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)與利用的研究玉米芯綜合開發(fā)與利用的研究摘要：對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物玉米芯及其經(jīng)濟(jì)重要性、產(chǎn)品用途、生產(chǎn)工藝等方面作了探討，并較系統(tǒng)的介紹了玉米芯制取化工產(chǎn)品及其食品的工藝技術(shù)與方法。關(guān)鍵詞：玉米芯綜合開發(fā)工藝方法產(chǎn)品應(yīng)用引言引言我國(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(wàn)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

2、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(yǔ)內(nèi)容提要內(nèi)容提要一、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(wú)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

3、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(guò)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(lái)進(jìn)一步生產(chǎn)木糖醇。也可將原料直接發(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(guò)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.

4、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。2.1制取木糖醇木糖醇是一種易溶于水的白色粉晶狀新糖料,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(guò)胰島素,就能透過(guò)細(xì)胞壁被人體

5、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。2.2“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。2.3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→木糖醇發(fā)酵液一(提取、分離、精制)→木糖醇產(chǎn)品。3制取低聚木糖低聚木糖是由2~7個(gè)木糖以β-

6、1,4糖苷鍵連接而成，以木二糖，木三塘為主。它的甜度比蔗糖和葡萄糖的均低，與麥芽糖差不多。玉米芯中的半纖維素主要是由D-木糖為主鏈的木聚糖組成,是生產(chǎn)低聚木糖的最佳原料之一。玉米芯酶法制備低聚木糖工藝過(guò)程一般由玉米芯粉(60目)經(jīng)過(guò)預(yù)處理、酸解反應(yīng)以及分離、精制得到低聚木糖產(chǎn)品。生產(chǎn)工藝:玉米芯→木聚糖提取→精制→精制木聚糖液→酶降解→粗產(chǎn)品→精制→濃縮→普通產(chǎn)品→進(jìn)一步提純→高純產(chǎn)品。4制備糠醛糠醛學(xué)名呋喃甲醛,它是一種重要的有機(jī)化工產(chǎn)品,在合成樹脂、石油煉制、染料、醫(yī)藥和輕工業(yè)上都有廣泛的用

7、途?？啡┑姆悬c(diǎn)161.7℃,凝固點(diǎn)為-36.5℃,相對(duì)密度為1.16,是一種有杏仁氣味的淺黃色油狀液體。以其為原料的主要深加工產(chǎn)品有糠醇、四氫呋喃、呋喃樹脂、麥芽酚、乙基麥芽酚、呋喃基環(huán)縮醛類合成香料等。生產(chǎn)工藝:玉米芯→水解→脫水→蒸餾→精制→糠醛。在生產(chǎn)過(guò)程中同時(shí)副產(chǎn)醋酸、甲醇、丙酮等產(chǎn)品,其總量接近糠醛產(chǎn)量。玉米芯中含有大約35%一40%的多縮戊糖可作制造糠醛的原料。工業(yè)上制造糠醛主要有兩種方法一種是適于大規(guī)模生產(chǎn)的加壓法：將原料與稀硫酸或鹽酸在加壓下蒸煮,用高壓或過(guò)熱蒸汽帶出反應(yīng)產(chǎn)物,經(jīng)

8、分餾后得到糠醛成品。另一種是適用鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的常壓法:將原料與食鹽等無(wú)機(jī)鹽及稀硫酸共煮并同時(shí)蒸出糠醛。常壓法反應(yīng)速度慢,生周期長(zhǎng),但設(shè)備要求低。加壓法則設(shè)備要求耐壓要有中壓鍋爐,但反應(yīng)速度快,周期短,玉米芯理論出醛率19%一20%,實(shí)際出醛率10%一14%。5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