甘蔗的综合利用技术发展概论.pptx

1、甘蔗综合利用技术发展概论，李剑雄组长：李剑雄(1143084117)队友：王浩(1143084087)，甘蔗是甘蔗属(Saccharum)的总称。原产于热带、亚热带地区。中国最常见的可食用甘蔗是竹棒(Saccharum sinense)。甘蔗是一年生或多年生热带和亚热带草本植物，属于C4作物。单倍体茎直立，分蘖，总生，节，节有芽。节间坚硬，外面有蜡粉，紫色，红色，黄绿色等。叶子茂盛，叶子肥大，有白色的中脉。大型圆锥花序顶生，小穗底部有银色毛，圆形或卵圆形，小果实。甘蔗适合种植在土壤肥沃、阳光充足、冬季和夏季温差大的地方。甘蔗是温带和热带农作物，可以作为制造甘蔗的原料提取乙醇作为能源替代品。全世

2、界100多个国家生产甘蔗，最大的甘蔗生产国是巴西、印度和中国。甘蔗是水果中唯一的茎用水果，也是水果中纤维(包括非膳食纤维)牙齿最多的水果。甘蔗含糖量高，糖浆甜，被称为“糖水仓库”，给消费者带来甜蜜的快乐，提供相当大的热量和营养。中国最常见的食用甘蔗是中国竹棒。甘蔗富含糖分、水分，对人体新陈代谢非常有用的各种维生素、脂肪、蛋白质、有机酸、钙、铁等物质，主要用于制糖，目前广泛种植在热带及亚热带地区。表皮一般有紫色和绿色两种。甘蔗是中国糖的主要原料。在世界糖总产量中，蔗糖约占65%，中国占80%以上。糖是人类需要的食品用品之一，也是糖果饮料等食品工业的重要原料。同时，甘蔗也是轻工、化工、能源的重要原

3、料。因此，发展甘蔗生产对提高人民生活，促进农业和相关产业的发展，甚至对整个国民经济的发展起着重要的地位和作用。中国是世界主要糖生产国之一。19981999年世界原糖总产量为1.287亿吨，其中中国糖共生产893.4万吨，成为世界第三产糖大国。近50年来，中国的甘蔗产业取得了很大的发展。甘蔗种植面积从1949年的160万亩发展到1998年的2000万亩。甘蔗总产量从1949年的264.2万吨到1998年的7890万吨，到19981999年，全国甘蔗总产量为770.1万吨，占全国糖总量的86.2%。2006年糖产量为9925万吨，增长了14.6%。2007年糖产量为11110万吨，增长了11.4%

4、。中国的糖产量超过了一亿吨墙。2008年糖产量为13千万吨，增长了6.7%。2009年糖产量为12200万吨，减少了9.1%。受金融危机和频繁自然灾害的影响，糖产量略有下降。中国古代医学家把甘蔗列入“补益药”。中医认为甘蔗进入肺、胃宜景后，有清热、生津、干、润干、肺益胃的特殊效果。甘蔗可以治疗发烧引起的受伤、口渴、恶心、呕吐、肺干燥引起的咳嗽哮喘。甘蔗也可以用泻药解结，喝那种汁液可以缓解酒精中毒。本草纲目具有甘蔗的性质平、清热、健脾、健胃、壮胆、止渴、解肺的功效，可以改善口渴、便秘、醉酒、口臭、余热咳嗽、喉咙痛等。甘蔗的药用价值、甘蔗制糖、甘蔗制糖工艺包括果汁提取、清洁、蒸发、结晶、蜂蜜、干燥

5、。最后四个工序的工艺技术与甜菜糖基本相同。据2013-2017年中国制糖产业生产需求及投资预测分析报告，5年来糖总产量为5881万吨，比“15”期间增加1429万吨，增长32%。“糖消费”11-5”期间达6439万吨，比“15”期间增加了1546万吨，增加了31.6%。主要甘蔗制糖法：甘蔗榨法：迄今为止提取甘蔗果汁的主要方法。甘蔗排放法：排放汁法具有性钢材、节能、节约投资、修理费等优点。但是技术管理要求比较高，消耗很多蒸汽。亚硫酸法：亚硫酸法制得的糖，放置时间长，就会变黄。石灰法：石灰法过程简单，设备少，仅用灰和甘蔗汁产生少量沉淀物和加热的絮凝作用，清洁过程中去除的无糖类和色素少，适合生产粗糖

6、。碳酸法：清洁效果优于亚硫酸法，产品质量好。但是清洁消费材料多，成本高，泥浆处理比较困难。碳酸法工艺过程比亚硫酸法复杂，操作技术要求高。甘蔗渣的用途，甘蔗渣是制糖工业的主要副产品，是重要的可再生生物质资源。甘蔗渣的成分以纤维素、半纤维素、木质素为主，蛋白质、淀粉、水溶性糖含量少。甘蔗渣一般含有干物质90%，粗蛋白质2.0%，粗纤维44F%，粗纺0.7%，无氮浸出物42%，点击率2%3%。甘蔗渣的农药残留比作物秸秆还低，但其木材化程度高。由于甘蔗渣的木材化程度高，甘蔗茎表皮上存在硅化细胞，养分不协调，甘蔗渣用作反刍动物饲料时有机物消化率只有20%以下，由于相同原因，甘蔗渣直接用作食用菌的栽培材料

7、也受到限制。由于转换和技术落后，传统上甘蔗渣经常被废弃或大部分仅用作燃料，利用率低，不仅会造成资源浪费，还会造成环境污染。David aser，Northern Exposure(美国电视电视剧)，技术名言随着科学技术的发展，以及生物质切换和利用工程学科技术的不断发展，蔗渣不仅是天然高分子材料和绿色化学物质的宝库，还包含丰富的生物质能。另外，甘蔗渣作为生物质原料有明显的优点。甘蔗渣源集中、增产、简单收集、运输半径减少、甘蔗成分相对稳定、性质均匀，可用于高附加值产品生产，满足产业化所需的原料集中性、连续性和均匀性要求，因此甘蔗渣是生物炼制的优质原料。蔗渣综合利用，1，蔗渣锅炉燃料棒煤气锅炉燃料，

8、这是最简单、最古老的利用方法，仍然在使用。每年有大量的甘蔗渣燃烧成锅炉燃料，虽然可以解决糖厂的能源问题。但是这种利用比较单一，经济效率低，导致资源浪费。越来越不能适应经济发展的要求。2、甘蔗渣堆肥处理及用作单化苗基质，甘蔗渣堆肥处理经常成本低，除臭和杀死病原体效果好，能有效改善废物的物理、化学特性等，备受关注。目前有机废物无害化和资源化的重要方法之一。甘蔗渣堆肥化处理用作育苗基质，甘蔗渣比例达90%，基质养分(如速效磷、速效钾、交换性钙)均可满足单化苗的营养需求。蔗渣综合利用，3，蔗渣饲料开发蔗渣处理后，可以用作反刍动物饲料，各国畜牧业从业人员通过大量实验，找到了充分利用牙齿资源的方法，部分解

9、决了冬春反刍动物短缺问题。具体方法有甘蔗渣糖化法、甘蔗渣、甘蔗渣碱化法、甘蔗尾叶碱化法。甘蔗渣的综合利用，3，甘蔗渣栽培食用菌随着食用菌的规模化生产，菌林矛盾日益突出，甘蔗渣成为备受关注的新型食用菌栽培资源。蔗渣成功使用细菌栽培材料是消除硅化细胞的影响，通过合理的配方改变培养材料的养分构成。制作酵母菌发酵材料。甘蔗渣的综合利用，4，甘蔗渣开发功能性食品开发，利用木糖酶选择性分解甘蔗渣，制备功能性食品添加剂寡糖，研究其性质。Xylanase解决方案，分离xylooligosaccharides，然后富集，吸附碳，真空蒸发浓缩二次xylooligosaccharides，超滤后，分离，喷雾干燥，产

10、品精制xylosaccharides产品具有pH稳定性、热稳定性、良好的保存性能，可广泛应用于保健品、食品、饮料，尤其适用于各种文明病患者、婴儿、老人、亚健康人群，社会经济效益明显。甘蔗渣的综合利用，5，甘蔗渣的沼气发酵甘蔗渣的主要成分为纤维素，半纤维素，木质素。牙齿中的纤维素、半纤维素可用于沼气微生物菌群，可以生产沼气。沼气发酵技术是改善环境和回收废弃物的有效方法之一。可以用甘蔗渣作为沼气的发酵原料，通过大量发酵的方式使沼气发酵。经过实验测定，甘蔗渣是良好的发酵原料。常温条件下，甘蔗渣的总固体含量(TS)气体生产潜力为201mL/g TS，新鲜原料的气体生产潜力为150mL/g。发酵产甲烷是

11、提高甘蔗渣燃烧效率的有效方法。对甘蔗渣的综合利用，6，将利用的甘蔗渣分解为还原糖，以甘蔗渣为原料，综合处理酸和酶，以甘蔗纤维为原料，综合处理酸和酶，将甘蔗纤维素作为还原糖进行研究，对进一步利用甘蔗渣发酵作为燃料酒精提高甘蔗的整体生物量利用率具有重要意义。用酸和酶相结合的方法，分别用2%、5%、10%的醋酸字典处理甘蔗渣，然后按照一定的酶/甘蔗渣(质量比)加入纤维素酶进行分解。结果5%的醋酸分解最有效，平均还原糖含量为2.413mg/mL。甘蔗渣的综合利用，7，甘蔗渣燃料乙醇是生物质资源最有希望的液体燃料。以甘蔗为原料生产燃料乙醇的产量最占优势。发酵技术是甘蔗生产燃料乙醇的关键技术。目前发展纤维

12、素乙醇产业是非粮食生物量综合利用的热点之一。巴西等国家利用丰富的甘蔗蔗糖资源实现燃料乙醇生产产业化的成功案例，以及甘蔗渣纤维素乙醇方面的切换技术研究成果，为世界各国提供了良好的借鉴。利用甘蔗渣的综合利用，8，甘蔗渣可利用糠醛、乳酸、草酸8.1、甘蔗渣生产木糖的生产原料。木糖主要是一种半纤维素糖，在生物学中用于转化为木糖醇。也可以用作糠醛转化的原料。酸水解甘蔗渣生产糠醛的最佳条件分别为磷酸6%，134，反应300min。此时溶液中各物质的产率分别为13.7克糠醛/L、4.0g木糖/L、2.9g葡萄糖/L、1.1g阿拉伯糖/L、1.2g乙酸/L。利用甘蔗渣的综合利用，8，利用甘蔗渣以糠醛、乳酸、草

13、酸8.2、甘蔗渣为基础生产乳酸，最佳工艺条件是木质素提取后硫酸和盐酸的混合，在90120条件下反应15h。在牙齿研究中，最好的催化条件是加上0.5%的HCl，在100点反应5h。水解物，葡萄糖，1.50；杰尔罗斯，22 . 59；阿拉伯糖，1.29；乙酸，0.15；糠醛，1.19；为了提高乳酸的产量，在水解液中加入木糖和酵母提取物。发酵的主要产品是乳酸，10.85。乙酸，7.87；甲酸，6.04；乙醇，5.24。蔗渣综合利用，8，蔗渣生产糠醛，乳酸，草酸8.3，蔗渣制造草酸工艺最佳反应条件硫酸浓度为70%(质量分数)，材料浸泡时间为24h，硝酸和蔗渣质量比为2.2433601，氧化水解反应时间

14、为5h牙齿条件下制造的草酸二水，利用甘蔗渣的综合利用，9，利用甘蔗渣制作木炭，以甘蔗渣为原料，ZnCl2为活化剂，先活化后碳化的方法制作生物活性炭。近年来，外国学者可以将甘蔗渣浸在酸中激活，然后在600700温度下碳化，制成性能好的活性炭。用牙齿方法制成的活性炭吸附城市垃圾浸出液，发现腐殖酸去除效果更好。，利用甘蔗渣的综合利用，10，化学改造的甘蔗渣，进行重金属废水处理10.1用DMDHEU，氯化胆碱(CC)，甘蔗渣发生交联反应，引入带正电荷的氮，形成负离子交换剂。改造后的甘蔗渣对铬酸盐的吸附能力大大提高。用10.2超声波处理甘蔗渣，以钨为溶剂，用琥珀酸酐、马来酸酐反应制备吸附剂。10.3用蚂

15、蚁山和甘蔗渣反应引入羧基。制作蚂蚁产纤维，用于吸附Cd和Pb。甘蔗渣的综合利用，11，甘蔗渣浆造纸曾研究过利用甘蔗渣这一丰富的原料资源造纸的方法，但均因甘蔗渣浆造纸太弱而宣告失败。经过长时间的探索，发现影响纸张脆弱的主要因素是甘蔗渣中的甘蔗，除去甘蔗的甘蔗渣可以用完全合格的纸做。在牙齿认识的基础上，台湾于1925年首次试制了少量甘蔗渣纸，1938年建设了第一家日产60吨化学甘蔗纸浆厂。两年后，又生产了生产日产100吨化学甘蔗渣的纸厂。之后，一些糖生产国逐渐开始用甘蔗渣造纸，1959年古巴首次生产的潘地亚连续蒸煮器是以甘蔗渣为原料。据统计，截至1990年，全世界已有96家甘蔗渣浆造纸厂，年产量甘

16、蔗渣浆约250万吨，占当时全球生产总量的1.4。蔗渣综合利用，12、蔗渣纸板是生产人造板最直接、最有效的方法，目前用于制造几乎所有种类的组合板，包括绝缘板湿加工和干燥加工组合板、粒子板和中等密度纤维板。乙醇浆、乙酸浆、高沸点酒精浆等溶剂可回收、半纤维素、纤维素可分离，特别是分析的高纯度和高反应性木质素可代替苯酚合成低醛苯酚裴秀智。环境友好型人造板生产，蔗渣综合利用，13，溶剂蔗渣木质素用于低醛酚醛裴秀智胶粘剂利用，制造高强度木质素基苯酚裴秀智(LPF)胶粘剂，用可再生资源木质素50%替代苯酚，甲醛苯酚的摩尔比为1.533601，成品中玻璃甲醛的质量分数为0.1%制作的改性胶粘剂的粘合强度、剪切

17、强度均为1。甘蔗渣的综合利用，14，甘蔗渣的常压溶剂法热化学液化液合成生物可降解聚合物甘蔗渣可液化成聚酯多元醇、环碳酸酯等氢溶剂和无机强酸的催化作用下，生物量基多元醇可取代部分石化基聚醚多元醇，或直接用于聚氨酯高分子材料(如聚酯膜材料或聚氨酯泡沫包装材料和绝缘材料)的合成。新高分子材料除了符合性能法规、降低生产成本外，生物质壳聚糖还部分继承了生物质的化学结构，大大提高了新材料的生物降解性能。蔗渣综合利用，15，蔗渣微波定向催化裂化综合精制技术微波热解蔗渣生产生物合成气，甲醇、二甲醚和航空煤油通过peto反应合成。通过催化剂的作用，可以实现甘蔗渣定向催化微波破裂的目的，在不同的工业园区收集不同的成分，尤其是左手葡萄糖、吡喃葡萄糖，具有较高的产率。牙齿两种化合物左手葡萄糖是重要的