加州一家公司即将建成一家制造厂,不久将生产由稻草而不是木纤维制成的中密度纤维板(MDF)。
CalPlant 1这家耗资3.15亿美元的工厂位于加州的威洛斯,位于萨克拉门托以北85英里处,是一个重要的水稻种植区。该公司表示,该工厂建成后每年将生产相当于1.4亿平方英尺3/4英寸的中密度纤维板。
目前,几乎所有的中密度纤维板都是由废木材纤维制成的,广泛应用于橱柜、门和地板衬底。CalPlant 1公司表示,该公司生产的板材不含甲醛,性能与木质中密度纤维板相同。
根据该公司的说法,这个过程有几个环境效益,包括每年使用30万吨稻草-约占萨克拉门托山谷生产的20%。所有用于生产的原料都将来自距离工厂不超过25英里的水稻种植者。
1991年加州禁止焚烧废弃稻草后,一些农民在收获后开始向田地浇水,以加速废弃稻草的腐烂。使用稻草制造中密度纤维板将为农民提供另一种处理方式。
该工厂的产量将足以满足加州中密度纤维板市场30%的需求公司新闻稿.
除了中密度板,CalPlant 1还将生产各种密度和厚度的面板,最高可达30毫米(1.18英寸)。胶合板制造商哥伦比亚森林产品公司是该项目的早期投资者,将负责销售这些面板。
该工厂正在吉姆·博伊德家族所有的土地上建造,吉姆·博伊德是一名稻农,他最初在20世纪90年代找到杰瑞·乌兰德,现在是CalPlant的总统,他有了这个想法,架构师杂志称在文章中关于公司。博伊德于2009年去世,但他的女儿苏西仍活跃在该公司。
面板将使用pMDI作为粘合剂,帮助MDF遵守联邦法规旨在限制甲醛的排放。CalPlant副总裁伊丽莎白·惠伦告诉记者架构师该公司希望在未来转向一种更天然的粘合剂,比如哥伦比亚公司一些面板产品中使用的大豆基树脂。
预计该电池板将于明年第一季度上市销售。惠兰在给GBA的一封电子邮件中说,它们将通过哥伦比亚森林产品公司分发,也直接销售给使用大量中密度纤维板的制造商,如木制品、橱柜和地板生产商。她说,MDF将在北美各地都能买到,“但从物流角度来说,运费,尤其是较厚材料的运费,将是一些买家考虑的一个因素。”
包括品牌名称在内的产品将在明年第一季度全面推出。MDF将与目前市场上的人造板“定价具有竞争力”。
惠兰补充说,该公司目前的重点是加州,但未来可能会发生变化。
“水稻在美国和全球其他地区都有种植,”她说,“这使得稻草作为一种丰富的、每年可再生的原材料,所以最终我们希望将这项技术推广到其他地区。”
非木质中密度纤维板并不常见
行业组织复合板材协会(Composite Panel Association)主席杰克逊·莫里尔(Jackson Morrill)说,中密度纤维板(MDF)通常是用木材生产过程中产生的废锯末和刨花制成的。在过去,使用小麦和稻草等替代品的努力基本上都是不成功的。例如,陶氏生物制品公司(Dow BioProducts)在2005年放弃了用麦秸和聚氨酯粘合剂生产纤维板面板的努力,因为生产成本太高。
市场上有一种非木质中密度纤维板Wheatboard它由麦秸和一种名为MDI的无甲醛粘合剂制成。它可以通过巴尔的摩的经销商Chesapeake胶合板(Chesapeake Plywood)购买,一张4×8的3/4英寸厚的胶合板售价65.20美元(如果以50张为单位购买,每张售价43.47美元)。
Morrill说,早期用农业废弃秸秆制造MDF的尝试由于多种原因失败了,但加州的新工厂“进展顺利”,代表了其创始人20多年来的努力,使这一想法成为现实。
稻草MDF的一个关键卖点是使用了不含甲醛的树脂,甲醛是一种被国际癌症研究机构列为人类致癌物的化学物质。尽管大多数中密度纤维板是用脲甲醛粘合剂制造的,Morrill在电话中说,这些面板仍然能够满足要求排放限制由美国环境保护署和加州空气资源委员会建立。
莫里尔说,使用无添加甲醛树脂制成的中密度纤维板是可行的,但并不常见。生产商坚持使用脲甲醛的原因有很多,包括树脂替代品可能出现的成本和生产问题。
莫里尔称CalPlant是一个“三赢”项目,因为它将有助于解决加州水稻种植者一直以来的环境问题。这种制造过程也可能成为其他地方对抗空气污染的重要工具。例如,在印度,稻草在大火中被烧毁,使天空变黑。在一种可能寿命较长的产品中捕获稻草,似乎也提供了一些与木制品相同的碳捕获优势。然而,莫里尔说,他不知道这两种材料之间的碳封存情况如何。
用水和甲烷问题
CalPlant将减少用水量列为其生产过程的一个环境优势,因为在收获后,更少的田地需要被水淹没,但该州的水资源部门也看到了这种做法的一些优势。
农业部水资源利用和效率部门的负责人彼得·博斯特罗姆(Peter Bostrom)说,农民通常在收获后用3到4英寸的水淹没田地。他说,他没有确切估计每年为此使用了多少水,但他说,每年萨克拉门托山谷有“大量”英亩的土地被淹没。
这是环境问题吗?不一定。人工洪水为候鸟创造了栖息地,为昆虫提供了繁殖场所,有助于该地区河流中的鱼类,并有助于冲走土壤中的盐分。洪水发生在秋季和冬季,这不是最佳的灌溉季节,而水可以帮助补充地下供应。
“实际的水成本可能是最低的,”他说。“历史上,萨克拉门托山谷一直是泛滥平原,所以这些地区在冬天经常会被洪水淹没。在某些情况下,这些田地的洪水仅仅是由冬季降雨造成的。”
博斯特罗姆自己也曾是一名稻农,他说稻草可以用作动物的垫草,也可以用于建筑工地的土壤保留。它也可以被切碎并投入土壤,尽管这种做法可能会导致水稻茎病,如果来年在同一块土地上种植水稻,并且作物不轮作的话。洪水不会让疾病孢子积聚,所以它是“相对有效的”,以这种方式替代燃烧。
CalPlant将为农民提供另一种处理秸秆的选择。他说:“所提出的方案符合州政府和能源部的观点,即试图促进多种方式,在多个方面改善整个山谷的用水和环境问题。”“你不能在冬天淹没整个山谷,所以这为使用稻草提供了另一种选择。”
水稻种植对甲烷排放也有影响。根据加州空气资源委员会(CARB)的说法,洪水是水稻种植的一个组成部分,通过甲烷生成的过程,使稻田成为甲烷的来源。该州超过54万英亩的稻田占全州排放量的2%,平均贡献797,000公吨的CO2相当于2000年至2017年期间每年的产量。
CARB没有详细分析可能具体归因于收获后洪水的排放,所以目前还不清楚CalPlant这样的操作可能会如何改变排放状况。
来自稻田的甲烷排放是一个问题,CARB发言人Dave Clegern说,但“与奶牛场和其他牲畜设施的甲烷排放相比,它们的贡献微不足道。”这些业务占该州每年甲烷排放量的一半以上。
尽管如此,CARB已经开发了一种碳抵消协议对于稻农来说,其中描述了减少甲烷释放的最有效手段。
-斯科特·吉布森是《绿色建筑顾问》的特约撰稿人良好的住宅建筑杂志。
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3评论
>将具有与木质MDF相同的性能特征。
我希望看到一些关于防水、防霉菌、防白蚁和防老鼠的实际数据——想想当他们使用大豆绝缘时,电线会出现意想不到的老鼠问题。
很有趣。我想知道竹子是否可以在这个过程中发挥作用。
纤维结实,生长快。
用竹子制作中密度纤维板会浪费竹子的一些固有强度特性,因为竹子的纤维很长。MDF型材料是利用更小/更短/更细纤维的好方法。
目前已经有一种主要以竹子为基础的胶合板/结构板可供选择,例如:
http://bamcore.com/
https://www.youtube.com/watch?v=B4c_TXt_ECg
http://bamcore.com/wp-content/uploads/2018/04/BamCore-and-Global-Warming_2017-06-19.pdf
他们的几乎无框架结构墙系统方法有一些优点,但其系统中钢顶板和底板的热桥接看起来已经成熟,值得改进/修订,特别是当看到一英尺厚的纤维素墙时:
http://bamcore.com/wp-content/uploads/2017/04/bamcore-wall-system-1.png
稻草中密度纤维板是一种很好的废物处理产品。已经有一些用稻壳作为绝缘材料的实验,但到目前为止,我还没有听说过商业产品。与稻草不同,稻壳在任何自然环境中降解都非常缓慢,并且在没有外部燃料来源的情况下不能燃烧,这都是由于二氧化硅含量高。这种非常耐火的特性和缓慢的降解使其作为绝缘材料非常有吸引力,但在未经改性的情况下,R/英寸和R/lb方面不如传统的松散填充绝缘。
https://www.appropedia.org/Rice_hulls_in_construction#targetText=In%20their%20raw%20and%20unprocessed,super%2Dinsulated%20Rice%20Hull%20House.
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