第202章 秸秆包膜材料实验成功(1/2)
李薇和林荞打定主意用秸秆做文章后,俩人就跟钉在了实验室和农场的加工棚里似的,一天到晚琢磨着怎么把秸秆变成能用的包膜材料。之前算过一笔账,纯壳聚糖做包膜,一吨化肥的包膜成本就要三千多,换成秸秆纤维素,成本能直接砍半,可这“变废为宝”的活儿,真干起来才知道有多不容易。
沈砚舟帮着从附近村庄收了三大车玉米秸秆,堆在农场的空地上,金灿灿的一大片。农民们听说秸秆能卖钱,都乐意送过来,有的大爷拉着沈砚舟说:“以前这秸秆要么烧了,要么烂在地里,还污染空气,现在能换钱,真是帮了我们大忙!” 沈砚舟按每斤一毛钱的价格收,一车秸秆才几十块钱,比买壳聚糖便宜太多了。
可刚一开始处理秸秆,俩人就犯了难。秸秆上沾着泥土、枯叶,还有不少玉米须,得先清理干净。李薇和林荞带着手套,蹲在地上一根一根地捡,把杂质去掉,再切成小段。没一会儿,俩人的手上就磨出了红印子,脸上也沾了灰,活像两只小花猫。陈阳看着心疼,主动找机械系的同学借了台小型粉碎机,“哐当哐当”地把清理好的秸秆打成了细粉末,省了俩人不少力气。
接下来是提取纤维素。李薇查资料说,秸秆里的纤维素藏在木质素和半纤维素里,得用碱水把这些杂质去掉。俩人找了个大铁锅,按比例兑了碱水,把秸秆粉末倒进去,架起柴火慢慢煮。柴火噼里啪啦地烧着,锅里的水咕嘟咕嘟冒泡,一股淡淡的草木味混着碱水味飘了出来。
“得煮够两个小时,才能把杂质分解掉。”李薇一边盯着锅,一边时不时搅拌一下,生怕底下的粉末糊了。煮到一个半小时的时候,锅里的水变成了深褐色,上面飘着一层泡沫,那是煮出来的木质素。林荞用滤网把泡沫撇掉,继续煮。等煮够时间,俩人把锅里的混合物倒进滤网,用清水一遍一遍地冲,直到冲出来的水变清澈,滤网上剩下的就是淡黄色的纤维素粗品。
可这粗品还不行,里面还有不少细小的杂质,做出来的包膜会不平整。俩人又把粗品放进漂白粉溶液里泡了半个小时,去掉色素和残留的杂质,再用清水反复冲洗,然后放进烘箱里烘干。等烘箱门打开的那一刻,俩人凑过去一看,里面是细细的白色粉末,摸起来滑溜溜的,跟面粉似的,这就是纯纤维素了。
“总算把纤维素提出来了!”林荞长舒一口气,手里捏着这来之不易的粉末,心里满是成就感。可这只是第一步,接下来还要和壳聚糖混合,测试包膜效果。
俩人先按7:3的比例混合,70%的纤维素加30%的壳聚糖,再加入5%的淀粉增加柔韧性,2%的纳米黏土填充缝隙。按照之前的工艺,调成包膜液,裹在化肥颗粒上,70c低温烘干。等样品做好,俩人迫不及待地做了测试,结果却让人失望——包膜虽然看起来平整,但一捏就碎,柔韧性太差,放在模拟土壤里才十天,养分就释放了60%,根本达不到60天的缓释要求。
“比例不对,纤维素太多,壳聚糖太少,包膜的韧性不够。”李薇拿着碎掉的包膜颗粒,分析道,“壳聚糖能增加粘性和韧性,纤维素虽然便宜,但太脆,得多加点壳聚糖。”
俩人又调整比例,改成6:4,60%的纤维素加40%的壳聚糖。这次做出来的包膜,柔韧性好了不少,捏起来不容易碎,但缓释效果还是差了点,30天养分释放率达到了70%,比纯壳聚糖的高了10%。
“再加点壳聚糖试试。”林荞说。俩人又改成5:5的比例,这次包膜的韧性和缓释效果都接近纯壳聚糖了,但成本只降了30%,还没达到预期。“能不能再少加点壳聚糖,又不影响效果?”林荞琢磨着。
俩人又试着在5:5的比例里,多加点淀粉和纳米黏土,淀粉能增加粘性,纳米黏土能填充缝隙,增强密封性。这次做出来的样品,包膜表面光滑,柔韧性好,捏不碎,放在模拟土壤里测试,30天养分释放率55%,45天78%,60天达到86%,和纯壳聚糖包膜的效果几乎一样!
俩人兴奋地跳了起来,赶紧核算成本。之前纯壳聚糖包膜,一吨化肥的包膜材料成本3200元,现在用5:5的纤维素和壳聚糖混合,再加上淀粉和纳米黏土,一吨包膜材料成本只要1600元,整整降低了50%!折算到每斤化肥上,成本从1.2元降到了0.6元,只比普通化肥贵2毛钱。
“太好了!成本真的降下来了!”李薇拿着核算表,激动得手都在抖,“农民种一亩地用80斤化肥,也就多花16块钱,可比多收的粮食差远了!”
为了确保效果,俩人又在实验田做了田间测试。她们把用秸秆纤维素混合包膜的化肥,和纯壳聚糖包膜的化肥,还有普通化肥,分别施在三块“旱优1号”小麦田里,其他管理条件都一样。
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