[发明专利]利用玉米秸杆生产功能生物有机肥并联产植物纤维的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用玉米秸杆生产功能生物有机肥并可联产植物纤维的工艺。

背景技术

目前，我国每年所产出的过亿吨的玉米秸秆，一直不能被很好地利用起来，大量的秸秆废弃田间地头，有的就地焚烧，不但造成浪费，而且带来了火灾隐患和大气污染。因此，开发玉米秸秆发展新途径势在必行。在科技日趋发达的今天，秸秆开发的前景更加广阔。作为重要的生物质资源，玉米秸秆不但具有较高的燃烧值，还含有大约5％的蛋白质、30％左右的纤维素，以及一定量的钙、磷等矿物质，1吨普通秸秆的营养价值，就相当于0.25吨粮食的营养价值。现有的一些利用办法，如秸秆还田、秸秆饲料、秸秆养菌、秸秆沼气等许多方法，不能彻底解决秸秆综合利用问题，调查得出的结论是：目前玉米秸秆剩余量高于50％以上。另外这些利用办法产品单一，成本高，效益不明显，致使实际利用前景受到限制。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种利用玉米秸杆生产功能生物有机肥并可联产植物纤维的工艺。本发明可以充分利用玉米秸秆的优势，将玉米秸秆100％全量利用，产品多样化，价值高，前景巨大，是进一步解决我国玉米秸秆综合利用的有效办法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种利用玉米秸杆生产功能生物有机肥的工艺，包括以下步骤：

(1)玉米秸秆叶皮脱离：利用常规的简易的机械设备将玉米秸秆的杆与叶皮脱离，脱离出来的叶皮约占总质量的30％，然后将叶皮粉碎，叶皮粉碎为长宽皆小于0.8cm的程度即可，备用；

(2)切断：将上述除掉叶皮的玉米秸秆切断，切断为长度为5±1cm的片段，使用设备为一般切草机即可；

(3)膨化解离：利用高效膨化裂解机将上述切断的玉米秸秆进行膨化解离，得膨化后物料；

秸杆高效膨化裂解机是采用螺旋推进方式，将机械能转化为热能，在一定压力、温度、时间条件下，实现秸杆膨化裂解的装置可以是中国专利号为ZL02144553.2中提到的秸秆膨化机；在机械膨化的过程中，物料的瞬间温度达到160～270℃，膨化裂解腔内的压力达到15～20kg/cm²，这些工作条件使得玉米秸秆在膨化后，80％的半纤维素成分的得以脱除，纤维素与木质素的连接大部分解离，从而使膨化后的物料主要分为两部分，一是脱出的半纤维素，主要以瓤为主，并含有一部分木质素与其它微量成分，二是粗纤维素，并粘连部分木质素与半纤维素。这一环节完成了纤维素与半纤维素的解离，并使纤维素与木质素初步解离；

(4)筛选分离：将上述膨化后物料进行筛选，分出主料部分(半纤维素)和粗纤维部分(木质素)(利用30～40目的钢网筛进行筛选，主料部分透过筛网，粗纤维部分留住并收集起来)；筛分后，主料部分约占62％，粗纤维部分约占38％；主料部分与步骤(1)中粉碎得到的叶片混合，得到主料(主要成分为半纤维素、果胶、其他多糖等成分)；

(5)混合配料：将上述筛分得到的主料与辅料按照比例配好后，送进发酵槽，主料与辅料的比例以主料辅料混配后的碳氮比达到(20～25)∶1(质量比)为准；具体比例根据主、辅料的碳氮成分的检测含量来计算；

(6)发酵：将能够降解半纤维素、纤维素、木质素的复配菌剂接入上述混配好的物料中，进行发酵，发酵温度为25～50℃，pH值为7～10，在发酵槽内进行微好氧发酵(氧气质量浓度5～10％)，时间不少于14天，得发酵产物；其中，复配菌剂是由以下三种菌粉组成的：枯草芽孢杆菌50～70％，巨大芽孢杆菌20～40％，地衣芽孢杆菌5～15％(均为质量百分数)，物料与复配菌剂的质量比为100∶1；此步使物料中的各种有机物进行发酵、降解，使之转化为能被土壤和作物直接利用的高效有机质，并且使其中的氮、磷、钾等营养元素得以固定并转化为作物可直接吸收利用的成分；

(7)添加功能因子：向上述发酵产物中补充腐植酸、抗生肽(抗病抗虫)和枯草芽孢杆菌(改良营养品质、固氮、解磷、解钾)等功能菌，混匀，即得到功能生物有机肥。

本发明的工艺还可以用来联产植物纤维，联产植物纤维时，还包括以下步骤：

(8)将步骤(4)中筛分得到的粗纤维部分，直接置入复合生物酶进行生物降解，在池中或生物降解罐中，物料含水量保持在50～60％(质量百分数)，PH值9～11，常压，温度30～65℃，降解时间18～30小时；疏解完成后，粗纤维物料中的半纤维素与木质素等其他成分基本被降解，植物纤维与木质素之间的连接更加疏松；