半纖維素利用

半

纖

維

素

的

利

用半纖維素定義：半纖維素是由木糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖和葡萄糖等多糖基組成的一種聚合物。具有多而短的支鏈，主鏈上一般不超過150－200個(gè)糖基。半纖維素.半纖維素的利用1．在制漿造紙中的應(yīng)用2.己糖的利用3.戊糖利用(木糖醇)4.其它紙漿中的應(yīng)用半纖維素是紙漿的成分之一，它對(duì)制漿和紙張的性質(zhì)有重要影響。半纖維素比纖維素容易水化膨脹，經(jīng)過打漿后，有利于纖維的分絲帚化和細(xì)纖維化，所以半纖維素含量高，有利于提高纖維結(jié)合力，對(duì)提高紙張的裂斷長(zhǎng)，耐破度和耐折度等有利。在制漿工藝中，半纖維素的含量應(yīng)該控制在一個(gè)適當(dāng)?shù)乃絻?nèi)，半纖維素含量過大，盡管能增加纖維的結(jié)合強(qiáng)度，但是相對(duì)降低了纖維素的含量從而降低了紙張的強(qiáng)度。麥草、稻草、蘆葦?shù)炔轁{的半纖維素比木漿高得多，但是這些漿料中，纖維的尺寸、纖維細(xì)胞和雜細(xì)胞的比例等對(duì)紙張性能得影響比其化學(xué)成分對(duì)紙張性能影響大得多，就此而言，草漿造紙性能比木漿差。己糖利用纖維素和半纖維素水解得到己糖和戊糖，通過發(fā)酵和蒸餾得到乙醇。利用亞硫酸鹽紙漿廠廢液中的葡萄糖、甘露糖和半乳糖經(jīng)過發(fā)酵生產(chǎn)乙醇是造紙廢液綜合利用得主要方向。其反應(yīng)式如下：C6H12O6→2C2H6O+2CO2半纖維素戊糖的利用1.利用半纖維素聚戊糖水解，脫水后生成糠醛，它是一種優(yōu)良的溶劑，用于潤(rùn)滑油的精制和作為呋喃樹脂、尼龍的生產(chǎn)原料。2.戊糖還可以用于生產(chǎn)飼料酵母，作為動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)飼料。3.膳食纖維是一種功能性食品，在預(yù)防和治療便秘、肥胖、高血壓、大腸癌等疾病方面有一定的效果，半纖維素約占膳食纖維總量的50％以上，其中主要為阿拉伯糖和木糖，各占40％左右。4．生產(chǎn)木糖和木糖醇木聚糖是半纖維素的主要組成成分，完全水解后可制得結(jié)晶的木糖，用作食品添加劑；不完全水解得到的低聚糖，又稱寡糖。具有生物學(xué)功能特性的低聚糖稱為功能性低聚木糖，包括有水蘇糖、棉子糖、麥芽糖、低聚木糖和低聚半乳糖等，它們能促進(jìn)腸道內(nèi)雙歧桿菌的增殖，有利于人體健康。小知識(shí)：從日本山毛櫸木材中分離的4－氧－甲基葡萄糖醛酸木糖具有明顯的抗發(fā)炎性和抑制惡性腫瘤的作用，含有羧甲基化聚木糖的木材半纖維素具有刺激淋巴細(xì)胞和免疫細(xì)胞的作用，具有抗癌功效。其它應(yīng)用：改性后的半纖維素可以作為表面活性劑，應(yīng)用于日用化學(xué)工業(yè)中。在食品工業(yè)中，半纖維素可作為食品黏合劑、增稠劑、穩(wěn)定劑、水凝膠、薄膜形成劑、乳化劑等木糖醇性質(zhì)：白色晶體，外表和蔗糖相似，是多元醇中最甜的甜味劑，味涼、甜度相當(dāng)于蔗糖，熱量相當(dāng)于葡萄糖。是未來的甜味劑，是蔗糖和葡萄糖替代品。特點(diǎn)：熱量低；防齲齒應(yīng)用：木糖醇是防齲齒的最好甜味劑。在美國(guó)，為了某些特殊目的可以作為食品添加劑，不受用量限制的加入食品中。發(fā)展現(xiàn)狀：以木糖醇為主要甜味劑的口香糖和糖果已經(jīng)得到六個(gè)國(guó)家牙齒保健協(xié)會(huì)的正式認(rèn)可。防齲齒的木糖醇木糖醇作甜味劑生產(chǎn)木糖方法：工業(yè)化生產(chǎn)木糖醇的方法是首先水解富含木聚糖的半纖維素，純化制取木糖后，再經(jīng)過催化氫化、柱層析、重結(jié)晶等加工得到木糖醇，它是近年發(fā)展起來的一種新型甜味劑，為白色無臭的結(jié)晶粉末，甜度與熱容量與蔗糖相近，但是能量值低。木糖醇能夠調(diào)整人體的糖代謝，用于是糖尿病患者的營(yíng)養(yǎng)和治療。中和脫酸工藝中和脫酸工藝就是在凈化水解液時(shí)采用中和法。上世紀(jì)六十年代，我國(guó)木糖醇在保定開始試生產(chǎn)時(shí)，就是采用這個(gè)方法，如保定廠的一號(hào)生產(chǎn)線。此法的工藝路線如下：原料→水解→中和→濃縮→脫色→離子交換→濃縮→加氫→濃縮→結(jié)晶→分離→包裝

優(yōu)點(diǎn)：中和脫酸工藝比較簡(jiǎn)單，酸堿消耗低，可降低成本，設(shè)備也比較簡(jiǎn)單，易操作，投資少。缺點(diǎn)：隨著反應(yīng)進(jìn)行，石膏沉積在蒸發(fā)器的管壁上，形成隔熱層，降低蒸發(fā)效力，浪費(fèi)蒸汽，降低設(shè)備利用率。結(jié)垢很難用化學(xué)方法除去，不得不用機(jī)械法清除結(jié)垢，不但麻煩，而且勞動(dòng)強(qiáng)度很大，對(duì)設(shè)備也有不同程度的損傷，降低設(shè)備的使用壽命。離子交換脫酸工藝離子交換脫酸工藝就是采用離子交換樹脂利用離子交換的方法將硫酸根除去。此工藝也有兩次交換和三次交換之分，但不管是兩次交換還是三次交換都有屬于離子交換的范疇。此法的工藝的路線如下：原料→水解→脫色→離子交換→濃縮→離子交換→加氫→離子交換→濃縮→結(jié)晶→分離→包裝每次交換的意義不同，所以采用的離子交換樹脂也不同：第一次交換主要是為了除去水解液中的硫酸根，所以采用陰離子交換；第二次交換采用陽離子交換樹脂；第三次交換用陽、陰兩種樹脂，也有單用陽樹脂的。優(yōu)點(diǎn)：它解決了中和脫酸工藝品中設(shè)備結(jié)垢的缺點(diǎn)，提高了設(shè)備的利用率和使用壽命，減少了水解液中的灰份和酸的含量，提高了水解液的質(zhì)量，相應(yīng)的提高了產(chǎn)品質(zhì)量。缺點(diǎn)：離子交換脫酸工藝，工藝比較復(fù)雜，樹脂用量較多，設(shè)備較多，投資大。增加了酸堿消耗，加大了成本。由于離子交換脫酸工藝有眾多的優(yōu)越性，新建廠都采用了此工藝。

木糖醇的功能

1.木糖醇做糖尿病人的甜味劑、營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑和輔助治療劑；

2.木糖醇改善肝功能，是肝炎并發(fā)癥病人的理想輔助藥物；

3.木糖醇的防齲齒功能，木糖醇的防齲齒特性在所有的甜味劑中效果最好；

4.木糖醇的減肥功能，可被應(yīng)用于各種減肥食品中，作為高熱量白糖的代用品。前景：半纖維素