一种基于油樟叶渣的生物质材料制备方法技术

本发明专利技术提供一种基于油樟叶渣的生物质材料制备方法，其包括步骤干燥、粉碎、调胶和定型，其通过特殊调制的由面粉、木质素、氢氧化钠和水组成的面粉胶，及特别的工艺操作，使油樟叶渣粘合稳定。本发明专利技术克服了与油樟叶渣混合后，材质疏松容易断、碎的缺点，增强了生物质材料的强度，且天然无害。

【技术实现步骤摘要】
一种基于油樟叶渣的生物质材料制备方法
本专利技术涉及生物质材料领域，具体涉及一种基于油樟叶渣的生物质材料制备方法。技术背景宜宾，四川省地级市，国家历史文化名城，南丝绸之路的起点，是长江上游开发最早、历史最悠久的城市之一。宜宾具有一种樟科的珍贵树种～～～油樟(Cinnamomumlongipaniculatum(Gamble)N.ChaoexH.W.Li)。作为中国特产，宜宾全市有成片油樟50万亩以上，樟油产量占全国同类产品产量的70％，宜宾地区年产樟油达6500吨，副产31万吨的油樟叶渣。据资料显示，油樟叶渣可以制备生物质燃料，可以种植食用菌，可以制备堆肥等。经实地调查，目前生产上产生的叶渣大多直接进行焚烧或者直接就地堆放，焚烧的过程产生大量烟霾对环境造成较大的污染，就地堆放对场地面积要求高，而让其自然腐烂制备生物肥的周期长，不利于产业发展。生物质材料指的是以木本植物、禾本植物和藤本植物及其加工剩余物和废弃物为原材料，通过物理、化学和生物学等高技术手段，加工制造性能优异、附加值高的新材料。现有技术中一直未有关于利用油樟残渣制作生物质材料的研究报道，我们以油樟叶渣作为原料，发现油樟叶渣进行粉碎后，其材质疏松，油樟叶渣粉末之间难以紧密结合，导致油樟叶渣材料强度与韧性较差，不能够满足实际加工生产的要求。因此，我们以油樟叶渣回收利用为出发点，确定了利用油樟叶渣制备生物质材料为主要方向，通过工艺研究，以期减少因油樟叶渣的排放而导致的对环境的污染，提高油樟叶渣的附加值，同时为丰富生物质材料的种类奠定基础。
技术实现思路
本专利技术经过大量实验，意外地发现通过黏合剂，特别是通过对温度敏感性较低的面粉作为粘合剂主成分，经过特殊工艺混配，与油樟叶渣混合后克服了材质疏松容易断、碎的缺点，增强了生物质材料的强度，精简了粘合剂的原料成分，且天然生态。根据本申请的一个实施方式，提供了一种基于油樟叶渣的生物质材料制备方法，包括步骤：(3)干燥：将油樟叶渣除杂、干燥，得干燥油樟叶渣；(4)粉碎：将干燥油樟叶渣粉碎为油樟叶渣粉末待用；(3)调胶：称取质量份数为50份面粉、0.2～3份木质素、0.1～1份氢氧化钠和150～200份水，在加热条件下，将面粉加入水中搅拌6～8min,其后加入木质素搅拌8～10min，其后加入氢氧化钠继续搅拌30～40min，得面粉胶；(4)定型：将油樟叶渣粉末与面粉胶混合，同时进行揉压，揉压时间为15～30min，其后进行二次干燥，干燥时间为4d～6d,其中每隔20～40min进行翻动，翻动按对称方向或顺时针方向翻动，每次翻动进行敲打，直至敲出清脆声即可。在一个实施方案中，为进一步提高黏合剂胶的糊化程度，增加粘稠性，所述面粉与氢氧化钠的质量比为10:0.1～0.2。在一个实施方案中，所述面粉选自高筋面粉、低筋面粉、无筋面粉中的一种或多种。在一个实施方案中，经所述干燥后，油樟叶渣含水率≤10％。在一个实施方案中，所述除杂是将油樟叶渣经过除杂机去除泥土和杂质。在另一个实施方案中，所述二次干燥的干燥温度为20～40℃。在另一个实施方案中，将所述步骤(2)的油樟叶渣粉末通过1mm筛网进行筛分处理，并分为过1mm筛的油樟叶渣粉与未过1mm筛的油樟叶渣粉。在另一个实施方案中，所述过1mm筛的油樟叶渣粉末作为儿童玩具材料使用。在另一个实施方案中，所述未过1mm筛的油樟叶渣粉末作为花盆材料使用。在又一个实施方案中，将面粉种类、油樟叶渣、二次干燥温度作为主要影响因素，通过正交实验，并结合抗1m跌落次数、开裂情况检测指标，优化最佳方案为：高筋面粉或低筋面粉，未过1mm筛的油樟叶渣粉，二次干燥温度为25℃。面粉用于本专利技术中的面粉可以是市场上通售的小麦磨成的面粉(高筋面粉、低筋面粉、无筋面粉)。在本专利技术中，面粉作为粘合剂的基料，是产生胶粘性的主要物质。其中，所述高筋面粉是指蛋白质含量约12.5～13.5％的面粉，面粉颜色较深，本身较有活性且光滑，手抓不易成团状；所述低筋面粉是指蛋白质含量约8.5％～9.5％的面粉，用手抓易成团，麸质较少，筋性较弱；所述无筋面粉是指蛋白质含量比一般低筋面粉更低的面粉。面粉对温度的敏感性不高，在较低温度的情况下最后成型时的黏合剂呈粘稠态，同时在加热温度的情况下最后成型时的黏合剂同样呈粘稠态，调胶中从未出现不粘稠的情况，其热敏性稳定，成功率高达99％。木质素为了得到本专利技术人的面粉胶体，还需要加入木质素。用于本专利技术中的木质素作为粘合剂糊化过程中的增强剂，其粘结力大且解崩性好。其中，木质素可以是高沸醇木质素、乙酸木质素、磨木木质素、碱木质素、木质素磺酸盐、酶解木质素、二氧六环木质素、乙醇木质素、铜氨木质素、丙酮木质素、硫木质素、氯木质素、有机胺木质素。氢氧化钠用于本专利技术中的氢氧化钠作为面粉的糊化剂，氢氧化钠在水中电离后,与面粉产生的淀粉中的羟基结合,破坏了氢键,促使淀粉完成糊化；同时氢氧化钠还起到调节PH的作用，提高糊化效果。其中，氢氧化钠可以采用浓度10～20wt％的氢氧化钠溶液。本专利技术的专利技术人意外地发现：在氢氧化钠与面粉按特定比例混合的条件下，能够充分发挥效能，增加胶体黏性；若氢氧化钠加入较少，糊化效果不完全，容易出现分层，将导致胶的粘稠性降低，黏性不够；若氢氧化钠加入过多，pH增高，将出现较多泡沫，黏性受影响而降低，且pH增高会造成一定副作用，不利于后期生产。根据油樟叶渣粉末的颗粒大小，定型后的产品能够分成不同种类，每一类产品对于表面的光滑程度要求不一样，有的可以精细光滑，有的可以相对粗糙。过1mm筛的粉末，其颗粒比较细，定型后的产品表面相对而言光滑，适合小孩直接接触，同时油樟叶渣粉末是纯天然的物质，对人体刺激性小，能够制造儿童玩具，如积木。未过1mm筛的粉末，其颗粒最为粗糙，无裂缝，能够做培养花苗的花盆，使用完毕后回收方便，容易降解。而未经过1mm筛的混合粉末，定型后的产品表面相对而言比较光滑，能够作为运输盒以代替塑料盒，同时其与木质品比较，两者材料强度相当，且油樟叶渣的质量轻很多，因此也可作为木制类产品，如圣诞树的树干、衣柜鞋柜的隔板，环保高效，减少成本。与现有技术相比，本专利技术方案具有有益效果：(1)本专利技术黏合剂经过特定的比例调配与工艺操作，精简了原料成分，提高了粘黏性，最后成型材料强度大，成功率高，经济效益前景好；(2)本专利技术中废弃油樟叶渣得到合理利用，减少了焚烧和随意堆放腐烂污染环境的情况，对生态环境的保护带来了更多的帮助，也延长了油樟产业链；(3)本专利技术利用油樟叶渣，实现了废物资源化利用和回收，其用途十分广泛，附加值高；(4)本专利技术油樟叶渣定型后的产品质量效果好，不易开裂，不会生霉，产品天然环保。叶渣中残余的少量的油樟油还具有抑菌作用。该材料使用后容易降解。附图说明图1是本专利技术制备方法制备的圆形状油樟叶渣生物质模型正面图；图2是本专利技术制备方法制备的圆形状油樟叶渣生物质模型背面图；图3是本专利技术制备方法制备的正方形状油樟叶渣生物质模型图；图4是本专利技术制备方法制备的方块状油樟叶渣生物质模型图；图5是本专利技术制备方法制备的圆球状油樟叶渣生物质模型图；图6是本专利技术制备方法制备的圆环状油樟叶渣生物质模型图；图7是本专利技术制备方法制备的多层空心圆环状油樟叶渣生物质模型图。具体实施方式下面通过具体实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于油樟叶渣的生物质材料制备方法，其特征在于，包括步骤：(1)干燥：将油樟叶渣除杂、干燥，得干燥油樟叶渣；(2)粉碎：将干燥油樟叶渣粉碎为油樟叶渣粉末待用；(3)调胶：称取质量份数为50份面粉、0.2～3份木质素、0.1～1份氢氧化钠和150～200份水，在加热条件下，将面粉加入水中搅拌6～8min,其后加入木质素搅拌8～10min，其后加入氢氧化钠继续搅拌30～40min，得面粉胶；(4)定型：将油樟叶渣粉末与面粉胶混合，同时进行揉压，揉压时间为15～30min，其后进行二次干燥，干燥时间为4d～6d,其中每隔20～40min进行翻动，翻动按对称方向或顺时针方向翻动，每次翻动进行敲打，直至敲出清脆声即可。

【技术特征摘要】
1.一种基于油樟叶渣的生物质材料制备方法，其特征在于，包括步骤：(1)干燥：将油樟叶渣除杂、干燥，得干燥油樟叶渣；(2)粉碎：将干燥油樟叶渣粉碎为油樟叶渣粉末待用；(3)调胶：称取质量份数为50份面粉、0.2～3份木质素、0.1～1份氢氧化钠和150～200份水，在加热条件下，将面粉加入水中搅拌6～8min,其后加入木质素搅拌8～10min，其后加入氢氧化钠继续搅拌30～40min，得面粉胶；(4)定型：将油樟叶渣粉末与面粉胶混合，同时进行揉压，揉压时间为15～30min，其后进行二次干燥，干燥时间为4d～6d,其中每隔20～40min进行翻动，翻动按对称方向或顺时针方向翻动，每次翻动进行敲打，直至敲出清脆声即可。2.如权利要求1所述的基于油樟叶渣的生物质材料制备方法，其特征在于，所述面粉与氢氧化钠的质量比为10:0.1～0.2。3.如权利要求1所述的基于油樟叶渣的生物质材料制备方法，其特征在于，所述面粉选自高筋面粉、低筋面粉、无筋面粉中的一种或多种。4.如权利要求1所述的基于油樟叶渣的生物质材料制备方法，其特征在于，经所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏琴，范富强，刘平，缪春，王红，吴敏利，毛业欣，
申请(专利权)人：宜宾学院，
类型：发明
国别省市：四川,51