秸稈工業(yè)化利用-課件

秸稈作為工業(yè)原料的利用現(xiàn)狀、

存在的問題及建議秸稈作為工業(yè)原料的利用現(xiàn)狀、

存在的問題及建議1*2

表1幾種作物秸稈的化學組成（干重）%秸稈種類秸稈：糧食粗纖維灰分果膠質木質素纖維素半纖維素稻草1：0.63235.613.39－12.5032.0024.00麥秸1：1.36636.76.040.3018.0030.5023.50玉米秸1：2.029.34.660.4522.0034.0037.50秸稈是纖維組分含量很高的農作物殘留物，主要包括玉米、水稻、麥、棉花、馬鈴薯等的秸稈。一、秸稈資源概況*22*3一、秸稈資源概況據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署報道，世界上種植的各種谷物，每年可提供秸稈17億t，但被利用的秸稈廢棄物不足2%。圖1世界秸稈資源利用情況（年產17億t)2%98%利用未利用*3一、秸稈資源概況據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署報道，世界上種植的各種3*4一、秸稈資源概況我國各類農作物秸稈資源十分豐富，年產量達7億t左右，其中稻草為2.3億t，玉米稈為2.2億t，豆類和秋雜糧作物秸稈為1.0億t，花生和薯類藤蔓、甜菜葉等為1.0億t。其中稻草稈和玉米稈占總產量的64%圖2我國主要農作物秸稈產量所占比例33%31%36%稻草玉米稈其它*4一、秸稈資源概況我國各類農作物秸稈資源十分豐富，年產量達4*5一、秸稈資源概況圖3我國秸稈利用情況（年產6億t）19%5%18%造紙飼料還田燃燒58%主要利用在：燃料、還田、飼料、造紙我國每年7億多噸的秸稈，其中約0.28億噸用于造紙，1.13億噸用作飼料，1.08億噸還田，3.5億噸用作燃料或就地荒燒，秸稈的利用率約為33％，而其中經過技術處理的僅占2.6％。*5一、秸稈資源概況圖3我國秸稈利用情況（年產6億t）15*6二、秸稈作為工業(yè)原料的利用現(xiàn)狀纖維復合材料人造板餐具有機產品酒精木糖醇羧甲基纖維素菌種培養(yǎng)基*6二、秸稈作為工業(yè)原料的利用現(xiàn)狀纖維復合材料6*7人造板發(fā)展階段：過渡階段主要產品：板式結構材料現(xiàn)階段研究方向：建筑墻體、包裝用材處于實驗室研究階段；刨花板是主流品種，纖維板仍處于開發(fā)階段。

1秸稈生產纖維復合材料的利用試驗產品主導產品*7人造板1秸稈生產纖維復合材料的利用試驗產品主導產品7*8人造板

現(xiàn)階段研究方向

1）麥秸—水泥刨花板的研究

2）中密度纖維板制作的新工藝

3）SMC輕質墻板的開發(fā)

4）麥秸均質板生產技術

5）仿水曲柳玻鎂平板的研制*8人造板現(xiàn)階段研究方向8*9人造板1）麥秸—水泥刨花板的研究

建筑材料，在國外應用普遍，我國研究起步晚，尤其是利用非木質原料制作水泥刨花板，我國研究甚少，處于實驗室研究階段。存在的問題：易粘板；強度低

*9人造板1）麥秸—水泥刨花板的研究9*10人造板2）兩面光、中密度纖維板制作的新工藝制造工藝：濕法制板工藝優(yōu)點（與干法制板工藝比較）具有建廠投資少；生產成本低；國產設施配套；工藝成熟；產品表面平滑堅硬不需砂光；板芯密度不松軟。*10人造板2）兩面光、中密度纖維板制作的新工藝10*11人造板3）SMC輕質墻板的開發(fā)應用：各類低、中、高層建筑，特別適用于框架結構的內墻條板。優(yōu)點：可降低成本15%；能減降載荷、節(jié)約工時、安裝快、節(jié)省力等；方便暗敷安裝；增加使用面積。*11人造板3）SMC輕質墻板的開發(fā)11*12人造板4）麥秸均質板生產技術麥秸均質人造板是以農業(yè)廢棄物麥秸為主要原料經特殊工藝將麥秸制成所要求的碎料形態(tài)后，施加少量生態(tài)膠粘劑，高溫熱壓而成的一種復合板材。主要應用于制作家具、制作強化地板等地面材料的基材；用于制作廚房家具的基材；用作建筑材料，如建筑上使用的水泥模板等。*12人造板4）麥秸均質板生產技術12*13人造板5）仿水曲柳玻鎂平板的研制仿水曲柳玻鎂板是在菱鎂制品的基礎上以MgO、MgC12和水三元體系與改性劑配制而成的性能穩(wěn)定的鎂質膠凝材料為膠粘劑，以中堿或無堿玻璃纖維布為增強材料，輕質鋸屑或農作物秸稈為填料，并輔以少量顏料，在仿水曲柳模具中制成的板材。其物理力學性能與外觀近似木質水曲膠合板，且具有優(yōu)良的防火性能。*13人造板5）仿水曲柳玻鎂平板的研制13*141秸稈生產纖維復合材料的利用（2）秸稈餐具的開發(fā)和應用產品形式：一次性方便碗、餐盒、碟以及各種形狀的托盤使用溫度：-16-100℃生產線特點：成本低于紙制餐具，無三廢排放

CL無污發(fā)泡材料原料來源：植物纖維快餐具一次性植物秸稈餐具

*141秸稈生產纖維復合材料的利用（2）秸稈餐具的開發(fā)和14*15（3）秸稈制作果蔬內包裝襯墊采用植物秸稈，用無膠模壓成技術制作的果蔬內包裝襯墊，通過試驗其測定表明：植物秸稈能夠通過無膠膜壓的方法成型；該襯墊材料能夠滿足作業(yè)和包裝要求；該襯墊對于減小果品運輸?shù)臋C械損傷具有顯著作用。該襯墊具有密度低，具有一定的吸收沖擊和振動能力；具有適宜的強度，柔軟，有一定的彈性；無毒、無臭；通氣性好；價格低廉；用后容易銷毀等優(yōu)點。其不足之處是耐破碎性相對較差等，有待于進一步改進。1

秸稈生產纖維復合材料的利用*15（3）秸稈制作果蔬內包裝襯墊1秸稈生產纖維復合材料的15*162秸稈生產有機產品的利用（1）秸稈生產酒精以乙醇作為石油的代用能源，其關鍵是降低酒精的生產成本。目前使用淀粉原料很容易從農業(yè)生產中得到，并且淀粉生產酒精的工藝也非常成熟，但是利用成本更低的木質纖維素為生產酒精的原料是重要的研究方向。利用秸稈生產酒精，研究人員嘗試了以下技術：1）蒸汽爆破技術2）酸水解和酶水解技術3）采用無機膜工藝4）采用休哈塔酵母*162秸稈生產有機產品的利用（1）秸稈生產酒精16*17（2）玉米秸稈制取木糖醇目前我國利用玉米芯中的半纖維素所含的多縮戊糠醛、木糖醇已實現(xiàn)工業(yè)化生產二十余年，而采用玉米秸稈生產木糖醇鮮有報導。黑龍江大學分析測試中心張啟峰等人設計的木糖醇生產工藝生產的木糖醇可達國內食品級質量標準，且具有顯著的經濟效益和環(huán)境效益。2秸稈生產有機產品的利用*17（2）玉米秸稈制取木糖醇2秸稈生產有機產品的利用17*18（3）生產羧甲基纖維素(CMC)

我國羧甲基纖維素的生產起步較晚，都是以國外已有的技術用棉短絨作原料，由于原料的限制，這些廠家的生產能力大都在1000t/a左右的水平，擴大規(guī)模困難很大。這遠不能滿足國內各行業(yè)的需求，羧甲基纖維素需要大量進口。利用秸稈生產CMC在實驗室獲得成功，陳慶云等在前人研究的基礎上，提出了羧甲基纖維素工業(yè)化生產的工藝技術路線，可創(chuàng)造顯著的經濟社會效益。2秸稈生產有機產品的利用*18（3）生產羧甲基纖維素(CMC)2秸稈生產有機產品18*193秸稈作為菌種培養(yǎng)基的利用

目前，國內利用熟料麥秸作為培養(yǎng)基生產食用菌技術已成熟，平均生產1kg食用菌（平菇、香菇、金針菇）可消耗秸稈1kg左右，菌渣還可以作有機肥料。此項技術簡單易行，推廣容易。西北大學和山西大學進行了研究，試驗效果不錯。*193秸稈作為菌種培養(yǎng)基的利用

目前，國內利用熟料麥秸作19*20三、秸稈工業(yè)化利用存在的問題及建議1存在的問題（1）技術層面（3）市場層面

2幾點建議（1）完善促進秸稈工業(yè)化利用的財政政策（2）完善科技成果轉化機制（3）保護知識產權*20三、秸稈工業(yè)化利用存在的問題及建議1存在的問題20*211存在的問題（1）技術層面成本問題粘板問題（2）經濟層面原料收集、運輸和貯存問題投入問題（3）市場層面市場競爭力產品認可度無價格優(yōu)勢*211存在的問題（1）技術層面21*222幾點建議（1）完善促進秸稈工業(yè)化利用的財政政策

1）加大R&D的投入

2）對生產企業(yè)財政扶持①加大企業(yè)技術進步的財政扶持力度②利用國際規(guī)則，對企業(yè)進行補貼

3）完善投資、金融管理體制

*222幾點建議（1）完善促進秸稈工業(yè)化利用的財政政策22*232幾點建議（2）完善科技成果轉化機制

1）健全產、學、研合作機制

2）建立和完善技術產權交易市場

（3）保護知識產權*232幾點建議23秸稈作為工業(yè)原料的利用現(xiàn)狀、

存在的問題及建議秸稈作為工業(yè)原料的利用現(xiàn)狀、

存在的問題及建議24*25

表1幾種作物秸稈的化學組成（干重）%秸稈種類秸稈：糧食粗纖維灰分果膠質木質素纖維素半纖維素稻草1：0.63235.613.39－12.5032.0024.00麥秸1：1.36636.76.040.3018.0030.5023.50玉米秸1：2.029.34.660.4522.0034.0037.50秸稈是纖維組分含量很高的農作物殘留物，主要包括玉米、水稻、麥、棉花、馬鈴薯等的秸稈。一、秸稈資源概況*225*26一、秸稈資源概況據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署報道，世界上種植的各種谷物，每年可提供秸稈17億t，但被利用的秸稈廢棄物不足2%。圖1世界秸稈資源利用情況（年產17億t)2%98%利用未利用*3一、秸稈資源概況據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署報道，世界上種植的各種26*27一、秸稈資源概況我國各類農作物秸稈資源十分豐富，年產量達7億t左右，其中稻草為2.3億t，玉米稈為2.2億t，豆類和秋雜糧作物秸稈為1.0億t，花生和薯類藤蔓、甜菜葉等為1.0億t。其中稻草稈和玉米稈占總產量的64%圖2我國主要農作物秸稈產量所占比例33%31%36%稻草玉米稈其它*4一、秸稈資源概況我國各類農作物秸稈資源十分豐富，年產量達27*28一、秸稈資源概況圖3我國秸稈利用情況（年產6億t）19%5%18%造紙飼料還田燃燒58%主要利用在：燃料、還田、飼料、造紙我國每年7億多噸的秸稈，其中約0.28億噸用于造紙，1.13億噸用作飼料，1.08億噸還田，3.5億噸用作燃料或就地荒燒，秸稈的利用率約為33％，而其中經過技術處理的僅占2.6％。*5一、秸稈資源概況圖3我國秸稈利用情況（年產6億t）128*29二、秸稈作為工業(yè)原料的利用現(xiàn)狀纖維復合材料人造板餐具有機產品酒精木糖醇羧甲基纖維素菌種培養(yǎng)基*6二、秸稈作為工業(yè)原料的利用現(xiàn)狀纖維復合材料29*30人造板發(fā)展階段：過渡階段主要產品：板式結構材料現(xiàn)階段研究方向：建筑墻體、包裝用材處于實驗室研究階段；刨花板是主流品種，纖維板仍處于開發(fā)階段。

1秸稈生產纖維復合材料的利用試驗產品主導產品*7人造板1秸稈生產纖維復合材料的利用試驗產品主導產品30*31人造板

現(xiàn)階段研究方向

1）麥秸—水泥刨花板的研究

2）中密度纖維板制作的新工藝

3）SMC輕質墻板的開發(fā)

4）麥秸均質板生產技術

5）仿水曲柳玻鎂平板的研制*8人造板現(xiàn)階段研究方向31*32人造板1）麥秸—水泥刨花板的研究

建筑材料，在國外應用普遍，我國研究起步晚，尤其是利用非木質原料制作水泥刨花板，我國研究甚少，處于實驗室研究階段。存在的問題：易粘板；強度低

*9人造板1）麥秸—水泥刨花板的研究32*33人造板2）兩面光、中密度纖維板制作的新工藝制造工藝：濕法制板工藝優(yōu)點（與干法制板工藝比較）具有建廠投資少；生產成本低；國產設施配套；工藝成熟；產品表面平滑堅硬不需砂光；板芯密度不松軟。*10人造板2）兩面光、中密度纖維板制作的新工藝33*34人造板3）SMC輕質墻板的開發(fā)應用：各類低、中、高層建筑，特別適用于框架結構的內墻條板。優(yōu)點：可降低成本15%；能減降載荷、節(jié)約工時、安裝快、節(jié)省力等；方便暗敷安裝；增加使用面積。*11人造板3）SMC輕質墻板的開發(fā)34*35人造板4）麥秸均質板生產技術麥秸均質人造板是以農業(yè)廢棄物麥秸為主要原料經特殊工藝將麥秸制成所要求的碎料形態(tài)后，施加少量生態(tài)膠粘劑，高溫熱壓而成的一種復合板材。主要應用于制作家具、制作強化地板等地面材料的基材；用于制作廚房家具的基材；用作建筑材料，如建筑上使用的水泥模板等。*12人造板4）麥秸均質板生產技術35*36人造板5）仿水曲柳玻鎂平板的研制仿水曲柳玻鎂板是在菱鎂制品的基礎上以MgO、MgC12和水三元體系與改性劑配制而成的性能穩(wěn)定的鎂質膠凝材料為膠粘劑，以中堿或無堿玻璃纖維布為增強材料，輕質鋸屑或農作物秸稈為填料，并輔以少量顏料，在仿水曲柳模具中制成的板材。其物理力學性能與外觀近似木質水曲膠合板，且具有優(yōu)良的防火性能。*13人造板5）仿水曲柳玻鎂平板的研制36*371秸稈生產纖維復合材料的利用（2）秸稈餐具的開發(fā)和應用產品形式：一次性方便碗、餐盒、碟以及各種形狀的托盤使用溫度：-16-100℃生產線特點：成本低于紙制餐具，無三廢排放

CL無污發(fā)泡材料原料來源：植物纖維快餐具一次性植物秸稈餐具

*141秸稈生產纖維復合材料的利用（2）秸稈餐具的開發(fā)和37*38（3）秸稈制作果蔬內包裝襯墊采用植物秸稈，用無膠模壓成技術制作的果蔬內包裝襯墊，通過試驗其測定表明：植物秸稈能夠通過無膠膜壓的方法成型；該襯墊材料能夠滿足作業(yè)和包裝要求；該襯墊對于減小果品運輸?shù)臋C械損傷具有顯著作用。該襯墊具有密度低，具有一定的吸收沖擊和振動能力；具有適宜的強度，柔軟，有一定的彈性；無毒、無臭；通氣性好；價格低廉；用后容易銷毀等優(yōu)點。其不足之處是耐破碎性相對較差等，有待于進一步改進。1

秸稈生產纖維復合材料的利用*15（3）秸稈制作果蔬內包裝襯墊1秸稈生產纖維復合材料的38*392秸稈生產有機產品的利用（1）秸稈生產酒精以乙醇作為石油的代用能源，其關鍵是降低酒精的生產成本。目前使用淀粉原料很容易從農業(yè)生產中得到，并且淀粉生產酒精的工藝也非常成熟，但是利用成本更低的木質纖維素為生產酒精的原料是重要的研究方向。利用秸稈生產酒精，研究人員嘗試了以下技術：1）蒸汽爆破技術2）酸水解和酶水解技術3）采用無機膜工藝4）采用休哈塔酵母*162秸稈生產有機產品的利用（1）秸稈生產酒精39*40（2）玉米秸稈制取木糖醇目前我國利用玉米芯中的半纖維素所含的多縮戊糠醛、木糖醇已實現(xiàn)工業(yè)化生產二十余年，而采用玉米秸稈生產木糖醇鮮有報導。黑龍江大學分析測試中心張啟峰等人設計的木糖醇生產工藝生產的木糖醇可達國內食品級質量標準，且具有顯著的經濟效益和環(huán)境效益。2秸稈生產有機產品的利用*17（2）玉米秸稈制取木糖醇2秸稈生產有機產品的利用40*41（3）生產羧甲基纖維素(CMC)

我國羧甲基纖維素的生產起步較晚，都是以國外已有的技術用棉短絨作原料，由于原料的限制，這些廠家的生產能力大都在1000t/a左右的水平，擴大規(guī)模困難很大。這遠不能滿足國內各行業(yè)的需求，羧甲基纖維素需要大量進口。利用秸稈生產CMC在實驗室獲得成功，陳慶云等在前人研究的基礎上，提出了羧甲基纖維素工業(yè)化生產的工藝技術路線，可創(chuàng)造顯著的經濟社會效益。2秸稈生產有機產品的利用*18（