农副产品及其加工：7植物纤维类化工产品研讨.ppt

第五章 植物纤维类化工产品 第一节 植物纤维废料的利用 一、植物纤维废料的组成 纤维素（20~55）：高分子多糖，具有胶体性质 半纤维素（16~35）： 木质素（17~30）： 二、植物纤维废料的利用 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。 利用途径一 玉米芯 棉籽壳 麸皮 稻壳 油茶壳 花生壳 向日葵壳 糠醛 纤维素残渣 醋酸钠 丙酮 纤维素 水解液 醋酸 乙醇 顺反丁烯二酸、糠酮树脂、 糠酸、糠醛树脂、尼龙66 乙酰丙酸 木糖 乳酸、柠檬酸、乙醇、 丙酮、丁醇 蒸煮 硫酸 副产物 水解 发酵 干馏 酸 水解 水解 发酵 利用途径二 木材 甲醇、丙酮、醋酸 纤维素水解液 乳酸、柠檬酸、乙醇、 丙酮、丁醇 水解 干馏 发酵 利用途径三 竹子 玉米杆 棉杆 麦杆 稻杆 纤维素水解液 乙醇、丙酮、丁醇 亚硫酸纸浆 亚硫酸盐废液 纤维素钠 羧甲基纤维素 硝化纤维 纤维素 醋酸纤维 香兰素 粘胶纤维 铜铵纤维 水解 亚硫酸（钙） 发酵 发酵 铜铵溶液 醋酸 混酸 精制 NaOH 氯代醋酸 CS2 三、水解产生中常用的专业名词 风干原料：含有一定水分的原料，简称风干料。 绝干原料：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。 酸浓：水解过程中催化剂稀酸的浓度（重量百分比） 固液比：风干原料与稀酸的重量比 水解周期：水解时间+辅助时间 四、植物纤维废料利用的经济效益 代替淀粉制乙醇 生产饲料酵母，减少进口量 医药 化工原料 实例－－甘蔗渣的综合利用 甘蔗渣的综合利用 甘蔗渣一般组成： 纤维素 半纤维素 木质素 蔗蜡 可溶性固体物 ４５～５０ ２２～３０ １８～３３ ２～４ １～３ 主要特点： 利用情况： 综合利用项目达５００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３０ 活性炭６５ 甲烷３０　 纤维板１２０ 碎粒板１００ 书写纸２５０ CMC８９０ 漂白纸浆１５０ 糠醇１０６ 糠醛１２８ 木糖醇１２８ 新闻纸２５０ 第二节 糠醛 一、糠醛的主要性质和用途 名称与结构：呋喃甲醛 性质 用途 重要的有机原料 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 主反应： （C5H8O4)n + nH2O--? nC5H10O5 C5H10O5---?C5H4O2 + 3H2O 副反应 二、糠醛生产的基本原理 工艺条件 催化剂 适宜固液比 水解压力 及时出醛 劳动保护 三、糠醛生产的工艺过程 原料 粉碎 水解液 共 煮 蒸 馏 冷凝 分离 中和 精制 压榨 母液 循环回用 洗涤 残渣 洗涤液 渣 三、糠醛生产工艺过程 粉碎、输送、配酸、拌酸 水解（蒸煮）： 糠醛溶液共沸物蒸馏 碱中和 精制 四、糠醛生产中三废回收利用 二次水解生产酒精 醋酸回收 馏分生产树脂 残渣利用 燃料、肥料、制活性炭、回收废酸液 第三节 饲料酵母 一、发展饲料酵母开发的意义 二、醛渣制白地酶 三、稻壳制饲料酵母 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 一、植物纤维制草酸（硝化法、发酵法、碱熔法） 二、花生壳制高分子捕集剂（原料需要预处理） 三、植物纤维素酶水解（原料需要预处理） 四、植物纤维废料辐射水解 辐射水解纤维废料 辐射加工：以高能辐射为手段进行材料的物理和化学加工。 辐射化学：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。 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；易实现连续生产；无三废污染；流程短 二次水解生产酒精 原理： 主反应: (C6H10O5)n + nH2O--?nC6H12O6 副反应 nC6H12O6 --?CH3COCH2CH2COOH + HCOOH 生产工艺过程 水解前准备工作：计算 水解：温度、压力、固液比、酸浓、水解周期 中和：石灰乳中和，在85~90度下调pH4.2~4.8 澄清：净化杂质 发酵：严格控制清洁卫生、杀菌、防止杂菌感染 酒精蒸馏： 醋酸回收 糠醛气相中和副产醋酸钠 糠醛蒸馏塔底废水液相萃取 糠醛主要性质 外观：苦杏仁味无色透明液体 物理常数 溶解性 溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、丙酮；能与许多有机液体混合；对无机盐无溶解力 化学性质：氧化 糠醛生产主反应 稻壳制饲料酵母 稻壳 戊糖水解液 浓缩液 pH3.5水解液 除铜 pH6.5~7水解液 浓缩酵母液 酵母醪 废液 澄清液 发酵增殖罐中发酵 30%酵母 压榨 商品酵母 酵母种子 0.4%H2SO4 0.02%Na2S 石灰乳 80~85蒸发 石灰乳 静置 加培养液:尿素、(NH4)2SO4 离心分离 重复离心 板框压滤机 烘干 单细胞蛋白 定义：由生