一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料及其制备方法与流程
未命名
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1.本发明涉及可降解包装材料技术领域,尤其是指一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料及其制备方法。
背景技术:
2.植物纤维可降解材料具有可降解性,对环境友好,值得被大范围推广。但是,因其自身含有多种营养物质,容易被虫啃食,导致植物纤维可降解材料的各项物理性能下降至不符合使用标准,进而使得植物纤维可降解材料更难以被推广利用。为了解决这一虫害问题,可以在植物纤维可降解材料上添加化学防虫剂,但化学防虫剂随植物纤维可降解材料降解落入土壤中后,会进一步污染土壤和水源,影响植物纤维可降解材料降解地的局部生态,带来了新的环境问题。
3.我国作为烟草大国,烟草种植面积和产量均居世界首位。自20世纪90年代后,我国每年的烟叶产量在300万吨以上,至2010年我国年产烟叶450~500万吨,约产生25%即110~130万吨的烟草废弃物。烟草废弃物,主要来源于烟草的收获与加工,包括烟茎(又称烟杆、烟秆)、烟梗(即为烟叶中的叶柄,粗硬叶脉)、无法进行卷烟加工的低等级烟叶、烟草植株的上部烟叶、烟花、烟种等。每亩(666.7m2)烟草产生干烟梗30-40kg,干烟茎150-200kg。如果对其处理不当,不仅浪费资源,还会污染大气、土壤及地下水,对环境造成危害。目前,我国烟草行业对烟草废弃物的处理方式,大多仍是随意丢弃或者集中焚烧销毁。随着社会经济发展和人们生活水平的不断提高,人们对自然生活环境有了更高的要求,全国范围的“回归自然”“保护环境”等呼声不断升温,如何对烟草废弃物进行有效再生利用,保护自然环境,已成为我国烟草行业亟待解决的迫切问题,对经济和社会发展也具有重大意义。
4.目前,国内外对烟草废弃物的综合利用主要是提取茄尼醇、烟碱和蛋白质等高端提取物,以及利用烟杆生产有机肥、活性炭等初级利用方面和烟梗作为膨胀梗丝添加到卷烟配方中。但是,烟草废弃物堆肥利用存在集中堆肥成本高、运输难、有机肥见效慢、烟草废弃物堆肥施用后对土壤微环境的影响不明确等问题;烟杆炭化过程中会产生大量的有毒有害气体以及粉尘污染大气,从而造成二次污染;烟草废弃物中提取高端提取物存在纯度不高、工业生产技术不成熟、成本高等问题。此外,由于烟梗的主要成分是一些细胞壁物质以及淀粉、蛋白质等大分子物质,而其总糖、总氮、烟碱和焦油量较低,使得卷烟制品的杂气多而重、香气吃味不足,致使烟梗在卷烟中的利用受到了很大的限制。
技术实现要素:
5.本发明所要解决的技术问题是:制作一种防虫且不引入新环境问题的真菌基植物纤维可降解材料。解决烟草废弃物资源化利用的问题,降低烟草废弃物资源化利用的难度。
6.为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
7.一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料,由培养料生长扭结形成,所述培养料由担子菌菌种、水、纤维组分、营养组分和辅助组分混合组成;所述纤维组分包含烟草废弃
物,所述纤维组分还包含麻杆、大豆秸秆、油菜秸秆、木屑中一种或几种;所述烟草废弃物为烟梗、烟杆的一种或两种;烟草废弃物含量为35-65重量份,占纤维组分总量的35%-60%;当纤维组分中含有麻杆时,麻杆含量为20-50重量份;当纤维组分中含有大豆秸秆时,大豆秸秆含量为20-35重量份;当纤维组分中含有油菜秸秆时,油菜秸秆含量为5-25重量份;当纤维组分中含有木屑时,木屑含量为0.1-15重量份;所述营养组分包含5-25重量份的麦麸、5-15重量份的玉米粉、0-15重量份的黄豆粉和0-5重量份的米糠;所述辅助组分由1-5重量份的生石灰和1-5重量份的石膏粉组成;所述水用于将所述纤维组分的含水量调节至60%-75%;所述担子菌菌种的接种量为水、纤维组分、营养组分和辅助组分四者总重量的2-10%。
8.进一步地,所述担子菌菌种为偏肿栓菌、牛肚菌、灵芝、大球盖菇、撕裂蜡孔菌、木蹄层孔菌、烟管菌、毛栓菌、桦褐孔菌中的一种。
9.进一步地,所述烟草废弃物的粒径小于等于0.3cm,所述麻杆的粒径小于等于1cm,所述大豆秸秆的粒径小于等于1cm,所述油菜秸秆的粒径小于等于1cm,所述木屑过8目筛。
10.进一步地,具有防虫功效的植物纤维可降解材料的成品的水分含量小于15%。
11.一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,包括依次执行的以下步骤:
12.s1:将辅助组分与纤维组分混合,调节纤维组分的含水量至60%-75%,堆码发酵12-24h,调节ph值至7.0-8.0;继续添加营养组分,混合均匀后,高温高压蒸汽灭菌得到混合料;
13.s2:按照混合料重量2-10%的量,将担子菌菌种接种至所述混合料,得到培养料;
14.s3:将所述培养料置于温度为20℃-30℃、湿度为50%-80%、二氧化碳的浓度小于1000ppm的遮光环境下培养4-6天,得到菌丝块;
15.s4:将所述菌丝块粉碎后填入模具中,置于温度为18℃-25℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为1000ppm-8000ppm的遮光环境下培养1-2天,脱模,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品。
16.s5:将脱模后的所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品,置于温度为25℃-32℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为50000ppm-70000ppm的遮光环境下培养2-4天,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料。
17.进一步地,在所述步骤s5中,培养结束后还经过60℃-95℃的循环热风干燥至材料含水量小于15%,得所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料。
18.进一步地,在所述步骤s1中,将辅助组分溶于水中后再掺入纤维组分中,接着继续加水调节纤维组分的含水量至60%-75%。
19.进一步地,在执行所述步骤s1前,往所述烟草废弃物中加3倍以上重量的水,搅拌均匀,浸泡10h~15h,捞出,用清水漂洗,直至所述烟草废弃物ph为7.0-8.0后备用。
20.进一步地,在所述步骤s5中,材料布满洁白致密的菌丝即可停止培养。
21.进一步地,在所述步骤s1中,高温高压蒸汽灭菌的压力为0.12mpa-0.15mpa,温度为121℃-126℃,时间为1-2h。
22.进一步地,在所述步骤s2中,在混合料冷却至室温并转移至无菌环境后再进行接种。
23.本发明的有益效果在于:本发明中,以木质素、纤维素含量丰富的烟杆、烟梗等烟草废弃物和其他农作物秸秆为基础,结合真菌菌丝体,利用生物法,让其自然生长成可替代极难降解的塑料、泡沫等材料的可降解环保材料。添加了烟草废弃物制备得到的可降解材料因烟草废弃物含有烟碱成分,解决了植物纤维环保材料易生虫而导致材料物理性能和外观变差的问题。又由于材料没有添加任何化学防虫剂和化学粘黏剂,从生产到降解的全过程均无污染,材料具有无毒无害的优点,可实现零碳排放,降解后被微生物分解成有机质,提高土壤肥力且无污染。另外,本发明的具有防虫功效的植物纤维可降解材料及其制备方法也为烟草废弃物的资源化利用提供新思路和新途径,解决了烟梗、烟杆等待处理的废弃物大量随意丢弃或者集中焚烧销毁而导致的土壤污染和大气污染问题,解决了烟草废弃物直接堆肥成本高、运输难、有机肥见效慢且施肥后对土壤微环境存在不明确的影响的问题。采用本发明的方法制备具有防虫功效的植物纤维可降解材料,变废为宝,实现零碳排放,还田后,由于烟梗、烟杆被分散处理,不会存在大量堆积烟梗、烟杆的情况,且结合其它有机成分,组合形成较优有机肥,填埋后,可以有效提高土壤肥力,且不会对土壤和大气带来不良影响。
具体实施方式
24.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
25.实施例1
26.一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料,由培养料生长扭结形成,所述培养料由担子菌菌种、水、纤维组分、营养组分和辅助组分混合组成;所述纤维组分包含烟草废弃物,所述纤维组分还包含麻杆、大豆秸秆、油菜秸秆、木屑中一种或几种;所述烟草废弃物为烟梗、烟杆的一种或两种;烟草废弃物含量为35-65重量份,占纤维组分总量的35%-60%;当纤维组分中含有麻杆时,麻杆含量为20-50重量份;当纤维组分中含有大豆秸秆时,大豆秸秆含量为20-35重量份;当纤维组分中含有油菜秸秆时,油菜秸秆含量为5-25重量份;当纤维组分中含有木屑时,木屑含量为0.1-15重量份;所述营养组分包含5-25重量份的麦麸、5-15重量份的玉米粉、0-15重量份的黄豆粉和0-5重量份的米糠;所述辅助组分由1-5重量份的生石灰和1-5重量份的石膏粉组成;所述水用于将所述纤维组分的含水量调节至60%-75%;所述担子菌菌种的接种量为水、纤维组分、营养组分和辅助组分四者总重量的2-10%。
27.以烟草废弃物作为原料的基础组分,制备得到的可降解材料解决了真菌基植物纤维环保材料易生虫而导致材料物理性能和外观变差的问题。又由于材料没有添加任何化学防虫剂和化学粘黏剂,从生产到降解的全过程均无污染,材料具有无毒无害的优点,可实现零碳排放,降解后被微生物分解成有机质,提高土壤肥力且无污染。另外,植物纤维环保材料的制备方法也为烟草废弃物的资源化利用提供新思路和新途径。
28.优选地,所述担子菌菌种为偏肿栓菌、牛肚菌、灵芝、大球盖菇、撕裂蜡孔菌、木蹄层孔菌、烟管菌、毛栓菌、桦褐孔菌中的一种。
29.优选地,所述烟草废弃物的粒径小于等于0.3cm,所述麻杆的粒径小于等于1cm,所
述大豆秸秆的粒径小于等于1cm,所述油菜秸秆的粒径小于等于1cm,所述木屑过8目筛。
30.优选地,在执行所述步骤s1前,往所述烟草废弃物中加3倍以上重量的水,搅拌均匀,浸泡10h~15h,捞出,用清水漂洗,直至所述烟草废弃物ph为7.0-8.0后备用。
31.优选地,具有防虫功效的植物纤维可降解材料的成品的水分含量小于15%。
32.实施例2
33.一种实施例1中的具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,包括依次执行的以下步骤:
34.s1:将辅助组分与纤维组分混合,调节纤维组分的含水量至60%-75%,堆码发酵12-24h,调节ph值至7.0-8.0;继续添加营养组分,混合均匀后,高温高压蒸汽灭菌得到混合料;
35.s2:按照混合料重量2-10%的量,将担子菌菌种接种至所述混合料,得到培养料;
36.s3:将所述培养料置于温度为20℃-30℃、湿度为50%-80%、二氧化碳的浓度小于1000ppm的遮光环境下培养4-6天,得到菌丝块;
37.s4:将所述菌丝块粉碎后填入模具中,置于温度为18℃-25℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为1000ppm-8000ppm的遮光环境下培养1-2天,脱模,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品。
38.s5:将脱模后的所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品,置于温度为25℃-32℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为50000ppm-70000ppm的遮光环境下培养2-4天,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料。
39.优选地,在所述步骤s5中,培养结束后还经过60℃-95℃的循环热风干燥至材料含水量小于15%,得所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料。
40.优选地,在所述步骤s1中,将辅助组分溶于水中后再掺入纤维组分中,接着继续加水调节纤维组分的含水量至60%-75%。
41.优选地,在执行所述步骤s1前,往所述烟草废弃物中加3倍以上重量的水,搅拌均匀,浸泡10h~15h,捞出,用清水漂洗,直至所述烟草废弃物ph为7.0-8.0后备用。
42.优选地,在所述步骤s5中,材料布满洁白致密的菌丝后即可停止培养。
43.优选地,在所述步骤s1中,高温高压蒸汽灭菌的压力为0.12mpa-0.15mpa,温度为121℃-126℃,时间为1-2h。
44.优选地,在所述步骤s2中,在混合料冷却至室温并转移至无菌环境后再进行接种。
45.步骤s4中,温度为18℃-25℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为1000ppm-8000ppm的遮光环境是为了促进基内菌丝的生长、扭结,以保证植物纤维可降解材料的物理性能达到产品要求;步骤s5中,温度为25℃-32℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为50000ppm-70000ppm的遮光环境是为了迫使气生菌丝向外生长以寻找氧气,避免产生菌柄、菌盖和孢子等,从而产生大量的气生菌丝,使得材料外观菌丝浓白致密,材料的弹性增加。
46.为了进一步论述本发明的有益效果,将根据以下试验例和对比例作进一步的说明:
47.以下试验例或对比例中,非特别说明,纤维组分的粒径均为:烟草废弃物的粒径小于等于0.3cm,麻杆的粒径小于等于1cm,大豆秸秆的粒径小于等于1cm,油菜秸秆的粒径小于等于1cm,木屑过8目筛。以下试验例或对比例中,非特别说明,在执行s0步骤前,往所需重
量份的所述烟草废弃物中加3倍以上重量的水,搅拌均匀,浸泡10h~15h,捞出,用清水漂洗,直至所述烟草废弃物ph为7.0-8.0后备用。
48.试验例1
49.一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,包括依次执行的以下步骤:
50.s0:取40重量份的烟草废弃物,30重量份的麻杆,25重量份的油菜秸秆混合形成纤维组分;取20重量份的麦麸、10重量份的玉米粉混合形成营养组分;取2重量份的生石灰、2重量份的石膏粉混合形成辅助组分;
51.s1:将辅助组分溶于水中后再掺入纤维组分中,使得辅助组分与纤维组分充分混合,调节纤维组分的含水量至65%,堆码发酵24h,用生石灰调节ph值至7.0-8.0;继续添加营养组分,混合均匀后,高温高压蒸汽灭菌得到混合料;高温高压蒸汽灭菌的压力为0.12mpa-0.15mpa,温度为121℃-126℃,时间为2h;
52.s2:混合料冷却至25℃-30℃后,按照混合料重量2%的量,将灵芝菌种接种至所述混合料,得到培养料;
53.s3:将所述培养料置于温度为20℃-30℃、湿度为50%-80%、二氧化碳的浓度小于1000ppm的遮光环境下培养6天,得到菌丝块;
54.s4:将所述菌丝块粉碎后填入模具中,置于温度为18℃-25℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为1000ppm-8000ppm的遮光环境下培养2天,脱模,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品。
55.s5:将脱模后的所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品,置于温度为25℃-32℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为50000ppm-70000ppm的遮光环境下培养3天,材料布满洁白致密的菌丝;脱模后继续经过70℃的循环热风干燥至材料含水量小于15%,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料。
56.试验例2
57.一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,包括依次执行的以下步骤:
58.s0:取45重量份的烟草废弃物,50重量份的麻杆,15重量份的木屑混合形成纤维组分;取10重量份的麦麸、5重量份的玉米粉、10重量份的黄豆粉混合形成营养组分;取1重量份的生石灰、1重量份的石膏粉混合形成辅助组分;
59.s1:将辅助组分溶于水中后再掺入纤维组分中,使得辅助组分与纤维组分充分混合,调节纤维组分的含水量至68%,堆码发酵20h,使用生石灰调节ph值至7.0-8.0;继续添加营养组分,混合均匀后,高温高压蒸汽灭菌得到混合料;高温高压蒸汽灭菌的压力为0.12mpa-0.15mpa,温度为121℃-126℃,时间为1.5h;
60.s2:混合料冷却至25℃-30℃后,按照混合料重量8%的量,将偏肿栓菌菌种接种至所述混合料,得到培养料;
61.s3:将所述培养料置于温度为20℃-30℃、湿度为50%-80%、二氧化碳的浓度小于1000ppm的遮光环境下培养6天,得到菌丝块;
62.s4:将所述菌丝块粉碎后填入模具中,置于温度为18℃-25℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为1000ppm-8000ppm的遮光环境下培养2天,脱模,得到所述具有防虫功效
的植物纤维可降解材料半成品。
63.s5:将脱模后的所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品,置于温度为25℃-32℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为50000ppm-70000ppm的遮光环境下培养4天,材料布满洁白致密的菌丝;脱模后继续经过65℃的循环热风干燥至材料含水量小于15%,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料。
64.试验例3
65.一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,包括依次执行的以下步骤:
66.s0:取65重量份的烟草废弃物,20重量份的大豆秸秆,20重量份的油菜秸秆、5重量份的木屑混合形成纤维组分;取15重量份的麦麸、10重量份的玉米粉、5重量份的米糠混合形成营养组分;取3重量份的生石灰、3重量份的石膏粉混合形成辅助组分;
67.s1:将辅助组分溶于水中后再掺入纤维组分中,使得辅助组分与纤维组分充分混合,调节纤维组分的含水量至70%,堆码发酵24h,使用生石灰调节ph值至7.0-8.0;继续添加营养组分,混合均匀后,高温高压蒸汽灭菌得到混合料;高温高压蒸汽灭菌的压力为0.12mpa-0.15mpa,温度为121℃-126℃,时间为2h;
68.s2:混合料冷却至25℃-30℃后,按照混合料重量5%的量,将撕裂蜡孔菌菌种接种至所述混合料,得到培养料;
69.s3:将所述培养料置于温度为20℃-30℃、湿度为50%-80%、二氧化碳的浓度小于1000ppm的遮光环境下培养5天,得到菌丝块;
70.s4:将所述菌丝块粉碎后填入模具中,置于温度为18℃-25℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为1000ppm-8000ppm的遮光环境下培养2天,脱模,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品。
71.s5:将脱模后的所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品,置于温度为25℃-32℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为50000ppm-70000ppm的遮光环境下培养4天,材料布满洁白致密的菌丝;脱模后继续经过80℃的循环热风干燥至材料含水量小于15%,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料。
72.试验例4
73.一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,包括依次执行的以下步骤:
74.s0:取35重量份的烟草废弃物,20重量份的麻杆,35重量份的大豆秸秆,10重量份的油菜秸秆混合形成纤维组分;取5重量份的麦麸、15重量份的玉米粉、5重量份的黄豆粉混合形成营养组分;取2重量份的生石灰、2重量份的石膏粉混合形成辅助组分;
75.s1:将辅助组分溶于水中后再掺入纤维组分中,使得辅助组分与纤维组分充分混合,调节纤维组分的含水量至72%,堆码发酵18h,使用生石灰调节ph值至7.0-8.0;继续添加营养组分,混合均匀后,高温高压蒸汽灭菌得到混合料;高温高压蒸汽灭菌的压力为0.12mpa-0.15mpa,温度为121℃-126℃,时间为2h;
76.s2:混合料冷却至25℃-30℃后,按照混合料重量5%的量,将木蹄层孔菌菌种接种至所述混合料,得到培养料;
77.s3:将所述培养料置于温度为20℃-30℃、湿度为50%-80%、二氧化碳的浓度小于
1000ppm的遮光环境下培养5天,得到菌丝块;
78.s4:将所述菌丝块粉碎后填入模具中,置于温度为18℃-25℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为1000ppm-8000ppm的遮光环境下培养1天,脱模,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品。
79.s5:将脱模后的所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品,置于温度为25℃-32℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为50000ppm-70000ppm的遮光环境下培养4天,材料布满洁白致密的菌丝;脱模后继续经过80℃的循环热风干燥至材料含水量小于15%,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料。
80.试验例5
81.一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,包括依次执行的以下步骤:
82.s0:取45重量份的烟草废弃物,25重量份的麻杆,5重量份的油菜秸秆、10重量份的木屑混合形成纤维组分;取25重量份的麦麸、5重量份的玉米粉、5重量份的黄豆粉混合形成营养组分;取2重量份的生石灰、3重量份的石膏粉混合形成辅助组分;
83.s1:将辅助组分溶于水中后再掺入纤维组分中,使得辅助组分与纤维组分充分混合,调节纤维组分的含水量至68%,堆码发酵16h,使用生石灰调节ph值至7.0-8.0;继续添加营养组分,混合均匀后,高温高压蒸汽灭菌得到混合料;高温高压蒸汽灭菌的压力为0.12mpa-0.15mpa,温度为121℃-126℃,时间为1.5h;
84.s2:混合料冷却至25℃-30℃后,按照混合料重量3%的量,将牛肚菌菌种接种至所述混合料,得到培养料;
85.s3:将所述培养料置于温度为20℃-30℃、湿度为50%-80%、二氧化碳的浓度小于1000ppm的遮光环境下培养5天,得到菌丝块;
86.s4:将所述菌丝块粉碎后填入模具中,置于温度为18℃-25℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为1000ppm-8000ppm的遮光环境下培养2天,脱模,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品。
87.s5:将脱模后的所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品,置于温度为25℃-32℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为50000ppm-70000ppm的遮光环境下培养2天,材料布满洁白致密的菌丝;脱模后继续经过85℃的循环热风干燥至材料含水量小于15%,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料。
88.试验例6
89.一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,包括依次执行的以下步骤:
90.s0:取55重量份的烟草废弃物,25重量份的麻杆,10重量份的油菜秸秆,10重量份的木屑混合形成纤维组分;取10重量份的麦麸、15重量份的黄豆粉、5重量份的米木糠混合形成营养组分;取5重量份的生石灰、2重量份的石膏粉混合形成辅助组分;
91.s1:将辅助组分溶于水中后再掺入纤维组分中,使得辅助组分与纤维组分充分混合,调节纤维组分的含水量至60%,堆码发酵12h,使用生石灰调节ph值至7.0-8.0;继续添加营养组分,混合均匀后,高温高压蒸汽灭菌得到混合料;高温高压蒸汽灭菌的压力为0.12mpa-0.15mpa,温度为121℃-126℃,时间为2h;
92.s2:混合料冷却至25℃-30℃后,按照混合料重量5%的量,将毛栓菌菌种接种至所述混合料,得到培养料;
93.s3:将所述培养料置于温度为20℃-30℃、湿度为50%-80%、二氧化碳的浓度小于1000ppm的遮光环境下培养6天,得到菌丝块;
94.s4:将所述菌丝块粉碎后填入模具中,置于温度为18℃-25℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为1000ppm-8000ppm的遮光环境下培养2天,脱模,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品。
95.s5:将脱模后的所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品,置于温度为25℃-32℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为50000ppm-70000ppm的遮光环境下培养4天,材料布满洁白致密的菌丝;脱模后继续经过60℃的循环热风干燥至材料含水量小于15%,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料。
96.试验例7
97.一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,包括依次执行的以下步骤:
98.s0:取60重量份的烟草废弃物,30重量份的大豆秸秆,10重量份的油菜秸秆,5重量份的木屑混合形成纤维组分;取15重量份的麦麸、15重量份的玉米粉、5重量份的黄豆粉混合形成营养组分;取3重量份的生石灰、5重量份的石膏粉混合形成辅助组分;
99.s1:将辅助组分溶于水中后再掺入纤维组分中,使得辅助组分与纤维组分充分混合,调节纤维组分的含水量至75%,堆码发酵18h,使用生石灰调节ph值至7.0-8.0;继续添加营养组分,混合均匀后,高温高压蒸汽灭菌得到混合料;高温高压蒸汽灭菌的压力为0.12mpa-0.15mpa,温度为121℃-126℃,时间为2h;
100.s2:混合料冷却至25℃-30℃后,按照混合料重量10%的量,将大球盖菇菌菌种接种至所述混合料,得到培养料;
101.s3:将所述培养料置于温度为20℃-30℃、湿度为50%-80%、二氧化碳的浓度小于1000ppm的遮光环境下培养5天,得到菌丝块;
102.s4:将所述菌丝块粉碎后填入模具中,置于温度为18℃-25℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为1000ppm-8000ppm的遮光环境下培养2天,脱模,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品。
103.s5:将脱模后的所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品,置于温度为25℃-32℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为50000ppm-70000ppm的遮光环境下培养3天,材料布满洁白致密的菌丝;脱模后继续经过95℃的循环热风干燥至材料含水量小于15%,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料。
104.试验例8
105.一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,包括依次执行的以下步骤:
106.s0:取60重量份的烟草废弃物,30重量份的大豆秸秆,10重量份的油菜秸秆,5重量份的木屑混合形成纤维组分;取10重量份的麦麸、10重量份的玉米粉、15重量份的黄豆粉混合形成营养组分;取2重量份的生石灰、3重量份的石膏粉混合形成辅助组分;
107.s1:将辅助组分溶于水中后再掺入纤维组分中,使得辅助组分与纤维组分充分混
合,调节纤维组分的含水量至70%,堆码发酵20h,使用生石灰调节ph值至7.0-8.0;继续添加营养组分,混合均匀后,高温高压蒸汽灭菌得到混合料;高温高压蒸汽灭菌的压力为0.12mpa-0.15mpa,温度为121℃-126℃,时间为1.5h;
108.s2:混合料冷却至25℃-30℃后,按照混合料重量8%的量,将烟管菌菌种接种至所述混合料,得到培养料;
109.s3:将所述培养料置于温度为20℃-30℃、湿度为50%-80%、二氧化碳的浓度小于1000ppm的遮光环境下培养6天,得到菌丝块;
110.s4:将所述菌丝块粉碎后填入模具中,置于温度为18℃-25℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为1000ppm-8000ppm的遮光环境下培养2天,脱模,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品。
111.s5:将脱模后的所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品,置于温度为25℃-32℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为50000ppm-70000ppm的遮光环境下培养4天,材料布满洁白致密的菌丝;脱模后继续经过90℃的循环热风干燥至材料含水量小于15%,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料。
112.试验例9
113.一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,包括依次执行的以下步骤:
114.s0:取35重量份的烟草废弃物,20重量份的麻杆,25重量份的油菜秸秆,15重量份的木屑混合形成纤维组分;取20重量份的麦麸和15重量份的玉米粉混合形成营养组分;取4重量份的生石灰、3重量份的石膏粉混合形成辅助组分;
115.s1:将辅助组分溶于水中后再掺入纤维组分中,使得辅助组分与纤维组分充分混合,调节纤维组分的含水量至68%,堆码发酵14h,使用生石灰调节ph值至7.0-8.0;继续添加营养组分,混合均匀后,高温高压蒸汽灭菌得到混合料;高温高压蒸汽灭菌的压力为0.12mpa-0.15mpa,温度为121℃-126℃,时间为1.5h;
116.s2:混合料冷却至25℃-30℃后,按照混合料重量6%的量,将桦褐孔菌菌种接种至所述混合料,得到培养料;
117.s3:将所述培养料置于温度为20℃-30℃、湿度为50%-80%、二氧化碳的浓度小于1000ppm的遮光环境下培养5天,得到菌丝块;
118.s4:将所述菌丝块粉碎后填入模具中,置于温度为18℃-25℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为1000ppm-8000ppm的遮光环境下培养2天,脱模,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品。
119.s5:将脱模后的所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品,置于温度为25℃-32℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为50000ppm-70000ppm的遮光环境下培养3天,材料布满洁白致密的菌丝;脱模后继续经过88℃的循环热风干燥至材料含水量小于15%,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料。
120.对比例1
121.与试验例2相比,对比例1的区别特征在于:在s0步骤中,取15重量份的烟草废弃物、50重量份的大豆秸杆、30重量份的木屑混合形成纤维组分。
122.最终得到的植物纤维可降解材料表面菌丝生长不均匀,生成较多黄斑,且材料易
碎。
123.对比例2
124.与试验例1相比,对比例2的区别特征在于:在s0步骤中,取40重量份的烟草废弃物、20重量份的小麦秸秆、40重量份的玉米秸秆混合形成纤维组分。小麦秸秆粒径小于等于1cm,玉米秸秆粒径小于等于1cm。
125.最终得到的植物纤维可降解材料表面菌丝稀疏纤细,且材料易碎。
126.对比例3
127.与试验例1相比,对比例3的区别特征在于:在s0步骤中,取40重量份的烟草废弃物、30重量份的小麦秸秆混合形成纤维组分。小麦秸秆粒径小于等于1cm。
128.最终得到的植物纤维可降解材料表面菌丝稀疏纤细,且材料易碎。
129.对比例4
130.与试验例1相比,对比例4的区别特征在于:在s0步骤中,取40重量份的烟草废弃物、45重量份的玉米秸秆混合形成纤维组分。玉米秸秆粒径小于等于1cm。
131.最终得到的植物纤维可降解材料表面菌丝稀疏纤细,且材料易碎。
132.对比例5
133.与试验例1相比,对比例5的区别特征在于:在s0步骤中,取40重量份的烟草废弃物、60重量份的甘蔗渣、5重量份的稻草丝混合形成纤维组分。甘蔗渣的粒径小于等于1cm;稻草丝粒径小于等于1cm。
134.最终得到的植物纤维可降解材料表面菌丝稀疏纤细,且材料易碎。
135.对比例6
136.与试验例3相比,对比例6的区别特征在于:在s0步骤中,取50重量份的麻杆、20重量份的油菜秸秆、10重量份的木屑混合形成纤维组分。
137.最终得到的植物纤维可降解材料菌丝长势正常,浓白致密,但不具有防虫效果。
138.对比例7
139.与试验例4相比,对比例7的区别特征在于:在s0步骤中,取25重量份的烟草废弃物、20重量份的麻杆,35重量份的大豆秸秆,10重量份的油菜秸秆混合形成纤维组分。
140.最终得到的植物纤维可降解材料菌丝长势差,纤细稀疏,材料易掰碎,防虫性能一般。
141.对比例8
142.与试验例5相比,对比例8的区别特征在于,没有步骤s3,在s4步骤中,将接种后的培养料直接填模培养,其余步骤条件均相同。
143.在步骤s4中,将接种后的培养料直接填入模具中,置于温度为18℃-25℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为1000ppm-8000ppm的遮光环境下培养15天,得到的植物纤维可降解材料半成品菌丝长势较差,纤细稀疏,脱模过程中直接碎裂。
144.对比例9
145.与试验例6相比,对比例9的区别特征在于:所用烟草废弃物的粒径为0.3-1cm(不包含0.3cm的粒径)。
146.得到的植物纤维可降解材料半成品菌丝长势一般,因为烟草废弃物的粒径较大,不能被菌丝体很好地分解利用,导致产品的外观呈斑驳状态,星星点点,烟草废弃物的黑褐
色颗粒呈裸露状态,另外,由于烟草废弃物不能被很好地分解利用,内部菌丝长势差,导致物理性能下降。
147.对比例10
148.与试验例6相比,对比例10的区别特征在于:所用麻杆、油菜秸秆的粒径为1-3cm(不包含1cm的粒径)。
149.得到的植物纤维可降解材料半成品菌丝长势一般,因为麻杆、油菜秸秆的粒径较大,不能被菌丝体很好地分解利用,导致材料外观的菌丝生长不均匀,且内部菌丝长势差,导致材料物理性能下降。
150.对比例11
151.与试验例7相比,对比例11的区别特征在于:没有步骤s5。在s4步骤中,将s3步骤中的菌丝块粉碎后填入模具中,置于温度为18℃-25℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为1000ppm-8000ppm的遮光环境下培养6天,得到植物纤维可降解材料。该植物纤维可降解材料物理性能正常,但是表面菌丝长势一般,不够浓白致密。
152.对比例12
153.与试验例8相比,对比例12的区别特征在于:添加的烟草废弃物经过以下处理:“往所述烟草废弃物中加3倍以上重量的水,搅拌均匀,浸泡5h~9h,捞出,用清水漂洗”。
154.在步骤s3中,将接种后的培养料培养6天,只有菌种萌发,但并未扩展生长,培养料表面无菌丝附着生长,导致无法继续执行步骤s4-s5,无植物纤维可降解材料成品长出。
155.对比例13
156.与试验例8相比,对比例13的区别特征在于:添加的烟草废弃物经过以下处理:“往所述烟草废弃物中加3倍以上重量的水,搅拌均匀,浸泡20h,捞出,用清水漂洗”。
157.最终得到的植物纤维可降解材料菌丝长势正常,浓白致密,但防虫效果一般。
158.对比例14
159.与试验例9相比,对比例14的区别特征在于:在s0步骤中,添加烟草废弃物80重量份。
160.在步骤s3中,将接种后的培养料培养8天,有部分培养料表面无菌丝生长,导致无法继续执行步骤s4-s5,最终,无植物纤维可降解材料成品长出。
161.对比例15
162.与试验例7相比,对比例15的区别特征在于:接种菌种为平菇。得到的植物纤维可降解材料表面菌丝长势纤细稀疏,不够浓白致密,且材料易碎。
163.对比例16
164.与试验例3相比,对比例16的区别特征在于:在s0步骤中,不加生石灰和石膏粉等辅助成分。
165.在步骤s3中,将接种后的培养料培养6天,菌丝长势较差,且材料内有酸败气味,推测ph过低导致。且在后面填模制作产品的过程中,有绿霉等杂菌生长,导致产品制作失败。
166.对比例17
167.与试验例3相比,对比例17的区别特征在于:在s0步骤中,取7重量份的生石灰、6重量份的石膏粉混合形成辅助组分。
168.在步骤s3中,将接种后的培养料培养8天,菌丝长势非常差,培养料表面几乎无菌
丝生长,导致无法继续执行步骤s4-s5,最终产品制作失败。
169.对比例18
170.与试验例3相比,对比例18的区别特征在于:在s0步骤中,取3重量份的麦麸、3重量份的玉米粉、8重量份的米糠混合形成营养组分。
171.最终得到的植物纤维可降解材料菌丝长势差,纤细稀疏,材料易掰碎。
172.对比例19
173.与试验例3相比,对比例19的区别特征在于:在s0步骤中,取30重量份的麦麸、20重量份的玉米粉混合形成营养组分。
174.在步骤s3中,将接种后的培养料培养6天,菌丝长势一般,且培养料内有严重的酸败味,推测营养过剩引起材料酸败,最终导致菌丝长势差。由于菌丝块的制作失败,导致无法继续执行步骤s4-s5,最终产品制作失败。
175.利用试验例1-9及对比例1-19的方法制备植物纤维可降解材料,检测各材料的压缩强度、弯曲强度、吸水性、防虫性能,具体结果如表1所示。其中:
176.吸水性试验方法:在温度为70℃、相对湿度为95%的恒温恒湿箱中放置48h,测试材料吸水率;
177.吸水率=(产品吸水后重量-产品原重)
÷
产品原重
×
100%
178.压缩强度、弯曲强度检测方法:按照“gb/t 8812-2007硬质泡沫塑料弯曲性能的测定”和“gb/t 8813-2020硬质泡沫塑料压缩性能的测定”国标检测方法进行检测。
179.虫害发生率的检测方法:将相同形状的产品放置于密闭环境中,然后接种同样数量的蛀虫,观察蛀虫数量及产品受损情况,统计受损产品数量。
180.虫害发生率=受损产品数量
÷
试验产品总数量
×
100%
181.表1植物纤维可降解材料的物理性能、防虫性能对比
[0182][0183]
[0184]
根据表1的结果,分析可知:
[0185]
1)使用偏肿栓菌、牛肚菌、灵芝、大球盖菇、撕裂蜡孔菌、木蹄层孔菌、烟管菌、毛栓菌、桦褐孔菌等担子菌均能能制作得到真菌基的具有防虫功效的植物纤维可降解材料。
[0186]
2)根据试验例2与对比例1的结果,分析得到:培养料纤维组分的比例直接影响真菌基植物纤维可降解材料的物理性能。培养料纤维组分比例不在本发明配方范围内时,制作得到的植物纤维可降解材料不具有使用期待的压缩强度、弯曲强度和防水性,但是因为含有特定比例的烟草废弃物成分,仍具有一点防虫作用,只是虫害发生率达到了20%-50%;培养料纤维组分比例不在本发明配方范围内时,担子菌菌丝生长受到限制,导致植物纤维可降解材料成型后存在过多的缺陷。
[0187]
3)根据试验例1与对比例2-5的结果,分析得到:培养料纤维组分的种类选择直接影响真菌基植物纤维可降解材料的物理性能。所使用的部分植物纤维材料不在本发明配方范围内时,制作得到的植物纤维可降解材料不具有使用期待的压缩强度、弯曲强度和防水性,但是因为含有特定比例的烟草废弃物成分,虫害发生率仍低于1%;培养料纤维组分的选择不在本发明配方范围内时,担子菌菌丝生长受到限制,导致植物纤维可降解材料成型后存在过多的缺陷。
[0188]
4)根据试验例3与对比例6的结果,分析得到:培养料纤维组分中不含烟草废弃物则直接影响到真菌基植物纤维可降解材料的防虫性,制作得到的植物纤维可降解材料不具有使用期待的防虫性,虫害发生率较高。
[0189]
5)根据试验例4与对比例7的结果,分析得到:培养料纤维组分的比例直接影响真菌基植物纤维可降解材料的物理性能。培养料纤维组分比例不在本发明配方范围内时,制作得到的植物纤维可降解材料不具有使用期待的压缩强度、弯曲强度和防水性,另外,由于烟草废弃物的比例也不在本发明的范围内,所以制作得到的植物纤维可降解材料防虫性能较试验例4的差,虫害发生率可达10%—30%。
[0190]
6)根据试验例5与对比例8的结果,分析得到:菌种预培养阶段,即接种后培养料布满菌丝变成菌丝块的过程是制作植物纤维可降解材料的必要过程,因为菌种预培养可以将原材料进行一定程度的分解,然后在菌丝块粉碎后增加含氧量,填入模具后所有材料上的菌丝体萌发均匀,长势良好,扭结能力强,占据了有利的生态位,从而使样品在生长过程中抗杂菌污染能力强,保证最终制得的植物纤维可降解材料具有使用期待的压缩强度、弯曲强度、防水性和防虫性。
[0191]
7)根据试验例6与对比例9-10的结果,分析得到:培养料纤维组分的粒径大小直接影响真菌基植物纤维可降解材料的物理性能。培养料纤维组分的粒径过大,不能被菌丝很好地分解利用,使得内部菌丝长势差,导致制作得到的植物纤维可降解材料不具有使用期待的压缩强度、弯曲强度和防水性。且因为烟草废弃物的粒径较大,不能被菌丝体很好地分解利用,导致产品的外观呈斑驳状态,星星点点,烟草废弃物的黑褐色颗粒呈裸露状态。
[0192]
8)根据试验例7与对比例11的结果,分析得到:步骤s4中,温度为18℃-25℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为1000ppm-8000ppm的遮光环境是为了促进基内菌丝的生长、扭结,以保证植物纤维可降解材料的物理性能达到产品要求;步骤s5,温度为25℃-32℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为50000ppm-70000ppm的遮光环境是为了迫使气生菌丝向外生长以寻找氧气,避免产生菌柄、菌盖和孢子等,从而产生大量的气生菌丝,使得
材料外观菌丝浓白致密,材料的弹性增加。可见脱模后的二次培养阶段及特定的培养环境是提升植物纤维可降解材料外观质量的关键步骤。另外,研究表明真菌的疏水蛋白通过小范围的疏水交互作用,蛋白单体可以自动组装成不溶性的多聚物,该多聚物具有很强大的疏水性,在菌丝表面可使水滴的接触角高达120。所以,如果植物纤维可降解材料表面气生菌丝长势较好,相应的植物纤维可降解材料具有很好的防水性能。
[0193]
9)根据试验例8与对比例12-13的结果,分析得到:添加的烟草废弃物的预处理时间直接影响菌丝的长势以及真菌基植物纤维可降解材料的物理性能。浸泡时间过短,其内含有的大量烟碱将抑制菌丝的生长,导致接种菌种后无法长出浓密的菌丝,进而无法进行后续的产品制作步骤;浸泡时间过长,虽然菌丝长势好,但是,因为大量的烟碱流失,导致制作得到的植物纤维可降解材料不具有优异的防虫性能,虫害发生率为15%-40%。
[0194]
10)根据试验例9与对比例14的结果,分析得到:添加的烟草废弃物超出本发明配方范围,则影响菌丝的长势,导致接种菌种后培养料表面无菌丝生长,进而无法进行后续的产品制作步骤。
[0195]
11)根据试验例7与对比例15的结果,分析得到:菌种不在要求范围内,则直接影响真菌基植物纤维可降解材料的物理性能。所使用的菌种不在本发明配方范围内时,制作得到的植物纤维可降解材料不具有使用期待的压缩强度、弯曲强度和防水性,但是因为含有特定比例的烟草废弃物成分,虫害发生率仍低于1%。
[0196]
12)根据试验例3与对比例16-17的结果,分析得到:培养料辅助组分的比例直接影响接种后的培养料表面菌丝的长势,从而导致无法完成后续的产品制作培养步骤。辅助组分含量过低时,无法缓冲菌丝代谢过成中产生的有机酸,菌丝生长过程中容易受到绿霉等杂菌的污染,且并未给菌丝生长提供足够的微量元素或者帮助菌丝协同吸收其他养分。辅助组分含量过高时,因为ph过高,会减缓菌丝的生长速度,从而增加了杂菌感染的风险。
[0197]
13)根据试验例3与对比例18-19的结果,分析得到:培养料营养组分的比例直接影响接种后菌丝的长势以及真菌基植物纤维可降解材料的物理性能。营养组分含量过低时,无法提供菌丝充足的营养,致使菌丝长势差,制作得到的植物纤维可降解材料不具有使用期待的压缩强度、弯曲强度和防水性,但是因为含有特定比例的烟草废弃物成分,仍具有优异的防虫作用;营养组分含量过高时,因营养过剩而引起材料酸败,使培养料内有严重的酸败味,导致菌丝长势差,且易感染杂菌,难以制作得到预期的布满菌丝的菌丝块,进而导致产品制作失败。
[0198]
9)从试验例1-9和对比例1-18中的数据分析可知,本发明通过担子菌扭结培养料形成的真菌基植物纤维可降解材料,其方案中的烟草废弃物、麻杆、大豆秸秆、油菜秸秆、木屑、麦麸、玉米粉、黄豆粉、米糠、生石灰和石膏粉的组分组成、含量及粒径大小相互影响,其影响存在不可预料性,结合现有技术,并不能推导应当采用何种原料经过何种生化反应后能获得物理性能、防水性能、防虫性能更佳的技术方案,更不能推导得到应当采用烟草废弃物、麻杆、大豆秸秆、油菜秸秆、木屑、营养组分、辅助组分按照特定的粒径、比例并在特定条件下通过真菌生长扭结后才能得到最佳效果的技术方案。本发明是一个受菌丝体发达程度、扭结能力强弱、原料种类、粒径及用量、培养条件及步骤影响的真菌生长协同作用的完整方案,其中任何一项不在本发明方案范围内时,均指示着方案构思不可行,即不能利用烟草废弃物和农业废料制作得到具有优越防虫功能的植物纤维可降解材料。
[0199]
本发明使用烟草废弃物,大量随意丢弃或者集中焚烧销毁,会导致土壤污染和大气污染,而且直接堆肥成本高、运输难、有机肥见效慢,施肥后对土壤微环境存在不明确的影响,直接燃烧会释放有害气体和粉尘,污染大气。采用本发明的方法制备具有防虫功效的植物纤维可降解材料,变废为宝,实现零碳排放,还田后,由于烟草废弃物已经被担子菌菌丝体分解利用,还田后,结合其它有机成分,被土壤中的微生物分解变成有机质,可有效提高土壤肥力,且不会对土壤和大气带来不良影响。
[0200]
偏肿栓菌、牛肚菌、灵芝、大球盖菇、撕裂蜡孔菌、木蹄层孔菌、烟管菌、毛栓菌、桦褐孔菌等担子菌的菌丝体发达、扭结能力强,且菌丝细胞壁由几丁质或纤维素组成,内部含有大量真菌多糖,具有极好胶结效果。而农作物秸秆和烟草废弃物中又含有丰富的纤维素、半纤维素、木质素等,可作为上述菌种的营养物质被充分分解利用。
[0201]
本发明既解决了烟草废弃物和农作物秸秆不能高效资源化利用带来的环境问题,又解决了现有真菌基植物纤维可降解材料容易被虫啃食而降低其物理性能和外观质量的问题。
[0202]
综上所述,本发明提供的一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料及其制备方法,制备所得的具有防虫功效的植物纤维可降解材料,解决了真菌基环保材料易生虫而导致材料物理性能和外观变差的问题,使材料在使用过程中中始终具备包装材料所需的物理性能。又由于材料没有添加任何化学防虫剂和化学粘黏剂,从生产到降解的全过程均无污染,材料具有无毒无害的优点,可实现零碳排放,降解后被微生物分解成有机质,提高土壤肥力且无污染。
[0203]
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
技术特征:
1.一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料,由培养料生长扭结形成,其特征在于,所述培养料由担子菌菌种、水、纤维组分、营养组分和辅助组分混合组成;所述纤维组分包含烟草废弃物,所述纤维组分还包含麻杆、大豆秸秆、油菜秸秆、木屑中一种或几种;所述烟草废弃物为烟梗、烟杆的一种或两种;烟草废弃物含量为35-65重量份,占纤维组分总量的35%-60%;当纤维组分中含有麻杆时,麻杆含量为20-50重量份;当纤维组分中含有大豆秸秆时,大豆秸秆含量为20-35重量份;当纤维组分中含有油菜秸秆时,油菜秸秆含量为5-25重量份;当纤维组分中含有木屑时,木屑含量为0.1-15重量份;所述营养组分包含5-25重量份的麦麸、5-15重量份的玉米粉、0-15重量份的黄豆粉和0-5重量份的米糠;所述辅助组分由1-5重量份的生石灰和1-5重量份的石膏粉组成;所述水用于将所述纤维组分的含水量调节至60%-75%;所述担子菌菌种的接种量为水、纤维组分、营养组分和辅助组分四者总重量的2-10%。2.如权利要求1所述的具有防虫功效的植物纤维可降解材料,其特征在于,所述担子菌菌种为偏肿栓菌、牛肚菌、灵芝、大球盖菇、撕裂蜡孔菌、木蹄层孔菌、烟管菌、毛栓菌、桦褐孔菌中的一种。3.如权利要求2所述的具有防虫功效的植物纤维可降解材料,其特征在于,所述烟草废弃物的粒径小于等于0.3cm,所述麻杆的粒径小于等于1cm,所述大豆秸秆的粒径小于等于1cm,所述油菜秸秆的粒径小于等于1cm,所述木屑过8目筛。4.如权利要求1至3任一所述的具有防虫功效的植物纤维可降解材料,其特征在于,其成品的水分含量小于15%。5.一种如权利要求1至4任一所述的具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,其特征在于,包括依次执行的以下步骤:s1:将辅助组分与纤维组分混合,调节纤维组分的含水量至60%-75%,堆码发酵12-24h,调节ph值至7.0-8.0;继续添加营养组分,混合均匀后,高温高压蒸汽灭菌得到混合料;s2:按照混合料重量2-10%的量,将担子菌菌种接种至所述混合料,得到培养料;s3:将所述培养料置于温度为20℃-30℃、湿度为50%-80%、二氧化碳的浓度小于1000ppm的遮光环境下培养4-6天,得到菌丝块;s4:将所述菌丝块粉碎后填入模具中,置于温度为18℃-25℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为1000ppm-8000ppm的遮光环境下培养1-2天,脱模,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品。s5:将脱模后的所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料半成品,置于温度为25℃-32℃、湿度为75%-100%、二氧化碳的浓度为50000ppm-70000ppm的遮光环境下培养2-4天,得到所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料。6.如权利要求5所述的具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤s5中,培养结束后还经过60℃-95℃的循环热风干燥至材料含水量小于15%,得所述具有防虫功效的植物纤维可降解材料。7.如权利要求5或6所述的具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤s1中,将辅助组分溶于水中后再掺入纤维组分中,接着继续加水调节纤维组分的含水量至60%-75%。
8.如权利要求7所述的具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,其特征在于,在执行所述步骤s1前,往所述烟草废弃物中加3倍以上重量的水,搅拌均匀,浸泡10h~15h,捞出,用清水漂洗,直至所述烟草废弃物ph为7.0-8.0后备用。9.如权利要求8所述的具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤s5中,材料布满洁白致密的菌丝即可停止培养。10.如权利要求8或9所述的具有防虫功效的植物纤维可降解材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤s1中,高温高压蒸汽灭菌的压力为0.12mpa-0.15mpa,温度为121℃-126℃,时间为1-2h;在所述步骤s2中,在混合料冷却至室温并转移至无菌环境后再进行接种。
技术总结
本发明提供一种具有防虫功效的植物纤维可降解材料,由培养料生长扭结形成,培养料由担子菌菌种、水、纤维组分、营养组分和辅助组分混合组成;纤维组分包含烟草废弃物,还包含麻杆、大豆秸秆、油菜秸秆、木屑中的一种或几种;烟草废弃物含量为35-65重量份,占纤维组分总量的35%-60%;当纤维组分中含有麻杆时,麻杆含量为20-50重量份;当纤维组分中含有大豆秸秆时,大豆秸秆含量为20-35重量份;当纤维组分中含有油菜秸秆时,油菜秸秆含量为5-25重量份;当纤维组分中含有木屑时,木屑含量为0.1-15重量份;营养组分包含5-25重量份麦麸、5-15重量份玉米粉、0-15重量份黄豆粉和0-5重量份米糠;辅助组分由1-5重量份生石灰和1-5重量份石膏粉组成。该可降解材料防虫且不引入新环境问题。问题。
技术研发人员:彭志立 黄梦婷 陈金凤
受保护的技术使用者:深圳市泽青源科技开发服务有限公司
技术研发日:2023.06.02
技术公布日:2023/10/11
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