玉米芯的综合开发与利用

引言我国是农业大国,植物纤维资源丰富。玉米芯是玉米果穗脱去籽粒后的果轴。玉米产量每年在1.1-1.3亿吨，可以副产2000万吨的玉米芯,然而玉米芯作为一种农业废弃物，目前多用作燃料，造成很大的浪费。目前，国内外都围绕玉米芯深加工和综合利用开展研究，开发了一系列玉米芯综合加工的新途径。随着我国科技实力的不断增强，玉米芯的深加工领域不断扩大，目前许多产品已经实现了工业化生产，使这一废弃物质得到充分利用。第1页/共22页第一页，共23页。一、玉米芯的组成

二、综合开发工艺路线 三、玉米芯的加工利用与工艺四、结语内容提要内容提要第2页/共22页第二页，共23页。一、玉米芯的组成玉米芯主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。其中纤维素占32%-36%、多缩戊糖占35%-40%、木质素占25%。据测定，玉米芯含粗蛋白2%-6%，粗脂肪0.5%，可溶性无氮物52.9%，粗纤维33.1%，灰分3.2%，水分7.7%。纤维素和半纤维素都是用途广泛的可再生资源。第3页/共22页第三页，共23页。二、综合开发工艺路线纤维素是以葡萄糖基为结构单元，由苷链连接而成的线性大分子,半纤维素是以己糖和戊糖为主链,具有羟基或羟酸衍生物侧基的一类多糖物质。在酸存在下,经过糖化,纤维素与半纤维素均可转化为很有价值的葡萄糖、木糖和糠醛，葡萄糖可用来进一步生产木糖醇。也可将原料直接发酵制取乙醇。木质素是以苯基丙烷为结构单元的芳香族天然高分子化合物,通过磺化、氧化、热解等手段可以将它转化为木质素磺酸盐、香草醛、活性炭、苯酚、等多种化工产品。第4页/共22页第四页，共23页。其可供开发工艺路线如图1：第5页/共22页第五页，共23页。三、玉米芯的加工利用与工艺1制取木糖木糖是一种五碳糖,是制取木糖醇及饲料酵母的原料,在化工、医药、皮革、燃料等工业部门都有广泛的应用。木糖为白色结晶粉末,熔点为145℃,在20℃水中溶解度为37.42%,甜度为蔗糖的67%。生产工艺:玉米芯→水解→中和→脱色→离子交换→蒸发→二次脱色→离子交换→蒸发→结晶→离心→干燥→成品。第6页/共22页第六页，共23页。2制取木糖醇木糖醇是一种易溶于水的白色粉晶状新糖料,分子式为C6H12O5。其甜度与蔗糖相当，可食用。木糖醇除具有蔗糖、葡萄糖的共性外,还具有特殊的生化性能。它不需要通过胰岛素,就能透过细胞壁被人体吸收,并有降低血脂,抗酮体等功能。木糖醇还是轻工、化工等多种工业产品的重要原料。第7页/共22页第七页，共23页。2.1“中和法”生产木糖醇工艺路线：玉米芯→粉碎→预处理→水解→中和→蒸发→离子交换→氢化→二次浓缩→结晶→离心分离→晶体木糖醇。第8页/共22页第八页，共23页。2.2发酵法生产木糖醇工艺流程：微生物发酵玉米芯纤维生产木糖醇工艺流程如下：富含多缩戊糖植物纤维原料（玉米芯）一(前处理)→催化剂(酸)/水解→半纤维素水解液一(提纯、脱毒)→木糖溶液→微生物发酵→木糖醇发酵液一(提取、分离、精制)→木糖醇产品。第9页/共22页第九页，共23页。3制备糠醇糠醇学名呋喃甲醇,糠醇的80%-90%用于生产呋喃树脂。糠醇在酸性催化剂存在下与甲醛、尿素、苯酚等发生缩聚反应制成各种牌号的呋喃树脂,呋喃树脂可用作铸造用胶粘剂、浇铸用胶泥、芯型和铸模。此外在玻璃纤维增强塑料、硅填充塑料及防腐灰浆中也配入一定量的呋喃树脂。少部分糠醇用于生产摩擦轮用耐高温酚醛树脂胶粘剂,此外糠醇还是生产香料、香味剂、医药、农药的中间体。糠醇在常压下沸点为171℃,熔点为-14.6℃,相对密度为1.11296,与水的共沸点为99.85℃,糠醇能与水、乙醇、乙醚等混溶。第10页/共22页第十页，共23页。生产工艺:玉米芯→水解→脱水→蒸馏→精制→糠醛→加氢→糠醇。加氢催化剂一般选择用铜铬钙。第11页/共22页第十一页，共23页。4制备高比表面积活性炭以玉米芯为原料,KOH为活化剂,在炭化温度400℃-600℃,KOH与炭化后原料质量比为3：1-5：1,活化温度850℃,活化时间为1.2h条件下,可制得比表面积大于2700m2/g的活性炭。所得活性炭结构以微孔为主,孔径分布窄,可被广泛用在食品加工、化工、医药、军事等重要领域。第12页/共22页第十二页，共23页。5制取饴糖用100kg玉米芯加15kg大麦，大约可制的饴糖50kg。生产工艺过程：（玉米芯）磨碎浸泡→汽蒸→拌麦芽乳→糖化→浓缩制饴。第13页/共22页第十三页，共23页。磨碎浸泡选用当年的玉米芯,碾磨成大小似豆粒的细屑,置于缸中浸泡1-2h使之吸水膨胀,吸水量达40%左右,浸泡后将坯料捞出放在筐中,再用清水冲洗一下,沥水后即可上屉汽蒸。汽蒸上屉时,先将浸泡过的玉米芯屑铺好,上面盖一层鼓皮和谷糠,鼓皮或谷糠的用量约占坯料的20%。上汽后蒸20min，向蒸料中拌入10%的凉水拌匀后再40min并再拌入10%凉水,目的是使坯料软化并蒸熟蒸透。第14页/共22页第十四页，共23页。拌麦芽乳待蒸好的坯料摊晾至65-75℃时,即可拌入麦芽乳。胚料摊晾温度冬季取高限,夏季取低限。麦芽乳的制作：先将大麦在清水中浸泡,若水温过低,应适当延长浸泡时间。将浸过的麦粒,平铺在竹匾上,厚约1cm左右,上盖湿布,在25-30℃中保温直至大麦发芽。当麦芽长到干麦粒的2.5倍,芽苞由白转绿时,加1倍水上磨磨成浆乳。第15页/共22页第十五页，共23页。糖化伴入麦芽乳后,即可将坯料下缸保温糖化16-24h。温度须保持在55℃左右,后期温度适当提高。糖化结束后,放出底部糖液,浓缩制怡。糖渣可作何料。浓缩制怡浓缩糖液尽量放出,立即过滤,然后入锅熬糖浓缩。熬糖时,开头火力要猛,随着糖液浓缩,火力逐渐弱,并不停地搅拌,以防变焦炭化,最后用小火熬制,直至所需要的糖液浓度。第16页/共22页第十六页，共23页。6酿酒玉米芯也可以用开酿酒，产品的酒度为40-48度，最高可达50度，色白，气香，味醇。生产工艺：玉米芯→粉碎→搅拌→蒸料→糖化→发酵→蒸馏第17页/共22页第十七页，共23页。7吸附重金属离子天然玉米芯可吸附废水中的重金属离子，对其进行改性处理后，玉米芯对重金属离子的吸附能力可得到明显提高，起到净化废水的作用。其改性方法包括物理改性方法和化学改性方法。第18页/共22页第十八页，共23页。另外玉米芯可用来培养使用菌，培养饲料酵母、制备肥料、制备粘接剂、做某些工业器件的磨光剂等第19页/共22页第十九页，共23页。四、结语

我国是一个玉米生产大国，每年数千万吨的玉米芯被烧掉，既浪费资源又污染环境。玉米芯深加工项目的实验不但大大提高了玉米副产品的利用价值，又促进了与其深加工产品相关的食品、药品、保健品、饲料等行业的发展，具有较高的社会经济效益和广阔的发展前景。第20页/共22页第二十页，共23页。

Thankyouforwatching!第21页/共22页第二十一页，共23页。感谢您的观看！第22页/共22页第二十二页，共23页。内容总结引言。玉米芯主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。纤维素和半纤维