玉米芯的綜合開發(fā)與利用

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1、玉米芯綜合開發(fā)與利用的研究質(zhì)量102班第六組:沈青山王亞宋美華李新雪引言我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),植物纖維資源豐富。玉米芯是玉米果穗脫去籽粒后的果軸。玉米產(chǎn)量每年在1.1-1.3億噸，可以副產(chǎn)2000萬噸的玉米芯,然而玉米芯作為一種農(nóng)業(yè)廢棄物，目前多用作燃料，造成很大的浪費(fèi)。目前，國(guó)內(nèi)外都圍繞玉米芯深加工和綜合利用開展研究，開發(fā)了一系列玉米芯綜合加工的新途徑。隨著我國(guó)科技實(shí)力的不斷增強(qiáng)，玉米芯的深加工領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，目前許多產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，使這一廢棄物質(zhì)得到充分利用。一、玉米芯的組成二、綜合開發(fā)工藝路線三、玉米芯的加工利用與工藝四、結(jié)語內(nèi)容提要內(nèi)容提要一

2、、玉米芯的組成玉米芯主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。其中纖維素占32%-36%、多縮戊糖占35%-40%、木質(zhì)素占25%。據(jù)測(cè)定，玉米芯含粗蛋白2%-6%，粗脂肪0.5%，可溶性無氮物52.9%，粗纖維33.1%，灰分3.2%，水分7.7%。纖維素和半纖維素都是用途廣泛的可再生資源。二、綜合開發(fā)工藝路線纖維素是以葡萄糖基為結(jié)構(gòu)單元，由苷鏈連接而成的線性大分子,半纖維素是以己糖和戊糖為主鏈,具有羥基或羥酸衍生物側(cè)基的一類多糖物質(zhì)。在酸存在下,經(jīng)過糖化,纖維素與半纖維素均可轉(zhuǎn)化為很有價(jià)值的葡萄糖、木糖和糠醛，葡萄糖可用來進(jìn)一步生產(chǎn)木糖醇。也可將原料直接

3、發(fā)酵制取乙醇。木質(zhì)素是以苯基丙烷為結(jié)構(gòu)單元的芳香族天然高分子化合物,通過磺化、氧化、熱解等手段可以將它轉(zhuǎn)化為木質(zhì)素磺酸鹽、香草醛、活性炭、苯酚、等多種化工產(chǎn)品。其可供開發(fā)工藝路線如圖1：三、玉米芯的加工利用與工藝1制取木糖木糖是一種五碳糖,是制取木糖醇及飼料酵母的原料,在化工、醫(yī)藥、皮革、燃料等工業(yè)部門都有廣泛的應(yīng)用。木糖為白色結(jié)晶粉末,熔點(diǎn)為145℃,在20℃水中溶解度為37.42%,甜度為蔗糖的67%。生產(chǎn)工藝:玉米芯→水解→中和→脫色→離子交換→蒸發(fā)→二次脫色→離子交換→蒸發(fā)→結(jié)晶→離心→干燥→成品。2制取木糖醇木糖醇是一種易溶于水的白色粉晶狀新

4、糖料,分子式為C6H12O5。其甜度與蔗糖相當(dāng)，可食用。木糖醇除具有蔗糖、葡萄糖的共性外,還具有特殊的生化性能。它不需要通過胰島素,就能透過細(xì)胞壁被人體吸收,并有降低血脂,抗酮體等功能。木糖醇還是輕工、化工等多種工業(yè)產(chǎn)品的重要原料。2.1“中和法”生產(chǎn)木糖醇工藝路線：玉米芯→粉碎→預(yù)處理→水解→中和→蒸發(fā)→離子交換→氫化→二次濃縮→結(jié)晶→離心分離→晶體木糖醇。2.2發(fā)酵法生產(chǎn)木糖醇工藝流程：微生物發(fā)酵玉米芯纖維生產(chǎn)木糖醇工藝流程如下：富含多縮戊糖植物纖維原料（玉米芯）一(前處理)→催化劑(酸)/水解→半纖維素水解液一(提純、脫毒)→木糖溶液→微生物發(fā)酵

5、→木糖醇發(fā)酵液一(提取、分離、精制)→木糖醇產(chǎn)品。3制備糠醇糠醇學(xué)名呋喃甲醇,糠醇的80%-90%用于生產(chǎn)呋喃樹脂?？反荚谒嵝源呋瘎┐嬖谙屡c甲醛、尿素、苯酚等發(fā)生縮聚反應(yīng)制成各種牌號(hào)的呋喃樹脂,呋喃樹脂可用作鑄造用膠粘劑、澆鑄用膠泥、芯型和鑄模。此外在玻璃纖維增強(qiáng)塑料、硅填充塑料及防腐灰漿中也配入一定量的呋喃樹脂。少部分糠醇用于生產(chǎn)摩擦輪用耐高溫酚醛樹脂膠粘劑,此外糠醇還是生產(chǎn)香料、香味劑、醫(yī)藥、農(nóng)藥的中間體?？反荚诔合路悬c(diǎn)為171℃,熔點(diǎn)為-14.6℃,相對(duì)密度為1.11296,與水的共沸點(diǎn)為99.85℃,糠醇能與水、乙醇、乙醚等混溶。生產(chǎn)工藝:玉

6、米芯→水解→脫水→蒸餾→精制→糠醛→加氫→糠醇。加氫催化劑一般選擇用銅鉻鈣。4制備高比表面積活性炭以玉米芯為原料,KOH為活化劑,在炭化溫度400℃-600℃,KOH與炭化后原料質(zhì)量比為3：1-5：1,活化溫度850℃,活化時(shí)間為1.2h條件下,可制得比表面積大于2700m2/g的活性炭。所得活性炭結(jié)構(gòu)以微孔為主,孔徑分布窄,可被廣泛用在食品加工、化工、醫(yī)藥、軍事等重要領(lǐng)域。5制取飴糖用100kg玉米芯加15kg大麥，大約可制的飴糖50kg。生產(chǎn)工藝過程：（玉米芯）磨碎浸泡→汽蒸→拌麥芽乳→糖化→濃縮制飴。磨碎浸泡選用當(dāng)年的玉米芯,碾磨成大小似豆粒的細(xì)

7、屑,置于缸中浸泡1-2h使之吸水膨脹,吸水量達(dá)40%左右,浸泡后將坯料撈出放在筐中,再用清水沖洗一下,瀝水后即可上屜汽蒸。汽蒸上屜時(shí),先將浸泡過的玉米芯屑鋪好,上面蓋一層鼓皮和谷糠,鼓皮或谷糠的用量約占坯料的20%。上汽后蒸20min，向蒸料中拌入10%的涼水拌勻后再40min并再拌入10%涼水,目的是使坯料軟化并蒸熟蒸透。拌麥芽乳待蒸好的坯料攤晾至65-75℃時(shí),即可拌入麥芽乳。胚料攤晾溫度冬季取高限,夏季取低限。麥芽乳的制作：先將大麥在清水中浸泡,若水溫過低,應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)浸泡時(shí)間。將浸過的麥粒,平鋪在竹匾上,厚約1cm左右,上蓋濕布,在25-30℃中

8、保溫直至大麥發(fā)芽。當(dāng)麥芽長(zhǎng)到干麥粒的2.5倍,芽苞由白轉(zhuǎn)綠時(shí),加1倍水上磨磨成漿乳。糖化伴入麥