一种人造乌木的生产方法
一种人造乌木的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种木材改性技术，尤其涉及一种人造乌木的生产方法。
【背景技术】
[0002] 乌木又称阴沉木，是楠木、红椿、樟木和麻柳等树木因自然灾害埋入淤泥中，在缺 氧和高压状态下，经长期碳化过程形成的，其形成时间大约在3000~8000年不等。乌木本 质坚硬，多呈褐黑色、黑红色、黄金色和黄褐色，切面光滑，木纹细腻，打磨得法可使表面光 亮如镜；有的乌木本质已近似紫檀。其永不褪色、不腐朽和不生虫，是制作艺术品和仿古家 具的理想之材，一些天然造型的乌木艺术品极具有收藏价值。
[0003] 由于乌木为不可再生资源，开发量越来越少，目前还未找到能够完全代替乌木的 材料，导致市场上乌木缺失严重。目前，市场上仿制乌木主要是表面染色，多层挤压，注入合 金增加木材硬度等；但这些方法无论从外观还是使用性能上都与天然乌木存在一定差距。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就在于克服乌木形成时间长和不均匀碳化的缺点和不足，提供一种 人造乌木的生产方法。
[0005] 本发明的目的是这样实现的： 将专用木材的木质纤维经乳酸菌-酵母菌发酵液发酵液浸泡后完全软化，从而使后续 阶段发酵液中的产甲烷菌群完全进入木材内部，并利用木材中的酸和二氧化碳等底物产生 甲烷气，所得甲烷气在一定温度、一定压力下经催化剂催化后生成气相碳，沉积于木质纤维 表面，即得人造乌木。
[0006] 具体地说，本方法包括下列步骤： ①第一阶段发酵 将专用木材(选自楠木、红椿、樟木和麻柳等）置于乳酸菌-酵母菌发酵液中，于28~ 38 °C厌氧发酵96~136h，使木质纤维完全软化，从而打通细胞壁间隔； S第二阶段发酵 将完成步骤①的木材转移至甲烷菌发酵液中，于28~38 °C、厌氧环境下浸泡70~ 120h，使发酵产生的甲烷菌进入木材内部后，再加沼气液（市售或从沼气池采集)，于28~ 38 °C厌氧发酵至产生甲烷气(步骤I使木材内存留的甲烷菌，在产甲烷菌群的协同作用 下，利用酸和二氧化碳等产生甲烷气）； I加热加压催化 将完成步骤②的木材转移至催化剂溶液中，于28~38°C、厌氧环境下完全浸泡24~ 48h，使催化剂进入木材内部，捞出木材放入反应容器中，在厌氧环境下加热至100~ 350°C、加压至0. 15~0. 4MPa，并保温保压36~72h，催化木材内部存留的甲烷气体生成气 相碳沉积于木质纤维上，即得人造乌木。
[0007] 本发明具有下列优点和积极效果： ① 能使木材纤维大部分碳化改性； ② 处理后的木材色泽与天然乌木近似； ③ 可以最大限度与天然乌木物化指标近似； ④ 本发明适用于楠木、红椿、樟木和麻柳等木材改性。
【附图说明】
[0008] 图1是依照本方法生产所得的人造乌木之一； 图2是依照本方法生产所得的人造乌木之二； 图3是依照本方法生产所得的人造乌木之三。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合实施例对本法详细说明： 一、方法 ①第一阶段发酵 所述乳酸菌-酵母菌发酵液的制备方法： A、 培养基配制 称取多价蛋白胨200g、胰蛋白胨10g、酵母膏5g、氯化钠5g、牛肉膏50g、半胱胺酸 〇. 4g、氯化血红素5g、牛肉浸出液676mL，混合后调节pH值为7. 4,于121°C湿热灭菌30min ; B、 制备德氏保加利亚乳杆菌液 将德氏保加利亚乳杆菌按培养基质量5~10%的比例接种到上述培养基中，于28~ 38°C厌氧培养48h得德氏保加利亚乳杆菌液； C、 制备嗜热乳酸链球菌液 将嗜热乳酸链球菌按培养基质量5~10%的比例接种到上述培养基中，于28~38°C厌 氧培养48h得嗜热乳酸链球菌液。
[0010] D、制备酵母菌液 将酵母菌按培养基质量5~10%的比例接种到上述培养基中，于28~38°C厌氧培养 72h得酵母菌液； E、制备乳酸菌-酵母菌发酵液 将上述的德氏保加利亚乳杆菌液、嗜热乳酸链球菌液、酵母菌液和无菌水分别按1~ 3%、0. 8~2. 5%、0. 7~2. 5%和92~97. 5%的质量比混合均匀即得乳酸菌-酵母菌发酵液。
[0011] f第二阶段发酵 所述甲烷菌发酵液的制备方法： A、培养基配制 称取磷酸氢二钾〇. 4g、氯化镁2. 0g、磷酸二氢钾0. 4g、酵母膏1. 0g、氯化铵1. 0g、乙酸 钠2. 0g、氯化钾0. 2g、氯化钠2. 0g、微量元素溶液10.0 mL和蒸馏水1000mL，混合后调节pH 值为6. 5,于121°C湿热灭菌30min ; 所述的微量元素溶液由下列材料混合而成：七水合硫酸镁3. 0g，氯化钴0. lg，二水合 硫酸猛0. 5g，二水合氯化妈0. lg，七水合硫酸锌0. lg，氯化钠1. 0g，七水合硫酸亚铁0. lg， 五水合硫酸铜0. oig，硫酸铝钾0. oig，硼酸0. oig，二水合钼酸钠0. oig，蒸馏水lOOOrnL ; B、 制备甲烷菌液 将甲烷菌按培养基质量5~10%的比例接种到上述培养基中，于28~38°C厌氧培养 48h得甲烷菌液； C、 制备甲烷菌发酵液 在无菌条件下用无菌水将甲烷菌液稀释为1~3%质量百分比浓度的甲烷菌发酵液。
[0012] !加热加压催化 所述催化剂溶液的制备方法： 按照氧化镧1~3%、氧化镁1~3%、蒸馏水94~98%的质量比混合均匀即得催化剂溶 液。
[0013] 二、实验结果 如图1、图2、图3。
【主权项】
1. 一种人造乌木的生产方法，其特征在于包括下列步骤： ①第一阶段发酵 将专用木材置于乳酸菌-酵母菌发酵液中，于28~38 °C厌氧发酵96~136h，使木质 纤维完全软化，从而打通细胞壁间隔； I:第二阶段发酵 将完成步骤①的木材转移至甲烷菌发酵液中，于28~38 °C、厌氧环境下浸泡70~ 120h，使发酵产生的甲烷菌进入木材内部后，再加沼气液（市售或从沼气池采集)，于28~ 38 °C厌氧发酵至产生甲烷气； 5:加热加压催化 将完成步骤②的木材转移至催化剂溶液中，于28~38°C、厌氧环境下完全浸泡24~ 48h，使催化剂进入木材内部，捞出木材放入反应容器中，在厌氧环境下加热至100~ 350°C、加压至0. 15~0. 4MPa，并保温保压36~72h，催化木材内部存留的甲烷气体生成气 相碳沉积于木质纤维上，即得人造乌木。2. 按权利要求1所述的生产方法，其特征在于步骤①所述乳酸菌-酵母菌发酵液的制 备方法： A、 培养基配制 称取多价蛋白胨200g、胰蛋白胨10g、酵母膏5g、氯化钠5g、牛肉膏50g、半胱胺酸 〇. 4g、氯化血红素5g、牛肉浸出液676mL，混合后调节pH值为7. 4,于121°C湿热灭菌30min; B、 制备德氏保加利亚乳杆菌液 将德氏保加利亚乳杆菌按培养基质量5~10%的比例接种到上述培养基中，于28~ 38°C厌氧培养48h得德氏保加利亚乳杆菌液； C、 制备嗜热乳酸链球菌液 将嗜热乳酸链球菌按培养基质量5~10%的比例接种到上述培养基中，于28~38°C厌 氧培养48h得嗜热乳酸链球菌液； D、 制备酵母菌液 将酵母菌按培养基质量5~10%的比例接种到上述培养基中，于28~38°C厌氧培养 72h得酵母菌液； E、 制备乳酸菌-酵母菌发酵液 将上述的德氏保加利亚乳杆菌液、嗜热乳酸链球菌液、酵母菌液和无菌水分别按1~ 3%、0. 8~2. 5%、0. 7~2. 5%和92~97. 5%的质量比混合均匀即得乳酸菌-酵母菌发酵液。3. 按权利要求1所述的生产方法，其特征在于步骤2所述甲烷菌发酵液的制备方法： A、培养基配制 称取磷酸氢二钾〇. 4g、氯化镁2. 0g、磷酸二氢钾0. 4g、酵母膏1. 0g、氯化铵1. 0g、乙酸 钠2. 0g、氯化钾0. 2g、氯化钠2. 0g、微量元素溶液10.OmL和蒸馏水1000mL，混合后调节pH 值为6. 5,于121°C湿热灭菌30min; 所述的微量元素溶液由下列材料混合而成：七水合硫酸镁3. 0g，氯化钴0.lg，二水合 硫酸猛0. 5g，二水合氯化妈0.lg，七水合硫酸锌0.lg，氯化钠1. 0g，七水合硫酸亚铁0.lg， 五水合硫酸铜〇.oig，硫酸铝钾〇.oig，硼酸〇.oig，二水合钼酸钠〇.oig，蒸馏水lOOOrnL; B、 制备甲烷菌液 将甲烷菌按培养基质量5~10%的比例接种到上述培养基中，于28~38°C厌氧培养 48h得甲烷菌液； C、 制备甲烷菌发酵液 在无菌条件下用无菌水将甲烷菌液稀释为1~3%质量百分比浓度的甲烷菌发酵液。4.按权利要求1所述的生产方法，其特征在于步骤.1所述催化剂溶液的制备方法： 按照氧化镧1~3%、氧化镁1~3%、蒸馏水94~98%的质量比混合均匀即得催化剂溶 液。
【专利摘要】本发明公开了一种人造乌木的生产方法，涉及一种木材改性技术。本方法是：①第一阶段发酵：将专用木材置于乳酸菌-酵母菌发酵液中，使木质纤维完全软化，从而打通细胞壁间隔；第二阶段发酵：使发酵产生的甲烷菌进入木材内部后，再加沼气液厌氧发酵至产生甲烷气；加热加压催化：使木材内部存留的甲烷气体生成气相碳沉积于木质纤维上，即得人造乌木。本发明能使木材纤维大部分碳化改性；处理后的木材色泽与天然乌木近似；可以最大限度与天然乌木物化指标近似；适用于楠木、红椿、樟木和麻柳等木材改性。
【IPC分类】B27K3/50, B27K3/02, B27K5/06, B27K3/32, B27K5/00
【公开号】CN104908129
【申请号】CN201510355729
【发明人】陈子繁, 陈辉, 周康, 韩航, 郭休链
【申请人】湖北省轻工业科学研究设计院
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月24日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种木材改性技术，尤其涉及一种人造乌木的生产方法。
【背景技术】
[0002] 乌木又称阴沉木，是楠木、红椿、樟木和麻柳等树木因自然灾害埋入淤泥中，在缺 氧和高压状态下，经长期碳化过程形成的，其形成时间大约在3000~8000年不等。乌木本 质坚硬，多呈褐黑色、黑红色、黄金色和黄褐色，切面光滑，木纹细腻，打磨得法可使表面光 亮如镜；有的乌木本质已近似紫檀。其永不褪色、不腐朽和不生虫，是制作艺术品和仿古家 具的理想之材，一些天然造型的乌木艺术品极具有收藏价值。
[0003] 由于乌木为不可再生资源，开发量越来越少，目前还未找到能够完全代替乌木的 材料，导致市场上乌木缺失严重。目前，市场上仿制乌木主要是表面染色，多层挤压，注入合 金增加木材硬度等；但这些方法无论从外观还是使用性能上都与天然乌木存在一定差距。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就在于克服乌木形成时间长和不均匀碳化的缺点和不足，提供一种 人造乌木的生产方法。
[0005] 本发明的目的是这样实现的： 将专用木材的木质纤维经乳酸菌-酵母菌发酵液发酵液浸泡后完全软化，从而使后续 阶段发酵液中的产甲烷菌群完全进入木材内部，并利用木材中的酸和二氧化碳等底物产生 甲烷气，所得甲烷气在一定温度、一定压力下经催化剂催化后生成气相碳，沉积于木质纤维 表面，即得人造乌木。
[0006] 具体地说，本方法包括下列步骤： ①第一阶段发酵 将专用木材(选自楠木、红椿、樟木和麻柳等）置于乳酸菌-酵母菌发酵液中，于28~ 38 °C厌氧发酵96~136h，使木质纤维完全软化，从而打通细胞壁间隔； S第二阶段发酵 将完成步骤①的木材转移至甲烷菌发酵液中，于28~38 °C、厌氧环境下浸泡70~ 120h，使发酵产生的甲烷菌进入木材内部后，再加沼气液（市售或从沼气池采集)，于28~ 38 °C厌氧发酵至产生甲烷气(步骤I使木材内存留的甲烷菌，在产甲烷菌群的协同作用 下，利用酸和二氧化碳等产生甲烷气）； I加热加压催化 将完成步骤②的木材转移至催化剂溶液中，于28~38°C、厌氧环境下完全浸泡24~ 48h，使催化剂进入木材内部，捞出木材放入反应容器中，在厌氧环境下加热至100~ 350°C、加压至0. 15~0. 4MPa，并保温保压36~72h，催化木材内部存留的甲烷气体生成气 相碳沉积于木质纤维上，即得人造乌木。
[0007] 本发明具有下列优点和积极效果： ① 能使木材纤维大部分碳化改性； ② 处理后的木材色泽与天然乌木近似； ③ 可以最大限度与天然乌木物化指标近似； ④ 本发明适用于楠木、红椿、樟木和麻柳等木材改性。
【附图说明】
[0008] 图1是依照本方法生产所得的人造乌木之一； 图2是依照本方法生产所得的人造乌木之二； 图3是依照本方法生产所得的人造乌木之三。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合实施例对本法详细说明： 一、方法 ①第一阶段发酵 所述乳酸菌-酵母菌发酵液的制备方法： A、 培养基配制 称取多价蛋白胨200g、胰蛋白胨10g、酵母膏5g、氯化钠5g、牛肉膏50g、半胱胺酸 〇. 4g、氯化血红素5g、牛肉浸出液676mL，混合后调节pH值为7. 4,于121°C湿热灭菌30min ; B、 制备德氏保加利亚乳杆菌液 将德氏保加利亚乳杆菌按培养基质量5~10%的比例接种到上述培养基中，于28~ 38°C厌氧培养48h得德氏保加利亚乳杆菌液； C、 制备嗜热乳酸链球菌液 将嗜热乳酸链球菌按培养基质量5~10%的比例接种到上述培养基中，于28~38°C厌 氧培养48h得嗜热乳酸链球菌液。
[0010] D、制备酵母菌液 将酵母菌按培养基质量5~10%的比例接种到上述培养基中，于28~38°C厌氧培养 72h得酵母菌液； E、制备乳酸菌-酵母菌发酵液 将上述的德氏保加利亚乳杆菌液、嗜热乳酸链球菌液、酵母菌液和无菌水分别按1~ 3%、0. 8~2. 5%、0. 7~2. 5%和92~97. 5%的质量比混合均匀即得乳酸菌-酵母菌发酵液。
[0011] f第二阶段发酵 所述甲烷菌发酵液的制备方法： A、培养基配制 称取磷酸氢二钾〇. 4g、氯化镁2. 0g、磷酸二氢钾0. 4g、酵母膏1. 0g、氯化铵1. 0g、乙酸 钠2. 0g、氯化钾0. 2g、氯化钠2. 0g、微量元素溶液10.0 mL和蒸馏水1000mL，混合后调节pH 值为6. 5,于121°C湿热灭菌30min ; 所述的微量元素溶液由下列材料混合而成：七水合硫酸镁3. 0g，氯化钴0. lg，二水合 硫酸猛0. 5g，二水合氯化妈0. lg，七水合硫酸锌0. lg，氯化钠1. 0g，七水合硫酸亚铁0. lg， 五水合硫酸铜0. oig，硫酸铝钾0. oig，硼酸0. oig，二水合钼酸钠0. oig，蒸馏水lOOOrnL ; B、 制备甲烷菌液 将甲烷菌按培养基质量5~10%的比例接种到上述培养基中，于28~38°C厌氧培养 48h得甲烷菌液； C、 制备甲烷菌发酵液 在无菌条件下用无菌水将甲烷菌液稀释为1~3%质量百分比浓度的甲烷菌发酵液。
[0012] !加热加压催化 所述催化剂溶液的制备方法： 按照氧化镧1~3%、氧化镁1~3%、蒸馏水94~98%的质量比混合均匀即得催化剂溶 液。
[0013] 二、实验结果 如图1、图2、图3。
【主权项】
1. 一种人造乌木的生产方法，其特征在于包括下列步骤： ①第一阶段发酵 将专用木材置于乳酸菌-酵母菌发酵液中，于28~38 °C厌氧发酵96~136h，使木质 纤维完全软化，从而打通细胞壁间隔； I:第二阶段发酵 将完成步骤①的木材转移至甲烷菌发酵液中，于28~38 °C、厌氧环境下浸泡70~ 120h，使发酵产生的甲烷菌进入木材内部后，再加沼气液（市售或从沼气池采集)，于28~ 38 °C厌氧发酵至产生甲烷气； 5:加热加压催化 将完成步骤②的木材转移至催化剂溶液中，于28~38°C、厌氧环境下完全浸泡24~ 48h，使催化剂进入木材内部，捞出木材放入反应容器中，在厌氧环境下加热至100~ 350°C、加压至0. 15~0. 4MPa，并保温保压36~72h，催化木材内部存留的甲烷气体生成气 相碳沉积于木质纤维上，即得人造乌木。2. 按权利要求1所述的生产方法，其特征在于步骤①所述乳酸菌-酵母菌发酵液的制 备方法： A、 培养基配制 称取多价蛋白胨200g、胰蛋白胨10g、酵母膏5g、氯化钠5g、牛肉膏50g、半胱胺酸 〇. 4g、氯化血红素5g、牛肉浸出液676mL，混合后调节pH值为7. 4,于121°C湿热灭菌30min; B、 制备德氏保加利亚乳杆菌液 将德氏保加利亚乳杆菌按培养基质量5~10%的比例接种到上述培养基中，于28~ 38°C厌氧培养48h得德氏保加利亚乳杆菌液； C、 制备嗜热乳酸链球菌液 将嗜热乳酸链球菌按培养基质量5~10%的比例接种到上述培养基中，于28~38°C厌 氧培养48h得嗜热乳酸链球菌液； D、 制备酵母菌液 将酵母菌按培养基质量5~10%的比例接种到上述培养基中，于28~38°C厌氧培养 72h得酵母菌液； E、 制备乳酸菌-酵母菌发酵液 将上述的德氏保加利亚乳杆菌液、嗜热乳酸链球菌液、酵母菌液和无菌水分别按1~ 3%、0. 8~2. 5%、0. 7~2. 5%和92~97. 5%的质量比混合均匀即得乳酸菌-酵母菌发酵液。3. 按权利要求1所述的生产方法，其特征在于步骤2所述甲烷菌发酵液的制备方法： A、培养基配制 称取磷酸氢二钾〇. 4g、氯化镁2. 0g、磷酸二氢钾0. 4g、酵母膏1. 0g、氯化铵1. 0g、乙酸 钠2. 0g、氯化钾0. 2g、氯化钠2. 0g、微量元素溶液10.OmL和蒸馏水1000mL，混合后调节pH 值为6. 5,于121°C湿热灭菌30min; 所述的微量元素溶液由下列材料混合而成：七水合硫酸镁3. 0g，氯化钴0.lg，二水合 硫酸猛0. 5g，二水合氯化妈0.lg，七水合硫酸锌0.lg，氯化钠1. 0g，七水合硫酸亚铁0.lg， 五水合硫酸铜〇.oig，硫酸铝钾〇.oig，硼酸〇.oig，二水合钼酸钠〇.oig，蒸馏水lOOOrnL; B、 制备甲烷菌液 将甲烷菌按培养基质量5~10%的比例接种到上述培养基中，于28~38°C厌氧培养 48h得甲烷菌液； C、 制备甲烷菌发酵液 在无菌条件下用无菌水将甲烷菌液稀释为1~3%质量百分比浓度的甲烷菌发酵液。4.按权利要求1所述的生产方法，其特征在于步骤.1所述催化剂溶液的制备方法： 按照氧化镧1~3%、氧化镁1~3%、蒸馏水94~98%的质量比混合均匀即得催化剂溶 液。
【专利摘要】本发明公开了一种人造乌木的生产方法，涉及一种木材改性技术。本方法是：①第一阶段发酵：将专用木材置于乳酸菌-酵母菌发酵液中，使木质纤维完全软化，从而打通细胞壁间隔；第二阶段发酵：使发酵产生的甲烷菌进入木材内部后，再加沼气液厌氧发酵至产生甲烷气；加热加压催化：使木材内部存留的甲烷气体生成气相碳沉积于木质纤维上，即得人造乌木。本发明能使木材纤维大部分碳化改性；处理后的木材色泽与天然乌木近似；可以最大限度与天然乌木物化指标近似；适用于楠木、红椿、樟木和麻柳等木材改性。
【IPC分类】B27K3/50, B27K3/02, B27K5/06, B27K3/32, B27K5/00
【公开号】CN104908129
【申请号】CN201510355729
【发明人】陈子繁, 陈辉, 周康, 韩航, 郭休链
【申请人】湖北省轻工业科学研究设计院
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月24日
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