專利名稱：利用農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)人造木材的方法及其人造木材的制作方法
(一)、所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及的是一種農(nóng)作物秸稈的利用方法，具體地說是一種利用農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)人造木材的方法。
(二)、背景技術(shù)農(nóng)作物秸稈的主要化學(xué)成份是纖維素、多縮戊糖、木質(zhì)素等。不同的農(nóng)作物秸稈中各化學(xué)成份的含量有所不同。但上述三種物質(zhì)的總量基本保持在70％左右。傳統(tǒng)上是將農(nóng)作物秸稈作為飼料、肥料以及燃料等使用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了多種農(nóng)作物秸稈的利用方法。其中利用農(nóng)作物秸稈提取木糖和木糖醇就是其中的一種。但是利用農(nóng)作物秸稈提取木糖和木糖醇之后，農(nóng)作物秸稈中的纖維素和木質(zhì)素等成份并沒有被利用，會(huì)造成浪費(fèi)。已有的人造木材，是采用鋸末、農(nóng)作物秸稈的粉碎物、樹杈或灌木的粉碎物等添加膠粘劑之后經(jīng)加壓制成的。這種人造木材由于其中含有大量的有機(jī)膠粘劑，不利于環(huán)境保護(hù)。而且這種人造木材的品質(zhì)較低，通常只能作為一些低檔的裝飾用材料等。
(三)、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種通過對(duì)農(nóng)作物的秸稈進(jìn)行加工處理，去除其中的雜質(zhì)，得到優(yōu)質(zhì)人造木材的方法。本發(fā)明的目的還在于提供一種采用這種方法制造的農(nóng)作物秸稈人造木材。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的以農(nóng)作物秸稈為原料；將原料粉碎，加入原料重量4-6倍的水，在125-135℃溫度下蒸煮1.5-2.5小時(shí)；用75-85℃的熱水洗滌3-5次；加入原料重量2-4倍的濃度為0.65-0.75％的硫酸溶液，在105-115℃溫度進(jìn)行水解處理；過濾；固形物干燥后，調(diào)整木質(zhì)素與纖維素的比例使木質(zhì)素占30-50％、纖維素占50-70％，在4-10kg/cm°的壓力下成型制成人造木材。
本發(fā)明的方法還可以包括這樣一些技術(shù)特征1、所述的過濾是真空吸濾與板框過濾機(jī)相結(jié)合。2、所述的水解處理是在3-4個(gè)串聯(lián)的水解罐中進(jìn)行的連續(xù)水解處理，經(jīng)洗滌后的原料先加入到初級(jí)水解罐再依次轉(zhuǎn)運(yùn)到下一級(jí)水解罐，水解液從末級(jí)水解罐依次向上一級(jí)水解罐回轉(zhuǎn)，從初級(jí)水解罐引出的水解物進(jìn)入過濾工序。
本發(fā)明的農(nóng)作物秸稈人造木材是由30-50％的木質(zhì)素、50-70％的纖維素組成。
本發(fā)明的農(nóng)作物秸稈人造木材還可以包括如下特征1、在人造木材內(nèi)設(shè)置有增強(qiáng)芯。2、增強(qiáng)芯是由煤矸石、礦渣制成的芯體。3、增強(qiáng)芯是金屬管。4、增強(qiáng)芯是金屬筋。5、增強(qiáng)芯是金屬網(wǎng)。6、它由35-45％的木質(zhì)素、55-75％的纖維素組成。
各種農(nóng)作物秸稈中纖維素、多縮戊糖、木質(zhì)素等的總含量在70％左右，但不同的農(nóng)作物秸稈中各種具體成份的含量是有所區(qū)別的。稻草、稻殼、玉米芯、麥稈等都可以作為制作人造木材的原料。本發(fā)明的高溫水蒸煮和高溫水洗工序，可將農(nóng)作物秸稈中所含有的蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪、果膠、色素、金屬離子、無(wú)機(jī)鹽、單寧以及化肥和農(nóng)藥的殘留物等對(duì)提取木質(zhì)素、纖維素?zé)o用或者是不利的物質(zhì)清除；采用了高溫、低酸度連續(xù)水解工藝，使多縮戊糖的水解率大大提高，分離出比較純凈的木質(zhì)素、纖維素固形物。濾液可以用于制作優(yōu)質(zhì)的木糖或者是木糖醇。木質(zhì)素具有較高的粘接力，所以本發(fā)明的方法可以不添加其它有機(jī)粘接劑即可制成人造木材。得到的人造木材，具有天然木材的本質(zhì)和特性。在其中添加增強(qiáng)芯，可以制成木石磚、木石瓦等具有質(zhì)輕、隔熱、保暖、隔音等優(yōu)點(diǎn)，并具有良好的強(qiáng)度特性。


圖1-圖4是本發(fā)明的四種人造木材產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。
(五)具體實(shí)施方案下面舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的描述1、以農(nóng)作物秸稈為原料；將原料粉碎，加入原料重量4-6倍的水，在125-135℃溫度下蒸煮1.5-2.5小時(shí)；用75-85℃的熱水洗滌3-5次；加入原料重量2-4倍的濃度為0.65-0.75％的硫酸溶液，在105-115℃溫度進(jìn)行水解處理；過濾；固形物干燥后，調(diào)整木質(zhì)素與纖維素的比例使木質(zhì)素占30-50％、纖維素占50-70％，在4-10kg/cm°的壓力下成型制成人造木材。
2、以稻草、稻殼、玉米芯、麥稈等農(nóng)作物秸稈為原料；將原料粉碎至粒徑在1-3mm，加入原料重量4倍的水，在130℃溫度下蒸煮2小時(shí)；用75-85℃的熱水洗滌4次；加入原料重量3倍的濃度為0.7％的硫酸溶液，在110℃溫度進(jìn)行水解處理；過濾；固形物干燥后，調(diào)整木質(zhì)素與纖維素的比例使木質(zhì)素占40％、纖維素占60％，在4-10kg/cm°的壓力下成型制成人造木材。
3、以稻草、稻殼、玉米芯、麥稈等農(nóng)作物秸稈為原料；將原料粉碎至粒徑在1-3mm，加入原料重量4倍的水，在130℃溫度下蒸煮2小時(shí)；用75-85℃的熱水洗滌4次；加入原料重量3倍的濃度為0.7％的硫酸溶液，在110℃溫度進(jìn)行水解處理；過濾；固形物干燥后，調(diào)整木質(zhì)素與纖維素的比例使木質(zhì)素占30％、纖維素占70％，在6-10kg/cm°的壓力下成型制成人造木材。
4、以稻草、稻殼、玉米芯、麥稈等農(nóng)作物秸稈為原料；將原料粉碎至粒徑在1-3mm，加入原料重量4倍的水，在130℃溫度下蒸煮2小時(shí)；用75-85℃的熱水洗滌4次；加入原料重量3倍的濃度為0.7％的硫酸溶液，在110℃溫度進(jìn)行水解處理；過濾；固形物干燥后，調(diào)整木質(zhì)素與纖維素的比例使木質(zhì)素占50％、纖維素占50％，在4-10kg/cm°的壓力下成型制成人造木材。
5、以稻草、稻殼、玉米芯、麥稈等農(nóng)作物秸稈為原料；將原料粉碎至粒徑在1-3mm，加入原料重量4倍的水，在130℃溫度下蒸煮2小時(shí)；用75-85℃的熱水洗滌4次；加入原料重量3倍的濃度為0.7％的硫酸溶液，在110℃溫度進(jìn)行水解處理；過濾；固形物加入3-4倍濃度為4％的氫氧化鈉，生成新的鈉木質(zhì)素溶于水中與纖維素分離，在向鈉木質(zhì)素中加入固形物重量3-4倍的濃度為4％的鹽酸后將木質(zhì)素還原。燥后，調(diào)整木質(zhì)素與纖維素的比例使木質(zhì)素占30-50％、纖維素占50-70％，注入膜具中，在4-10kg/cm°的壓力、100-200攝氏度溫度下成型制成人造木材。
6、以稻草、稻殼、玉米芯、麥稈等農(nóng)作物秸稈為原料；將原料粉碎至粒徑在1-3mm，加入原料重量4倍的水，在130℃溫度下蒸煮2小時(shí)；用75-85℃的熱水洗滌4次；加入原料重量3倍的濃度為0.7％的硫酸溶液，在110℃溫度進(jìn)行水解處理，水解處理是在3-4個(gè)串聯(lián)的水解罐中進(jìn)行的連續(xù)水解處理，經(jīng)洗滌后的原料先加入到初級(jí)水解罐再依次轉(zhuǎn)運(yùn)到下一級(jí)水解罐，水解液從末級(jí)水解罐依次向上一級(jí)水解罐回轉(zhuǎn)，從初級(jí)水解罐引出的水解物進(jìn)入過濾工序；過濾；固形物加入3-4倍濃度為4％的氫氧化鈉，生成新的鈉木質(zhì)素溶于水中與纖維素分離，在向鈉木質(zhì)素中加入固形物重量3-4倍的濃度為4％的鹽酸后將木質(zhì)素還原。燥后，調(diào)整木質(zhì)素與纖維素的比例使木質(zhì)素占30-50％、纖維素占50-70％，注入膜具中，在4-10kg/cm°的壓力、100-200攝氏度溫度下成型制成人造木材。在人造木材內(nèi)設(shè)置有增強(qiáng)芯。結(jié)合圖1，增強(qiáng)芯是由煤矸石、礦渣制成的芯體2，在增強(qiáng)芯外包覆人造木材1；結(jié)合圖2，增強(qiáng)芯是空心管3，在空心管外包裹人造木材4；結(jié)合圖3，增強(qiáng)芯是金屬筋5，金屬筋均勻地分布于人造木材6中；結(jié)合圖4，增強(qiáng)芯是金屬網(wǎng)7，金屬網(wǎng)包在人造木材8內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)人造木材的方法，其特征是1.1、以農(nóng)作物秸稈為原料；1.2、將原料粉碎，加入原料重量4-6倍的水，在125-135℃溫度下蒸煮1.5-2.5小時(shí)；1.3、用75-85℃的熱水洗滌3-5次；1.4、加入原料重量2-4倍的濃度為0.65-0.75％的硫酸溶液，在105-115℃溫度進(jìn)行水解處理；1.5、過濾；1.6、固形物干燥后，調(diào)整木質(zhì)素與纖維素的比例使木質(zhì)素占30-50％、纖維素占50-70％，在4-10kg/cm°的壓力下成型制成人造木材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)人造木材的方法，其特征是所述的過濾是真空吸濾與板框過濾機(jī)相結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的利用農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)人造木材的方法，其特征是所述的水解處理是在3-4個(gè)串聯(lián)的水解罐中進(jìn)行的連續(xù)水解處理，經(jīng)洗滌后的原料先加入到初級(jí)水解罐再依次轉(zhuǎn)運(yùn)到下一級(jí)水解罐，水解液從末級(jí)水解罐依次向上一級(jí)水解罐回轉(zhuǎn)，從初級(jí)水解罐引出的水解物進(jìn)入過濾工序。
4.一種農(nóng)作物秸稈人造木材，其特征是它由30-50％的木質(zhì)素、50-70％的纖維素組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)作物秸稈人造木材，其特征是在人造木材內(nèi)設(shè)置有增強(qiáng)芯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的農(nóng)作物秸稈人造木材，其特征是所述的增強(qiáng)芯是由煤矸石、礦渣制成的芯體。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的農(nóng)作物秸稈人造木材，其特征是所述的增強(qiáng)芯是金屬管。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的農(nóng)作物秸稈人造木材，其特征是所述的增強(qiáng)芯是金屬筋。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的農(nóng)作物秸稈人造木材，其特征是所述的增強(qiáng)芯是金屬網(wǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4-9任何一項(xiàng)所述的農(nóng)作物秸稈人造木材，其特征是它由35-45％的木質(zhì)素、55-75％的纖維素組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是利用農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)人造木材的方法及其人造木材。以農(nóng)作物秸稈為原料；將原料粉碎，加入原料重量4－6倍的水，在125－135℃溫度下蒸煮1.5－2.5小時(shí)；用75－85℃的熱水洗滌3－5次；加入原料重量2－4倍的濃度為0.65－0.75％的酸溶液，在105－115℃溫度進(jìn)行水解處理；過濾；固形物干燥后，調(diào)整木質(zhì)素與纖維素的比例使木質(zhì)素占30－50％、纖維素占50－70％，在4－10kg/cm
文檔編號(hào)C08L97/02GK1515627SQ0311085
公開日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2003年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月10日
發(fā)明者鄭慶義 申請(qǐng)人:鄭慶義, 翟毓禮, 李長(zhǎng)令