農(nóng)副產(chǎn)品及其加工：7植物纖維類化工產(chǎn)品

1、第五章第五章 植物纖維類化工產(chǎn)品植物纖維類化工產(chǎn)品第一節(jié)第一節(jié) 植物纖維廢料的利用植物纖維廢料的利用一、植物纖維廢料的組成一、植物纖維廢料的組成w纖維素（纖維素（20552055）：高分子多糖，具有膠體性質(zhì)）：高分子多糖，具有膠體性質(zhì)w半纖維素（半纖維素（16351635）：）：w木質(zhì)素（木質(zhì)素（17301730）：）：二、植物纖維廢料的利用二、植物纖維廢料的利用w水解（糖化）：原料組織中的多糖（纖維素和半纖維素）在水解（糖化）：原料組織中的多糖（纖維素和半纖維素）在一定條件下與水反應(yīng)生成單糖一定條件下與水反應(yīng)生成單糖。利用途徑一玉米芯玉米芯棉籽殼棉籽殼麩皮麩皮稻殼稻殼油茶殼油茶殼花生殼花生殼

2、向日葵殼向日葵殼糠醛糠醛纖維素殘?jiān)w維素殘?jiān)姿徕c醋酸鈉丙酮丙酮纖維素纖維素水解液水解液醋酸醋酸乙醇乙醇順反丁烯二酸、糠酮樹脂、順反丁烯二酸、糠酮樹脂、糠酸、糠醛樹脂、尼龍糠酸、糠醛樹脂、尼龍66乙酰丙酸乙酰丙酸木糖木糖乳酸、檸檬酸、乙醇、乳酸、檸檬酸、乙醇、丙酮、丁醇丙酮、丁醇蒸煮蒸煮硫酸硫酸副產(chǎn)物副產(chǎn)物水解水解發(fā)酵發(fā)酵干餾干餾酸酸水解水解水解水解發(fā)酵發(fā)酵利用途徑二利用途徑二木材木材甲醇、丙酮、醋酸甲醇、丙酮、醋酸纖維素水解液纖維素水解液乳酸、檸檬酸、乙醇、乳酸、檸檬酸、乙醇、丙酮、丁醇丙酮、丁醇水解水解干餾干餾發(fā)酵發(fā)酵利用途徑三利用途徑三竹子竹子玉米桿玉米桿棉桿棉桿麥桿麥桿稻桿稻桿纖維素水

3、解液纖維素水解液乙醇、丙酮、丁醇乙醇、丙酮、丁醇亞硫酸紙漿亞硫酸紙漿亞硫酸鹽廢液亞硫酸鹽廢液纖維素鈉纖維素鈉羧甲基纖維素羧甲基纖維素硝化纖維硝化纖維纖維素纖維素醋酸纖維醋酸纖維香蘭素香蘭素粘膠纖維粘膠纖維銅銨纖維銅銨纖維水解水解亞硫酸（鈣）亞硫酸（鈣）發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵銅銨溶液銅銨溶液醋酸醋酸混酸混酸精制精制NaOH氯代醋酸氯代醋酸CS2三、水解產(chǎn)生中常用的專業(yè)名詞三、水解產(chǎn)生中常用的專業(yè)名詞w風(fēng)干原料風(fēng)干原料：含有一定水分的原料，簡稱風(fēng)干：含有一定水分的原料，簡稱風(fēng)干料。料。w絕干原料絕干原料：生產(chǎn)中為計(jì)算產(chǎn)率時有一個較合：生產(chǎn)中為計(jì)算產(chǎn)率時有一個較合理的基準(zhǔn)將風(fēng)干原料中所含水分全部扣除。理的

4、基準(zhǔn)將風(fēng)干原料中所含水分全部扣除。w酸濃酸濃：水解過程中催化劑稀酸的濃度（重量：水解過程中催化劑稀酸的濃度（重量百分比）百分比）w固液比固液比：風(fēng)干原料與稀酸的重量比：風(fēng)干原料與稀酸的重量比w水解周期水解周期：水解時間：水解時間+ +輔助時間輔助時間四、植物纖維廢料利用的經(jīng)濟(jì)效益四、植物纖維廢料利用的經(jīng)濟(jì)效益w代替淀粉制乙醇代替淀粉制乙醇w生產(chǎn)飼料酵母，減少進(jìn)口量生產(chǎn)飼料酵母，減少進(jìn)口量w醫(yī)藥醫(yī)藥w化工原料化工原料w實(shí)例甘蔗渣的綜合利用實(shí)例甘蔗渣的綜合利用甘蔗渣的綜合利用甘蔗渣的綜合利用w甘蔗渣一般組成：甘蔗渣一般組成：纖維素纖維素半纖維素半纖維素木質(zhì)素木質(zhì)素蔗蠟蔗蠟可溶性固體物可溶性固體物主

5、要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：利用情況：利用情況：綜合利用項(xiàng)目達(dá)多項(xiàng)，已具有工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的為：綜合利用項(xiàng)目達(dá)多項(xiàng)，已具有工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的為：燃料、制漿造紙、人造板、飼料、糠醛、木糖醇、羧甲基纖維素燃料、制漿造紙、人造板、飼料、糠醛、木糖醇、羧甲基纖維素燃料燃料活性炭活性炭甲烷甲烷纖維板纖維板碎粒板碎粒板書寫紙書寫紙CMCCMC漂白紙漿漂白紙漿糠醇糠醇糠醛糠醛木糖醇木糖醇新聞紙新聞紙第二節(jié) 糠醛一、糠醛的主要性質(zhì)和用途w名稱與結(jié)構(gòu)：呋喃甲醛名稱與結(jié)構(gòu)：呋喃甲醛w性質(zhì)性質(zhì)w用途用途 重要的有機(jī)原料重要的有機(jī)原料 作石油工業(yè)和其它行業(yè)中的選擇性溶劑作石油工業(yè)和其它行業(yè)中的選擇性溶劑二、糠醛生產(chǎn)的基本原理w主反應(yīng)：

6、w（C5H8O4)n + nH2O- nC5H10O5wC5H10O5-C5H4O2 + 3H2Ow副反應(yīng)二、糠醛生產(chǎn)的基本原理w工藝條件工藝條件w催化劑催化劑w適宜固液比適宜固液比w水解壓力水解壓力w及時出醛及時出醛w勞動保護(hù)勞動保護(hù)三、糠醛生產(chǎn)的工藝過程原料原料粉碎粉碎水解液水解液共共煮煮蒸蒸餾餾冷凝冷凝分離分離中和中和精制精制壓榨壓榨母液母液循環(huán)回用循環(huán)回用洗滌洗滌殘?jiān)鼩堅(jiān)礈煲合礈煲涸?、糠醛生產(chǎn)工藝過程w粉碎、輸送、配酸、拌酸w水解（蒸煮）：w糠醛溶液共沸物蒸餾w堿中和w精制四、糠醛生產(chǎn)中三廢回收利用w二次水解生產(chǎn)二次水解生產(chǎn)酒精酒精w醋酸醋酸回收回收w餾分生產(chǎn)樹脂餾分生產(chǎn)樹脂w殘

7、渣利用殘?jiān)?燃料、肥料、制活性炭、回收廢酸液燃料、肥料、制活性炭、回收廢酸液第三節(jié) 飼料酵母w一、發(fā)展飼料酵母開發(fā)的意義w二、醛渣制白地酶w三、稻殼制飼料酵母w四、農(nóng)林業(yè)廢料生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白SCP第四節(jié) 植物纖維的開發(fā)利用w一、植物纖維制草酸（硝化法、發(fā)酵法、植物纖維制草酸（硝化法、發(fā)酵法、堿熔堿熔法）法）w二、花生殼制高分子捕集劑（原料需要預(yù)處理）二、花生殼制高分子捕集劑（原料需要預(yù)處理）w三、植物纖維素酶水解（原料需要預(yù)處理）三、植物纖維素酶水解（原料需要預(yù)處理）w四、植物纖維廢料輻射水解四、植物纖維廢料輻射水解輻射水解纖維廢料w輻射加工輻射加工：以高能輻射為手段進(jìn)行材料的物理和化：以高

8、能輻射為手段進(jìn)行材料的物理和化學(xué)加工。學(xué)加工。w輻射化學(xué)輻射化學(xué)：研究物質(zhì)因受外來電磁波或高能電離射：研究物質(zhì)因受外來電磁波或高能電離射線影響而產(chǎn)生化學(xué)效應(yīng)的學(xué)科。線影響而產(chǎn)生化學(xué)效應(yīng)的學(xué)科。w輻射水解纖維廢料優(yōu)點(diǎn)：輻射水解纖維廢料優(yōu)點(diǎn)： 產(chǎn)糖率高；水解時間段；能耗低；不需高溫；易實(shí)產(chǎn)糖率高；水解時間段；能耗低；不需高溫；易實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)；無三廢污染；流程短現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)；無三廢污染；流程短二次水解生產(chǎn)酒精w原理原理：主反應(yīng)主反應(yīng): (C6H10O5)n + nH2O-nC6H12O6副反應(yīng)副反應(yīng) nC6H12O6 -CH3COCH2CH2COOH + HCOOHw生產(chǎn)工藝過程生產(chǎn)工藝過程w水解前準(zhǔn)

9、備工作：計(jì)算水解前準(zhǔn)備工作：計(jì)算w水解：溫度、壓力、固液比、酸濃、水解周期水解：溫度、壓力、固液比、酸濃、水解周期w中和：石灰乳中和，在中和：石灰乳中和，在8590度下調(diào)度下調(diào)pH4.24.8w澄清：凈化雜質(zhì)澄清：凈化雜質(zhì)w發(fā)酵：嚴(yán)格控制清潔衛(wèi)生、殺菌、防止雜菌感染發(fā)酵：嚴(yán)格控制清潔衛(wèi)生、殺菌、防止雜菌感染1.酒精蒸餾：酒精蒸餾：醋酸回收w糠醛氣相中和副產(chǎn)醋酸鈉糠醛氣相中和副產(chǎn)醋酸鈉w糠醛蒸餾塔底廢水液相萃取糠醛蒸餾塔底廢水液相萃取糠醛主要性質(zhì)w外觀：苦杏仁味無色透明液體外觀：苦杏仁味無色透明液體w物理常數(shù)物理常數(shù)w溶解性溶解性w溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、丙酮；能與許溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、

10、丙酮；能與許多有機(jī)液體混合；對無機(jī)鹽無溶解力多有機(jī)液體混合；對無機(jī)鹽無溶解力w化學(xué)性質(zhì)：氧化化學(xué)性質(zhì)：氧化糠醛生產(chǎn)主反應(yīng)稻殼制飼料酵母稻殼稻殼戊糖水解液戊糖水解液濃縮液濃縮液pH3.5pH3.5水解液水解液除銅除銅pH6.57pH6.57水解液水解液濃縮酵母液濃縮酵母液酵母醪廢液廢液澄清液澄清液 發(fā)酵增殖罐中發(fā)酵發(fā)酵增殖罐中發(fā)酵30%30%酵母酵母壓榨壓榨商品酵母商品酵母酵母種子酵母種子0.4%H2SO40.02%Na2S石灰乳石灰乳8085蒸發(fā)蒸發(fā)石灰乳石灰乳靜置靜置加培養(yǎng)液加培養(yǎng)液:尿素、尿素、(NH4)2SO4離心分離離心分離重復(fù)離心重復(fù)離心板框壓濾機(jī)板框壓濾機(jī)烘干烘干單細(xì)胞蛋白w定義定

11、義：由生物工程培養(yǎng)獲得的微生物菌體中含有的：由生物工程培養(yǎng)獲得的微生物菌體中含有的大量蛋白質(zhì)，常作食物或飼料用蛋白。大量蛋白質(zhì)，常作食物或飼料用蛋白。w優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：蛋白質(zhì)含量高，富含維他命、礦物質(zhì)、多種：蛋白質(zhì)含量高，富含維他命、礦物質(zhì)、多種氨基酸，營養(yǎng)豐富。氨基酸，營養(yǎng)豐富。w原料原料：石油化工產(chǎn)品；酵母菌種；農(nóng)林業(yè)廢料；亞：石油化工產(chǎn)品；酵母菌種；農(nóng)林業(yè)廢料；亞硫酸造紙漿廢水；豆腐廢水、味精廢液。硫酸造紙漿廢水；豆腐廢水、味精廢液。w近年研究方向近年研究方向：單細(xì)胞蛋白近年研究方向w原料由礦物質(zhì)產(chǎn)品轉(zhuǎn)向可再生性植物資源原料由礦物質(zhì)產(chǎn)品轉(zhuǎn)向可再生性植物資源w從單純生產(chǎn)從單純生產(chǎn)SCP提供飼料蛋白轉(zhuǎn)向消除環(huán)境污染、提供飼料蛋白轉(zhuǎn)向消除環(huán)境污染、促進(jìn)資源多層次利用、改善生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)、提供新促進(jìn)資源多層次利用、改善生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)、提供新型蛋白質(zhì)產(chǎn)品多方面互相結(jié)合型蛋白質(zhì)產(chǎn)品多方面互相結(jié)合w以現(xiàn)代技術(shù)高集中型的大型工廠轉(zhuǎn)向中小型廠以現(xiàn)代技術(shù)高集中型的大型工廠轉(zhuǎn)向中小型廠w從單一生產(chǎn)蛋白飼料轉(zhuǎn)向生產(chǎn)食用蛋白直接供人類從單一生