以玉米秸稈為主料的真菌基生物質保溫材料及其制備方法與流程

本發明屬于環境友好型生物質保溫材料技術領域，尤其涉及一種以玉米秸稈為主料的真菌基生物質保溫材料及其制備方法。

背景技術：

我國是一個能源消耗大國，其中，建筑耗能約占全國總耗能的30％，而用于外墻保溫方面的能耗為占了70％-80％，因此，必須加強外墻材料的保溫隔熱性能。近年來，如加氣混凝土、石膏板、石膏空心條板、紙面石膏板、空心砌塊、空心磚的推廣、應用取得一定的節能效益，但由于易脆、韌性差、吸潮吸濕吸水率大、結構設計及施工規范不配套、價格較高，從而沒有得到推廣；同時也發展了多種輕質大板材料及結構，如聚苯乙烯夾芯板、彩鋼泡沫夾芯板等，雖然保溫性能良好，但主要問題是防火等級差、易燃燒。巖棉、玻璃棉等無機礦物棉材料雖然能達到防火保溫要求，但是施工過程中漂浮的棉絮對人體有害，同時容易滋生細菌、吸水率高、絕熱效果較差，并且強度也不夠好，使用壽命較短，從而應用受到限制。所以，開發新型的環保節能保溫材料勢在必行。從古至今，我國就有利用農作物秸稈來制作保溫墻體材料的歷史。玉米是我國第一糧食作物，2014年產玉米秸稈產量達2.8億噸，玉米秸稈營養豐富，含有31％-40％纖維素，35％-48％半纖維素，15％-25％木質素。目前玉米秸稈主要被用于秸稈飼料、食用菌種植、能源化利用以及秸稈還田等方面，而且目前國內還有大量的過剩的玉米秸稈沒有可以使用的渠道。發明專利(CN101823279A)公開玉米秸稈保溫板及其制備方法，該玉米秸稈保溫板由脲醛膠、防水抗磨劑、聚苯乙烯顆粒、阻燃劑、硅酸鈉和植物合成膠制作而成，該制作過程繁瑣、化學試劑的加入不利于生態環境；發明專利(CN105271937A)公開巖棉/玉米秸稈纖維復合保溫材料的制備方法，將巖棉與玉米秸稈纖維分別壓成片，將得到的巖棉與玉米秸稈纖維片在擺錘機上間隔層疊排列，形成疊加棉層，疊加棉層進入打摺機擠壓打摺，最后浸膠固化即可，同樣制作過程繁瑣，巖棉產生的棉絮對人體有害。因此，尋找一種新型的循環利用玉米秸稈資源方式，對于社會具有重要的意義。我國真菌資源豐富，其中，食用真菌資源約占全世界總量的50％，許多真菌具有原料利用范圍廣，菌絲體發達、菌絲體扭結能力強和強度高等優點。因此，以我國豐富的玉米秸稈資源為主要原料，接種特定真菌，開發新型的保溫材料，達到資源循環高效利用的目的。

綜上所述，目前我國玉米秸稈資源過剩的問題。減少浪費資源，同時對環境造成污染。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種以玉米秸稈為主料的真菌基生物質保溫材料及其制備方法，旨在解決目前我國玉米秸稈資源過剩的問題。減少浪費資源，同時也減少對環境的污染。

本發明是這樣實現的，以玉米秸稈為主料的真菌基生物質保溫材料，所述以玉米秸稈為主料的真菌基生物質保溫材料按照質量份數由60份-85份玉米秸稈、5份-20份米糠和10份-20份的生物質保溫材料添加劑組成；

所述生物質保溫材料添加劑按照質量份數由62份膨脹珍珠巖和38份蛭石組成。

進一步，所述玉米秸稈是經過表面清潔后粉碎到直徑為0mm-10mm，其中，長度為0mm-5mm，5mm-10mm規格玉米秸稈所占的質量分數分別為64％，36％。

進一步，所述蛭石的容重為60kg/m³-100kg/m³，細度為16目-100目，其中16目-32目，32目-100目所占的比例分別為47％，53％；膨脹珍珠巖顆粒大小為0mm-2.5mm。

本發明的另一目的在于提供一種所述以玉米秸稈為主料的真菌基生物質保溫材料的制備方法，所述以玉米秸稈為主料的真菌基生物質保溫材料的制備方法包括以下步驟：

步驟一，培養料的準備：將60份-85份玉米秸稈、5份-20份米糠和10份-20份的生物質保溫材料添加劑混合均勻；向培養原料中添加物料干重的1.0倍-1.25倍自來水，混勻；

步驟二，滅菌處理：將培養料裝入滅菌袋，于隧道式微波滅菌設備上滅菌10分鐘-20分鐘；

步驟三，接種培養：待滅菌處理后的培養原料冷卻至室溫，于無菌接種室內將生產用固體真菌菌種按10％w/w-30％w/w接種于培養原料中，攪拌均勻；然后將接種后的培養原料裝入專用模具內，壓實密封后于黑暗無菌室內培養；

步驟四，樣品干燥：待模具中的材料上長滿厚厚一層菌絲后，將樣品從模具內取出，于60℃-108℃條件下干燥，直至樣品的含水量干燥到低于10％為止，即得所述生物質保溫材料。

進一步，所述步驟一中調控培養原料中的含水量為55％-60％，同時調節培養料的pH至7-8。

進一步，所述步驟三中壓實密封后于溫度20℃-30℃、環境相對濕度50％-70％、二氧化碳濃度3000PPM-11000PPM的黑暗無菌室內培養7天-15天。

本發明的另一目的在于提供一種由所述以玉米秸稈為主料的真菌基生物質保溫材料制備的建筑外墻保溫處理。

本發明的另一目的在于提供一種由所述以玉米秸稈為主料的真菌基生物質保溫材料制備的彩鋼板夾層保溫材料。

本發明提供的以玉米秸稈為主料的真菌基生物質保溫材料及其制備方法，加入生物質保溫材料添加劑后，可以使制作出的生物質保溫材料導熱系數降低，具有很好的保溫性能，是優良的保溫材料。膨脹珍珠巖，具有質輕、保溫、隔熱、不燃、抗老化、絕緣性、耐腐蝕的物理特性。蛭石，具有質輕、保溫隔熱、耐火性能好的物理特性。使用前，按比例稱取各組分于攪拌機內混合均勻。添加生物質保溫材料添加劑后，使菌絲長勢旺盛，形成致密的網絡結構將脹珍珠巖、蛭石與秸稈纖維緊緊包裹在一起，制作出來的樣品韌性、強度好，保溫性能好，導熱系數在0.043-0.062之間(25℃W/(m·K))。

本發明的制作過程只需將處理后的材料進行滅菌、接種培養、干燥，整個過程能耗較低，利用玉米秸稈的自身優勢，在真菌菌絲的作用下將秸稈制成密度小、吸水率低，強度好、保溫性能好的生物質材料，可以用于建筑的外墻保溫，也可以用于彩鋼板的夾層的保溫；同時，實現玉米秸稈資源的綜合利用，變廢為寶，減少環境污染，促進可持續發展。該生物質保溫材料制備方法簡單、生產成本低、保溫性能優良，是一種極具市場前景與潛力的環境友好型生物質保溫材料。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的以玉米秸稈為主料的真菌基生物質保溫材料的制備方法流程圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

下面結合附圖對本發明的應用原理作詳細的描述。

本發明實施例提供的以玉米秸稈為主料的真菌基生物質保溫材料按照質量份數由60份-85份玉米秸稈、5份-20份米糠和10份-20份的生物質保溫材料添加劑組成。

玉米秸稈是經過表面清潔后粉碎到直徑為0mm-10mm，其中，長度為0mm-5mm，5mm-10mm規格玉米秸稈所占的質量分數分別為64％、36％。

所述生物質保溫材料添加劑按照質量份數由62份膨脹珍珠巖和38份蛭石、組成。

所述蛭石的容重為60kg/m³-100kg/m³，細度為16目-100目，其中16目-32目，32目-100目所占的比例分別為47％，53％；膨脹珍珠巖顆粒大小為0mm-2.5mm。

膨脹珍珠巖，具有質輕、保溫、隔熱、不燃、抗老化、絕緣性、耐腐蝕的物理特性。

蛭石，具有質輕、保溫隔熱、耐火性能好的物理特性。

使用前，按比例稱取各組分于攪拌機內混合均勻。

添加生物質保溫材料添加劑后，使菌絲長勢旺盛，形成致密的網絡結構將脹珍珠巖、蛭石與秸稈纖維緊緊包裹在一起，制作出來的樣品韌性、強度好，保溫性能好，導熱系數在0.043-0.062之間(25℃W/(m·K))。

如圖1所示，本發明實施例提供的以玉米秸稈為主料的真菌基生物質保溫材料的制備方法包括以下步驟：

S101：培養料的準備：將60份-85份玉米秸稈、5份-20份米糠和10份-20份的生物質保溫材料添加劑混合均勻；向培養原料中添加物料干重的1.0倍-1.25倍自來水，混勻；調控培養原料中的含水量為55％-60％，同時調節培養料的pH至7-8；

S102：滅菌處理：將培養料裝入滅菌袋，于隧道式微波滅菌設備上滅菌10分鐘-20分鐘；

S103：接種培養：待滅菌處理后的培養原料冷卻至室溫，于無菌接種室內將生產用固體真菌菌種按10％(w/w)-30％(w/w)接種于培養原料中，攪拌均勻；然后將接種后的培養原料裝入專用模具內，壓實密封后于溫度20℃-30℃、環境相對濕度50％-70％、二氧化碳濃度3000PPM-11000PPM的黑暗無菌室內培養7天-15天；

S104：樣品干燥：待模具中的材料上長滿厚厚一層菌絲后，將樣品從模具內取出，于60℃-108℃條件下干燥，直至樣品的含水量干燥到低于10％為止，即得所述生物質保溫材料。

接種的真菌菌種來自發明專利(CN105292758A)，該菌種具有菌絲體發達、扭結能力強、原料利用范圍廣的特點。

下面結合具體實施例對本發明的應用原理作進一步的描述。

實施例1

本發明實施例提供的以玉米秸稈為主料的真菌基生物質保溫材料的具體步驟為：

(1)培養料的準備：將70份玉米秸稈、15份米糠和15份的生物質保溫材料添加劑混合均勻；向培養原料中添加物料干重的1.25倍自來水，混勻；調控培養原料中的含水量為60％，同時調節培養料的pH至8；

玉米秸稈是經過表面清潔后粉碎到直徑為0mm-10mm，其中，長度為0mm-5mm，5mm-10mm規格玉米秸稈所占的質量分數分別為64％、36％。

(2)滅菌處理：將培養料裝入滅菌袋，于隧道式微波滅菌設備上滅菌16分鐘；

(3)接種培養：待滅菌處理后的培養原料冷卻至室溫，于無菌接種室內將生產用固體真菌菌種按30％(w/w)接種于培養原料中，攪拌均勻；然后將接種后的培養原料裝入專用模具內，壓實密封后于溫度24℃、環境相對濕度70％、二氧化碳濃度3000PPM-11000PPM的黑暗無菌室內培養9天；

接種的真菌菌種來自發明專利(CN105292758A)，該菌種具有菌絲體發達、扭結能力強、原料利用范圍廣的特點。

(4)樣品干燥：待模具中的材料上長滿厚厚一層菌絲后，將樣品從模具內取出，于80℃條件下干燥，直至樣品的含水量干燥到低于10％為止，即得所述生物質保溫材料。

實施例2

本發明實施例提供的以玉米秸稈為主料的真菌基生物質保溫材料的具體步驟為：

(1)培養料的準備：將75份玉米秸稈、12份米糠和13份的生物質保溫材料添加劑混合均勻；向培養原料中添加物料干重的1.25倍自來水，混勻；調控培養原料中的含水量為60％，同時調節培養料的pH至8；

玉米秸稈是經過表面清潔后粉碎到直徑為0mm-10mm，其中，長度為0mm-5mm，5mm-10mm規格玉米秸稈所占的質量分數分別為64％、36％。

(2)滅菌處理：將培養料裝入滅菌袋，于隧道式微波滅菌設備上滅菌16分鐘；

(3)接種培養：待滅菌處理后的培養原料冷卻至室溫，于無菌接種室內將生產用固體真菌菌種按25％(w/w)接種于培養原料中，攪拌均勻；然后將接種后的培養原料裝入專用模具內，壓實密封后于溫度24℃、環境相對濕度60％、二氧化碳濃度3000PPM-11000PPM的黑暗無菌室內培養11天；

接種的真菌菌種來自發明專利(CN105292758A)，該菌種具有菌絲體發達、扭結能力強、原料利用范圍廣的特點。

(4)樣品干燥：待模具中的材料上長滿厚厚一層菌絲后，將樣品從模具內取出，于90℃條件下干燥，直至樣品的含水量干燥到低于10％為止，即得所述生物質保溫材料。

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、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。