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秸秆-菌丝复合材料的低成本发酵法制造
  发布时间:2021-02-12    供稿部门:

  项目概况  

  秸秆-菌丝复合材料是以秸秆、木屑等木质纤维素类碎屑为主原料,固态发酵培养蕈菌(大型真菌),在模具中蕈菌生长的纤维状的菌丝体将木质纤维素类碎屑固定结合成一个整体,干燥定型得到的一种新型生物基复合材料,是环境友好的可降解材料。 

  减少石油等矿物资源的消耗,减少白色污染等不可降解的有机物,以及可持续地利用固体废弃物,是社会经济发展需要解决的三个重大问题。秸秆-菌丝复合材料以可再生的秸秆等废弃的生物质资源替代石油等不可再生的矿物资源,原料的来源广,不与人畜争粮争地,生产成本低,具有很好的生物降解性、较低的密度、较好的保温性能和吸声性能,可以替代某些领域应用的石油基有机材料。 

  材料的性能和应用前景  

  大豆秆-菌丝复合材料材料的最终生物分解率(180 d)为75%,超过GB/T 20197-2006《降解塑料的定义、分类、标志和降解性能要求》对混合物的技术要求。表观密度 160240 kg/m3。可染色,可涂层。具有较高的压缩强度,材料压缩50%时,压缩应力一般在0.45 MPa以上。 

  根据GB/T 10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板法》测定,大豆秆-菌丝复合材料的导热系数(平均温度25)为0.050.07 W/(m?K),是较好的保温材料【通常将导热系数小于0.25 W/(m?K)的称为保温材料,小于0.05 W/(m?K)的材料称为高效保温材料】。依据GB/T 18696.1-2010《声学 阻抗管中吸声系数和声阻的测量 1部分:驻波比法》测定,该材料的降噪系数NRC(刚性壁)为0.350.7,根据标准GB/T 16731《建筑吸声产品的吸声性能分级》判定该材料为较好的吸声材料。 

  该材料可替代部分石油基塑料,减少白色污染,减少碳排放,减少石油资源的消耗,比如,用作绿色包装材料、可降解花盆、临时标志、会展和商店橱窗布展材料、衬垫、吸声保温板、水面漂浮物等。我国是制造业大国、进出口贸易大国、网购大国、人口大国,对包装等材料的需求量巨大。 

  技术特点 

  首创了以“开放式生料固态发酵”的方式,以秸秆等木质纤维素类废弃物为主原料,制备新型生物基可降解材料。该工艺是一种简单开放的固态发酵方式,发酵原料不经灭菌或消毒处理,不经堆肥预处理,不添加抗菌剂或抑菌剂或消毒剂,发酵过程无需无菌的环境,也不需要无菌操作。 

  开创了无灭菌敞开式深层发酵制备液体菌种的方式——一种简单开放的深层液态发酵方式,发酵罐或发酵槽和发酵培养基无需灭菌,不添加抗菌剂或抑菌剂或消毒剂,发酵过程中发酵罐或发酵槽无需密封,甚至可以是敞开的。 

  不使用酶制剂糖化,无需单独的糖化工艺;生产工艺、操作、控制和管理较简单,生产设备投资较少,能耗低,制造成本低。吨产品的原料成本大约1000元。 

  原料安全环保:主原料是秸秆等木质纤维素类的天然产物,不仅无害而且有助于固体废弃物的可持续利用。不添加甲醛、挥发性有机物(VOCs)等有毒有害的化学品,不使用胶水和人工聚合物。生产安全环保:生产过程以固态发酵为主,生产条件温和,无高温高压,废水、废气以及废渣的产生量少,生产的安全和环保成本低。材料安全环保:对人无毒无害,使用和废弃后易处理,可腐烂降解。 

  该技术还能为某些植物提取物工厂、中药厂、特定的工业园区的木质纤维素类固体废弃物、某些废菌糠提供一种低成本的绿色利用方式。 

  本成果已经完成了每批0.2 m3规模的制备中试;菌种和制备技术已获得发明专利授权。正在研究开发该材料的新用途,进一步完善专利布局。 

    联系方式

    022-84861990

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