[發明專利]一種酶/介體體系活化玉米秸稈制造阻燃碎料板的方法

有效

• 申請號: 201210492683.8
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN102975270A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 袁媛;郭明輝
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: B27N3/02
• 分類號: B27N3/02;B27N1/00;B27N3/10
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種酶/介體體系活化玉米秸稈制造阻燃碎料板的方法，屬于人造板制造方法類。

背景技術

目前木材工業中，人造板制品基本都使用膠黏劑，以石油為原料的“三醛”膠會引起游離甲醛釋放，污染室內環境，為了擺脫對“三醛”膠的依賴，利用綠色酶催化技術制備無膠人造板應運而生。同時由于人造板的易燃性，限制了其在家具和室內裝修領域的應用，因此阻燃處理對人造板勢在必行。我國是農業大國，擁有豐富的農作物秸稈資源，年收獲風干秸稈資源量已達7億噸，其中玉米秸稈約為2.6億噸，稻草約為2.2億噸，麥秸約為1.5億噸。目前我國秸稈資源的利用率僅為33%，其中經技術處理后利用率僅占2.6%，其余大部分秸稈被作為廢棄物焚燒掉或是僅作為燃料，不僅造成了自然資源的浪費，而且加重環境污染。

漆酶作為一種酚氧化酶，在氧氣的作用下能夠催化氧化生成苯氧基自由基，使自由基之間通過交叉耦合、分子纏結和共價鍵作用來實現原料自身自膠合性能。目前國內外主要研究方向有木質纖維板生產工藝、活化處理條件探索、催化氧化工業木素制備膠黏劑等。仿照酶活化木質纖維生產纖維板技術，WU采用白腐菌活化玉米稈制備了無膠玉米稈纖維板，其工藝為將長度為40-50mm的玉米稈碎料置于白腐菌培養基中，28℃反應28天，不需要添加膠黏劑，制得密度為0.39g/cm³的低密度纖維板，但活化效率低，處理時間長，且纖維板的靜曲強度和彈性模量偏低，不能滿足實際應用的要求。

由于漆酶的氧化還原電位低于木質素過氧化酶的氧化還原電位，只能氧化部分非酚類木質素，其數量少于木質素種類的20%，僅靠漆酶活化秸稈碎料制得的非木質碎料板不能達到理想的力學強度，向漆酶體系中引入介體后，此體系不但能氧化酚類木質素，也能夠氧化非酚類木質素，從而有效加強非木質碎料板的力學性能。

基于漆酶活化作用及較低的人造板生產效率，本專利發明了以漆酶/介體體系對玉米秸稈原料進行生物活化改性，使原料之間產生生物粘合劑，重要的是提高生產效率，減少化學膠黏劑的使用，從而擺脫傳統秸稈類人造板對昂貴膠黏劑的依賴，同時以成本低廉且阻燃效果良好的磷酸二氫銨為阻燃劑，通過熱壓制的阻燃碎料板可達到相應國家標準，使其具有環保和阻燃雙重效果。

發明內容

本發明要解決的技術問題是如何克服現有技術的上述缺陷，提供一種酶/介體體系活化玉米秸稈制造阻燃碎料板的方法。

為解決上述技術問題，提出酶/介體體系活化玉米秸稈制造阻燃碎料板的方法，其特征在于：將玉米秸稈經皮穰處理及粉碎機粉碎處理后得到玉米秸稈碎料，采用酶/介體體系活化預處理玉米秸稈碎料，添加磷酸二氫銨阻燃劑，通過熱壓工藝制得玉米秸稈阻燃碎料板。

一種酶/介體體系活化玉米秸稈制造阻燃碎料板的方法，包括下述步驟：

1）原料制備及加工：將1重量份的風干玉米秸稈切斷分割去掉稈梢，經皮穰處理后得0.8-0.9重量份的玉米秸稈稈皮，削片長10-30cm，經粉碎機粉碎處理，得到第一次制備40-60目的0.6-0.8重量份的玉米秸稈碎料，經80-100℃的熱風在干燥機中干燥，控制含水率在8%以下，得到最后制備的0.5-0.6重量份的玉米秸稈碎料；

2）酶液配置：在醋酸/醋酸鈉緩沖溶液中配置pH為4.0-6.0，酶濃度為35-135U/ml和介體濃度為2-8mmol/L的6-8重量份的酶液；

3）酶活化：將步驟1)所得最后制備的0.5-0.6重量份的玉米秸稈碎料與步驟2）所得6-8重量份的酶液置于反應容器中混合均勻，于40-60℃活化處理，活化過程中通入空氣并不斷攪拌，活化時間為30-360分鐘，得到0.3-0.5重量份的玉米秸稈碎料；

4）干燥和鋪裝：將步驟3）所得酶活化后的0.3-0.5重量份的玉米秸稈碎料自重脫水，加入固體含量為50%的0.05-0.10重量份的磷酸二氫銨和003-0.030重量份的石蠟乳液，再置于真空干燥箱中80℃真空脫水，含水率控制在12-18%時手工鋪裝，預壓得到0.35-0.60重量份的玉米秸稈碎料板；

5）熱壓：將步驟4）所得鋪裝好的0.35-0.60重量份的玉米秸稈碎料板按照碎料板密度為0.80-0.88g/cm³的標準于熱壓溫度為150-190℃，熱壓壓力為2-15MPa，熱壓時間為100-300s/mm的熱壓工藝進行熱壓，然后在常溫下冷卻，裁邊砂光，即制成酶活化玉米秸稈阻燃碎料板。

作為優化，所述酶為真菌漆酶，所述介體為合成介體和天然介體兩種。