论文总字数：11880字

摘 要

玉米秸秆作为纤维板原料，可以减少木材的消耗，增加经济效益，提高对农作物秸秆的开发利用。由于秸秆的表面结构特性，导致了胶粘剂的大量使用，增加了对人体健康的危害。采用生物法处理能有效解决这一问题，同时一定程度上减少纤维板制作过程中能量的消耗，促进人造板行业的可持续发展。本论文分别对三株菌预处理玉米秸的原料压制纤维板进行了初步研究，结果发现：预处理后的秸秆样品中具有胶粘作用的糖类含量提高，改变了玉米秸秆木质纤维素结构，破坏了秸秆表面构造；对压制的纤维板性能进行了初步研究，发现预处理后秸秆压制的纤维板具有一定的防水性和阻燃性。

关键字：玉米秸秆；白腐菌；生物预处理；纤维板

Abstract: Chemical fiber board materials such as corn straws, can reduce the consumption of wood resources, increase economic efficiency, the development and use of plant straws. However, due to the characteristics of the surface structure of straw, to the extensive use of adhesives, so that the risk to human health. With biological treatment of this problem can be effectively solved, and at the same time also to some extent in order to promote the fiber consumption of the energy production process, but the sustainable development of wood -based panel industry. The work of the three strains were pretreated corn stover feedstock pressed fiberboard conducted a preliminary study found that: to improve sugar content after pretreatment of the sample with adhesive effect, the change of corn straw lignocellulose structure destroyed Straw texture, fiber board pressed performance of a preliminary study found that straw fiber board pressed by pretreatment with a certain waterproof and flame resistance.

Key Words: corn straws; white-rot fungi; bio-pretreatment; fiberboards

目录

1. 前言 5

1.1选题背景 5

1.2 课题的研究意义及内容 5

1.2.1 研究意义 5

1.2.2 研究内容 5

1.3 玉米秸秆简介 6

1.4 玉米秸秆制备纤维板的研究现状和发展趋势 6

1.4.1 玉米秸秆纤维板的研究现状 6

1.4.2 玉米秸秆纤维板的优势 7

1.4.3 秸秆纤维板存在的问题 7

1.4.4 玉米秸秆纤维板的发展趋势 8

1.5 生物法处理制备纤维板的研究现状 8

1.5.1 白腐菌简介 8

1.5.2 生物法预处理 8

1.5.3 热压工艺 8

1.6 流程思路 8

2. 材料与方法 9

2.1.1 实验材料 9

2.1.2 实验菌株 9

2.1.3 实验试剂 9

2.1.4 培养基 9

2.1.5 实验器材 9

2.2 实验方法 10

2.2.1 菌株培养 10

2.2.2 白腐菌固体发酵玉米秸秆 10

2.2.3 菌株生长及菌丝分布的观测 10

2.2.4 可溶性总糖含量测定 10

2.2.5可溶性多糖含量测定 10

2.2.6 纤维板的热压 11

2.2.7 纤维板的性能测定 11

3. 结果与分析 12

3.1不同发酵时间的菌株生长情况分析 12

3.2可溶性糖类含量测定 14

3.3 预处理玉米秸秆压制的纤维板 15

3.4 吸水膨胀性能分析 16

3.5 可燃性性能分析 16

4. 结论与展望 17

4.1 结论 17

4.2 展望 17

参考文献 18

致谢 20

1. 前言

1.1选题背景

我国森林资源相对稀缺，导致木材资源短缺。根据国家林业局发布的报告显示，中国人均森林资源蓄积17.764立方米，占有量仅为人均世界消费量的1/4。据统计，2012年我国人造纤维板产量达到2.86亿立方米，同比增长了19.7%，是世界第一人造纤维板生产和消费大国^[1]。然而，我国人造纤维板的产量，仍不能满足市场需求，同时原料供应也严重不足。为了保护森林资源，减少木材消耗，进一步扩大生产需求，寻求和发展替代木材板是目前的重要研究课题。

我国是一个农业大国，农作物秸秆资源十分丰富 ^[2]。随着农村经济的不断发展和农民生活水平的提高，秸秆产量增加的同时，农村地区传统上将秸秆用于燃料，建筑材料及粗饲料的使用量正在减少。据不完全统计，中国现在利用的秸秆资源仅占全部的30%，其它大部分未加处理，则以堆积、直接燃烧等形式倾倒入环境中，造成极大的资源浪费和环境污染。从可持续发展的战略分析，把农作物秸秆作为原料生产人造纤维板将是一个不错的选择。秸秆人造板不仅可以提高秸秆的开发利用、节约木材资源、保护生态环境，还可以促进农业和农村经济的发展、扩大城乡就业、增加农民收入^[3]。

1.2 课题的研究意义及内容

1.2.1 研究意义

秸秆材料用作人造纤维板的应用，将有效的减少使用森林资源，并且扩大其经济效益。普通纤维板的生产因采用胶粘剂从而导致环境污染。生物处理具有高效、节能、环保的特点，可以防止这种情况发生。本实验探索的白腐菌固体发酵玉米秸秆压制纤维板的可行性及其机理为解决生物预处理方法是否能够应用于秸秆人造纤维板的制作，以减少胶粘剂用量，实现环境友好的生物制板新工艺提供一定的参考，从而实现人造纤维板行业的可持续发展。

1.2.2 研究内容

在充分调研、查阅生物预处理、人造纤维板制备等相关参考文献的基础上，本实验根据白腐菌和酶的特性，在人造纤维板制作工艺的基础上，采用一种适合实验研究的平板压制方法，使用这种压制方法研究了白腐真菌固体发酵预处理玉米秸秆压制人造纤维板的可行性^[4]。通过对玉米秸秆不同发酵时间的机理分析及纤维板性能测定初步研究固体发酵处理对秸秆结构的影响。

1.3 玉米秸秆简介

玉米秸秆主要是由植物细胞壁组成，细胞壁基本组成是纤维素、半纤维素、木质素^[5]。纤维素是一种由大量的D-葡萄糖基彼此通过1，4碳原子由β键链接而成的直链多糖，平行排列的多个丝状不溶性微小纤维。基本组成单位是纤维二糖，是地球上最丰富的聚合物^[6]。半纤维素的组成主要有木糖及少量阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖。木质素是以苯丙烷及其衍生物为基本单位构成的高分子芳香族化合物，对水解纤维素起到屏障作用，其主要官能团有：羟基、甲氧基、羰基、烯醇基和烯醛^[7]。

玉米秸秆的化学组成及含量：纤维素45.3%，半纤维素36.4%，木质素8.5%，灰分6.1%，其它3.7%。纤维素作为纤维细胞的主体和骨架，是板材强度的主要决定因素。半纤维素增加纤维塑性，木质素经处理后可以提供胶粘力^[8]。与木材相比，秸秆中纤维素含量相近，其本身结构及化学组成方面已基本达到了用于生产人造纤维板的需求^[9]。

1.4 玉米秸秆制备纤维板的研究现状和发展趋势

1.4.1 玉米秸秆纤维板的研究现状

农作物秸秆的工业化利用在人造纤维板工业史上由来已久 ^[10]。从1948 年比利时建成世界上第一条亚麻屑碎料板生产线 ^[11]，到现在以玉米秸秆为原料生产人造纤维板，在欧美已形成一种强劲的态势。

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