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用于從作物殘余物制備超吸收性粒料和/或纖維材料的方法與流程

文檔序號:11141344閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種特別地用于從單子葉開花植物(優(yōu)選玉米)栽培的作物殘余物生產(chǎn)超吸收性粒料和/或纖維材料的方法,其包括以下步驟:

(i)在莖稈的最低穗軸下方切割種植在田地中的玉米莖稈,以便優(yōu)選高于或等于(以遞增的優(yōu)先級)30、50、70厘米的較少葉子的莖稈段留在田地中;每個較少葉子的莖稈段包括海綿狀芯、包裹所述芯的莖稈皮和包裹所述莖稈皮或所述莖稈所帶的葉狀物:

(ii)盡可能接近地面地切割所述較少葉子的莖稈段;

(iii)收獲在步驟(ii)中切割的較少葉子的莖稈段;

(iv)將在步驟(iii)中所收獲的較少葉子的莖稈段切割成其最大尺寸以mm計(優(yōu)選為它們的長度)為5-50;8-40;10-30(以遞增的優(yōu)先級)的莖稈節(jié);

(v)向步驟(iv)的莖稈節(jié)提供機械沖擊,以便

·將它們的海綿狀芯與其莖稈皮以及葉狀物分離,

·將所述莖稈皮轉(zhuǎn)變成細長的纖維碎片;

·并獲得包含以下物質(zhì)的混合物:

f4.形成超吸收性粒料級分的所述海綿狀芯;

f5.形成纖維物質(zhì)級分的所述細長的纖維碎片;

f4.和形成葉狀級分的所述葉狀物;

(vi)將所述3種級分彼此分離;

(vii)回收所述三種級分f1-f2-f3;

(viii)可將f1超吸收性粒料減小至包含在0.1-20mm,優(yōu)選1-5mm之間的較小粒料尺寸使得以mm表示的它們的最大尺寸(優(yōu)選它們的長度)為0.1-20mm,優(yōu)選1-5mm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,所述方法是不連續(xù)的,并且包括實施步驟(i)(ii)(iii)的在田地中的第一階段,所收獲的較少葉子的莖稈段從作物地點運輸?shù)娇赡艿膬Υ鎱^(qū)域和/或加工場所的第二階段,可能的儲存的第三階段,和其中實施步驟(iv)和后面的步驟的處理較少葉子的莖稈段的最后階段。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其中在步驟(ii)中待切割的較少葉子的莖稈段具有大于或等于10mm、15mm或甚至20mm,優(yōu)選地在10至50mm之間,并且更優(yōu)選地在15和40mm之間的最小直徑。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的方法,

其中輸送步驟(iv)的莖稈節(jié)并將其懸浮在空氣流中,用于它們根據(jù)步驟(v)進行處理;

其中步驟(iv)的莖稈節(jié)也進行切割用于它們根據(jù)步驟(v)進行處理;

其中在步驟(v)的過程中提供給步驟(iv)的莖稈節(jié)的機械沖擊優(yōu)選地至少部分地通過如下的組合進行:一方面,在空氣流中移動的莖稈節(jié)與產(chǎn)生空氣流的至少一個風扇的至少一個轉(zhuǎn)子的碰撞,和另一方面,優(yōu)選地通過有利地位于所述(多個)轉(zhuǎn)子上的(多個)葉片/(多個)刀片實施的切割。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中優(yōu)選地通過至少一個旋風分離器在分離步驟(vi)之前從所述三種級分f1-f2-f3的輸送空氣流中提取所述三種級分f1-f2-f3。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的方法,其中根據(jù)步驟(vi)的3種級分f1-f2-f3的分離包括將2種級分f1-f2與級分f3的第一次分離,和級分f1與級分f2的第二次分離;

第一次分離優(yōu)選通過網(wǎng)眼寬度優(yōu)選≥40mm和更優(yōu)選≥60mm的至少一個粗網(wǎng)篩進行;

第二次分離優(yōu)選通過寬度優(yōu)選≤20mm和更優(yōu)選≤15mm,甚至更優(yōu)選5至10mm的至少一個狹縫篩進行。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其中在第一次分離和/或第二次分離中使用的(多個)篩中的至少一個是振動篩。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的方法,其中所述f1級分被壓縮。

9.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的方法,其中使f1超吸收性粒料與至少一種活性成分接觸,后者優(yōu)選為液體形式,優(yōu)選溶液,將其進行噴霧和/或在其中浸泡所述f1超吸收性粒料。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其中所述活性成分在包含如下(優(yōu)選由如下組成)的組中進行選擇:

·無機酸,優(yōu)選在包含如下(優(yōu)選由如下組成)的亞組中進行選擇:H3PO4、HCl、H2SO4...;H3PO4是特別優(yōu)選的;

·無機堿,優(yōu)選在包含如下(優(yōu)選由如下組成)的亞組中進行選擇:NaOH、Ca(OH)2、KCl,...及其混合物;

·粒料表面化學改性劑,優(yōu)選選自疏水劑或親水劑;

·和它們的混合物。

11.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的方法,其中對f2級分進行機械精制,以便減小纖維的厚度Tf如下:

Tf≤1mm,和優(yōu)選地Tf≤0.5mm。

12.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的方法,其中在濕階段機械精制f2級分以制備紙漿,優(yōu)選添加至少一種苛性劑,優(yōu)選氫氧化鈉(NaOH),以便減小纖維的長度Lf如下:

Lf≤3mm,和優(yōu)選地Lf≤2mm。

13.特別用于實施根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的方法的裝置,包括:

(m.i)用于在莖稈的最低玉米穗軸下方切割種植在田地中的玉米莖稈的裝置;所述裝置(m.i)優(yōu)選是常規(guī)割草機、收割機、收獲機、脫粒機或聯(lián)合收割機-脫粒機的裝置;

(m.ii)用于切割較少葉子的莖稈段的裝置;

(m.iii)用于收獲在步驟(ii)中切割的較少葉子的莖稈段的裝置;所述裝置(m.ii)和(m.iii)優(yōu)選為通常的農(nóng)業(yè)機器裝置,例如自裝載切割器車輛;

(m.iv)用于將在步驟(iii)中收獲的較少葉子的莖稈段切割成莖稈節(jié)的裝置;

(m.v)用于向步驟(iv)的莖稈節(jié)提供機械沖擊的裝置;

(m.vi)用于將所述3種級分f1-f2-f3彼此分離的裝置,所述裝置優(yōu)選包含篩目寬度優(yōu)選≥40mm和更優(yōu)選≥60mm的至少一個粗網(wǎng)篩和寬度優(yōu)選≤20mm和更優(yōu)選≤15mm,且甚至更優(yōu)選為5至10mm的至少一個狹縫篩;所述篩;(多個)所述篩中的至少一個是振動篩;

(m.vii)用于回收所述三種級分f1-f2-f3的裝置;

(m.iv'和-v')可能用于產(chǎn)生空氣流的裝置(優(yōu)選裝有至少一個轉(zhuǎn)子和(多個)葉片/(多個)刀片的風扇),用于輸送步驟(iv)的莖稈節(jié);

(m.vi')可能至少一個旋風分離器,用于從所述3種級分f1-f2-f3的輸送空氣流中提取3種級分f1-f2-f3。

14.超吸收性粒料f1,其特別地由根據(jù)權(quán)利要求1-12中至少一項所述的方法獲得,由單子葉開花植物(優(yōu)選玉米)的海綿狀/多孔莖稈芯制成并具有:

■吸水能力(以其自身干重的倍數(shù)表示且在下文中以增加的優(yōu)先級給出)大于或等于15;17;19且包含在20-50;20-40;20-35;20-30之間;

■和/或非壓縮形式的密度(以每m3的kg干物質(zhì)表示且在下文中以增加的優(yōu)先級給出)包含在10-100;20-70;25-50;20-30之間;

■和/或壓縮形式的密度(以kg/m3表示且在下文中以增加的優(yōu)先級給出)大于或等于100;200;300;400;且包含在100-700;200-700;300-700之間;

·和/或粒料最大尺寸(PMD)(以mm表示且在下文中以增加的優(yōu)先級給出):

5≤PMD≤30;6≤PMD≤20;8≤PMD≤15;

或包含在0.1≤PMD<5;0.3≤PMD≤3;0.5≤PMD≤2之間。

15.纖維物質(zhì)f2,其特別地由根據(jù)權(quán)利要求1-12中至少一項所述的方法獲得,由單子葉開花植物(優(yōu)選玉米)的莖稈皮制成并具有:

吸水能力(以其自身干重的倍數(shù)表示)大于或等于5,優(yōu)選為6,更優(yōu)選包括(以增加的優(yōu)先級)在4-15;5-10;6-9之間;

和3維的多孔結(jié)構(gòu)。

16.一種組合物,其包括:

c.1.根據(jù)本發(fā)明的超吸收性粒料f1;

c.2.至少一種粘合劑,其選自包含如下(優(yōu)選由如下組成)的組:

天然粘合劑,優(yōu)選選自包括如下(優(yōu)選由如下組成)的亞組:淀粉、纖維素、葡萄糖和衍生物;

合成聚合物,其包括優(yōu)選選自包含如下(優(yōu)選由如下組成)的亞組的纖維:聚酯(PE)、聚丙烯(PP)、聚乳酸(PLA),……PLA是特別優(yōu)選的;

和它們的混合物;

c.3.可能的至少一種用于延遲火焰和/或抑制微生物生長和/或組合物硬化的試劑;

c.4.可能的至少一種礦物填料,優(yōu)選選自包含如下(優(yōu)選由如下組成)的組:粘土粉末、石膏、碳酸鈣、氧化鈣及它們的混合物;

c.5.特別是根據(jù)權(quán)利要求11、12或15所述的可能的纖維物質(zhì)f2;

c.6.以及c.1與組分c2至c.5中的至少一種的可能的混合物。

17.通過形成根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合物獲得的產(chǎn)品,所述產(chǎn)品優(yōu)選為立方體和/或厚片的形式。

18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的超吸收性粒料f1用作源自動物排泄物、沼氣生產(chǎn)場所、肉類加工場所的氣體和/或液體產(chǎn)物的吸收劑/過濾器/消除裝置,處理來自熱能生產(chǎn)的廢氣、氣體和液體烴,包括油及其衍生物。

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用途,其中所述氣體和/或液體產(chǎn)物在包括如下(優(yōu)選由如下組成)的組中進行選擇:NH3、CO2、H2S、H2O、氣味、CO2、CH4或它們的組合。

20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的超吸收性粒料f1用作任何基底的化學/生物處理的支撐物,所述支撐物可能包括至少一種可用作加工助劑的活性成分。

21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的纖維物質(zhì)f2、通過根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法獲得的纖維物質(zhì)f2,根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合物或根據(jù)17所述的產(chǎn)品作為植物基底、植物基底組分和/或泥炭替代物的用途。

22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的超吸收性顆粒f1、通過根據(jù)權(quán)利要求1-13中至少一項所述的方法獲得的超吸收性顆粒f1、根據(jù)權(quán)利要求15所述的纖維物質(zhì)f2、通過根據(jù)權(quán)利要求1-13中至少一項的方法獲得的纖維物質(zhì)f2、根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合物或根據(jù)17所述的產(chǎn)品,

作為植物基底組分、用于作物的吸水劑、包裝材料、建筑材料、貓砂或它們的組分的用途。

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