热压改善植物材料品质装置制造方法及图纸

热压改善植物材料品质装置，属加工技术领域，是基于植物材料的组成、化学和物理性质，采用适当加热使木质素软化，增加其可塑性，通过加压减小其空腔孔陷等各种空隙所占空间的比例，提高其密度和强度，大幅度提升其品质。使低品质植物材料成为高密度高强度的优质植物材料。在解决生态环境保护、减少和停止森林尤其是优质林木采伐与充分满足经济社会发展和民众生活对优质木材大量需求难题的同时，实现农林业副产品的综合优质高效利用并解决秸秆树叶燃烧污染大气环境的问题，也使高密度优质植物材料广泛廉价应用成为切实可行的。还可用于城乡建设和工矿废渣土等的处理，或用普通土石材料，制成各种建设用材和建筑物。如石板条桌椅亭桥等。

Device for improving quality of plant material by hot pressing

To improve the quality of the plant material pressing device, which belongs to the technical field of processing, composition, chemical and physical properties of plant materials based on the proper heating of the lignin softening, increase its plasticity, reducing the space occupied by the pressure cavity hole depression various void ratio, high density and strength, greatly enhance the quality. The quality of low quality plant materials to become high-density, high strength of high-quality plant materials. In solving the ecological and environmental protection, reduce and stop forest felling and especially high quality fully meet the needs of economic and social development and people's life of high quality wood needs a large number of problems at the same time, implementation of agricultural and forestry products quality and efficiency and solve the problem of the pollution of the atmospheric environment leaves straw burning, also made of high quality plant material is widely applied to cheap become feasible. The utility model can also be used for the construction of urban and rural construction and the treatment of industrial waste residue or soil, etc., or made of various construction materials and buildings with ordinary earth and stone materials. Such as stone slabs, tables and chairs, pavilions, bridges and so on.

【技术实现步骤摘要】
热压改善植物材料品质装置
本专利技术涉及一种材料加工技术装置，尤其是用加热加压的加工技术提高植物材料品质和使用及商业价值的热压改善植物材料品质装置。
技术介绍
植物材料，是指植物生命过程中产生的物质材料。例如，木材、树木枝叶、秸秆等。目前，公知的植物材料加工技术的种类较多。主要是直接和间接加工利用。直接加工，例如木材加工、棉花纺织等。间接利用，例如造纸、人造棉等。不同的植物组成，加工利用的方法也不同。例如，木材细胞组成的成分可分为主要和次要两种，主要成分是纤维素、半纤维素和木质素；次要成分有树脂、单宁、香精油、色素、生物碱、果胶、蛋白质等；使其即可直接利用如制成家具等用品，也可间接利用如造纸和提取各种成分如树脂、单宁等。据估计，作为植物生物质的主要成份——纤维素和木质素每年以约1640亿吨的速度再生，如以能量换算相当于石油产量的15-20倍。中国每年产生的植物材料总量很大。例如，农作物秸秆、树木、落叶、植物修剪产物等。纤维素是构成植物细胞壁结构的物质，是地球上最丰富的天然有机材料，分布非常广泛，含在植物中的碳，约有40％是结合在纤维素中，每年仅陆生植物就可以达到500亿吨的产量，它是一种可再生资源。例如木材，其纤维素分子链在细胞壁中形成的微纤丝沿细胞的轴向排列，赋予了木材较高的顺纹抗拉强度；半纤维素和木质素将纤维素粘结在一起，起着支持纤维素骨架的作用，因而使木材具有理想的弹性和抗压强度，除去木质素或半纤维素后，木材的强度显著降低。半纤维素是一种由多糖基组成的聚合物，具有多而短的支链。木质素作为细胞间固结物质填充在细胞壁的微纤丝之间，也存在于胞间层，把相邻的细胞粘结在一起，起到加固木质化植物组织的作用，木质化后的细胞壁不仅能够增加树木茎干的强度，也能减少微生物对树木的侵害。植物材料利用中，直接烧掉，会放出大量温室气体，产生的烟雾会污染环境。另一方面，经济发展和社会建设，生产生活改善对植物材料，例如木材的需求量越来越大。对强度大的木材需求量更大。木材强度与密度成正比，即在含水率相同的情况下，木材密度大则木材强度大，它是判断木材强度的最佳指标。木材密度主要取决于木材空隙度。木材空隙度愈小，则其密度愈大。高密度木材，例如红木，是非常好的制作高档商品，如高档家具、艺术品等，的材料。也深受消费者欢迎和喜爱。红木不是一个树种的木材，而是国内红木家具用材约定俗成的名称，共有33个树种。红木的识别和区分，主要是以简便实用的宏观特征(如密度、结构、材色和纹理等)为依据，辅以必要的木材解剖特征来确定其属种。红木可细分为紫檀木、花梨木、香枝木、黑酸枝木、红酸枝木、乌木、条纹乌木和鸡翅木8类，隶属于紫檀属、黄檀属、柿属、崖豆属及铁刀木属，其中主要是紫檀属和黄檀属。虽有不同，但其共同的特性就是都属于高密度木材。但满足需求量很大木材的供应，需要砍伐大量树木。树木砍伐已经对森林造成很大的破坏，也对自然环境造成很大的伤害，包括导致气候异常。尤其是高密度木材，生长非常缓慢，生长周期很长，高需求致高采伐，已经使许多宝贵树种几近消失。例如中国海南岛产黄花梨树。高密度优质木材供应和需求量之间的差距很大。因此，用普通植物材料生产出媲美高密度木材质量的用品如家具，即把这些植物材料，如秸秆等，制成能代替木材的材料，例如制成家具和建材，则可减少森林采伐，又消除直接燃烧产生的空气污染，并为大量植物农作物副产品找到新用途，是有重要现实意义和实际应用价值的。现在，上述遇到的这些森林采伐和植物材料燃烧、高密度木材稀缺难题，都可以通过热压改善植物材料品质加工技术的应用而得到解决。热压改善植物材料品质加工技术是，根据植物材料的组成和化学物理性质，用加热和加压的加工技术，大幅度改善其品质的技术。
技术实现思路
为了克服现有植物材料加工技术难以解决经济社会发展建设、居住生活条件改善对植物材料例如木材的需求量越来越大致森林过度采伐、高密度优质木材稀缺难以满足需求、植物材料直接燃烧放出大量温室气体和烟雾污染环境、大量植物农作物副产品不能充分利用甚至无法发挥作用等难题的不足，本专利技术提供一种基于植物材料的组成和化学物理性质、用适当加热和加压的加工技术，通过减小其各种空隙，如细胞腔孔陷等，的体积在植物材料中所占的比例，提高其密度并增加其强度，能大幅度改善其品质的热压改善植物材料品质装置。植物是由细胞组成的。植物材料是由空腔的植物细胞相互连接构成的。例如，阔叶树材的主要组成细胞之一，约占木材体积的50％，是两端尖锐，呈长纺锤形，腔小壁厚的木纤维细胞。植物细胞壁主要是由纤维素、半纤维素和木质素组成。例如，木材纤维素含量为40％～50％，禾本科植物纤维素含量略低些。纤维素、半纤维素和木质素是构成细胞壁的物质基础，其中纤维素形成微纤丝，在细胞壁中起着骨架作用，半纤维素和木质素则成为骨架间的粘结和填充材料，三者相互交织形成多个薄层，共同组成植物的细胞壁。对细胞壁结构不同的植物，热压改善植物材料品质装置加工时，也采用对应的不同的技术条件。例如，木材与秸秆不同，其采用的温度和压力技术条件也不同。以木材为例。木材是由各种各样细胞组成的，由于各自化学成分的差异，影响了木材的物理、化学和力学性质的变化。木材的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。纤维素是地球上最丰富的天然有机材料，分布非常广泛。纤维素是由葡萄糖单体构成的线性结构大分子组成的，相互之间连接紧密形成结晶区，结晶区性质稳定，水分子难以进入。纤维素大分子之间的结合键主要是氢键、范德瓦尔斯力和碳氧键。纤维素分子链在细胞壁中形成的微纤丝沿细胞的轴向排列，赋予了木材较高的顺纹抗拉强度。纤维素在140℃以下时，热稳定性较佳，水分和挥发性物质散失，但在水分存在条件下会发生水解，在空气中会发生氧化；高于140℃，纤维素变为黄色，在碱液中溶解度增大；温度高于180℃时，热裂解程度增大，超过250℃时，则发生剧烈降解，生成许多简单的有机化合物。半纤维素是由木糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖和葡萄糖等多糖基组成的一种高分子聚合物。具有多而短的支链，主链上一般不超过150-200个糖基。半纤维素与部分纤维素分子链形成非结晶区，水分子和其它溶剂容易进入非结晶区，所以半纤维索比纤维素容易发生化学反应。木质素属于无定型物质，它是由苯基丙烷基本结构并由醚键和碳一碳键连接组成的属于芳香族的高聚物，天然木质素的分子量高达几十万，化学成分和化学结构都比较复杂，分子上具有甲氧基、羟基、羰基等基团。半纤维素和木质素将纤维素粘结在一起，起着支持纤维素骨架的作用，使木材具有理想的弹性和抗压强度。纤维素、半纤维素和木质素的结构和化学基团决定了木材的物理、化学性质，也影响了木材的加工利用工艺。木材的次要成分主要有多元酚、树脂酸、萜烯类等化合物，它影响了木材颜色、酸碱等物理化学性质，在木材加工中必须考虑到其对木材加工工艺的影响。木质素作为细胞间固结物质填充在细胞壁的微纤丝之间，也存在于胞间层，把相邻的细胞粘结在一起，起到加固木质化植物组织的作用，木质化后的细胞壁不仅能够增加树木茎干的强度，也能减少微生物对树木的侵害。木质素在25℃时比重为1.33-1.45g/cm3。木质素是热塑性物质。有水分存在时，在温度作用下，木质素发生软化。随温度升高，软化程度不同。木质素是各种不同聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热压改善植物材料品质装置，用于加工植物等材料、改变其形状和状态、使其更适合使用的装置，其特征是：基于植物材料的组成、化学和物理性质，采用适当加热使其中的木质素受热软化、可塑性增加，通过加压减小其细胞腔孔陷等各种空隙所占空间在植物材料中的比例，提高其密度和强度，大幅度提升改善其品质，使低品质植物材料成为高密度高强度的优质植物材料，解决保护生态环境、减少和停止森林尤其是优质林木采伐与充分满足经济社会发展和民众生活居住条件改善对高品质植物材料大量需求的突出矛盾和难题，不需要高密度优质木材经漫长岁月的生长才能获得的等待，实现其输入的原料只是普通植物材料甚至植物废料输出的就是高密度高强度优质植物材料的加工生产运行和获取模式，同时还能实现农林业副产品的综合优质高效利用和解决秸秆树叶直接燃烧污染大气环境的问题，能使高密度高强度优质植物材料广泛廉价的应用在技术和工业上成为切实可行的；可作为小型、中型和大型设备安全生产运行和广泛应用的热压改善植物材料品质装置。

【技术特征摘要】
1.一种热压改善植物材料品质装置，用于加工植物等材料、改变其形状和状态、使其更适合使用的装置，其特征是：基于植物材料的组成、化学和物理性质，采用适当加热使其中的木质素受热软化、可塑性增加，通过加压减小其细胞腔孔陷等各种空隙所占空间在植物材料中的比例，提高其密度和强度，大幅度提升改善其品质，使低品质植物材料成为高密度高强度的优质植物材料，解决保护生态环境、减少和停止森林尤其是优质林木采伐与充分满足经济社会发展和民众生活居住条件改善对高品质植物材料大量需求的突出矛盾和难题，不需要高密度优质木材经漫长岁月的生长才能获得的等待，实现其输入的原料只是普通植物材料甚至植物废料输出的就是高密度高强度优质植物材料的加工生产运行和获取模式，同时还能实现农林业副产品的综合优质高效利用和解决秸秆树叶直接燃烧污染大气环境的问题，能使高密度高强度优质植物材料广泛廉价的应用在技术和工业上成为切实可行的；可作为小型、中型和大型设备安全生产运行和广泛应用的热压改善植物材料品质装置。2.根据权利要求1所述的热压改善植物材料品质装置，其特征是：能把普通木材改善成为高密度优质木材；用于加工改善木材类的植物材料品质，并按木材类热压加工要求的条件配置，可以大幅度的提高被加工的普通低和中密度木材的品质，提高其密度和强度，使其成为高密度高强度的优质木材材料和物品，把普通低和中密度木材的材质，加工成高档红木级或优质硬木木材级材质的材料和物品。3.根据权利要求1所述的热压改善植物材料品质装置，其特征是：用秸秆制造优质木材级材料和物品；用于加工改善农作物秸秆类的植物材料品质，并按秸秆类热压加工要求的条件配置，可以把秸秆类植物材料的品质，通过热压加工，大幅度的提高其密度、强度和品质，使其成为高密度高强度的优质植物材料和物品，能把普通农作物秸秆，加工成低中高密度木材级、硬木木材级、高档木材级材质的材料和物品。4.根据权利要求1所述的热压改善植物材料品质装置，其特征是：用树枝树叶制造优质木材级材料和物品；用于加工改善树枝树叶类的植物材料品质，并按树枝树叶类热压加工要求的条件配置，可以把树枝树叶类...

【专利技术属性】
技术研发人员：董沛，谷济源，董保国，
申请(专利权)人：董沛，谷济源，董保国，
类型：发明
国别省市：北京,11