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一種治理水稻秸稈的方法與流程

文檔序號:26534900發布日期:2021-09-04 16:49
一種治理水稻秸稈的方法與流程

1.本發明涉及秸稈處理技術領域,特別涉及一種治理水稻秸稈的方法。


背景技術:

2.水稻秸稈粗纖維含量高,一般在31~45%之間,其中有不少木質素。蛋白質含量少,一般為3~6%。粗灰分含量很高,但其中大量是硅酸鹽,對動物有營養意義的礦物元素很少。礦物質和維生素含量都很低,特別是鈣、磷含量很低,從而忽視對水稻秸稈的利用,通過丟棄、焚燒等方式進行消除,其方法不但給環境造成污染,而且是對水稻秸稈的浪費。而目前將秸稈作為飼料、育菌肥料等,但對秸稈的利用率還是偏低,我國水稻機插種植面積的不斷擴大,商品化、規?;?、標準化,而水稻秸稈年產量約7~8億t,長期以來作為資源缺沒有得到有效利用。


技術實現要素:

3.鑒于此,本發明提出一種治理水稻秸稈的方法,解決上述問題。
4.本發明的技術方案是這樣實現的:一種治理水稻秸稈的方法:包括以下步驟:
5.s1、預處理:準備水稻秸稈,除去秸稈中的雜質和腐敗變質成分,切割成25~30cm的小段,使用浸泡液浸泡后晾干,粉碎,得到秸稈粗粉;
6.s2、汽爆堿處理:將秸稈粗粉放到汽爆機中,在壓力1.3~1.5mpa下,保壓1~5min爆開,得到汽爆秸稈,再在氮氣保護下,用飽和季銨堿溶液浸泡3~8min,在高溫下進行活化,得到堿催化改性水稻秸稈粉;
7.s3、水蒸分離纖維素:將s2得到的堿催化改性水稻秸稈粉使用濾紙和紗布包裹,放置水浴鍋中進行水蒸,控制溫度為60~80℃,水蒸3~10h,然后2000~4000rpm離心10~15min進行固液分離,得到水煮液和秸稈濕粉;
8.s4、秸稈濕粉的利用:將秸稈濕粉滴加質量濃度為4
?
8%的聚乙二醇溶液,在90~105℃溫度下,以2000~3000r/min振蕩攪拌2~4h后,用去離子水洗滌1~3次,置于
?
4~0℃下靜置20~30h,再在真空下干燥,研磨均勻,即得水稻秸稈膠狀物;
9.s5、水煮液酯化水解:將s3得到的水煮液加入酯化劑進行酯化,酯化時間2~4h;加入硫酸溶液,在微波500~800w,80~100℃條件下水解8~12h,得到水稻秸稈水解液。
10.進一步的,所述浸泡液由體積比為2~6:1~3:3~5的椰油酰胺基丙基甜菜堿4
?
5、檸檬酸鉀、草酸鉀組成。
11.進一步的,所述s1中浸泡液的添加量為水稻秸稈段質量的80~95%。
12.進一步的,所述s2中汽爆秸稈和飽和季銨堿溶液的質量體積比g/ml為1:8~15。
13.進一步的,所述s2的高溫溫度為120~150℃。
14.進一步的,所述s5的酯化劑為甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、丁二酸單甲酯中至少一種。
15.與現有技術相比,本發明的有益效果是:
16.本發明將水稻秸稈綜合利用,經預處理、汽爆堿處理、水蒸分離纖維素、水煮液酯化水解,有效利用水稻秸稈,先將水稻秸稈使用浸泡液浸泡,軟化其粗纖維組織,合理選擇浸泡液原料和調節配比,增強軟化效果,利于后續操作步驟的進行;將秸稈粗粉進行汽爆堿處理,提高秸稈纖維素超濾膜的親水性,改善水稻秸稈纖維素的孔道結構及孔隙率,提高膜水通量,從中加入氮氣保護,更能增加水稻秸稈中的含氮量,外加的氮源全部轉移到汽爆秸稈中,使得高含氮量的水稻秸稈膠狀物做培育基質可提供秧苗營養;經水蒸分離纖維素,固液分離后將水煮液進行酯化水解,高效利用水稻秸稈中的纖維素轉化為糖類等營養物質;為水稻桔梗利用提供全新的途徑,達到以廢治廢的目的,從而實現資料的綜合利用和可持續發展。
具體實施方式
17.為了更好理解本發明技術內容,下面提供具體實施例,對本發明做進一步的說明。
18.本發明實施例所用的實驗方法如無特殊說明,均為常規方法。
19.本發明實施例所用的材料、試劑等,如無特殊說明,均可從商業途徑得到。
20.實施例1
21.一種治理水稻秸稈的方法:包括以下步驟:
22.s1、預處理:準備水稻秸稈,除去秸稈中的雜質和腐敗變質成分,切割成25~30cm的小段,添加浸泡液浸泡后晾干,添加量為水稻秸稈段質量的80%粉碎,得到秸稈粗粉,所述浸泡液由體積比為2:1:3的椰油酰胺基丙基甜菜堿4
?
5、檸檬酸鉀、草酸鉀組成;
23.s2、汽爆堿處理:將秸稈粗粉放到汽爆機中,在壓力1.3mpa下,保壓1min爆開,得到汽爆秸稈,再在氮氣保護下,用飽和季銨堿溶液浸泡3min,汽爆秸稈和飽和季銨堿溶液的質量體積比g/ml為1:8,再在120℃下進行活化,得到堿催化改性水稻秸稈粉;
24.s3、水蒸分離纖維素:將s2得到的堿催化改性水稻秸稈粉使用濾紙和紗布包裹,放置水浴鍋中進行水蒸,控制溫度為60℃,水蒸3h,然后2000rpm離心10min進行固液分離,得到水煮液和秸稈濕粉;
25.s4、秸稈濕粉的利用:將秸稈濕粉滴加質量濃度為4%的聚乙二醇溶液,在90℃溫度下,以2000r/min振蕩攪拌2h后,用去離子水洗滌1次,置于
?
4℃下靜置20h,再在真空下干燥,研磨均勻,即得水稻秸稈膠狀物;
26.s5、水煮液酯化水解:將s3得到的水煮液加入甲醇進行酯化,酯化時間2h;加入硫酸溶液,在微波500w,80℃條件下水解8h,得到水稻秸稈水解液。
27.實施例2
28.一種治理水稻秸稈的方法:包括以下步驟:
29.s1、預處理:準備水稻秸稈,除去秸稈中的雜質和腐敗變質成分,切割成25~30cm的小段,添加浸泡液浸泡后晾干,添加量為水稻秸稈段質量的95%粉碎,得到秸稈粗粉,所述浸泡液由體積比為6:3:5的椰油酰胺基丙基甜菜堿4
?
5、檸檬酸鉀、草酸鉀組成;
30.s2、汽爆堿處理:將秸稈粗粉放到汽爆機中,在壓力1.5mpa下,保壓5min爆開,得到汽爆秸稈,再在氮氣保護下,用飽和季銨堿溶液浸泡8min,汽爆秸稈和飽和季銨堿溶液的質量體積比g/ml為1:15,再在150℃下進行活化,得到堿催化改性水稻秸稈粉;
31.s3、水蒸分離纖維素:將s2得到的堿催化改性水稻秸稈粉使用濾紙和紗布包裹,放
置水浴鍋中進行水蒸,控制溫度為80℃,水蒸10h,然后4000rpm離心15min進行固液分離,得到水煮液和秸稈濕粉;
32.s4、秸稈濕粉的利用:將秸稈濕粉滴加質量濃度為8%的聚乙二醇溶液,在105℃溫度下,以3000r/min振蕩攪拌2~4h后,用去離子水洗滌1~3次,置于0℃下靜置30h,再在真空下干燥,研磨均勻,即得水稻秸稈膠狀物;
33.s5、水煮液酯化水解:將s3得到的水煮液加入乙醇進行酯化,酯化時間4h;加入硫酸溶液,在微波800w,100℃條件下水解12h,得到水稻秸稈水解液。
34.實施例3
35.一種治理水稻秸稈的方法:包括以下步驟:
36.s1、預處理:準備水稻秸稈,除去秸稈中的雜質和腐敗變質成分,切割成25~30cm的小段,添加浸泡液浸泡后晾干,添加量為水稻秸稈段質量的90%粉碎,得到秸稈粗粉,所述浸泡液由體積比為4:2:4的椰油酰胺基丙基甜菜堿4
?
5、檸檬酸鉀、草酸鉀組成;
37.s2、汽爆堿處理:將秸稈粗粉放到汽爆機中,在壓力1.4mpa下,保壓3min爆開,得到汽爆秸稈,再在氮氣保護下,用飽和季銨堿溶液浸泡5min,汽爆秸稈和飽和季銨堿溶液的質量體積比g/ml為1:12,再在130℃下進行活化,得到堿催化改性水稻秸稈粉;
38.s3、水蒸分離纖維素:將s2得到的堿催化改性水稻秸稈粉使用濾紙和紗布包裹,放置水浴鍋中進行水蒸,控制溫度為70℃,水蒸7h,然后3000rpm離心13min進行固液分離,得到水煮液和秸稈濕粉;
39.s4、秸稈濕粉的利用:將秸稈濕粉滴加質量濃度為6%的聚乙二醇溶液,在100℃溫度下,以2500r/min振蕩攪拌3h后,用去離子水洗滌2次,置于
?
2℃下靜置25h,再在真空下干燥,研磨均勻,即得水稻秸稈膠狀物;
40.s5、水煮液酯化水解:將s3得到的水煮液加入丁二酸單甲酯進行酯化,酯化時間2~4h;加入硫酸溶液,在微波700w,90℃條件下水解10h,得到水稻秸稈水解液。
41.實施例4
42.本實施例與實施例3的區別在于,所述s1中浸泡液由體積比為1:1:1的椰油酰胺基丙基甜菜堿4
?
5、檸檬酸鉀、草酸鉀組成。
43.實施例5
44.本實施例與實施例3的區別在于,所述s2中汽爆秸稈和飽和季銨堿溶液的質量體積比g/ml為1:5。
45.對比例1
46.本對比例與實施例3的區別在于,未將秸稈粗粉進行汽爆堿處理,而是將秸稈粗粉直接進行水蒸分離纖維素,具體為:將秸稈粗粉使用濾紙和紗布包裹,放置水浴鍋中進行水蒸,控制溫度為70℃,水蒸7h,然后3000rpm離心13min進行固液分離,得到水煮液和秸稈濕粉。
47.一、試驗驗證
48.(一)水稻育秧
49.上述制得的水稻秸稈膠狀物和水稻秸稈水解液可作為農作物無土育秧基質,試驗于2020年8月20日開始進行,對實施例1~5和對比例1制得的水稻秸稈膠狀物分為6組,將水稻秸稈膠狀物與自然土以1:1質量比配制而成,設置對照組為自然土,其中自然土為海南澄
邁縣福山鎮水稻基地內耕層(0~20cm)土壤,風干,備用;供試水稻瓶中為海南山蘭稻;采用硬質塑料育秧盤(60cm
×
30cm
×
5cm)育秧,每組使用三塊育秧盤,采用半旱育秧方式進行育秧管理,按常規育秧方法施肥,記錄水稻育秧12天秧苗素質,均為平均值。
50.表1水稻育秧12天秧苗素質
[0051][0052]
由上述表格結果可知,本發明的水稻秸稈膠狀物與自然土比較,秧苗素質相當,達到自然土育秧的質量標準,均高于自然土處理,秧苗素質高;與對比例1比較,將秸稈粗粉進行汽爆堿處理,更能增加水稻秸稈中的含氮量,外加的氮源全部轉移到汽爆秸稈中,使得高含氮量的水稻秸稈膠狀物做培育基質可提供秧苗營養,并且減少輔料的使用。
[0053]
(二)果蔬施用
[0054]
將上述實施例1~5和對比例1制得的水稻秸稈水解液作為營養液對海南油菜施用;于2021年2月在海南省??谑杏琅d鎮進行田間油菜實驗,分為7組,每組三塊試驗田,實施例1~5和對比例1分別作為6組實驗組,對照組為煙臺藻戀生物科技有限公司制得的營養液,將水解液稀釋100倍,按照每畝150ml噴施于頁面正反面,30天后油菜長勢結果見表2;
[0055]
表2水稻秸稈水解液對油菜的施用效果
[0056][0057]
[0058]
由上表可知,本發明制得水稻秸稈水解液作為植物營養液對油菜進行噴施,能有效提供油菜一定營養,達到與市售的蔬菜營養液相當的效果,油菜全株鮮重、干重和株高都達到較好的水平。
[0059]
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。
再多了解一些
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