原料制备成刨花培养基，接入平菇菌种进行生物改性；（2）生物改性后的刨花恒温处理一段时间，进行刨花的自我酶改性；（3）自我酶改性后的刨花通过热压工艺，制备得无胶纤维板。
2.如权利要求1所述的利用刨花生产无胶纤维板的方法，其特征在于：所述的刨花培养基含有质量55-70%的水分。
3.如权利要求1所述的利用刨花生产无胶纤维板的方法，其特征在于：所述的刨花培养基中添加硫酸镁、硫酸铵、或土豆煮液以促进菌种的生长。
4.如权利要求1所述的利用刨花生产无胶纤维板的方法，其特征在于：生物改性用的菌种为平菇液体菌种、固体菌种或栽培后的菌糠，在生物改性条件中：温度为20-30℃、湿度为90-95%、时间为21-35d。
5.如权利要求1所述的利用刨花生产无胶纤维板的方法，其特征在于：生物改性后的刨花恒温改性是进行刨花中木质纤维素酶的自我酶改性，在自我酶改性参数中：温度为45-55℃、湿度为80-95%、时间为1-6h。
6.如权利要求1所述的利用刨花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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