專利名稱：用太陽能膨化處理農作物秸稈的方法
技術領域：
本發明涉及一種農作物秸稈的處理方法，尤其涉及以太陽能作為熱能對農作物秸
稈進行木質素膨化的處理方法，屬于農作物處理技術領域。
背景技術：
我國是一個農業國，在廣大農村每年都要產生大量的秸稈，由于缺少煤、燃氣等燃 料，不能提供工業級壓力蒸汽，對秸稈進行高溫消毒，對秸稈中的木質素進行降解，從而不 得不在秸稈的利用處理中放棄了高溫消毒、木質素的降解等重要的處理環節，由此直接導 致了以下問題 1、由于缺少高溫消毒手段，秸稈粉碎后未經消毒就直接進行發酵，很容易在發酵 過程中產生變質，造成損失。 2、由于含有豐富復合糖的纖維素和半纖維素被木質素緊密包裹，因此，未經木質 素降解處理就直接發酵，導致生化處理不能充分進行，從而不能獲得較高價值的生物質原 料。 根據相關資料顯示每處理膨化一噸農作物秸稈將消耗300公斤標準煤，使秸稈 的利用成本大大增加，同時造成了極大的污染，嚴重的制約了農作物秸稈增值利用朝工業 原料方面的發展。 此外，大多數地區只能將農作物秸稈付之一炬，既污染環境又造成極大的資源浪費。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種利用太陽能膨化處理農作物秸稈的方法。以獲得較 好的經過消毒處理，同時使木質素降解的農作物秸稈原料，以便經后序的生化發酵處理后， 使之轉化成營養豐富的，易于畜禽消化、吸收的飼料。 本發明通過下列技術方案完成一種用太陽能膨化處理農作物秸稈的方法，其特 征在于經過下列步驟 A、將農作物秸稈去雜后，晾曬至干燥，之后進行粉碎得秸稈粉；
B、按秸稈總量的40 50%的質量比，在上述秸稈粉中加入溫度為20 3(TC的氨 水和尿素水溶液，浸泡20 30小時，其中，氨水和尿素水溶液的含氮比例為0. 3 3%的質 量比； 或者 按秸稈總量的40 50%的質量，在上述秸稈粉中加入溫度為15 25t:、濃度為 1 4%質量比的硫酸水溶液，浸泡20 30小時； C、在浸泡后的秸稈粉中，通入蒸汽至壓力為0. 4 1. 0MPa，溫度為135 180°C， 蒸煮消毒10 30分鐘； D、將經過C步驟蒸煮的秸稈粉瞬時釋壓至常壓，使秸稈粉細胞內的高溫水分子在突然進入常壓狀態下而很快汽化，造成細胞壁破裂，從而得木質素降解、膨化的秸稈粉。
所述A步驟的秸稈粉碎是在常規粉碎設備上完成的，其粉碎的細度視后序產品的 生產要求具體確定。 所述B步驟中秸稈粉浸泡溶液的溫度為20 3(TC，或者為15 25t:，是用常規 太陽能熱水器產生的熱水進行調配的。 所述B步驟中的硫酸水溶液浸泡，可改用鹽酸水溶液浸泡，或醋酸水溶液浸泡，以 軟化秸稈中的木質素。 所述C步驟的蒸汽是由常規的太陽能蒸汽發生器提供的。 所述C步驟的壓力控制，除用太陽能蒸汽發生器提供的蒸汽進行控制外，還可用 常規的熱氣壓力補償器提供的壓縮熱氣進行補充控制。 本發明與現有技術相比具有下列優點和效果采用上述方案，既可利用太陽能熱 水器提供的熱水對秸稈物料進行熱浸泡，從而降低了熱能的消耗，同時又可利用太陽能蒸 汽爐產生的高溫壓力蒸汽，對秸稈物料進行蒸煮消毒，在實現高溫消毒的同時，有效降低熱 能消耗，在整個對農作物秸稈進行膨化處理過程中，除太陽熱能外，不再消耗其它熱能源， 可從根本上減少或消除秸稈膨化生產對不可再生能源——煤、燃氣的依賴，既可使"不可再 生能源"不被過度開采，又可就地取能，充分利用太陽能對農作物秸稈進行膨化處理，獲得 較好的消毒效果和對木質素的降解效果，為后序的發酵等生化處理創造了良好的條件，保 證發酵產品質量，從而提高了農作物秸稈的飼料價值，降低飼料成本，也妥善解決了人畜爭 糧的矛盾，保護了環境，提高了農村養殖業收入，另外還提高了秸稈的工業原料價值。
圖1為本發明工藝流程圖； 圖2為本發明使用的太陽能蒸汽發生器結構示意圖；
圖3為本發明使用的蒸煮膨化器結構示意圖；
圖4為本發明使用的熱氣壓力補償器結構示意圖。 圖2中，1為常規太陽能集熱器，2為蒸汽與水的分離器，3為蒸汽管，4為補水箱，5 為進水管，6為連接補水箱4與太陽能集熱器1的供水管，冷水經進水管5進到補水箱4后， 再經供水管6從太陽能集熱器1下部進入其內，吸收太陽能被加熱至產生蒸汽后，自太陽能 集熱器1的上部進入分離器2中，分離的蒸汽經蒸汽管3送入蒸煮膨化器7中，以對其內的 秸稈粉進行蒸汽消毒。 圖3中，7為蒸煮膨化器，8為進料口 ， 9為保溫層，10為蒸汽入口 ，與太陽能集熱器 1上的蒸汽管3連通，11為蒸汽內管，12為泄壓閥，13為出料口，21為壓縮熱氣入口，通過 21向蒸煮膨化器內補充熱氣并增壓。 圖4中，14為空氣壓縮機，15為壓縮空氣管，16為蒸汽入口 ，與太陽能集熱器1上 的蒸汽管3連通，17為置于蒸汽換熱器18內的蒸汽管，18為蒸汽換熱器，19為冷凝水排出 口 ， 20為吸熱后的壓縮熱氣，與蒸煮膨化器7的壓縮熱氣入口 21連通，以便向蒸煮膨化器7 內補充熱氣并增壓。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明做進一步描述。
實施例1 A、將農作物秸稈去雜后，晾曬至干燥，之后用現有技術中的常規粉碎機進行粉碎 得秸稈粉； B、將秸稈粉送入現有技術中的常規浸泡容器中，并按秸稈總量的40X的質量比， 在秸稈粉中加入溫度為2(TC的氨水和尿素水溶液，該水溶液是用現有技術中的常規太陽 能熱不器加熱后的熱水進行調配的，浸泡30小時，其中，氨水和尿素水溶液的含氮比例為 0. 3%的質量比； C、將經過B步驟浸泡后的秸稈粉送入蒸煮膨化器中，通入用太陽能蒸汽發生器產 生的蒸汽至壓力為0. 4MPa，溫度為135t:，蒸煮消毒30分鐘； D、開啟蒸煮膨化器底部的泄壓閥，使經過C步驟蒸煮的秸稈粉瞬時釋壓至常壓， 秸稈粉細胞內的高溫水分子在突然進入常壓狀態下而很快汽化，造成細胞壁破裂，從而得 木質素降解、膨化的秸稈粉，經后序常規發酵等工藝處理后，即可加工成飼料。
實施例2 A、將農作物秸稈去雜后，晾曬至干燥，之后用現有技術中的常規粉碎機進行粉碎 得秸稈粉； B、將秸稈粉送入現有技術中的常規浸泡容器中，并按秸稈總量的50X的質量比， 在秸稈粉中加入溫度為3(TC的氨水和尿素水溶液，該水溶液是用現有技術中的常規太陽能 熱不器加熱后的熱水進行調配的，浸泡20小時，其中，氨水和尿素水溶液的含氮比例為3% 的質量比； C、將經過B步驟浸泡后的秸稈粉送入蒸煮膨化器中，通入用太陽能蒸汽發生器產 生的蒸汽和用熱氣壓力補償器產生的壓縮熱氣至壓力為lMPa，溫度為18(TC，蒸煮消毒10 分鐘； D、開啟蒸煮膨化器底部的泄壓閥，使經過C步驟蒸煮的秸稈粉瞬時釋壓至常壓， 秸稈粉細胞內的高溫水分子在突然進入常壓狀態下而很快汽化，造成細胞壁破裂，從而得 木質素降解、膨化的秸稈粉，經后序常規發酵等工藝處理后，即可加工成飼料。
實施例3 A、將農作物秸稈去雜后，晾曬至干燥，之后用現有技術中的常規粉碎機進行粉碎 得秸稈粉； B、將秸稈粉送入現有技術中的常規浸泡容中，按秸稈總量的45X的質量，在上述 秸稈粉中加入溫度為15t:、濃度為1%質量比的硫酸水溶液，該水溶液是用現有技術中的 常規太陽能熱器加熱后的熱水進行調配的，浸泡30小時； C、將經過B步驟浸泡后的秸稈粉送入蒸煮膨化器中，通入用太陽能蒸汽發生器 產生的蒸汽，同時將熱氣壓力補償器產生的壓縮熱氣補入其中至壓力為O. 8MPa，溫度為 15(TC，蒸煮消毒20分鐘; D、開啟蒸煮膨化器底部的泄壓閥，將經過C步驟蒸煮的秸稈粉瞬時釋壓至常壓， 使秸稈粉細胞內的高溫水分子在突然進入常壓狀態下而很快汽化，造成細胞壁破裂，從而 得木質素降解、膨化的秸稈粉，以作它用。
實施例4 A、將農作物秸稈去雜后，晾曬至干燥，之后用現有技術中的常規粉碎機進行粉碎 得秸稈粉； B、將秸稈粉送入現有技術中的常規浸泡容中，按秸稈總量的42X的質量，在上述 秸稈粉中加入溫度為25t:、濃度為4%質量比的鹽酸水溶液，該水溶液是用現有技術中的 常規太陽能熱器加熱后的熱水進行調配的，浸泡25小時； C、將經過B步驟浸泡后的秸稈粉送入蒸煮膨化器中，通入用太陽能蒸汽發生器產 生的蒸汽至壓力為0. 6MPa，溫度為16(TC，蒸煮消毒25分鐘； D、開啟蒸煮膨化器底部的泄壓閥，將經過C步驟蒸煮的秸稈粉瞬時釋壓至常壓， 使秸稈粉細胞內的高溫水分子在突然進入常壓狀態下而很快汽化，造成細胞壁破裂，從而 得木質素降解、膨化的秸稈粉，以作它用。
權利要求
一種用太陽能膨化處理農作物秸稈的方法，其特征在于經過下列步驟A、將農作物秸稈去雜后，晾曬至干燥，之后進行粉碎得秸稈粉；B、按秸稈總量的40～50％的質量比，在上述秸稈粉中加入溫度為20～30℃的氨水和尿素水溶液，浸泡20～30小時，其中，氨水和尿素水溶液的含氮比例為0.3～3％的質量比；或者按秸稈總量的40～50％的質量，在上述秸稈粉中加入溫度為15～25℃、濃度為1～4％質量比的硫酸水溶液，浸泡20～30小時；C、在浸泡后的秸稈粉中，通入蒸汽至壓力為0.4～1.0MPa，溫度為135～180℃，蒸煮消毒10～30分鐘；D、將經過C步驟蒸煮的秸稈粉瞬時釋壓至常壓，使秸稈粉細胞內的高溫水分子在突然進入常壓狀態下而很快汽化，造成細胞壁破裂，從而得木質素降解、膨化的秸稈粉。
2. 如權利要求1所述的用太陽能膨化處理農作物秸稈的方法，其特征在于所述A步驟的秸稈粉碎是在常規粉碎設備上完成的，其粉碎的細度視后序產品的生產要求具體確定。
3. 如權利要求1所述的用太陽能膨化處理農作物秸稈的方法，其特征在于所述B步驟 中秸稈粉浸泡溶液的溫度為20 3(TC，或者為15 25t:，是用常規太陽能熱水器產生的 熱水進行調配的。
4. 如權利要求1所述的用太陽能膨化處理農作物秸稈的方法，其特征在于所述B步驟 中的硫酸水溶液浸泡，可改用鹽酸水溶液浸泡，或醋酸水溶液浸泡。
5. 如權利要求1所述的用太陽能膨化處理農作物秸稈的方法，其特征在于所述C步驟 的蒸汽是由常規的太陽能蒸汽發生器提供的。
6. 如權利要求1所述的用太陽能膨化處理農作物秸稈的方法，其特征在于所述C步驟 的壓力控制，除用太陽能蒸汽發生器提供的蒸汽進行控制外，還可用常規的熱氣壓力補償 器提供的壓縮熱氣進行補充控制。
全文摘要
本發明提供一種用太陽能膨化處理農作物秸稈的方法，它將粉碎的農作物秸稈用，氨水和尿素水溶液或者硫酸、鹽酸或醋酸水溶液浸泡，既可利用太陽能熱水器提供的熱水對秸稈物料進行熱浸泡，經壓力蒸汽蒸煮消毒后，通過瞬時釋壓至常壓，使秸稈粉細胞內的高溫水分子在突然進入常壓狀態下而很快汽化，造成細胞壁破裂，從而得木質素降解、膨化的秸稈粉。在整個對農作物秸稈進行膨化處理過程中，除太陽熱能外，不再消耗其它熱能源，從根本上減少或消除秸稈膨化生產對不可再生能源——煤、燃氣的依賴，可就地取能，充分利用太陽能對農作物秸稈進行膨化處理，獲得較好的消毒效果和對木質素的降解效果，為后序的發酵等生化處理創造了良好的條件，保證發酵產品質量。
文檔編號A23K1/00GK101731454SQ20091021826
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月2日 優先權日2009年12月2日
發明者陳麗華 申請人:陳麗華