CN107745432A - 一种利用农作物秸秆制备美植砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用农作物秸秆制备美植砖的方法，涉及生物肥料技术领域，包括以下步骤：胶粘剂制备、底层料制备、中层料制备、上层料制备、铺装压制；本方法中美植砖易于摆放，生产机械化效率高，为高效利用秸秆创造了一条新的途径，将其用于花卉、蔬菜种植栽培有望形成一种新的绿色化的栽培模式，改善人们的居住环境，提高生活质量，实现了对秸秆的综合利用和生态种植，且易于管理，尤其适合放置于家庭阳台上用于花卉和蔬菜的种植，改善居住环境。

Description

一种利用农作物秸秆制备美植砖的方法
技术领域
本发明涉及生物肥料技术领域，尤其涉及一种利用农作物秸秆制备美植砖的方法。
背景技术
我国是农业生产大国，每年产出大量的农业剩余物—秸秆。据统计，全国每年因农业生产活动产生的秸秆总量近9亿吨，居世界首位。由于农村劳动力转移和耕作方式的转变，秸秆的综合利用率较低，大部分秸秆被就地焚烧或乱丢乱弃，由此产生的农业面源污染问题和环境污染问题已经受到越来越多的重视，政府相继出台多项政策及问责机制禁止秸秆焚烧，大力支持推广秸秆饲料化及肥料化等综合利用技术。
发展和使用秸秆生物肥料，将对秸秆综合利用和实现生态养殖具有深远的影响。现有植物花卉的培育方式一般是有土栽培或者无土栽培。有土栽培是将植物种在土壤里根系吸收土中养分而生长，无土栽培是将植物种在水基营养液里培育。有土栽培需要经常对土壤进行浇水、松土或施肥以创造一个有利于植物根系生长的环境，而无土栽培由于植物根部长时间浸泡在水里，影响植物根系的空气流通，根系易腐烂。即现在的有土有水的栽培方式都没有创造一个最有利于植物花卉根系生长的最佳生态环境。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种利用农作物秸秆制备美植砖的方法，为高效利用秸秆创造了一条新的途径，将其用于植物花卉、蔬菜的种植栽培有望形成一种新的绿色化的栽培模式。
本发明提出的一种利用农作物秸秆制备美植砖的方法，技术方案如下：
一种利用农作物秸秆制备美植砖的方法，包括以下步骤：
S1、胶粘剂制备：向反应釜中加入脱脂大豆蛋白粉、水、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠和尿素，搅拌进行Ⅰ步反应，升温，再加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，搅拌进行Ⅱ步反应，反应产物加热浓缩至含水量为45-55％，即得胶粘剂；
S2、底层料制备：将农作物秸秆机械粉碎成50-100目，加入胶粘剂搅拌均匀；
S3、中层料制备：将农作物秸秆用10-20％石灰水浸泡处理，然后捞出建堆发酵5-7d，散开晾干，机械粉碎成2-5mm，向其中加入膨胀珍珠岩、煤渣，搅拌，混合均匀，加入胶粘剂搅拌均匀；
S4、上层料制备：将农作物秸秆粉碎成10-30mm，加入粘合剂搅拌均匀；
S5、铺装压制：将底层料、中层料和上层料依次由下到上铺装到模具中，压制成砖块，砖块上层还设有种植孔，脱模，干燥，养护，即得。
优选地，所述农作物秸秆为小麦秸秆、玉米秸秆、稻草中的一种或二种以上。
优选地，所述步骤S1中Ⅰ步反应的温度为40-50℃，反应时间为1-2h；优选地，所述Ⅱ步反应的温度为70-80℃，反应时间为2-4h。
优选地，所述步骤S1中脱脂大豆蛋白粉、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠、尿素和水的质量比为1：0.1-0.2：0.2-0.3：0.2-0.3：5-8；优选地，所述脱脂大豆蛋白粉和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的质量比为20-30：1。
优选地，所述步骤S3中膨胀珍珠岩、煤渣和农作物秸秆的质量比为0.05-0.1：0.05-0.1：1。
优选地，所述步骤S2、S3、S4物料中胶粘剂的施用量为40％≥S2>S3≥S4≥20％。
优选地，所述步骤S5中底层料、中层料和上层料的铺装高度比为1：4-5：1-2。
优选地，所述步骤S5，将底层料、中层料和上层料依次由下到上铺装到模具中，在2-3Mpa下压制5-10min，压制成砖块，砖块上层还设有种植孔，脱模，干燥，养护，即得。
优选地，所述步骤S5中，将底层料装入模具中，压制成底层，再将中层料和上层料铺装到底层上，压制成砖块，砖块上层还设有种植孔，脱模，干燥，养护，即得。
优选地，所述底层料装入模具中，在3-4Mpa下压制2-3min，再将中层料和上层料铺装到底层上，在1-2Mpa下压制5-10min，压制成砖块。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明将脱脂大豆蛋白粉和十二烷基苯磺酸钠及尿素反应，改善其耐水性，硫酸钠的存在则改善了其流动性，再经γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷改性后，与秸秆之间有很好的粘接性能；利用秸秆中含有的大量的纤维素和木质素作为碳源，将秸秆用石灰水浸泡使其软化，建堆发酵，使得秸秆里的成分更容易被植物分解利用，且三层结构中，下层作为支撑层，中层作为营养层，上层的种植孔用于植物花卉或蔬菜种子的撒播播种，该结构模式能够更好的为花卉或蔬菜生长提供碳源，且中层料中还添加有膨胀珍珠岩、煤渣，具有保水、保肥的作用，还能够提高透气性，节约栽培用水，并能够维持潮湿的环境供植物花卉或蔬菜生长；本方法中美植砖易于摆放，生产机械化效率高，为高效利用秸秆创造了一条新的途径，将其用于花卉、蔬菜种植栽培有望形成一种新的绿色化的栽培模式，改善人们的居住环境，提高生活质量，实现了对秸秆的综合利用和生态种植，且易于管理，尤其适合放置于家庭阳台上用于花卉和蔬菜的种植，改善居住环境。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种利用农作物秸秆制备美植砖的方法，包括以下步骤：
S1、胶粘剂制备：向反应釜中加入脱脂大豆蛋白粉、水、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠和尿素，搅拌进行Ⅰ步反应，升温，再加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，搅拌进行Ⅱ步反应，反应产物加热浓缩至含水量为55％，即得胶粘剂；
S2、底层料制备：将农作物秸秆机械粉碎成50目，加入胶粘剂搅拌均匀；
S3、中层料制备：将农作物秸秆用10％石灰水浸泡处理，然后捞出建堆发酵5-7d，散开晾干，机械粉碎成2mm，向其中加入膨胀珍珠岩、煤渣，搅拌，混合均匀，加入胶粘剂搅拌均匀；
S4、上层料制备：将农作物秸秆粉碎成10mm，加入粘合剂搅拌均匀；
S5、铺装压制：将底层料、中层料和上层料依次由下到上铺装到模具中，压制成砖块，砖块上层还设有种植孔，脱模，干燥，养护，即得。
实施例2
一种利用农作物秸秆制备美植砖的方法，包括以下步骤：
S1、胶粘剂制备：按照1：0.15：0.25：0.25：6的质量比向反应釜中加入脱脂大豆蛋白粉、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠、尿素和水，搅拌进行Ⅰ步反应，反应温度为40℃，反应时间为1h，升温，加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，加入的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与脱脂大豆蛋白粉的质量比为1：20，搅拌进行Ⅱ步反应，反应温度为70℃，反应时间为2h，反应产物加热浓缩至含水量为45％，即得胶粘剂；
S2、底层料制备：将农作物秸秆机械粉碎成50目，加入胶粘剂搅拌均匀，胶粘剂的施用量为30％；
S3、中层料制备：将农作物秸秆用10％石灰水浸泡处理，然后捞出建堆发酵5d，散开晾干，机械粉碎成2mm，向其中加入膨胀珍珠岩、煤渣，膨胀珍珠岩、煤渣和农作物秸秆的质量比为0.07：0.05：1，搅拌，混合均匀，加入胶粘剂搅拌均匀，胶粘剂的施用量为25％；
S4、上层料制备：将农作物秸秆粉碎成10mm，加入粘合剂搅拌均匀，胶粘剂的施用量为20％；
S5、铺装压制：将底层料装入模具中，压制成底层，再将中层料和上层料铺装到底层上，压制成砖块，砖块上层还设有种植孔，脱模，干燥，养护，即得。
实施例3
一种利用农作物秸秆制备美植砖的方法，包括以下步骤：
S1、胶粘剂制备：按照1：0.2：0.3：0.2：7的质量比向反应釜中加入脱脂大豆蛋白粉、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠、尿素和水，搅拌进行Ⅰ步反应，反应温度为45℃，反应时间为1.5h，升温，加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，加入的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与脱脂大豆蛋白粉的质量比为1：26，搅拌进行Ⅱ步反应，反应温度为75℃，反应时间为3h，反应产物加热浓缩至含水量为50％，即得胶粘剂；
S2、底层料制备：将农作物秸秆机械粉碎成80目，加入胶粘剂搅拌均匀，胶粘剂的施用量为35％；
S3、中层料制备：将农作物秸秆用15％石灰水浸泡处理，然后捞出建堆发酵6d，散开晾干，机械粉碎成3mm，向其中加入膨胀珍珠岩、煤渣，膨胀珍珠岩、煤渣和农作物秸秆的质量比为0.05：0.05：1，搅拌，混合均匀，加入胶粘剂搅拌均匀，胶粘剂的施用量为30％；
S4、上层料制备：将农作物秸秆粉碎成20mm，加入粘合剂搅拌均匀，胶粘剂的施用量为25％；
S5、铺装压制：将底层料、中层料和上层料依次由下到上铺装到模具中，底层料、中层料和上层料的铺装高度比为1：4.5：1.5，在2Mpa下压制10min，压制成砖块，砖块上层还设有种植孔，脱模，干燥，养护，即得。
实施例4
一种利用农作物秸秆制备美植砖的方法，包括以下步骤：
S1、胶粘剂制备：按照1：0.1：0.3：0.2：8的质量比向反应釜中加入脱脂大豆蛋白粉、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠、尿素和水，搅拌进行Ⅰ步反应，反应温度为45℃，反应时间为2h，升温，加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，加入的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与脱脂大豆蛋白粉的质量比为1：30，搅拌进行Ⅱ步反应，反应温度为75℃，反应时间为3h，反应产物加热浓缩至含水量为50％，即得胶粘剂；
S2、底层料制备：将小麦秸秆机械粉碎成80目，加入胶粘剂搅拌均匀，胶粘剂的施用量为40％；
S3、中层料制备：将小麦秸秆用15％石灰水浸泡处理，然后捞出建堆发酵7d，散开晾干，机械粉碎成3mm，向其中加入膨胀珍珠岩、煤渣，膨胀珍珠岩、煤渣和农作物秸秆的质量比为0.05：0.1：1，搅拌，混合均匀，加入胶粘剂搅拌均匀，胶粘剂的施用量为30％；
S4、上层料制备：将小麦秸秆粉碎成25mm，加入粘合剂搅拌均匀，胶粘剂的施用量为20％；
S5、铺装压制：将底层料、中层料和上层料依次由下到上铺装到模具中，底层料、中层料和上层料的铺装高度比为1：4：1，在3Mpa下压制8min，压制成砖块，砖块上层还设有种植孔，脱模，干燥，养护，即得。
实施例5
一种利用农作物秸秆制备美植砖的方法，包括以下步骤：
S1、胶粘剂制备：按照1：0.2：0.2：0.3：5的质量比向反应釜中加入脱脂大豆蛋白粉、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠、尿素和水，搅拌进行Ⅰ步反应，反应温度为50℃，反应时间为2h，升温，加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，加入的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与脱脂大豆蛋白粉的质量比为1：20，搅拌进行Ⅱ步反应，反应温度为80℃，反应时间为4h，反应产物加热浓缩至含水量为55％，即得胶粘剂；
S2、底层料制备：将稻草机械粉碎成100目，加入胶粘剂搅拌均匀，胶粘剂的施用量为35％；
S3、中层料制备：将稻草秸秆用20％石灰水浸泡处理，然后捞出建堆发酵7d，散开晾干，机械粉碎成5mm，向其中加入膨胀珍珠岩、煤渣，膨胀珍珠岩、煤渣和农作物秸秆的质量比为0.1：0.1：1，搅拌，混合均匀，加入胶粘剂搅拌均匀，胶粘剂的施用量为25％；
S4、上层料制备：将稻草秸秆粉碎成30mm，加入粘合剂搅拌均匀，胶粘剂的施用量为25％；
S5、铺装压制：将底层料装入模具中，在3Mpa下压制3min，再将中层料和上层料铺装到底层上，在2Mpa下压制7min，压制成砖块，砖块上层还设有种植孔，脱模，干燥，养护，即得。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用农作物秸秆制备美植砖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、胶粘剂制备：向反应釜中加入脱脂大豆蛋白粉、水、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠和尿素，搅拌进行Ⅰ步反应，升温，再加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，搅拌进行Ⅱ步反应，反应产物加热浓缩至含水量为45-55％，即得胶粘剂；
S2、底层料制备：将农作物秸秆机械粉碎成50-100目，加入胶粘剂搅拌均匀；
S3、中层料制备：将农作物秸秆用10-20％石灰水浸泡处理，然后捞出建堆发酵5-7d，散开晾干，机械粉碎成2-5mm，向其中加入膨胀珍珠岩、煤渣，搅拌，混合均匀，加入胶粘剂搅拌均匀；
S4、上层料制备：将农作物秸秆粉碎成10-30mm，加入粘合剂搅拌均匀；
S5、铺装压制：将底层料、中层料和上层料依次由下到上铺装到模具中，压制成砖块，砖块上层还设有种植孔，脱模，干燥，养护，即得。
2.如权利要求1所述的利用农作物秸秆制备美植砖的方法，其特征在于，所述农作物秸秆为小麦秸秆、玉米秸秆、稻草中的一种或二种以上。
3.如权利要求1所述的利用农作物秸秆制备美植砖的方法，其特征在于，所述步骤S1中Ⅰ步反应的温度为40-50℃，反应时间为1-2h；优选地，所述Ⅱ步反应的温度为70-80℃，反应时间为2-4h。
4.如权利要求1所述的利用农作物秸秆制备美植砖的方法，其特征在于，所述步骤S1中脱脂大豆蛋白粉、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠、尿素和水的质量比为1：0.1-0.2：0.2-0.3：0.2-0.3：5-8；优选地，所述脱脂大豆蛋白粉和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的质量比为20-30：1。
5.如权利要求1所述的利用农作物秸秆制备美植砖的方法，其特征在于，所述步骤S3中膨胀珍珠岩、煤渣和农作物秸秆的质量比为0.05-0.1：0.05-0.1：1。
6.如权利要求1所述的利用农作物秸秆制备美植砖的方法，其特征在于，所述步骤S2、S3、S4物料中胶粘剂的施用量为40％≥S2>S3≥S4≥20％。
7.如权利要求1所述的利用农作物秸秆制备美植砖的方法，其特征在于，所述步骤S5中底层料、中层料和上层料的铺装高度比为1：4-5：1-2。
8.如权利要求1所述的利用农作物秸秆制备美植砖的方法，其特征在于，所述步骤S5，将底层料、中层料和上层料依次由下到上铺装到模具中，在2-3Mpa下压制5-10min，压制成砖块，砖块上层还设有种植孔，脱模，干燥，养护，即得。
9.如权利要求1所述的利用农作物秸秆制备美植砖的方法，其特征在于，所述步骤S5中，将底层料装入模具中，压制成底层，再将中层料和上层料铺装到底层上，压制成砖块，砖块上层还设有种植孔，脱模，干燥，养护，即得。
10.如权利要求9所述的利用农作物秸秆制备美植砖的方法，其特征在于，所述底层料装入模具中，在3-4Mpa下压制2-3min，再将中层料和上层料铺装到底层上，在1-2Mpa下压制5-10min，压制成砖块。
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