遂昌竹炭生产与应用.docVIP

第一章 概况 从雷电点燃原始森林使木炭横空出世那一刻起，我们的先民们便开始使用炭，不仅用来烧烤、取暖和冶炼金属，还用于保存物品和调节环境。马王堆古墓用炭使墓主几千年不朽，古井用炭使先民保证饮水清澈，火药、冶炼都印证了炭在人类文明发展史上的重要作用。 20世纪80年代，丽水山区根据国际市场需求组织烧制白炭，以其致密、比重大、燃烧时间长等特性而风靡日本等国际市场，但随之而来的是烧制木炭的主要原材料天然阔叶林资源锐减，生态失去平衡，生态功能遭受严重破坏。为了维护生态平衡、提高环境质量，保护生物多样性，1995年国家启动了天然林保护工程，限制木质资源的消耗，停止木炭的生产和销售。在处理炭业发展与资源保护的关键时刻，木炭的替代品竹炭应运而生。1996年遂昌率先在国内开发出适合日本、韩国市场需求的竹炭系列产品，开创了我国竹材化学利用的新篇章！并迅速成为竹产业中重要的朝阳产业之一！福建、江西、安徽、广西等竹产区的竹炭产业都正在蓬勃发展。竹炭以毛竹为原料。与阔叶林相比，毛竹资源非常丰富，其广泛生长于我国南方各省，生长迅速，一次种植后，每年萌发新竹，以择伐方式采伐，生物群落相对稳定，可以持续利用。在竹炭生产迅速发展的同时，竹炭的应用领域不断得到拓展，目前竹炭已经在净化水质、改善居住环境、调节植物生长、改良土壤、屏蔽电磁波、美容美肤、功能材料等领域广泛应用。竹炭市场也从单一出口日本，发展到东南亚、欧美等地区，国内市场也得到了很好的开拓，竹炭产品国内迅速热销。 遂昌位于浙江西南，全县总面积381万亩，其中林业用地333万亩，占总面积的87.4%，竹林面积30万亩，其中毛竹林25万亩，竹林总株数2893万株，森林覆盖率81.37%，是个典型的山区县。全县现有人口22.56万人，其中农业人口19.26万人，占总人口的85.36%，林业产业收入是当地农民的主要经济来源之一。自1996年在国内率先开发生产竹炭以来，以科技为先导，以企业为主体，通过政府引导和扶持，组建产业协会，采用连锁加盟等模式开拓市场，短短几年间，竹炭业得到了迅猛发展，成为竹产业的支柱，至2005年已拥有竹炭加工企业50余家，从业人员3000余人，开发出竹炭和竹醋液两大系列产品200余种，在国内建立连锁经营加盟商2000余家，竹炭及其制品产值达2亿元。遂昌竹炭业无论在企业数量、规模、产值，还是产品开发的深度和广度上都已位居全国前列，成为国内最大的竹炭生产、加工和出口基地，名副其实的“中国竹炭之乡”。  亩为非法定计量单位，15亩=1公顷。 第二章一、竹材的构造 竹材是竹子砍伐后除去枝条的主干，又称竹杆。竹杆由数十个节和节间组成，形似圆锥壳体，中空，其周围部分称为竹壁。竹杆的外部是由几层表皮细胞组成，最外部覆盖着蜡层，秆内部是由无数的薄璧细胞和维管束组成，竹材节间都是轴向细胞。 竹壁可分竹青、竹肉、竹黄3部分。竹青位于竹壁的外侧，组织紧密，质地坚韧，表面光滑，常附一层蜡质，表层细胞常含叶绿素，老年竹竿或采伐过久竹竿竹青因叶绿素变化或破坏而呈黄色。竹黄位于竹壁的内侧，维管束分布稀疏，组织松疏，质地脆弱，呈黄色；竹肉位于竹青与竹黄之间，所占比例大，由维管束和基本组织构成。 与木材相比，竹材的解剖特征有其自身的特点。通过显微镜可以观察竹材的解剖构造。横切面作切片观察可以看出维管束和基本组织在竹壁上的分布规律：愈近竹壁的外侧，维管束形体愈小，分布愈密，基本组织的数量愈小；愈近竹壁的内侧，维管束体形愈大，分布愈稀，基本组织的数量愈多。因此，竹材的比重和力学强度都是竹壁的外侧大于内侧。 二、竹材的化学成分及性质 竹材的化学成分十分复杂，组成竹材的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，它们同属于高聚糖，三者总量占干重90%以上；其次是蛋白质、脂肪、果胶、单宁、色素、灰分等成分。纤维素、半纤维素、木质素是形成竹材细胞壁主要成分的聚合物，直接参与竹材材质的形成；蛋白质、脂肪、果胶、单宁、色素、灰分等成分也沉积在细胞壁内，但多数存在于细胞内脏或特殊组织内，直接或间接与竹材的生理作用有关。 1.纤维素 纤维素是组成竹材细胞壁的主要物质，其化学元素组成为：碳44.2%，氢6.3%，氧49.5%；其分子式用C6H12O5)n来表示，分子量为7000～10000。不同竹龄的竹材中纤维素含量不同，一般随竹龄增加，纤维素含量降低。 2.半纤维素 半纤维素也是构成竹材细胞壁的主要成分。竹材半纤维素中主要为多聚戊糖，约占竹材半纤维素量的95%，多聚甘露糖占4%～5%，多聚半乳糖其量甚微。 毛竹竹材中的半纤维素含量一般为14%～25%，平均约22.7%。随着竹龄的增加，半纤维素的含量也有所降低。 3.木质素 木质素是存在于竹材细胞壁内，集中在微纤丝之间的惟一的芳香族聚合物，它使竹材组织具有刚性，不易被菌虫侵蚀或消