农副产品及其加工：7植物纤维类化工产品

1、第五章第五章 植物纤维类化工产品植物纤维类化工产品第一节第一节 植物纤维废料的利用植物纤维废料的利用一、植物纤维废料的组成一、植物纤维废料的组成w纤维素（纤维素（20552055）：高分子多糖，具有胶体性质）：高分子多糖，具有胶体性质w半纤维素（半纤维素（16351635）：）：w木质素（木质素（17301730）：）：二、植物纤维废料的利用二、植物纤维废料的利用w水解（糖化）：原料组织中的多糖（纤维素和半纤维素）在水解（糖化）：原料组织中的多糖（纤维素和半纤维素）在一定条件下与水反应生成单糖一定条件下与水反应生成单糖。利用途径一玉米芯玉米芯棉籽壳棉籽壳麸皮麸皮稻壳稻壳油茶壳油茶壳花生壳花生壳

2、向日葵壳向日葵壳糠醛糠醛纤维素残渣纤维素残渣醋酸钠醋酸钠丙酮丙酮纤维素纤维素水解液水解液醋酸醋酸乙醇乙醇顺反丁烯二酸、糠酮树脂、顺反丁烯二酸、糠酮树脂、糠酸、糠醛树脂、尼龙糠酸、糠醛树脂、尼龙66乙酰丙酸乙酰丙酸木糖木糖乳酸、柠檬酸、乙醇、乳酸、柠檬酸、乙醇、丙酮、丁醇丙酮、丁醇蒸煮蒸煮硫酸硫酸副产物副产物水解水解发酵发酵干馏干馏酸酸水解水解水解水解发酵发酵利用途径二利用途径二木材木材甲醇、丙酮、醋酸甲醇、丙酮、醋酸纤维素水解液纤维素水解液乳酸、柠檬酸、乙醇、乳酸、柠檬酸、乙醇、丙酮、丁醇丙酮、丁醇水解水解干馏干馏发酵发酵利用途径三利用途径三竹子竹子玉米杆玉米杆棉杆棉杆麦杆麦杆稻杆稻杆纤维素水

3、解液纤维素水解液乙醇、丙酮、丁醇乙醇、丙酮、丁醇亚硫酸纸浆亚硫酸纸浆亚硫酸盐废液亚硫酸盐废液纤维素钠纤维素钠羧甲基纤维素羧甲基纤维素硝化纤维硝化纤维纤维素纤维素醋酸纤维醋酸纤维香兰素香兰素粘胶纤维粘胶纤维铜铵纤维铜铵纤维水解水解亚硫酸（钙）亚硫酸（钙）发酵发酵发酵发酵铜铵溶液铜铵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、水解产生中常用的专业名词三、水解产生中常用的专业名词w风干原料风干原料：含有一定水分的原料，简称风干：含有一定水分的原料，简称风干料。料。w绝干原料绝干原料：生产中为计算产率时有一个较合：生产中为计算产率时有一个较合理的基准将风干原料中所含水分全部扣除。理的

4、基准将风干原料中所含水分全部扣除。w酸浓酸浓：水解过程中催化剂稀酸的浓度（重量：水解过程中催化剂稀酸的浓度（重量百分比）百分比）w固液比固液比：风干原料与稀酸的重量比：风干原料与稀酸的重量比w水解周期水解周期：水解时间：水解时间+ +辅助时间辅助时间四、植物纤维废料利用的经济效益四、植物纤维废料利用的经济效益w代替淀粉制乙醇代替淀粉制乙醇w生产饲料酵母，减少进口量生产饲料酵母，减少进口量w医药医药w化工原料化工原料w实例甘蔗渣的综合利用实例甘蔗渣的综合利用甘蔗渣的综合利用甘蔗渣的综合利用w甘蔗渣一般组成：甘蔗渣一般组成：纤维素纤维素半纤维素半纤维素木质素木质素蔗蜡蔗蜡可溶性固体物可溶性固体物主

5、要特点：主要特点：利用情况：利用情况：综合利用项目达多项，已具有工业生产规模的为：综合利用项目达多项，已具有工业生产规模的为：燃料、制浆造纸、人造板、饲料、糠醛、木糖醇、羧甲基纤维素燃料、制浆造纸、人造板、饲料、糠醛、木糖醇、羧甲基纤维素燃料燃料活性炭活性炭甲烷甲烷纤维板纤维板碎粒板碎粒板书写纸书写纸CMCCMC漂白纸浆漂白纸浆糠醇糠醇糠醛糠醛木糖醇木糖醇新闻纸新闻纸第二节 糠醛一、糠醛的主要性质和用途w名称与结构：呋喃甲醛名称与结构：呋喃甲醛w性质性质w用途用途 重要的有机原料重要的有机原料 作石油工业和其它行业中的选择性溶剂作石油工业和其它行业中的选择性溶剂二、糠醛生产的基本原理w主反应：

6、w（C5H8O4)n + nH2O- nC5H10O5wC5H10O5-C5H4O2 + 3H2Ow副反应二、糠醛生产的基本原理w工艺条件工艺条件w催化剂催化剂w适宜固液比适宜固液比w水解压力水解压力w及时出醛及时出醛w劳动保护劳动保护三、糠醛生产的工艺过程原料原料粉碎粉碎水解液水解液共共煮煮蒸蒸馏馏冷凝冷凝分离分离中和中和精制精制压榨压榨母液母液循环回用循环回用洗涤洗涤残渣残渣洗涤液洗涤液渣渣三、糠醛生产工艺过程w粉碎、输送、配酸、拌酸w水解（蒸煮）：w糠醛溶液共沸物蒸馏w碱中和w精制四、糠醛生产中三废回收利用w二次水解生产二次水解生产酒精酒精w醋酸醋酸回收回收w馏分生产树脂馏分生产树脂w残

7、渣利用残渣利用 燃料、肥料、制活性炭、回收废酸液燃料、肥料、制活性炭、回收废酸液第三节 饲料酵母w一、发展饲料酵母开发的意义w二、醛渣制白地酶w三、稻壳制饲料酵母w四、农林业废料生产单细胞蛋白SCP第四节 植物纤维的开发利用w一、植物纤维制草酸（硝化法、发酵法、植物纤维制草酸（硝化法、发酵法、碱熔碱熔法）法）w二、花生壳制高分子捕集剂（原料需要预处理）二、花生壳制高分子捕集剂（原料需要预处理）w三、植物纤维素酶水解（原料需要预处理）三、植物纤维素酶水解（原料需要预处理）w四、植物纤维废料辐射水解四、植物纤维废料辐射水解辐射水解纤维废料w辐射加工辐射加工：以高能辐射为手段进行材料的物理和化：以高

8、能辐射为手段进行材料的物理和化学加工。学加工。w辐射化学辐射化学：研究物质因受外来电磁波或高能电离射：研究物质因受外来电磁波或高能电离射线影响而产生化学效应的学科。线影响而产生化学效应的学科。w辐射水解纤维废料优点：辐射水解纤维废料优点： 产糖率高；水解时间段；能耗低；不需高温；易实产糖率高；水解时间段；能耗低；不需高温；易实现连续生产；无三废污染；流程短现连续生产；无三废污染；流程短二次水解生产酒精w原理原理：主反应主反应: (C6H10O5)n + nH2O-nC6H12O6副反应副反应 nC6H12O6 -CH3COCH2CH2COOH + HCOOHw生产工艺过程生产工艺过程w水解前准

9、备工作：计算水解前准备工作：计算w水解：温度、压力、固液比、酸浓、水解周期水解：温度、压力、固液比、酸浓、水解周期w中和：石灰乳中和，在中和：石灰乳中和，在8590度下调度下调pH4.24.8w澄清：净化杂质澄清：净化杂质w发酵：严格控制清洁卫生、杀菌、防止杂菌感染发酵：严格控制清洁卫生、杀菌、防止杂菌感染1.酒精蒸馏：酒精蒸馏：醋酸回收w糠醛气相中和副产醋酸钠糠醛气相中和副产醋酸钠w糠醛蒸馏塔底废水液相萃取糠醛蒸馏塔底废水液相萃取糠醛主要性质w外观：苦杏仁味无色透明液体外观：苦杏仁味无色透明液体w物理常数物理常数w溶解性溶解性w溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、丙酮；能与许溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、

10、丙酮；能与许多有机液体混合；对无机盐无溶解力多有机液体混合；对无机盐无溶解力w化学性质：氧化化学性质：氧化糠醛生产主反应稻壳制饲料酵母稻壳稻壳戊糖水解液戊糖水解液浓缩液浓缩液pH3.5pH3.5水解液水解液除铜除铜pH6.57pH6.57水解液水解液浓缩酵母液浓缩酵母液酵母醪废液废液澄清液澄清液 发酵增殖罐中发酵发酵增殖罐中发酵30%30%酵母酵母压榨压榨商品酵母商品酵母酵母种子酵母种子0.4%H2SO40.02%Na2S石灰乳石灰乳8085蒸发蒸发石灰乳石灰乳静置静置加培养液加培养液:尿素、尿素、(NH4)2SO4离心分离离心分离重复离心重复离心板框压滤机板框压滤机烘干烘干单细胞蛋白w定义定

11、义：由生物工程培养获得的微生物菌体中含有的：由生物工程培养获得的微生物菌体中含有的大量蛋白质，常作食物或饲料用蛋白。大量蛋白质，常作食物或饲料用蛋白。w优点优点：蛋白质含量高，富含维他命、矿物质、多种：蛋白质含量高，富含维他命、矿物质、多种氨基酸，营养丰富。氨基酸，营养丰富。w原料原料：石油化工产品；酵母菌种；农林业废料；亚：石油化工产品；酵母菌种；农林业废料；亚硫酸造纸浆废水；豆腐废水、味精废液。硫酸造纸浆废水；豆腐废水、味精废液。w近年研究方向近年研究方向：单细胞蛋白近年研究方向w原料由矿物质产品转向可再生性植物资源原料由矿物质产品转向可再生性植物资源w从单纯生产从单纯生产SCP提供饲料蛋白转向消除环境污染、提供饲料蛋白转向消除环境污染、促进资源多层次利用、改善生态系统循环、提供新促进资源多层次利用、改善生态系统循环、提供新型蛋白质产品多方面互相结合型蛋白质产品多方面互相结合w以现代技术高集中型的大型工厂转向中小型厂以现代技术高集中型的大型工厂转向中小型厂w从单一生产蛋白饲料转向生产食用蛋白直接供人类从单一生