CN1887550A - 利用海滨锦葵秸秆生产的中密度纤维板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生态工程技术领域，具体涉及利用非木纤维材料海滨锦葵秸秆生产中密度纤维板的方法。利用海滨锦葵生产的中密度纤维板及其制备方法，把大量的海滨锦葵生物质能转化为替代木质纤维的非木质纤维资源生产纤维板，同时还将海滨锦葵可溶性提取物加以利用，大大提高海滨锦葵经济价值。
Description
一、技术领域
本项发明属于生态工程技术领域，具体涉及利用非木纤维材料海滨锦葵秸秆生产中密度纤维板的方法。
二、背景技术
随着我国经济的快速发展以及人们生活水平的不断提高，我国建筑、装修、家具、包装等行业迅速崛起，人们对板材消费量不断增加。以往建筑、装修、家具和包装等多用木板或木质纤维板材，而我国人均森林蓄积量仅有0.12m3，远远低于世界人均森林蓄积量0.65m3的水平，而我国目前年均木材总消耗量为2.5×108m3，我国森林受到严重破坏，面积迅速缩小，木材供给能力大幅度下降。为保护森林资源、保护环境，我国加强了对森林保护力度、并大力提倡植物造林，积极引导和鼓励利用非木纤维制作纤维板以替代木质纤维板。非木纤维植物具有生长快、周期短、生物量大、成本低等诸多的特点，我国近年来出现许多以农作物秸秆的非木纤维作为原料生产纤维板材和造纸的公司，将大量的农作物秸秆转化为非木纤维板替代木质纤维板或纸质，在建筑、装修、家具、包装等领域发挥了巨大作用，这对保护我国的森林资源、保护生态环境十分有利的。但是，我国人均耕地面少且质量不高，加之近几十年以来过度施用化肥和植物秸秆归田率不高，土壤有机质水平较低并有下降的趋势，土壤结构破坏严重。为了更好地保护和利用我们人类赖以生存的土地，科学的做法是提倡秸秆还田，把农作物秸秆作有机肥直接还田或做饲料后间接还田，以提高土壤的有机质营养水平，以维持土地的持续生产力。只有把农作物秸秆作为饲料间接还田或者把他们制成有机肥直接还田才能做到保持和提高土壤肥力，以保证农作物的持续丰产和保持土壤肥力的持续性。因此，从长远观和人类自身生存、发展来看，把农作物秸秆作为原料进行固化生产非木纤维板不是一种真正可持续性的好的办法。
为了更好的保护和发展我国的森林资源、保护我国生态环境、保护我国有限的耕地土壤资源，应在减少森林的砍伐和大力开展植树造林结合的同时，还要积极寻找新的非木纤维资源以替代木纤维资源和耕地上的农作物秸秆资源。而我国有大面积的盐渍化土地，充分利用盐渍化土地种植耐盐植物并利充分用其秸秆和其他生物质能，提高耐盐植物的经济附加值和种植效益，不仅有利于盐渍化土地的利用，还可提供丰富的纤维资源。
三、发明内容
本发明要解决的问题：
1、利用海滨锦葵生产中密度纤维板；
2、不占用耕地并尽可能地让耕地农作物秸秆直接或间接还田的前提下获得大量的优质非木纤维资源；
3、利用海滨锦葵生产中密度纤维板的工艺；
4、生产海滨锦葵中密度纤维板过程中，其有效物质的回收利用；
本发明的具体技术方案：
本发明所述海滨锦葵纤维板是由海滨锦葵和不含甲醛的环保胶-异氰酸酯为主要原料生产的一种中密度纤维板，生产过程中同时实现海滨锦葵可溶性物质与不溶性的固体残渣分别高效利用。
海滨锦葵(Kosteletzkya virginica)为锦葵科锦葵属(Family：Malvaceae；Genus：steletzkya；Species：virginica)多年生宿根耐盐植物，天然分布于美国东部特拉华州至得克萨斯州的盐沼海岸带，在土壤中NaCl含量在3‰-25‰之间的环境中都能生活，具备耐盐碱、耐淹等特性。由于是多年生宿根植物，一次种植可多年收获，管理简单，特别适宜在人少地多的滩涂进行大面积种植；海滨锦葵其植株高达1.5-2米，茎秆半木质化，生物量达79320kg/hm2，种子产量约1500kg/hm2、且含油量高，花大而美。1993-1995年，南京大学盐生植物研究实验室钦佩教授两次与美国特拉华大学海洋学院J.L.盖莱哥教授联系，引进了海滨锦葵种子，并在江苏省盐城市海滨地区试种获得成功。在滩涂上种植海滨锦葵可充分利用盐土资源，并且能加快滩涂脱盐，帮助土壤改造，有着潜在的巨大经济和社会效益。大量利用滩涂盐渍化土地种植海滨锦葵，不仅美化、绿化环境、收获种子作为油料的原料，还可利用其大量的秸秆作为非木纤维的来源。本发明利用海滨锦葵生产中密度纤维板的生产工艺为：海滨锦葵秸秆收获-切碎-筛选除尘-粉碎-蒸煮-热磨-固、液分离-固体残渣经烘干-与不含甲醛的环保胶-氰酸乙酯混料均匀-混合后经过一定的工序制成中密度纤维板：分离出的固体残渣经过干燥-入仓-混胶-铺装-预压-板坯带-截坯-检验-合格板坯(不合格板坯回收不能进入下一程序)-运输-装坯-热压-出板-截板、锯边-板材堆放-抛光-入库；每m3中密度纤维板需要海滨锦葵秸秆1.2-1.5t。将分离出的液体输送到液体浓缩器浓缩成浓稠状物的秸秆提取物作为食品、保健品的添加剂。
本发明与现有技术比较，其显著性进步为：
(1)我国森林覆盖率低，人均耕地面积少、以木材或以农作物秸秆作为纤维板的原料是不可持续性的，为保护森林和耕地，本发明利用滩涂盐碱地生产的海滨锦葵副产物——秸秆和不含甲醛的环保型胶粘剂——异氰酸酯为主要原料生产中密度纤维板，一方面克服了利用农作物秸秆作原料生产纤维板时大量固化农作物秸秆使其不能还田的不足，使更多农作物秸秆能用作家畜饲料或有机肥还田，提高耕地土壤品质，使耕地具有更高的持续性生产力；在海滨锦葵中密度纤维板生产过程中，海滨锦葵的另一副产物——秸秆可溶性提取物也被提取出来作为添加剂用于食品、饲料、医药等，进一步提高了海滨锦葵的经济附加值，促进人们种植海滨锦葵的积极性，为生产海滨锦葵纤维板提供原料保障。另一方面，大量利用海滨锦葵秸秆生产中密度纤维板，有利于更好地保护森林资源、更好地利用我国的盐土资源，为盐土地区人民脱贫、致富开辟一条途径。
(2)海滨锦葵是集绿化、美化、油料、药用作物于一身的多年生宿根耐盐经济植物，具有一次种植多年收获，不需要特别的管理，秸秆产量高，纤维品质好，还能收获种子用于榨油；特别是海滨锦葵的适应性好、耐盐性强，而我国拥有5亿多亩的盐土资源，我国沿海就约有3亿多亩海滨滩涂有待开发利用，海滨锦葵的大面积种植不仅可以改良和利用滩涂盐土资源，而且还为生产纤维板提供大量原料。
四、具体实施方式
(1)将收获种子后的海滨锦葵秸秆收集；
(2)切碎做成粗料：将海滨锦葵秸秆用粉碎机将其粉碎成小于4cm的碎段作为粗料，以便于进一步粉碎；
(3)将粗料筛选除尘：进一步消除种子、尘土等杂质；经过筛选后的秸秆碎片较干净，提高原料质量；
(4)粗料再碎：将经过(3)后洁净的粗料进一步粉碎成更细小的碎料；
(5)蒸煮浸提：将经过(4)处理好的海滨锦葵粗料放入蒸煮器或池，加入自来水将其淹没，加盖密封、通蒸气使其沸腾45～60分钟，使其软化、以利于可溶性物质的渗出、溶解和纤维的解离；
(6)热磨：将经(5)蒸煮软化的海滨锦葵碎料送入热磨机继续磨碎成2～4mm的纤维丝；
(7)固、液分离：将经(6)热磨后将其输送到螺旋卸料过滤式离心机进行固、液分离，将分离出的提取液送入液体浓缩器；然后将固体物进行干燥；
(8)纤维干燥：将(7)中分离出来的纤维丝在干燥机中干燥至含水率为5～10％；
(9)分选：从经过干燥的纤维丝按粒度大小将纤维丝分离成做表层的细料和做芯层的粗料；
(10)计量施胶：采用不含甲醛的环保胶——异氰酸酯胶粘剂作为粘合剂，施胶量按海滨锦葵与胶20∶1的重量比施胶，并使胶、料在施胶混料器内充分混合均匀；
(11)添加特殊添加剂：根据功能要求，还可在施胶程序中根据需要选择加入阻燃剂或防霉剂或防水剂或防腐剂加工成具有阻燃或防霉或防水或防腐功能的海滨锦葵纤维板；在添加阻燃剂或防霉剂或防水剂或防腐剂过程中，必须与纤维丝充分混合均匀，操作时先将添加剂与纤维丝混合均匀后再施胶或先将其与胶混合均匀后随胶一同与纤维丝均匀混合；
(12)铺装：将经(10)施胶或再经(11)添加特殊添加剂后的纤维送入纤维板铺装机，由铺装机按表层料、芯层料、表层料的层次进行铺装成毛板坯；
(13)预压：将铺装好的毛板坯经预压机预压成板坯带，压缩量为毛板坯的1/3～1/2，预压压强为1.0MPa＜P＜1.6MPa，预压时间20～30s；
(14)截坯：按照热压槽的长度将预压好的板坯带截成板坯；
(15)板坯检验和运输：对(14)截好的板坯进行板坯质量合格检验，不合格的板坯进行回收，合格的板坯运往热压机进行热压；
(16)装槽、热压：将合格的板坯按层装进热压机的压缩槽，装槽完成后，进行热压定型：热压温度150～170℃，压强2.5Mpa＜P＜3.5Mpa，热压时间30～45s/mm；
(17)出板、截板、锯边：热压完成后将压好的毛边板拉出，运到截板、锯边机按规格尺寸进行截板、锯边，并将加工好的纤维板堆放；
(18)磨光：将(17)中加工好的纤维板运往砂磨抛光机将两面磨光；
(19)板材抽样检验：随机抽样对纤维板进行检验，以达到或超过国家中密度纤维板标准(GB/T11718-1999)为合格；纤维板的密度700-850kg/m3，静曲强度＞25MP，弹性模量＞3000，内结合强度＞0.72，2小时吸水厚度膨胀率＜7％，板面握钉力＞1600N，板侧握钉力＞1400N，穿孔值＜0.05mg/100g，甲醛释放量＜0.3mg/L；
(20)入库：经检验合格的纤维板运入仓库暂存；
(21)可溶性提取物利用：将(7)中分离并送入到液体浓缩器的提取液经减压浓缩，水蒸气通入蒸煮器或池再利用，将浓缩后呈褐色浓稠糊状的提取物作为添加剂，应用于食品、啤酒、保健品、或饲料的生产。
Claims (3)
1、一种利用海滨锦葵生产的中密度纤维板，其特征是由海滨锦葵秸秆和不含甲醛的环保胶——异氰酸酯构成。
2、根据权利要求1所述利用海滨锦葵生产的中密度纤维板的制备方法，其特征是由以步骤构成下：
(1)将收获种子后的海滨锦葵秸秆收集；
(2)切碎做成粗料：将海滨锦葵秸秆用粉碎机将其粉碎成小于4cm的碎段作为粗料；
(3)将粗料筛选除尘：进一步消除种子、尘土等杂质；
(4)粗料再碎：将经过筛选除尘后的粗料进一步粉碎成更细小的碎料；
(5)蒸煮浸提：将经过(4)处理好的海滨锦葵碎料放入蒸煮器或池，加入自来水将其淹没，加盖密封、通蒸气使其沸腾45～60分钟，使其软化；
(6)热磨：将经(5)蒸煮软化的海滨锦葵碎料送入热磨机继续磨碎成2～4mm的纤维丝；
(7)固、液分离：将经(6)热磨后将其输送到螺旋卸料过滤式离心机进行固、液分离，将分离出的提取液送入液体浓缩器；然后将固体物进行干燥；
(8)纤维干燥：将(7)中分离出来的纤维丝送入干燥机干燥至含水率为5～10％；
(9)分选：按粒度大小将纤维丝分离成做表层的细料和做芯层的粗料；
(10)计量施胶：采用不含甲醛的环保胶——异氰酸酯胶粘剂作为粘合剂，施胶量按海滨锦葵与胶20∶1的重量比施胶，并使胶、料在施胶混料器内充分混合均匀；
(11)根据权利要求(10)所述利用海滨锦葵生产的中密度纤维板的制备方法，其特征是在施胶程序中根据需要选择加入阻燃剂或防霉剂或防水剂或防腐剂加工成具有阻燃或防霉或防水或防腐功能的海滨锦葵纤维板；在添加阻燃剂或防霉剂或防水剂或防腐剂过程中，必须与纤维丝充分混合均匀，操作时先将添加剂与纤维丝混合均匀后再施胶或先将其与胶混合均匀后随胶一同与纤维丝均匀混合；(12)铺装：将经(10)施胶或再经(11)添加特殊添加剂后的纤维送入纤维板铺装机，由铺装机按表层料、芯层料、表层料的层次进行铺装成毛板坯；
(13)预压：将铺装好的毛板坯经预压机预压成板坯带，压缩量为毛板坯的1/3～1/2，预压压强为1.0MPa＜P＜1.6MPa，预压时间20～30s；
(14)截坯：按照热压槽的长度将预压好的板坯带截成板坯；
(15)板坯检验和运输：对(14)截好的板坯进行板坯质量合格检验，不合格的板坯进行回收，合格的板坯运往热压机进行热压；
(16)装槽、热压：将合格的板坯按层装进热压机的压缩槽，装槽完成后，进行热压定型：热压温度150～170℃，压强2.5Mpa＜P＜3.5Mpa，热压时间30～45s/mm；
(17)出板、截板、锯边：热压完成后将压好的毛边板拉出，运到截板、锯边机按规格尺寸进行截板、锯边，并将加工好的纤维板堆放；
(18)磨光：将(17)中加工好的纤维板运往砂磨抛光机将两面磨光；
(19)板材抽样检验：随机抽样对纤维板进行检验，以达到或超过国家中密度纤维板标准(GB/T11718-1999)为合格；纤维板的密度700-850kg/m3，静曲强度＞25MP，弹性模量＞3000，内结合强度＞0.72，2小时吸水厚度膨胀率＜7％，板面握钉力＞1600N，板侧握钉力＞1400N，穿孔值＜0.05mg/100g，甲醛释放量＜0.3mg/L；
(20)入库：经检验合格的纤维板运入仓库暂存。
3、根据权利要求2所述利用海滨锦葵生产的中密度纤维板的制备方法，其特征是将可溶性提取物利用，具体方法是：将(7)中分离并送入到液体浓缩器的提取液经减压浓缩，水蒸气通入蒸煮器或池再利用，将浓缩后呈褐色浓稠糊状的提取物作为添加剂，应用于食品、啤酒、保健品、或饲料的生产。
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-
2006
- 2006-07-12 CN CN200610088337.8A patent/CN1887550A/zh active Pending
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