[发明专利]厌氧发酵处理后的秸秆刨花制板的方法

说明书

技术领域

本发明属于人造板技术领域，更具体地说，涉及一种利用厌氧发酵处理后的秸秆刨花制板的方法。

技术背景

我国的木质资源极度匮乏，而草质资源极为丰富，因此，在我国的纸浆造纸和人造板领域，草类等非木材原料所占比重十分突出。目前，在人造板制造领域，稻草、麦秸、柳枝稷、荻草、杂交狼尾草等草类非木材原料的利用均有报道，实验研究及工程应用均证明了草质刨花板的可行性。与木质刨花板制造不同，由于草本类原料的表面存在疏水性保护层(主要为蜡状物质、二氧化硅和脂肪)，如果采用普通廉价的胶粘剂(如脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺脲醛树脂)进行粘结时，疏水性保护层会降低胶粘剂和草本类原料的胶合性能。因此，需要采用价格昂贵的异氰酸酯(如聚二苯甲烷二异氰酸酯)作为胶粘剂才能生产出合格产品。通常，聚二苯甲烷二异氰酸酯的价格比脲醛树脂胶的价格高7～10倍，显然，生产出的产品不具有价格优势。另一方面，与木质原料不同，草本类原料的木质素和纤维素含量较低，粗蛋白、粗脂肪、浸出物(可溶性糖等)含量较高，而这三类物质在热压过程中容易发生降解，以上均会降低刨花板的物理力学性能。以稻草为例，克拉森木质素、纤维素、冷水浸出物、热水浸出物分别为8.93％、38.04％、14.86％、19.74％；而杨木的上述组分分别为17.10％、43.24％、1.38％、2.46％。

为了采用廉价的脲醛树脂等胶粘剂生产出合格的刨花板，目前有研究报道，通过对草本类原料进行化学和酶预处理以提高原料的亲水性以及原料与胶粘剂的结合能力。例如，通过氧化剂(H₂O₂)或碱(NaOH)部分去除秸秆表面的蜡状物质和无机成分。然而，化学处理不仅增加刨花板的生产成本，还会造成环境污染。酶预处理主要是利用纤维素酶、木聚糖酶和脂肪酶等对草本类原料进行预处理。酶预处理虽然能够提高脲醛树脂等廉价胶粘剂粘结的秸秆刨花板的机械强度，但是高成本的酶制剂以及缓冲剂使得酶预处理成本较高。

因此，寻找经济可行且环境友好的草本类原料预处理技术，对于生产低成本且质量合格的草质刨花板具有重要的意义。实际上，酶预处理所用的纤维素酶、木聚糖酶和脂肪酶均由微生物产生，如果采用厌氧发酵微生物进行处理，不仅能够破坏并降解草本原料表面的疏水性保护层物质，而且完整的厌氧发酵微生物群落能够利用粗蛋白、粗脂肪、浸出物、酶解产物产生沼气。一方面，不仅改善草本类原料与脲醛树脂等廉价胶粘剂之间的胶合性能，而且提高木质素和纤维素的相对含量，从而提高刨花板的物理力学性能；另一方面，通过厌氧发酵微生物将粗蛋白、粗脂肪、浸出物、酶解产物转化为清洁能源(沼气)，通过合理利用可以在一定程度上弥补干燥和热压过程的能耗，降低生产成本。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种利用厌氧发酵处理后的秸秆刨花制板的方法，以提高刨花板的物理力学性能。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

(1)厌氧发酵接种物制备：取沼气池厌氧活性污泥，经过滤去除大颗粒物质和沙石后取滤液备用；

(2)粉碎秸秆：去除秸秆中的杂物后，将其粉碎成粒径小于等于8目的秸秆刨花备用；

(3)厌氧发酵：将制得的秸秆刨花和厌氧发酵接种物在厌氧反应器中混匀后进行厌氧发酵处理，发酵过程中回收利用沼气；

(4)清洗：发酵结束后从厌氧反应器中取出秸秆刨花，首先用水清洗以去除沙、附着物和溶解性物质，随后用浓度为0.5％～1％的次氯酸钠溶液清洗以消除异味；

(5)脱水干燥：进行脱水干燥处理，保证干燥后秸秆刨花的含水率为3％～10％；

(6)拌胶：将干燥后的秸秆刨花在拌胶机中与胶粘剂、固化剂、防水剂搅拌均匀，其中胶粘剂的施加量为胶粘剂固体部分与干基秸秆刨花的质量百分比10％～16％，固化剂的施加量为胶粘剂固体部分的质量百分比0.5％～1.5％，防水剂的施加量为干基秸秆刨花的质量百分比0.2％～2％；

(7)铺装预压：采用铺装机进行铺装，并经预压机预压，预压在常温下进行；

(8)热压：采用热压机压制秸秆刨花板。

完成热压后的秸秆刨花板在常温下进行冷却、裁边和砂光处理，冷却在翻板冷却装置中进行，时间30～60min，裁边用锯机将产品加工成所需要的幅面尺寸，堆垛2～3天后用砂光机进行砂光处理并入库存放。

所述秸秆包括但不局限于稻草、麦秸、柳枝稷、荻草、杂交狼尾草、芒草等。

本发明各步骤均可采用现有技术。如步骤(6)中采用的胶粘剂、固化剂、防水剂以及拌胶过程均可采用现有制板工艺的成熟技术。