MX2013015235A

MX2013015235A - Un material de tallo de maiz, un metodo y aparato para prepararlo.

Info

Publication number: MX2013015235A
Application number: MX2013015235A
Authority: MX
Inventors: Hongfa Li; Xinsheng Hua; Yanjin Bi
Original assignee: Shandong Tralin Paper Co Ltd
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2014-09-05
Also published as: CA2839073A1; BR102013020307A2; AR091684A1; MX360423B; US20140230395A1; BR102013020307B1; CN103988633A; CN103988633B; CA2839073C; US9420745B2

Abstract

Esta invención se refiere a un material de tallo de maíz y a su método de preparación y aparato. El material de tallo de maíz es la corteza del tallo de maíz que es uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en una corteza en forma de pelos del tallo de maíz y una corteza en forma de tiras del tallo de maíz con médula residual del tallo de maíz. El método para el material de tallo de maíz incluye los siguientes pasos: 1) utilizar una cosechadora agrícola para cosechar el tallo de maíz; 2) al cosechar, se separa el tallo de maíz, y se obtiene médula, hojas y corteza del tallo de maíz respectivamente; 3) recolectar la corteza del tallo de maíz cuando el contenido de humedad es 15~45%; La médula y las hojas recolectadas del tallo de maíz pueden utilizarse como alimentación, o ser fermentadas para producir ácido láctico o alcohol.

Description

UN MATERIAL DE TALLO DE MAÍZ, UN MÉTODO Y APARATO PARA PREPARARLO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un material de tallo de maíz, más particularmente, se refiere a un material de tallo de maíz, a un método y aparato para prepararlo.

ANTECEDENTES Tanto los tallos de maíz como la madera son fuentes renovables de lignocelulosa acumulada por fotosíntesis, pero la madera se utiliza globalmente, mientras que la mayoría de los tallos de maíz se incinera o descarta. Una razón muy importante es que el tallo de maíz es heterogéneo, ya que contiene corteza, médula y hojas en ciertas proporciones y con diferentes composiciones químicas y morfología de fibras. El tallo de maíz utilizado en la presente invención se produce respectivamente en el condado Yanshou, Provincia de Heilongjiang y Gongzhuling, Provincia de Jilin. El análisis de los dos tipos de tallo se muestra en la siguiente tabla, la cantidad de hojas y médula abarca más del 60% del total del tallo de maíz. Las hojas del tallo de maíz tienen una resistencia mecánica baja y podrían ser fácilmente molidas hasta polvo; la médula del tallo de maíz tiene baja densidad, alta higroscopicidad y baja resistencia mecánica; la corteza tiene el contenido de fibra más alto y la resistencia mecánica más alta de todas las partes del tallo de maíz, pero la cantidad es relativamente baja. En la actualidad, la utilización integral del tallo de maíz está todavía poco desarrollada en términos de procesos. La fibra con alta resistencia mecánica y buena tenacidad sólo se encuentra en la corteza del tallo de maíz, mientras que los contenidos nutrientes se encuentran en las hojas y médula del tallo de maíz. En condiciones normales, la corteza exterior y la médula interna del tallo de maíz están mutuamente interconectadas, de tal modo que resulta difícil obtener nuevas aplicaciones. Por lo tanto, cómo separar la corteza de la médula, extender su campo de aplicación, mejorar el rendimiento de sus aplicaciones y elevar su valor se han convertido en factores clave para la utilización integral del tallo de maíz.

CN 102490238 A divulga un método de procesamiento del tallo de maíz para separar la corteza del tallo de maíz de la médula. La invención resuelve los problemas técnicos de la interconexión mutua de la corteza exterior y la médula interna del tallo de maíz; ya que la calidad del material de placa preparado con el tallo de maíz se ve reducida en gran medida debido a la presencia de la médula. El método incluye los siguientes pasos: 1. triturar el tallo de maíz primeramente separado mediante un separador tradicional; 2. eliminar partes duras y polvos del tallo de maíz triturado mediante tamizado; 3. triturar nuevamente el tallo de maíz triturado procesado en el paso 2, luego secar; y 4. tamizar el tallo de maíz triturado procesado en el paso 3 mediante tamices de 10-50 puntos, luego cribar el tallo de maíz triturado que ha pasado a través de diferentes tamices para separar la corteza del tallo de maíz de la médula. La pureza final de la corteza de la corteza de tallo de maíz triturado es mayor a 90%. Por lo tanto la corteza obtenida es adecuada para su utilización como materia prima para producir la placa de corteza de tallo de maíz triturado.

"La viabilidad de la utilización integral luego de la separación del tallo de maíz de la médula" (Wang Ying, Wang Yanping, etc.) se refiere a la etapa posterior a la separación de la corteza de la médula, teniendo la corteza un alto contenido de lignocelulosas la cual puede reemplazar madera, cañas, etc. y es adecuada para su utilización como materia prima para la fabricación de papel. La médula que contiene más azúcares, proteínas y almidón puede utilizarse como súper forraje para rumiantes tales como vacas y ovejas.

El efecto del separador actual no es ideal. El tallo de maíz necesita ser procesado antes de la separación, se desperdician grandes de cantidades de mano de obra y recursos materiales y además el tallo de maíz no se utiliza suficientemente.

El almacenamiento del tallo de maíz también presenta muchos problemas. Actualmente, los principales métodos de almacenamiento del tallo de maíz incluyen almacenamiento en exteriores, almacenamiento en cobertizo, secado, secado al sol, ensilado, micro-almacenamiento o tratamiento con amoníaco, etc. Los métodos para almacenar el tallo de maíz mediante secado y almacenamiento en cobertizo son ventajosos para la preservación de la PC (proteína cruda) y de otros nutrientes como ser WSC (contenido soluble en agua) y el almacenamiento en exteriores es la manera menos deseable. En la actualidad, existen los siguientes problemas en el micro-almacenamiento del tallo de maíz: ® Temperatura: el micro-almacenamiento es a menudo realizado luego de la temporada alta de cosecha, cuando el cultivo ha sido cosechado y almacenado. Se realiza generalmente alrededor de noviembre cuando la temperatura está por debajo de 0°C con un mal clima para la formación y fermentación de especies de bacteria del ácido láctico; ® Agua: como se agrega agua, el contenido de agua del tallo de maíz de partida no ha sido considerado de forma precisa, mientras que la humedad requerida en el proceso de micro-almacenamiento no ha sido calculada científicamente y no posee controles rigurosos; (3) Polución bacteriana: en el proceso, es complicado lograr un almacenamiento rápido. El proceso podría incluso durar algunos días e incrementar la probabilidad de polución por otros tipos de bacterias. ® Sellado: si el tallo de maíz no se comprime suficientemente en el proceso de cargado del foso, ocurrirían fenómenos de respiración y filtración luego de que el foso haya sido sellado. © Mano de obra: las operaciones de micro-almacenamiento, ensilado y tratamiento con amoníaco son a menudo realizadas luego de la temporada alta de cosecha, cuando el cultivo ha sido cosechado y almacenado. Los agricultores se encuentran ocupados con la cosecha y no tienen tiempo para recolectar, transportar y realizar otras tareas básicas de micro-almacenamiento, ensilado y tratamiento con amoníaco. © Cuando el contenido de humedad del tallo de maíz cosechado es superior a 70%, la compresión y embalado podrían causar enmohecimiento. El transporte de la planta entera causaría una menor capacidad de carga y mayores costos de transporte.

La tecnología de prensado y la tecnología de embalado son métodos recientes de procesamiento del tallo de maíz. La tecnología de prensado para el tallo de maíz cambia el corte transversal tradicional por el prensado longitudinal y el tallo de maíz es procesado en pastos forrajeros suaves filamentosos. La estructura epidérmica del tallo de maíz queda destruida luego del proceso de prensado; el pasto forrajero podría volverse suave y tener buena palatabilidad. Por lo tanto puede mejorarse la tasa de alimentación.

Sin embargo, las técnicas de arriba solamente se utilizan para convertir el tallo de maíz en pasto forrajero mediante prensado, lo cual limita enormemente el rango de aplicación del tallo de maíz. Además, la tecnología de prensado no elimina la médula, de manera que toda la médula del tallo de maíz queda en el pasto suave filamentoso preparado con el tallo de maíz. La médula contiene una cierta cantidad de xilanos, que en presencia de luz y oxígeno podrían oxidarse en cromóforos como ser grupos carbonilo o en auxocromos como ser grupos carboxilo. Si el pasto suave filamentoso se utiliza en la fabricación de papel, producirá fenómenos importantes de amarilleamiento. Por otro lado, ya que la médula es frágil, la presencia de médula causará que el índice de desgarro del papel disminuya en cierta medida.

Por lo tanto, la separación de corteza, médula y hojas a gran escala para proporcionar un material de tallo de maíz con rendimiento mejorado, extender sus campos de aplicación, mejorar sus propiedades y elevar su valor, serán los factores clave para la utilización integral del tallo de maíz.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN Para solucionar los problemas referidos arriba, un objetivo primario de la presente invención es proporcionar un material de tallo de maíz, que podría solucionar los problemas de almacenamiento y transportación, mejorar la usabilidad, extender los campos de aplicación, elevar los valores en uso, y lograr un abastecimiento masivo para utilización industrial.

Adicionalmente, la invención proporciona un método de cosecha y almacenaje para el material de tallo de maíz. El método podría lograr el proceso completo desde la cosecha hasta el almacenaje de tallo de maíz a través de la operación en el campo, lo cual ahorra sustantivamente mano de obra y costos. El método también podría lograr desgarrar, triturar y separar la corteza de la médula del tallo de maíz; la tasa de separación es de hasta 95% y la tasa de limpieza es de hasta 99% lo que por lo tanto logra el objetivo de aprovechar plenamente del tallo de maíz.

Para el propósito de obtener el material de tallo de maíz e implementar el método de cosecha y almacenaje para el material de tallo de maíz, es importante seleccionar racionalmente el aparato correspondiente. Por consiguiente, la invención también proporciona un aparato para preparar el material de tallo de maíz o para ser aplicado en el método de cosecha y almacenaje del material de tallo de maíz. El aparato separa la corteza de la médula del tallo de maíz al cosechar el tallo de maíz, cuando el aparato opera en el campo.

Para realizar los objetivos principales de la invención, la presente invención adopta el siguiente esquema técnico: Un material de tallo de maíz, en donde el material de tallo de maíz es la corteza del tallo de maíz que es uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en una corteza en forma de pelos del tallo de maíz y una corteza en forma de tiras del tallo de maíz con médula residual del tallo de maíz.

En el material de tallo de maíz de la invención, el contenido de médula residual en la corteza en forma de tiras es menor a 5%, preferiblemente menor a 3%, más preferiblemente 0,5—2,5%.

La finura de fibra de la corteza del tallo de maíz es 38— 42 tex, preferiblemente 39—41 tex, más preferiblemente 41,33 tex; el ancho promedio es 82—88 µp?, preferiblemente 84— 86 µ??, más preferiblemente 85,076 µ??; el contenido de fibra con un ancho promedio mayor o igual a 70 µp? es 60—65%, preferiblemente 62—64%, más preferiblemente 63,433%.

En la presente invención, la corteza en forma de pelos del tallo de maíz comprende una corteza en forma de pelos del tallo de maíz suelta y un manojo de corteza en forma de pelos unido a la corteza del tallo de maíz luego de separar la corteza de la médula; la longitud de la corteza en forma de tiras del tallo de maíz es menor a 45 cm; además, el manojo de corteza en forma de pelos del tallo de maíz comprende un manojo de corteza en forma de pelos unido a la conexión de un nodulo con la corteza del tallo de maíz, o la corteza en forma de pelos del tallo de maíz unida de forma parcialmente continua a la corteza del tallo de maíz; adicionalmente, hay grietas parcialmente continuas en la corteza del tallo de maíz a lo largo de la dirección longitudinal.

En la presente invención, el material de tallo de maíz también comprende una médula libre separada de la corteza del tallo de maíz; además, el material de tallo de maíz también comprende hojas separadas.

Un método de cosecha y almacenaje del tallo de maíz incluye los siguientes pasos: 1 ) utilizar una cosechadora agrícola para cosechar los tallos de maíz. 2) simultáneamente, el tallo de maíz es separado por el método mecánico de extrusión, molido y restregado, desgarrado, triturado o prensado, obteniéndose hojas, médula y corteza del tallo de maíz respectivamente; preferiblemente el tallo de maíz es desgarrado, triturado y separado por una unidad separadora de la cosechadora agrícola, obteniéndose hojas, médula y corteza del tallo de maíz; 3) recolectar los materiales fibrosos para fabricar papel, generar energía u obtener fibras textiles cuando el contenido de humedad de la corteza del tallo de maíz obtenido del paso 2) es 15— 45%; la médula y hojas recolectadas del tallo de maíz pueden utilizarse como alimentación, o ser fermentadas para producir ácido láctico o alcohol.

En el método para cosechar y almacenar el material de tallo de maíz, la recolección cuando el contenido de humedad del tallo de maíz es de hasta 15— 45% en el paso 3) se refiere a: recolectar y embalar cuando el contenido de humedad es de hasta 15^45% mediante secado al sol o secado al aire; preferiblemente, cuando se está procediendo al secado al sol o secado al aire, el contenido de humedad inicial de la corteza del tallo de maíz es 50%~75%, y se finaliza el secado al sol o secado al aire cuando el contenido de humedad final es de hasta 15~45%.

En el arte previo, no solo es difícil transportar y almacenar la planta entera del tallo de maíz, sino que también gran parte se descompone en el proceso de transporte y almacenamiento; y dado que en el proceso de prensado no se elimina la médula, la presencia de la médula del tallo de maíz causará problemas serios de amarilleamiento y la disminución del rendimiento del papel cuando se utilice el tallo de maíz para fabricar papel. Por consiguiente, la corteza del tallo de maíz obtenida a través de la tecnología de prensado queda restringida a reemplazar pasto forrajero como alimento para ganado vacuno y ovino, y su campo de aplicación es limitado.

La presente invención proporciona un material de tallo de maíz, en donde, el material de tallo de maíz es la corteza del tallo de maíz que es uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en una corteza en forma de pelos del tallo de maíz y una corteza en forma de tiras del tallo de maíz con médula residual del tallo de maíz. Se elimina la mayor parte de la médula, y sólo queda una pequeña cantidad de médula, de modo que la médula residual en la corteza del tallo de maíz es menor a 5%. Por lo tanto, el contenido de xilanos se reduce en gran medida, así como también se reduce la tasa de enmohecimiento. El material de tallo de maíz en la presente invención puede ser utilizado ampliamente en el campo de la fabricación de papel. Cuando se aplica al campo de la fabricación de papel, la probabilidad del fenómeno de amarilleamiento se ve ampliamente reducida, y los ensayos muestran que el tallo de maíz con pequeña cantidad de médula puede mejorar el rendimiento del papel.

El material de tallo de maíz se obtiene mediante el método de cosecha y almacenaje en la presente invención.

El material de tallo de maíz comprende la corteza del tallo de maíz. Además el material de tallo de maíz incluye la médula y/u hojas separadas del tallo de maíz. En el material de tallo de maíz, el contenido de corteza del tallo de maíz es 25~35%peso, el contenido de hojas es 55~60% peso, y el contenido de médula del tallo de maíz es 3~7%peso, y los otros componentes son el resto. Una parte de la médula y/u hojas se convierten en pequeños fragmentos y polvos mediante un método mecánico tal como extrusión, molido y restregado, triturado o prensado. Es complicado distinguir la médula del tallo de maíz respecto de las hojas. El resto de los componentes en la presente invención son los pequeños fragmentos y polvos, etc.

La corteza del tallo de maíz incluye la corteza en forma de pelos del tallo de maíz y la corteza en forma de tiras del tallo de maíz. El contenido de la corteza en forma de pelos del tallo de maíz es 45~65%peso, y el contenido de corteza en forma de tiras del tallo de maíz es 35~55%peso.

La médula de tallo de maíz incluye la médula libre separada de la corteza del tallo de maíz y una médula unida residual en la corteza en forma de tiras del tallo de maíz. En el proceso mecánico de extrusión, molido y restregado, triturado o prensado, etc., se elimina la mayor parte de la médula de la corteza y pasa a ser la médula libre separada del tallo de maíz, y una pequeña cantidad de médula no se elimina de la corteza para pasar a ser la médula que queda unida de forma residual en la corteza del tallo de maíz.

El contenido de médula libre es 2,5~4,5%peso, y el contenido de médula unida es 0,5~ 2,5%peso.

La médula libre tiene forma granular o de terrón.

El tallo de maíz consiste principalmente en paredes celulares vegetales, y los componentes esenciales comprenden celulosa, hemicelulosa, lignina, etc. La celulosa es un polisacárido macromolecular que consiste en unidades de glucosa, es insoluble en agua y en los solventes orgánicos generales, y es un material importante en la fabricación de papel. En la presente invención, el material de tallo de maíz contiene celulosa, hemicelulosa, lignina, etc. Debido a que el ciclo de crecimiento de los tallos de maíz es diferente, el contenido de cada componente en el material de tallo de maíz también es diferente, el cual se prepara mediante el método de cosecha y almacenaje en la presente invención y utilizando el tallo de maíz cosechado en distintos períodos, como sigue: El tallo de maíz es cosechado y procesado mediante el método de cosecha y almacenaje de la presente invención cuando 3—5 hojas de la planta se han tornado amarillas y el tallo de la planta no se ha tornado amarillo. El porcentaje másico de los componentes mayoritarios en peso en seco es como sigue: Celulosa 34—53%, preferiblemente 34—52,3%, más preferiblemente 40—51,8%, y aún más preferible 45—51,7%, y óptimamente 48—51,7%.

Hemicelulosa 16—35%, preferiblemente 17— 32%, más preferiblemente 18—25,5%, aún más preferible 18— 24,5%, y óptimamente 18,5—21,2%.

Lignina 10- 16,3%, preferiblemente 13— 16,3%, más preferiblemente 13—16%, la más preferible 13—14,5%.

Azúcares solubles 2~ 14,5%, preferiblemente 2—12,5%, más preferiblemente 2—11,5%, aún más preferible 2—10,2%, y óptimamente 2,4—6,0%.

El material de tallo de maíz en la presente invención también contiene extracción de benceno-alcohol y cenizas. El porcentaje másico de extracción de benceno-alcohol en peso en seco es 4—6,7%, preferiblemente 4,5—6,3%, más preferiblemente 4,7—5,2%. El porcentaje másico de cenizas en peso en seco es 2—8,5%, preferiblemente 2—5%, más preferiblemente 3,5-4,5%.

La cristalinidad de la celulosa en el material de tallo de maíz es 40— 55%, preferiblemente 45—50%.

Estando todavía verde el tallo de maíz, se cosecha y procesa mediante el método de cosecha y almacenaje de la presente invención, luego de 1— 15 días de que el maíz fuera cosechado. El porcentaje másico de los componentes mayoritarios en peso en seco es como sigue: Celulosa 33—49%, preferiblemente 35—47%, más preferiblemente 35—47%, aún más preferiblemente 42—47%, y óptimamente 43—47%.

Hemicelulosa 15—27%, preferiblemente 20—25%, más preferiblemente 20,5—25%, aún más preferiblemente 21—25%, y óptimamente 21,3—25%.

Lignina 11— 13, 3%, preferiblemente 12—13,3%.

Azúcares solubles 2— 12%, preferiblemente 2—10%, más preferiblemente 2—8%, la más preferible 3—6%.

El material de tallo de maíz en la presente invención también contiene extracción de benceno-alcohol y cenizas. El porcentaje másico de extracción de benceno-alcohol en peso en seco es 3—8%, preferiblemente 3,5—7,5%, más preferiblemente 5—7,2%. El porcentaje másico de cenizas en peso en seco es 4—11%, preferiblemente 4,5— 10,5%, más preferiblemente 5,5 ~ 8%.

La cristalinidad de la celulosa en el material de tallo de maíz es 38— 51%, preferiblemente 42~48%.

El tallo de maíz es cosechado y procesado mediante el método de cosecha y almacenaje de la presente invención cuando todas las hojas de la planta se han tornado amarillas y 70%— 100% del tallo se ha tornado amarillo. El porcentaje másico de los componentes mayoritarios en peso en seco es como sigue: Celulosa 50—59%, preferiblemente 51—58%, más preferiblemente 51,5—57,5%, la más preferible 52—57%.

Hemicelulosa 15—20%, preferiblemente 16—19%, más preferiblemente 16,5—18%, la más preferible 17—18%.

Lignina 11— 17,5%, preferiblemente 12—18,5%, más preferiblemente 15— 18%, la más preferible 16- 18%.

Azúcares solubles 1,5— 17%, preferiblemente 3— 14%, más preferiblemente 1,6—12%, aún más preferiblemente 1,8—10%, óptimamente 2,2—6%.

El material de tallo de maíz de la presente invención también contiene extracción de benceno-alcohol y cenizas. El porcentaje másico de extracción de benceno-alcohol en peso en seco es 1,5—7%, preferiblemente 2,1—3,8%. El porcentaje másico de cenizas en peso en seco es 2—8%, preferiblemente 2,5—5,5%.

La cristalinidad de la celulosa en el material de tallo de maíz es 45— 50%, preferiblemente 48—50%.

Para obtener el material de tallo de maíz mediante el método de cosecha y almacenaje del material de tallo de maíz, es importante seleccionar el aparato correspondiente de forma racional. En la actualidad, existen en el mercado diversos aparatos para procesar el tallo de maíz. Se debe tener en cuenta la base científica y la efectividad a la hora de elegir el aparato. Luego, el aparato correspondiente será capaz de trabajar con máxima eficiencia para asegurar la continuidad de producción, y lograr la mejor tasa de productividad. Debido a que el tallo de maíz es cosechado en el campo, el aparato elegido debería ser capaz de realizar el proceso en marcha. Luego, el aparato podrá moverse de forma conveniente y flexible para realizar la operación en el campo. En la presente invención, se utiliza la cosechadora agrícola, que puede separar corteza, médula y hojas del tallo de maíz unas de otras al cosechar el tallo de maíz. Además, se instala una unidad separadora para corteza, médula y hojas en la cosechadora agrícola. El aparato puede adoptar una diversidad de métodos mecánicos, tal como extrusión, molido y restregado, desgarrado, triturado o prensado, para lograr el efecto de separación de la corteza, médula y hojas del tallo de maíz. Luego de ser procesado, el tallo de maíz de la presente invención es secado en el campo. La oxidación aérea, luz ultravioleta y otros factores, tienen propiedades germicidas. A través de un proceso de esterilización tal como oxidación aérea, luz ultravioleta, el material preparado de tallo de maíz no se enmohece fácilmente y se extiende su fecha de caducidad. Además, se acelera la descomposición por oxidación de los azúcares y proteínas en el tallo de maíz y consiguientemente se puede reducir adicionalmente el contenido de impurezas en los materiales fibrosos y mejorar adicionalmente el contenido celulósico. Por lo tanto, el material de tallo de maíz resulta más adaptado para aplicaciones industriales tales como la fabricación de papel.

El aparato utilizado en la presente invención es una cosechadora agrícola. La cosechadora agrícola comprende un chasis 4, una fuente de energía, una instalación eléctrica, un sistema hidráulico, una cabina 5, una barra de corte 1 para cosechar los cultivos ubicados en el frente del chasis de la cosechadora agrícola, una unidad separadora 3 para separar el tallo de cultivo y un acarreador 2 para transportar el tallo de cultivo entre dichas unidades, en donde, la unidad separadora se utiliza para triturar el tallo de cultivo y separar la corteza, médula y hojas del tallo de cultivo unas de otras. Además, la unidad separadora comprende una estructura rotativa con múltiples dientes en la periferia que pueden triturar el tallo de maíz y el tallo de sorgo, y una estructura con aperturas a través de las cuales se tamiza la médula y hojas trituradas. Se utiliza un sujetador para conectar las estructuras entre sí o la estructura con el chasis. Se debería asegurar la resistencia de la conexión para evitar accidentes en el proceso de cosechar el tallo de cultivo.

La unidad separadora 3 se utiliza para desgarrar, triturar y separar la corteza, médula y hojas del tallo de maíz unas de otras. El acarreador 2 se utiliza para transportar el tallo de maíz cosechado hasta la unidad separadora 3 la cual se utiliza para desgarrar, triturar y separar la corteza, médula y hojas del tallo de maíz unas de otras.

La unidad separadora 3 comprende un tambor de flujo axial 11 para desgarrar, triturar y separar la corteza, médula y hojas del tallo de maíz unas de otras, y un tamiz 12 para tamizar la médula y hojas separadas.

El tambor de flujo axial 11 posee múltiples dientes para desgarrar, triturar y separar la corteza, médula y hojas del tallo de maíz unas de otras.

Los dientes comprenden uno o varios tipos de dientes seleccionados del grupo de dientes de varilla roscada, dientes de púas o dientes planos.

El tamiz 12 posee múltiples aperturas para tamizar la médula y hojas separadas del tallo de maíz.

La barra de corte 1 posee cuchillas A. Las cuchillas A están inclinadas hacia abajo en un ángulo en la dirección horizontal, por ende se evita que el tallo de maíz que es cortado por las cuchillas A sea cortado nuevamente antes de entrar a la cosechadora, y que una parte de los tallos caiga al suelo en vez de ingresar a la cosechadora y no pueda ser triturada.

La unidad separadora 3 incluye un dispositivo de dispersión 6 para la corteza del tallo de maíz.

El dispositivo de dispersión 6 puede evitar la adhesión de la corteza del tallo de maíz y guiar la corteza del tallo de maíz para que se disperse a un lado de la cosechadora. De este modo se evita que la corteza del tallo de maíz dispersa en el suelo sea pisada por las ruedas traseras de la cosechadora. Es conveniente para la cosecha y el almacenamiento.

El dispositivo de dispersión 6 está fijado a una salida del tambor de flujo axial 11, de modo que la corteza en forma de tiras del tallo de maíz sea dispersada. El dispositivo de dispersión 6 comprende una carcasa y hojas rotatorias en la carcasa. Una entrada de la carcasa coincide con la salida del tambor de flujo axial 11. Las hojas están conectadas a la fuente de energía de la cosechadora agrícola.

Adicionalmente, la unidad separadora 3 posee un mecanismo anti-bloqueo 7.

Dado que el contenido de humedad del tallo de maíz es alto al cosechar, la médula y hojas separadas están mojadas. Cuando pasan a través de las aperturas del tamiz 12, la médula y hojas tapan el tamiz 12 fácilmente. El dispositivo anti -bloqueo 7 puede hacer que la médula y hojas separadas caigan fácilmente.

El dispositivo anti-bloqueo 7 ubicado en la parte inferior del tamiz 12 es una estructura de tambor. La estructura de tambor tiene un diente circular. La estructura de tambor está conectada a la fuente de energía de la cosechadora agrícola. Impulsada por la fuente de energía, la estructura de tambor rota continuamente para eliminar la médula y hojas del tallo de maíz depositadas en la parte inferior del tamiz 12.

La cosechadora agrícola comprende adicionalmente un tornillo 8 de la barra de corte, un ensamble de rastra de cadena 9, un tambor de flujo tangencial 10, una placa de tamiz de movimiento alternativo 13, un tornillo dispensador 14 y un ventilador 15.

La velocidad de rotación del tambor de flujo axial 11 es crítica para lograr el desgarramiento, triturado y separación de la corteza, médula y hojas del tallo de maíz unas de otras. En la presente invención, la velocidad de rotación del tambor de flujo axial 11 es 900~ 1000 r/min, preferiblemente 950— 1000 r/min.

Existe una cierta holgura entre el tambor de flujo axial 11 y el tamiz 12.

Es importante regular la holgura entre el tambor de flujo axial 11 y el tamiz 12, de acuerdo a la condición de humedad del cultivo, con el objeto de obtener un mejor efecto de separación. Por lo tanto, la holgura posee cuatro engranajes que son de 5mm, 10mm, 15mm y 20mm. Cuando el cultivo está mojado, debería elegirse una holgura más pequeña entre el tambor de flujo axial 11 y el tamiz 12. Cuando el cultivo está seco, debería elegirse una mayor holgura entre el tambor de flujo axial 11 y el tamiz 12.

La presente invención presenta las siguientes ventajas en comparación con el arte previo: (1) El tallo de maíz incluido en la planta entera no puede ser comprado en grandes cantidades, de modo que la aplicación industrial a gran escala es imposible. El material de tallo de maíz en la presente invención puede ser comprado en grandes cantidades, de modo que la aplicación industrial se hace posible. (2) La capacidad de transporte del tallo de maíz incluido en la planta entera es pequeña. El material de tallo de maíz de la presente invención tiene una amplia capacidad de transporte. Los vehículos con igual capacidad de carga pueden cargar 35 toneladas del material de tallo de maíz de la presente invención en vez de las 13 toneladas del tallo de maíz incluido en la planta entera. (3) El tallo de maíz incluido en la planta entera puede almacenarse solamente a razón de 350 kg/m2, mientras que el material de tallo de maíz de la presente invención puede alcanzar 1 ton/m2 en la misma área y altura de depósito. (4) Luego de la cosecha, cuesta 150 CNY/Mu triturar y devolver el tallo de maíz al campo (labranza rotativa); cuesta 100 CNY/Mu obtener el material de tallo de maíz de la presente invención luego de los procesos industriales de cosecha, separado, embalado, reciclado y labranza rotativa. (5) El material de tallo de maíz de la presente invención facilita el almacenamiento y transporte, no es susceptible al moho, y tiene una fecha de caducidad extendida. El material de tallo de maíz de la presente invención es más adecuado para el campo de la fabricación de papel. La probabilidad de que ocurra el fenómeno de amarilleamiento se ve ampliamente reducida. Además los ensayos muestran que el tallo de maíz puede mejorar el rendimiento del papel luego de eliminar la mayor parte de la médula. (6) El método de preparación de la presente invención podría lograr el proceso integral desde la cosecha hasta el almacenamiento de los tallos de maíz por medio de operaciones en el campo, lo que por lo tanto ahorra sustancialmente mano de obra y costos materiales. Este proceso podría lograr desgarrar, triturar y separar la corteza del tallo de maíz de la médula. La tasa de separación es de hasta 95% y la tasa de limpieza es de hasta 99%. El contenido de humedad de la corteza del tallo de maíz separada es menor a 30% luego del secado al sol, lo cual podría efectivamente evitar el enmohecimiento y putrefacción. (7) La cosechadora agrícola de la presente invención podría separar la corteza, médula y hojas del tallo de maíz unas de otras, y luego embalarlas, almacenarlas, transportarlas y utilizarlas respectivamente. Por lo tanto el valor de utilización del tallo de maíz podría aumentar significativamente.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Fig. 1 es una estructura de la cosechadora agrícola de la presente invención; La Fig. 2 es un diagrama esquemático de la cosechadora agrícola para transportar el tallo de maíz de la presente invención; La Fig. 3 es un diagrama esquemático del dispositivo de dispersión y el dispositivo anti-bloqueo montados en la cosechadora agrícola de la presente invención; 1 barra de corte, 2 acarreador, 3 unidad separadora, 4 chasis, 5 cabina, 6 dispositivo de dispersión, 7 dispositivo anti-bloqueo, 8 tornillo de la barra de corte, 9 ensamble de rastra de cadena, 10 tambor de flujo tangencial, 11 tambor de flujo axial, 12 tamiz, 13 placa de tamiz de movimiento alternativo, 14 tornillo dispensador, 15 ventilador.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las siguientes son materializaciones de la presente invención que describen adicionalmente el esquema técnico pero no limitan el alcance de las reivindicaciones.

Ejemplo 1 Un material de tallo de maíz, en donde, el material de tallo de maíz comprende la corteza del tallo de maíz; la corteza del tallo de maíz comprende una corteza en forma de pelos del tallo de maíz y una corteza en forma de tiras del tallo de maíz con médula residual del tallo de maíz; el contenido de médula residual en la corteza en forma de tiras es menor a 0,5%.

El porcentaje másico de la corteza en forma de tiras es 33,3%peso, y el porcentaje másico de la corteza en forma de pelos del tallo de maíz es 66,7%peso.

El material de tallo de maíz se prepara mediante los siguientes pasos: 1) Utilizar una cosechadora agrícola para cosechar los tallos de maíz en su etapa madura en la tierra de cultivo; 2) al mismo tiempo, el tallo de maíz es desgarrado, triturado y separado para obtener la médula, hojas y la corteza del tallo de maíz respectivamente, mediante la unidad separadora de la cosechadora agrícola (tal como se muestra en las Figuras 1 y 2) para separar el tallo de maíz de la presente invención. 3) recolectar el material de tallo de maíz para fabricar papel, generación eléctrica y fibras textiles cuando el contenido de humedad de la corteza del tallo de maíz obtenida en el paso 2) es 15%; la médula y hojas recolectadas del tallo de maíz pueden utilizarse como alimentación o ser fermentadas para producir ácido láctico o alcohol.

Con el objeto de obtener el material de tallo de maíz mediante los pasos de arriba, es importante seleccionar el aparato correspondiente de forma racional. Tal como se muestra en las Figuras 1 y 2; la cosechadora agrícola en la materialización, comprende un chasis 4, una fuente de energía, una instalación eléctrica, un sistema hidráulico, una cabina 5, la barra de corte 1 para cosechar los cultivos ubicados en frente del chasis de la cosechadora, una unidad separadora para separar los tallos de cultivos y un acarreador para transportar los tallos de cultivos entre estos dispositivos, en donde, la unidad separadora se utiliza para triturar el tallo de cultivo y separar la corteza, médula y hojas de los tallos de cultivo unas de otras. Comprende una estructura rotativa con múltiples dientes en la periferia que pueden triturar el tallo de maíz y el tallo de sorgo, y una estructura con aperturas a través de las cuales se tamiza la médula y hojas trituradas. Se utiliza un sujetador para conectar las estructuras entre sí o la estructura con el chasis. Se debería asegurar la resistencia de la conexión para evitar accidentes en el proceso de cosechar el tallo de cultivo.

El dispositivo de dispersión 6 está fijado a una salida del tambor de flujo axial 11 , de modo que la corteza en forma de tiras del tallo de maíz sea dispersada. El dispositivo de dispersión 6 comprende una carcasa y hojas rotatorias en la carcasa. Una entrada de la carcasa coincide con la salida del tambor de flujo axial 11. Las hojas están conectadas a la mente de energía de la cosechadora agrícola. La corteza en forma de tiras del tallo de maíz descargada de la unidad separadora, es arrojada al suelo de forma aleatoria, de tal modo que la corteza en forma de tiras del tallo de maíz puede ser pisada por las ruedas traseras de la cosechadora. Por otra parte, la corteza del tallo de maíz posee una dureza mayor y la interconexión de la fibra es buena, de modo que puede ocurrir un fenómeno de apilado lo cual es inconveniente para el secado. Por lo tanto, se añade el dispositivo de dispersión, en el cual se instalan las hojas impulsadas por la fuente de energía para dispersar la corteza del tallo de maíz, y la carcasa puede guiar la corteza del tallo de maíz arrojada, a un lado de la cosechadora. Por lo tanto, la corteza del tallo de maíz no será pisada por las ruedas traseras de la cosechadora y es conveniente para el secado y embalaje.

La velocidad de rotación del tambor de flujo axial 11 es crítica para lograr el desgarramiento, triturado y separación de la corteza, médula y hojas del tallo de maíz unas de otras. En la materialización, la velocidad de rotación del tambor de flujo axial 11 es 950r/min.

Existe una cierta holgura entre el tambor de flujo axial 11 y el tamiz 12. Es importante regular la holgura entre el tambor de flujo axial 11 y el tamiz 12, de acuerdo a la condición de humedad del cultivo, con el objeto de obtener un mejor efecto de separación. Por lo tanto la holgura posee cuatro engranajes que son de 5mm, 10mm, 15mm y 20mm. Cuando el cultivo está mojado, debería elegirse una holgura más pequeña entre el tambor de flujo axial 11 y el tamiz 12. Cuando el cultivo está seco, debería elegirse una mayor holgura entre el tambor de flujo axial 11 y el tamiz 12.

El proceso operativo es como sigue: Luego de la cosecha del maíz maduro, se corta el tallo de maíz en la tierra de labranza mediante la barra de corte 1 de la cosechadora agrícola y se transporta hasta el acarreador 2 mediante el tornillo 8 de la barra de corte. El tallo de maíz cortado es transportado hasta el tambor de flujo tangencial 10 mediante el ensamble de rastra de cadena 9 del acarreador 2. Luego, el tallo de maíz es arrojado hacia la unidad separadora 3 desde el tambor de flujo tangencial 10. El tallo de maíz es despedazado por la operación del tambor de flujo axial 11 y el tamiz 12 en la corteza en forma de tiras del tallo de maíz, médula en forma de bloques irregulares y hojas similares a hojuelas. En cuanto a la diferencia en la forma de desgarro en el proceso de desgano, la corteza ancha del tallo de maíz forma la corteza en forma de tiras del tallo de maíz, mientras que la corteza fina del tallo de maíz forma la corteza en forma de pelos del tallo de maíz. En cuanto a la corteza en forma de pelos, parte de la corteza en forma de pelos del tallo de maíz está unida a la hojuela del tallo de maíz, mientras que la otra no está unida a la hojuela del tallo de maíz; el manojo de la corteza en forma de pelos está al menos unida a una conexión de un nodulo con la corteza del tallo de maíz, o está unida de forma continua a la hojuela del tallo de maíz. La corteza en forma de pelos sin unir forma una sola corteza en forma de pelos la cual tiene una longitud menor a la longitud entre nodulos del tallo de maíz. Hay grietas claras en la corteza en forma de pelos del tallo de maíz o grietas parcialmente continuas en el tallo de maíz. Mientras que, en cuanto a la forma de desgarro, parte de la médula en la corteza del tallo de maíz es la médula libre eliminada de la corteza, mientras que la otra parte de la médula en la corteza del tallo de maíz es la médula unida que no ha sido eliminada de la corteza. La médula en forma de bloques irregulares y las hojas en forma de hojuelas caen a través de las aperturas del tamiz 12 para eliminar la médula y hojas del tallo de maíz, luego son transportadas a la placa de tamiz de movimiento alternativo 13 en la parte posterior de la cosechadora mediante el tornillo dispensador 14. La médula y las hojas son descargadas de la parte posterior de la cosechadora mediante el ventilador 15 y la función vibratoria de la placa de tamiz de movimiento alternativo 13. La corteza en forma de tiras del tallo de maíz es dispersada mediante el dispositivo de dispersión 6 y descargada. Se completa la operación.

La médula con forma de bloques irregulares y las hojas en forma de hojuelas son secadas en el campo. En el proceso de secado, parte de la médula en forma de bloques irregulares se torna granulosa y parte de las hojas en forma de hojuelas se convierte en fragmentos; la corteza en forma de tiras del tallo de maíz es recolectada y embalada cuando el contenido de humedad de las muestras es 15%.

Ejemplo 2 Un material de tallo de maíz, en donde, el material de tallo de maíz es la corteza del tallo de maíz; la corteza del tallo de maíz comprende la corteza en forma de tiras del tallo de maíz con médula residual y la corteza en forma de pelos del tallo de maíz; el contenido de médula residual en la corteza en forma de tiras del tallo de maíz es 2,5%.

El porcentaje másico de la corteza en forma de tiras del tallo de maíz es 55%peso, y el porcentaje másico de la corteza en forma de pelos del tallo de maíz es 45%peso.

El material de tallo de maíz se prepara de forma similar al método del Ejemplo 1. La diferencia respecto del Ejemplo 1 es que la corteza en forma de tiras del tallo de maíz es recolectada y embalada cuando el contenido de humedad de las muestras es 45%.

Sobre la base del Ejemplo 1, se coloca un dispositivo anti-bloqueo en la cosechadora agrícola de la materialización, tal como se muestra en la Figura 3. La materialización es el mismo proceso operativo que en el Ejemplo 1.

El dispositivo anti-bloqueo 7 se instala en la parte inferior del tamiz 12. Si la médula y hojas cosechadas del tallo de maíz están húmedas, es decir el contenido de humedad es alto, la médula en forma de bloques irregulares y las hojas en forma de hojuelas generadas por el tambor de flujo axial y el tamiz pueden adherirse a la pared interna de la cosechadora agrícola luego de pasar a través del tamiz. La acumulación de médula y hojas bloquearía el tamiz y reduciría el efecto de separación del tallo de maíz. El dispositivo anti-bloqueo es impulsado por el tornillo dispensador como impulsor principal, a la manera de una cadena de transmisión. Con el funcionamiento continuo del dispositivo anti-bloqueo, la médula y las hojas que se adhieren a la pared interna podrían ingresar al tornillo dispensador fácilmente. Se completa el proceso de separación.

El dispositivo anti-bloqueo es una estructura de tambor con dientes circulares; la estructura de tambor está conectada a la fuente de energía de la cosechadora agrícola. La estructura de tambor rota continuamente gracias a la fuente de energía, lo que hace que se elimine la médula y hojas del tallo de maíz en la parte inferior del tamiz 12.

En esta materialización, la velocidad de rotación del tambor de flujo axial 11 es 1000r/min.

Ejemplo 3 Un material de tallo de maíz, en donde, el material de tallo de maíz es la corteza del tallo de maíz; la corteza del tallo de maíz comprende la corteza en forma de tiras del tallo de maíz con médula residual y la corteza en forma de pelos del tallo de maíz; el contenido de médula residual en la corteza en forma de tiras del tallo de maíz es 3%.

El porcentaje másico de la corteza en forma de tiras del tallo de maíz es 45%peso, y el porcentaje másico de la corteza en forma de pelos del tallo de maíz es 55%peso.

El material de tallo de maíz se prepara de forma similar al método del Ejemplo 1. La diferencia respecto del Ejemplo 1 es que la corteza en forma de tiras del tallo de maíz es recolectada y embalada cuando el contenido de humedad de las muestras es 30%.

La cosechadora agrícola es la misma que en el Ejemplo 1.

En la materialización, la velocidad de rotación del tambor de flujo axial 11 es 980r/min.

Ejemplo 4 Un material de tallo de maíz, en donde, el material de tallo de maíz es la corteza del tallo de maíz; la corteza del tallo de maíz comprende la corteza en forma de tiras del tallo de maíz con médula residual y la corteza en forma de pelos del tallo de maíz; el contenido de médula residual en la corteza en forma de tiras del tallo de maíz es 1 %.

El porcentaje másico de la corteza en forma de tiras del tallo de maíz es 38%peso, y el porcentaje másico de la corteza en forma de pelos del tallo de maíz es 62%peso.

El material de tallo de maíz se prepara de forma similar al método del Ejemplo 1. La diferencia respecto del Ejemplo 1 es que la corteza en forma de tiras del tallo de maíz es recolectada y embalada cuando el contenido de humedad de las muestras es 20%.

La cosechadora agrícola es la misma que en el Ejemplo 2.

En la materialización, la velocidad de rotación del tambor de flujo axial 11 es 960r/min.

Ejemplo 5 En esta materialización, el tallo de maíz es cosechado por la cosechadora del Ejemplo 1 cuando 3~5 hojas de la planta se han tornado amarillas y el tallo de maíz no lo ha hecho. La planta entera del tallo de maíz es ingresada a la cosechadora agrícola de forma automática. La corteza, médula y hojas se obtienen eliminando hojas, cortando y expandiendo el tallo, y extrayendo la médula mediante la unidad separadora; la corteza, médula y hojas tratadas del tallo de maíz se secan en el campo, y se recolectan y embalan para obtener el material de tallo de maíz cuando el contenido de humedad cumple con el estándar.

Los componentes y la morfología del material de tallo de maíz son los siguientes: el material de tallo de maíz contiene 16% de humedad, 52% celulosa, 24% hemicelulosa, 14,5% lignina, 8% azúcares solubles, 5,2% de extracción de benceno-alcohol y 4,2% de cenizas. La cristalinidad de la celulosa es 50%. El material de tallo de maíz es una mezcla de la corteza, médula y hojas del tallo de maíz. El porcentaje másico de médula en el tallo de maíz es 3,3%. El material de tallo de maíz es una mezcla que consiste en al menos la corteza en forma de tiras del tallo de maíz, las fibras de estopa de la corteza del tallo de maíz y la fibra del tallo de maíz. La corteza en forma de tiras del tallo de maíz posee una determinada longitud y ancho. Las fibras de estopa de la corteza del tallo de maíz contienen al menos la fibra de los nodulos, la fibra de la corteza del tallo de maíz que está unida a los nodulos y el manojo de fibras. La fibra del tallo de maíz contiene al menos fibra filamentosa de tallo de maíz. La médula incluye la médula libre que se separa del tallo de maíz y la médula residual que está unida a la corteza en forma de tiras del tallo de maíz.

Ejemplo 6 En esta materialización, el tallo de maíz es cosechado por la cosechadora del Ejemplo 1 cuando han pasado 12 días desde la cosecha del maíz y el contenido de humedad del tallo de maíz es de 60~75%. El material de tallo de maíz es recolectado y procesado de acuerdo al método del Ejemplo 5.

Los componentes y la morfología del material de tallo de maíz son los siguientes: el material de tallo de maíz contiene 40% de humedad, y el porcentaje másico de los otros componentes principales en peso en seco es: 35.5% celulosa, 22,7% hemicelulosa, 12,8% lignina, 6,4% azúcares solubles, 3,4% de extracción de benceno-alcohol y 4,1% de cenizas. La cristalinidad de la celulosa es 45%. El material de tallo de maíz es una mezcla de la corteza, médula y hojas del tallo de maíz. El porcentaje másico de la médula en peso en seco es 3,6%. El resto de la morfología es la misma que en el Ejemplo 5.

Ejemplo 7 En esta materialización, el tallo de maíz es cosechado por la cosechadora del Ejemplo 1 cuando todas las hojas se han tornado amarillas y 70%~ 100% del tallo ha tornado amarillo. El material de tallo de maíz es recolectado y procesado de acuerdo con el método del Ejemplo 5.

Los componentes y la morfología del material de tallo de maíz son los siguientes: el material de tallo de maíz contiene 16% de humedad, 57,5% celulosa, 18% hemicelulosa, 17% lignina, 6% azúcares solubles, 3,7% de extracción de benceno-alcohol y 3% de cenizas. La cristalinidad de la celulosa es 75%. El material de tallo de maíz es una mezcla de la corteza, médula y hojas del tallo de maíz. El porcentaje másico de la médula en peso en seco es 2,3%. El resto de la morfología es la misma que en el Ejemplo 5.

Ejemplo 8 Un material de tallo de maíz contiene 15 % de humedad. El material de tallo de maíz comprende al menos la corteza, médula y hojas separadas que contienen 35%peso de corteza, 55%peso de hojas, 3%peso de médula, y lo restante son los otros componentes.

El material de tallo de maíz para la fabricación de papel se prepara mediante los siguientes pasos: Luego de cosechar y separar el tallo de maíz en estado maduro mediante la cosechadora agrícola de la presente invención (tal como se muestra en las Figuras 1 y 2), se recolecta y embala el tallo de maíz como material de tallo de maíz cuando el contenido de humedad es de hasta 15 %. El material de tallo de maíz es preparado mediante un método como el que se describe en el Ejemplo 1. La diferencia respecto del Ejemplo 1 es que la corteza, médula y hojas del tallo de maíz son recolectadas y embaladas cuando el contenido de humedad de las muestras es 15%. El porcentaje másico de la corteza en forma de tiras del tallo de maíz es 15%peso, y el porcentaje másico de la corteza en forma de pelos del tallo de maíz es 20%peso. El porcentaje másico de la médula libre es 2,5%peso, y el porcentaje másico de la médula unida es 0,5%peso.

La cosechadora agrícola es la misma que en el Ejemplo 1. La velocidad de rotación del tambor de flujo axial 11 es 950r/min.

Ejemplo 9 Un material de tallo de maíz para la fabricación de papel contiene 30% de humedad. El material de tallo de maíz comprende al menos la corteza, médula y hojas separadas que contienen 30%peso de corteza, 58%peso de hojas, 5%peso de médula, y lo restante son los otros componentes.

El material de tallo de maíz para la fabricación de papel se prepara mediante los siguientes pasos: Luego de cosechar y separar el tallo de maíz en estado maduro mediante la cosechadora agrícola de la presente invención (tal como se muestra en las Figuras 1 y 2), se recolecta y embala el tallo de maíz como material de tallo de maíz cuando el contenido de humedad es de hasta 30%.

La cosechadora agrícola es la misma que en el Ejemplo 1.

El porcentaje másico de la corteza en forma de tiras del tallo de maíz es 10%peso, y el porcentaje másico de la corteza en forma de pelos del tallo de maíz es 20%peso. El porcentaje másico de la médula libre es 4,5%peso, y el porcentaje másico de la médula unida es 0,5%peso. La finura de fibra de la corteza del tallo de maíz es 41,33 tex; el ancho promedio es 85,076 µ??; el contenido de fibra con ancho promedio mayor o igual a 70µ?? es 63,433%.

Ejemplo 10 El material de tallo de maíz se prepara mediante los pasos que siguen: El tallo de maíz es cosechado y procesado por la cosechadora cuando han pasado 10 días de la cosecha del maíz y el contenido de humedad del tallo de maíz es 60~75%. Se ingresa la planta entera del tallo de maíz a la cosechadora agrícola de forma automática. La corteza, médula y hojas se obtienen eliminando hojas, cortando y expandiendo el tallo, y extrayendo la médula mediante la unidad separadora; la corteza, médula y hojas tratadas del tallo de maíz se secan en el campo, y se recolectan y embalan para obtener el material de tallo de maíz cuando el contenido de humedad cumple con el estándar.

La unidad separadora en la materialización logra separar el tallo del tallo de maíz de las hojas mediante el método de extrusión y prensado. El método de extrusión y prensado se refiere a un método para separar el tallo de las hojas mediante la acción combinada de molido, restregado y desgarrado. La unidad separadora en particular contiene un canal de alimentación, un componente de rodillo de presión y un componente de separación de hojas. El componente de rodillo de presión consiste en dos rodillos de presión dispuestos arriba y abajo y un componente de ajuste para la holgura entre los rodillos de presión. El tallo de maíz cosechado es ingresado por el canal de alimentación y presionado por un par de rodillos de presión que rotan a la misma velocidad de rotación en direcciones opuestas. La mayoría de las hojas está distribuida en dos planos formados por el prensado del rodillo de presión. En el proceso de prensado, la humedad en el tallo también es extraída por la presión, y los azúcares en el tallo son eliminados adicionalmente. Por consiguiente, se reduce el contenido de azúcares del material de tallo de maíz. El material de tallo de maíz no se enmohece con facilidad, y se extiende su fecha de caducidad. Dado que la fuerza de la fibra del tallo de maíz es todavía alta luego de 10 días de haber cosechado el maíz, la velocidad de rotación de los rodillos de presión es 300r/min. La fuerza de unión entre el tallo y las hojas se reduce luego del prensado mediante los rodillos de presión. Una parte de las hojas se elimina mediante un rodillo cepillo. El tallo del cual se eliminan las hojas se transporta mediante otro par de rodillos de presión. Dado que el contenido de humedad del tallo es alto, la holgura entre el primer par de rodillos de presión es 8~ 12mm, y la holgura entre el segundo par de rodillos de presión es 6~8mm, de modo de eliminar la humedad de forma más eficiente y completa.

El rodillo cepillo se instala entre los dos pares de rodillos de presión. La separación del' tallo respecto de las hojas se logra mediante el efecto de impacto y de desgarramiento del diente sobre el rodillo cepillo. Se instalan dos rodillos cepillos en el lado superior de la dirección de alimentación, y se instala un rodillo cepillo en el lado inferior de la dirección de alimentación. La velocidad de rotación del rodillo cepillo es 240 ~ 300r/min, y en la materialización es de 250 ~ 280 r/min. Una parte de las hojas se elimina mediante el componente de separación de hojas, y sólo se conserva la raíz de las hojas en la materialización. El contenido de fibra de la raíz de las hojas es alto. Por lo tanto, puede mejorarse el rendimiento y la utilización del tallo de maíz.

Los componentes y la morfología del material de tallo de maíz son como siguen: el material de tallo de maíz contiene 30% de humedad, y el porcentaje másico de los otros componentes principales en peso en seco es: 40,7% celulosa, 24,3% hemicelulosa, 12,2% lignina, 3,6% azúcares solubles, 5,5% extracción de benceno-alcohol y 6,1% de cenizas. La cristalinidad de la celulosa es 45%. El material de tallo de maíz es una mezcla de la corteza, médula y hojas del tallo de maíz. El porcentaje másico de la médula en el material de tallo de maíz es 3,5%. El resto de la morfología es igual a la del Ejemplo 5.

Ejemplo Experimental 1 Experimento Comparativo para la Fabricación de Papel l. Pulpaje El material de tallo de maíz descripto en el Ejemplo 1 de la presente invención (abreviado como Experimento), el material de tallo de maíz descripto en "investigación sobre la separación de corteza, médula y hojas del tallo de maíz unas de otras y pulpaje" (abreviado como comparación 1) y el tallo de maíz con la estructura corta filamentosa descripto en "diseño y simulación de un dispositivo de restregado y embalaje de la cosechadora combinada para el tallo de maíz" ( abreviado como comparación 2), se utilizaron para obtener pulpa mediante el método soda-antraquinona en digestores rotativos con capacidad de 15L. Se empieza a medir el tiempo, cuando la temperatura alcanza los 25 °C, y se descargó levemente el vapor luego de que la temperatura llega a 100°C. La dosis de álcali fue 16% (calculada como Na20); la relación de licores fue 1 :5; la temperatura máxima fue 160°C; el tiempo de calentamiento fue 90min; el tiempo de incubación fue 60min; la dosis de antraquinona fue 0,05%. 2. Blanqueo La pulpa hecha a partir de la corteza del tallo de maíz del material de arriba se blanquea mediante el proceso de blanqueo tradicional de tres etapas CEH.

El proceso tecnológico es como sigue: cloración (C) lavado tratamiento alcalino (E) lavado blanqueo con hipoclorito (H) lavado. La cantidad total de cloro es 8%. Los otros parámetros tecnológicos se muestran en la Tabla 1 Tabla 1 Parámetros de proceso de blanqueo de la pulpa de tallo de maíz 3. Fabricación de láminas Se llevó a cabo un ensayo de producción de lámina sobre la pulpa del tallo de maíz mediante una máquina de fabricación de láminas PTI. El gramaje fue de 60 g/m , la fluctuación cuantitativa de ±3,5% La blancura, opacidad, valor de amarilleamiento y resistencia física del papel se midieron de acuerdo con métodos estándar. Los resultados se ilustran en la Tabla 2.

Tabla 2 Resultados de desempeño de pulpa blanqueada de tallo de maíz Comparado con la Comparación 1, el papel fabricado a partir del material de tallo de maíz de la presente invención tiene menor opacidad y mayor valor de amarilleamiento, pero presenta un mayor índice de resistencia, de estallido, de desgarramiento y resistencia al doblado. Dado que la médula no es eliminada en la Comparación 2, la médula existente en el material hace que el papel tenga un menor índice de resistencia, de estallido, de desgarramiento y resistencia al doblado en comparación con la presente invención. La fragilidad de la médula tal vez causa un fenómeno más severo de amarilleamiento. Por lo tanto, las propiedades para fabricación de papel del material de tallo de maíz en la presente invención son mejores que las de la Comparación 1 y Comparación 2.

Los ensayos arriba mencionados también se llevaron a cabo sobre el material de tallo de maíz de las otras materializaciones de esta invención, y se obtuvieron resultados similares.

Ejemplo Experimental 2 Experimento de Cosecha y Almacenaje del Material de tallo de maíz Se llevaron a cabo experimentos comparativos de cosecha y almacenaje sobre el material de tallo de maíz del Ejemplo 1 de esta invención y el material de tallo de maíz para la fabricación de papel preparado mediante el arte previo bajo las mismas condiciones: El material de tallo de maíz del Ejemplo 1 fue dividido en tres lotes (Lote 1, Lote 2 y Lote 3), y el material de tallo de maíz preparado mediante el arte previo fue dividido en dos lotes (Comparación 1 y Comparación 2). El material de tallo de maíz fue embalado en un fardo de 330kg/m3. Luego se llevaron a cabo los experimentos. 1. Ensayo a alta temperatura El material de tallo de maíz obtenido mediante el método de arriba se almacenó en un depósito limpio y cerrado. La temperatura del depósito era de 40°C. El material de tallo de maíz se almacenó durante 15 días a 40% de humedad relativa. Las muestras se tomaron en el día 5, el día 10 y el día 15 para detectar si se habían deteriorado o no. Los resultados se muestran en la Tabla 3 : Tabla 3. Resultados del ensayo a alta temperatura . Ensayo a alta humedad El material de tallo de maíz obtenido mediante el método de arriba se almacenó en un depósito limpio y cerrado. La temperatura del depósito era de 25±2°C. El material de tallo de maíz se almacenó durante 15 días a 90±5 % de humedad relativa. Se tomaron muestras en el día 5, el día 10 y el día 15 para detectar si se habían deteriorado o no. Los resultados se muestran en la Tabla 4: Tabla 4. Resultados del ensayo a alta humedad 3. Ensayo a alta temperatura y humedad El material de tallo de maíz obtenido mediante el método de arriba se almacenó en un depósito limpio y cerrado. La temperatura del depósito era de 35±2°C. El material de tallo de maíz se almacenó durante 30 días a 70±5 %de humedad relativa. Se tomaron muestras en el día 5, el día 10, el día 20 y en el día 30 para detectar si se habían deteriorado o no.

Los resultados se muestran en la Tabla 5: Tabla 5. Resultados del ensayo a alta temperatura y humedad Los ensayos arriba mencionados también se llevaron a cabo sobre el material de tallo de maíz de las otras materializaciones de esta invención, y se obtuvieron resultados similares.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un material de tallo de maíz, en donde, el material de tallo de maíz es la corteza del tallo de maíz que es uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en una corteza en forma de pelos del tallo de maíz y una corteza en forma de tiras del tallo de maíz con médula residual del tallo de maíz.

2. El material de tallo de maíz de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el contenido de médula residual en la corteza en forma de tiras es menor a 5%, preferiblemente menor a 3%, más preferiblemente 0,5~2,5%.

3. El material de tallo de maíz de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la finura de fibra de la corteza es 38— 42 tex, preferiblemente 39~41 tex, más preferiblemente 41,33 tex; el ancho promedio es 82~88 µ??, preferiblemente 84~86 µ??, más preferiblemente 85,076 µ??; el contenido de fibra con un ancho promedio mayor o igual a 70 µp? es 60 ~65% en el material de tallo de maíz, preferiblemente 62 ~ 64%, más preferiblemente 63,433%.

4. El material de tallo de maíz de acuerdo con la reivindicación 3, en donde, la corteza en forma de pelos del tallo de maíz comprende una corteza en forma de pelos del tallo de maíz suelta y un manojo de corteza en forma de pelos unida a la corteza del tallo de maíz luego de separar la corteza, hojas y médula unas de otras; la longitud de la corteza en forma de tiras del tallo de maíz es menor a 45 cm; además, el manojo de corteza en forma de pelos del tallo de maíz comprende el manojo de la corteza en forma de pelos unido a la conexión de un nodulo con la corteza del tallo de maíz, o la corteza en forma de pelos del tallo de maíz unida de forma parcialmente continua a la corteza del tallo de maíz; adicionalmente, hay grietas parcialmente continuas en la corteza del tallo de maíz a lo largo de su dirección longitudinal.

5. El material de tallo de maíz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el material de tallo de maíz también incluye una médula libre separada de la corteza del tallo de maíz; además, el material de tallo de maíz también incluye hojas separadas.

6. Un método para cosechar y almacenar el material de tallo de maíz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 que incluye los siguientes pasos: 1) utilizar una cosechadora agrícola para cosechar el tallo de maíz; 2) al cosechar, se separa el tallo de maíz mediante el método mecánico de extrusión, molido y restregado, desgarrado, triturado o prensado, y se obtiene médula, hojas y corteza del tallo de maíz respectivamente; preferiblemente el tallo de maíz es desgarrado, triturado y separado por una unidad separadora de la cosechadora agrícola, obteniéndose médula, hojas y corteza del tallo de maíz respectivamente; 3) recolectar los materiales fibrosos para fabricar papel, generar energía u obtener fibras textiles cuando el contenido de humedad de la corteza del tallo de maíz obtenida del paso 2) es 15~45%; la médula y hojas recolectadas del tallo de maíz pueden utilizarse como alimentación, o pueden ser fermentadas para producir ácido láctico o alcohol.

7. El método para cosechar y almacenar el material de tallo de maíz de acuerdo con la reivindicación 6, en donde: en el paso 3), recolectar y embalar los materiales fibrosos cuando el contenido de humedad es de hasta 15~45% mediante secado al sol o secado al aire; preferiblemente, cuando se está procediendo al secado al sol o secado al aire, el contenido de humedad inicial de la corteza del tallo de maíz es 50%~75%, y se finaliza el secado al sol o secado al aire cuando un contenido de humedad final es de hasta 15~45%.

8. Aparato para preparar el material de tallo de maíz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 o para llevar a cabo el método de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, siendo el aparato una cosechadora agrícola, la cosechadora agrícola comprendiendo: un chasis (4), una fuente de energía, una instalación eléctrica, un sistema hidráulico, una cabina (5), una barra de corte (1) para cosechar los cultivos localizados en el frente del chasis de la cosechadora agrícola, una unidad separadora (3) para separar el tallo de cultivo, y un acarreador (2) para transportar el tallo de cultivo entre dichas unidades, en donde: la unidad separadora se utiliza para triturar el tallo de cultivo y separar la corteza, hojas y médula del tallo de cultivo unas de otras, además la unidad separadora comprende una estructura rotatoria con múltiples dientes en la periferia que pueden triturar el tallo de maíz y el tallo de sorgo, y una estructura con aperturas a través de las cuales se tamizan las hojas y médula trituradas.

9. El aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la unidad separadora (3) se utiliza para desgarrar, triturar y separar la corteza, hojas y médula del tallo de maíz unas de otras; y el acarreador (2) se utiliza para transportar el tallo de maíz cosechado hasta la unidad separadora (3) que se utiliza para desgarrar, triturar y separar la corteza, médula y hojas del tallo de maíz unas de otras.

10. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la unidad separadora (3) comprende un tambor de flujo axial 11 para desgarrar, triturar y separar la corteza, médula y hoja del tallo de maíz unas de otras, y un tamiz (12) para tamizar la médula y hojas separadas.