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一种秸秆基地膜的清洁生产方法与流程

2021-10-19 22:05:00 来源:中国专利 TAG:
一种秸秆基地膜的清洁生产方法
1.技术领域
2.本发明涉及地膜领域,尤其涉及秸秆基地膜的清洁生产方法。
3.技术背景
4.地膜是现代农业生产中应用最广的增产技术,具有保温保湿、增加产量的作用。目前农业地膜主要使用以聚乙烯、聚氯乙烯等为主的塑料薄膜,这类物质具有极高的稳定性,难以降解,对环境造成“白色污染”。据2020年第二次全国污染普查公告显示,我国地膜年使用量约140多万吨,多年累积残留量近120万吨。在我国长期使用地膜覆盖的农田中,地膜残留量一般在60

90 kg/hm2,最高者可达到165 kg/hm2。据统计,每亩土地残留的塑料地膜会使玉米减产11% ~ 23%,小麦减产10% ~ 16%,大豆减产6% ~ 10%,蔬菜减产60%左右,严重影响了农业的可持续发展。农业地膜的塑料残片留在土壤中达到一定程度,会把小块土地包裹起来,使土壤板结而影响作物根系的生长,影响其对水和营养物质的吸收,造成土壤污染,降低农作物的质量和产量。针对塑料地膜的污染问题,可降解农业地膜的研究与开发具有重要的科学意义与应用价值。
5.我国是农业大国,秸秆是农业副产物,每年产生约9亿吨秸秆量,但秸秆利用率低,废弃或焚烧造成环境污染。据中国环境质量公报显示,2019年卫星遥感共监测全国秸秆焚烧火点6300个,秸秆焚烧造成大量的空气污染而引发公众非议。三分之一的秸秆被浪费,并产生了8000万吨污染环境的废渣。但是,秸秆也是宝贵的重要资源,农作物秸秆纤维作为绿色天然的高分子材料,具有可完全降解特性,并且原料来源广、可再生、成本低,成为未来替代传统塑料地膜制备可降解农用纸膜的理想原料。2018年,农业农村部将可生物降解地膜列为十项重大引领性农业技术之一,积极推广生物可降解农业地膜,将秸秆资源变废为宝,利用秸秆研发可降解地膜,提高秸秆资源的产业附加值,有利于促进农业高质量发展,实现农业生产安全、农产品质量安全和生态环境安全,推进农业绿色发展。
6.传统纸膜是以植物纤维为基本原料,在纸浆内添加湿强剂、防腐剂等助剂,采用常规造纸工艺抄制出原纸,然后对其进行加工处理,使纸张具有地膜所要求的机械强度、透水性、保温性、增温性、保墒性及其他功能。但是,传统的造纸技术无论是酸法造纸还是碱法造纸都涉及到污水排放等环保问题,而且具有成本较高、强度低、抗水性差较等问题,限制地膜纸批量大规模的实际应用。
7.

技术实现要素:

8.为解决上述技术问题,本发明提供了如下技术方案:一种秸秆基地膜的清洁生产方法,该方法生产工艺简单,几乎无工业三废,是一种清洁工艺。
9.一种秸秆基地膜的清洁生产方法,包括如下步骤:
步骤1):将新收获后的水稻秸秆用粉碎机粉碎成秸秆糊;步骤2):将步骤1)中得到的秸秆糊进行水熏蒸10

20分钟,使颗粒消毒并软化;步骤3):将步骤2)中得到的秸秆糊通过碾压机碾压5

10分钟,使秸秆纤维化;步骤4):将糯米粉、海藻酸钠、麦饭石按照(2

7):(1

3):(1

2)重量比掺混均匀,并在30

70℃下搅拌1

2小时,充分混合得到混合物;步骤5):采用微波对步骤4)中得到的混合物处理10

20分钟,将糯米粉和海藻酸钠接枝到麦饭石上得到粘合剂;步骤6):将步骤5)所得的粘合剂按照5

20%的重量比添加到步骤3)中得到的秸秆糊中,并在30

60℃下搅拌1

5分钟得到黏性混合物;步骤7):将步骤6)中得到的黏性混合物热压3

8分钟,得到厚度为0.5

2mm的地膜。
10.将本发明得到的秸秆地膜按每亩80

100kg的用量在种植马铃薯(青薯9号)后铺在垄表面,表面覆盖少量土,测产结果表明,利用该方法得到的地膜较传统黑色聚乙烯地膜(8

12kg/亩)使马铃薯增产12

18.5%。生产工艺简单,几乎无工业三废,是一种清洁工艺。
11.具体实施方式
12.一种秸秆基地膜的清洁生产方法,包括如下步骤:步骤1):将新收获后的水稻秸秆用粉碎机粉碎成秸秆糊;步骤2):将步骤1)中得到的秸秆糊进行水熏蒸10

20分钟,使颗粒消毒并软化;步骤3):将步骤2)中得到的秸秆糊通过碾压机碾压5

10分钟,使秸秆纤维化;步骤4):将糯米粉、海藻酸钠、麦饭石按照(2

7):(1

3):(1

2)重量比掺混均匀,并在30

70℃下搅拌1

2小时,充分混合得到混合物;步骤5):采用微波对步骤4)中得到的混合物处理10

20分钟,将糯米粉和海藻酸钠接枝到麦饭石上得到粘合剂;步骤6):将步骤5)所得的粘合剂按照5

20%的重量比添加到步骤3)中得到的秸秆糊中,并在30

60℃下搅拌1

5分钟得到黏性混合物;步骤7):将步骤6)中得到的黏性混合物热压3

8分钟,得到厚度为0.5

2mm的地膜。
13.优选的是,本发明步骤1)中粉碎机的粉碎速率为:300

1000rpm;秸秆糊的颗粒长度0.1

1cm、含水量20

50%。
14.优选的是,本发明步骤2)中水熏蒸的温度为100

300摄氏度。
15.优选的是,本发明步骤3)中碾压机的功率为5

10kw,压强100

200pa。
16.优选的是,本发明步骤4)中糯米粉为200

400目,麦饭石为200

400目、胶体级,搅拌速率为200

300rpm。
17.优选的是,本发明步骤5)中微波功率为1

2kw,微波频率为500mhz

800mhz。
18.优选的是,本发明步骤6)中搅拌速率为100

200rpm。
19.优选的是,本发明步骤7)中热压温度为100

200摄氏度,热压压强100

200pa。
20.实施例1步骤1):将新收获后的水稻秸秆按照300rpm的速率用粉碎机粉碎成颗粒长度0.1cm、含水量20%的秸秆糊;
步骤2:将步骤1)中得到的秸秆糊,在100摄氏度下进行水熏蒸10分钟,使颗粒消毒并软化;步骤3):将步骤2)中得到的秸秆糊,在功率为5kw、压强100pa下通过碾压机碾压5分钟,使秸秆纤维化;步骤4)将200目糯米粉、海藻酸钠、200目胶体级麦饭石按照2:1:1重量比掺混均匀,并在30℃下按照200rpm的速率搅拌1小时,充分混合得到混合物;步骤5):采用功率为1kw、频率500mhz的微波对步骤4)中得到的混合物处理10分钟,将糯米粉和海藻酸钠接枝到麦饭石上得到粘合剂;步骤6):向步骤5)所得的粘合剂按照5%的重量比添加到步骤3)中得到的秸秆糊中,并在30℃下按照100rpm的速率搅拌1分钟得到黏性混合物;步骤7):将步骤6)中得到的黏性混合物在100摄氏度、压强为100pa的条件下热压3分钟,得到厚度为0.5mm的地膜。
21.将实施例1得到的秸秆地膜按每亩80kg的用量在种植马铃薯(青薯9号)后铺在垄表面,表面覆盖少量土,测产结果表明,利用该方法得到的地膜较传统黑色聚乙烯地膜(8kg/亩)使马铃薯增产12%。
22.实施例2步骤1):将新收获后的水稻秸秆按照500rpm的速率用粉碎机粉碎成颗粒长度0.3cm、含水量30%的秸秆糊;步骤2:将步骤1)中得到的秸秆糊,在150摄氏度下进行水熏蒸12分钟,使颗粒消毒并软化;步骤3):将步骤2)中得到的秸秆糊,在功率为6kw、压强120pa下通过碾压机碾压6分钟,使秸秆纤维化;步骤4)将250目糯米粉、海藻酸钠、250目胶体级麦饭石按照3:1.5:1.2重量比掺混均匀,并在40℃下按照220rpm的速率搅拌1.2小时,充分混合得到混合物;步骤5):采用功率为1.2kw、频率600mhz的微波对步骤4)中得到的混合物处理12分钟,将糯米粉和海藻酸钠接枝到麦饭石上得到粘合剂;步骤6):向步骤5)所得的粘合剂按照9%的重量比添加到步骤3)中得到的秸秆糊中,并在40℃下按照120rpm的速率搅拌2分钟得到黏性混合物;步骤7):将步骤6)中得到的黏性混合物在120摄氏度、压强为120pa的条件下热压4分钟,得到厚度为0.8mm的地膜。
23.将实施例1得到的秸秆地膜按每亩85kg的用量在种植马铃薯(青薯9号)后铺在垄表面,表面覆盖少量土,测产结果表明,利用该方法得到的地膜较传统黑色聚乙烯地膜(9kg/亩)使马铃薯增产14%。
24.实施例3步骤1):将新收获后的水稻秸秆按照700rpm的速率用粉碎机粉碎成颗粒长度0.5cm、含水量35%的秸秆糊;步骤2:将步骤1)中得到的秸秆糊,在200摄氏度下进行水熏蒸15分钟,使颗粒消毒并软化;步骤3):将步骤2)中得到的秸秆糊,在功率为8kw、压强150pa下通过碾压机碾压8
分钟,使秸秆纤维化;步骤4)将300目糯米粉、海藻酸钠、300目胶体级麦饭石按照4:2:1.5重量比掺混均匀,并在50℃下按照250rpm的速率搅拌1.5小时,充分混合得到混合物;步骤5):采用功率为1.5kw、频率650mhz的微波对步骤4)中得到的混合物处理15分钟,将糯米粉和海藻酸钠接枝到麦饭石上得到粘合剂;步骤6):向步骤5)所得的粘合剂按照13%的重量比添加到步骤3)中得到的秸秆糊中,并在45℃下按照150rpm的速率搅拌3分钟得到黏性混合物;步骤7):将步骤6)中得到的黏性混合物在150摄氏度、压强为150pa的条件下热压6分钟,得到厚度为1mm的地膜。
25.将实施例2得到的秸秆地膜按每亩90kg的用量在种植马铃薯(青薯9号)后铺在垄表面,表面覆盖少量土,测产结果表明,利用该方法得到的地膜较传统黑色聚乙烯地膜(10kg/亩)使马铃薯增产15.4%。
26.实施例4步骤1):将新收获后的水稻秸秆按照800rpm的速率用粉碎机粉碎成颗粒长度0.8cm、含水量40%的秸秆糊;步骤2:将步骤1)中得到的秸秆糊,在250摄氏度下进行水熏蒸18分钟,使颗粒消毒并软化;步骤3):将步骤2)中得到的秸秆糊,在功率为9kw、压强180pa下通过碾压机碾压9分钟,使秸秆纤维化;步骤4)将350目糯米粉、海藻酸钠、350目胶体级麦饭石按照5:2.5:1.8重量比掺混均匀,并在60℃下按照280rpm的速率搅拌1.8小时,充分混合得到混合物;步骤5):采用功率为1.8kw、频率700mhz的微波对步骤4)中得到的混合物处理18分钟,将糯米粉和海藻酸钠接枝到麦饭石上得到粘合剂;步骤6):向步骤5)所得的粘合剂按照17%的重量比添加到步骤3)中得到的秸秆糊中,并在50℃下按照180rpm的速率搅拌4分钟得到黏性混合物;步骤7):将步骤6)中得到的黏性混合物在180摄氏度、压强为180pa的条件下热压7分钟,得到厚度为1.5mm的地膜。
27.将实施例2得到的秸秆地膜按每亩95kg的用量在种植马铃薯(青薯9号)后铺在垄表面,表面覆盖少量土,测产结果表明,利用该方法得到的地膜较传统黑色聚乙烯地膜(11kg/亩)使马铃薯增产16.8%。
28.实施例5步骤1):将新收获后的水稻秸秆按照1000rpm的速率用粉碎机粉碎成颗粒长度1cm、含水量50%的秸秆糊;步骤2:将步骤1)中得到的秸秆糊,在300摄氏度下进行水熏蒸20分钟,使颗粒消毒并软化;步骤3):将步骤2)中得到的秸秆糊,在功率为10kw、压强200pa下通过碾压机碾压10分钟,使秸秆纤维化;步骤4)将400目糯米粉、海藻酸钠、400目胶体级麦饭石按照7:3:2重量比掺混均
匀,并在70℃下按照300rpm的速率搅拌2小时,充分混合得到混合物;步骤5):采用功率为2kw、频率800mhz的微波对步骤4)中得到的混合物处理20分钟,将糯米粉和海藻酸钠接枝到麦饭石上得到粘合剂;步骤6):向步骤5)所得的粘合剂按照20%的重量比添加到步骤3)中得到的秸秆糊中,并在60℃下按照200rpm的速率搅拌5分钟得到黏性混合物;步骤7):将步骤6)中得到的黏性混合物在200摄氏度、压强为200pa的条件下热压8分钟,得到厚度为2mm的地膜。
29.将实施例3得到的秸秆地膜按每亩100kg的用量在种植马铃薯(青薯9号)后铺在垄表面,表面覆盖少量土,测产结果表明,利用该方法得到的地膜较传统黑色聚乙烯地膜(12kg/亩)使马铃薯增产18.5%。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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