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junjianchen@163.com;Chap.4 生物质的化学加工总论;4.1.1 生物质的基本概念 ; 绿色植物吸收地下水、无机盐和CO2,通过叶绿素把这些简单的无机物转化成以淀粉为主的有机化合物，这些有机物正是一切生物和人类生存所必须的食物。 在太阳辐射能的推动下，通过光合作用，生物界中能量的生产者－绿色植物，消费者－食草动物、食肉动物和人类，和分解者－微生物的功能被有机地联系起来，完成了自然界物质和能量的代谢与循环，使生物不断生长发育、自我更新、遗传变异、繁衍发展。 地球上的绿色植物包括森林、农作物、野生草类等陆生植物和水草、藻类等水生植物，它们以0.25％～5％的能量转化率，每年把1％左右的太阳辐射到地球表面能量，以碳的形式固定下来。绿色植物通过光合作用使非生物界的碳进入生物界，又通过食物链相互转移。植物体90％以上都是由光合作用产生的有机体组成的。有的植物直接供人类食用，有的转化为动物质后再被人类食用。所有食物链都是以绿色植物为基础的。;1.动植物呼吸放出大量CO2； 2.动植物尸体腐烂后经微生物分解变成包括CO2在内的简单无机物； 3.煤、石油和干物质燃烧时产生CO2。;1.农作物废弃物 据统计2001年全国粮食产量为4.5264亿吨，而农作物秸秆产量为7.074亿吨，稻壳、玉米秸和麦秸的产量大约为1.749亿吨，占农作物废弃物总量的70.6％。 2.林业废弃物 我国有森林土地2.63亿公顷，森林面积1.59亿公顷，其木材存量为124.9亿立方米，森林存量超过112.7亿立方米。 我国木材的消耗主要分为三部分：第一部分用于制造木制品，约占总量的44.2％；第二部分用于木材厂和农场自身消耗，约占总量的32.1％；第三部分用于生活燃料，大部分是直接燃烧形式，约占总量的28.8％。 3.畜禽粪便 城市人口的增长和家禽养殖业的发展，人畜禽的粪便成了一大污染源，同时也是一种重要的生物质资源。 4.工业生物质废弃物 工业生物质资源是指来自工业生产过程的固体废弃物，如酿酒厂、造纸厂、木材厂、粮食加工厂、糖厂和食品加工厂的固体废弃物。 5.动物油脂及其废弃物 主要指在陆产动物中的牛、羊、马、猪等含有较多的油脂。在它们的某些部位的含油量高达90％，???是油脂的重要来源。; a. 农作物谷壳 有30%的谷壳被用作生活燃料、乙醇发酵和动物饲料。 b. 造纸废弃物 造纸业是工业固体废弃物的重要来源，而且这部分资源几乎没有被用作能源。 c.木材厂废弃物 我国是世界上最大的木材和木制品生产国和消费国之一。但人均占有森林量却很低。据权威估算，全国木材年需求量超过了3亿立方米，但目前国内供给量仅为1.5亿立方米，即木材短缺50％。 d. 其他相关工业生物质废弃物 包括酿酒厂、糖厂和食品加工厂的废弃物。全国230座城市的酿酒厂、糖厂和食品加工厂生产的污水大约为62亿吨，其污水中含有高浓度的COD，总量约为250万吨。 e. 城市固体废弃物 这些废弃物主要来自城市居民的日常生活，还有些来自学校、医院、公园等公共场所。 ; 猪油是我国的传统食用油，是重要的食用动物油脂。其制法通常有干熬和湿熬两种方法。 猪油的组分、特性及稠度因猪的饲料及体腔部位不同而有很大差异。;牛油是由牛脂油料熔炼而得的。炼得的高级牛脂称为“二等油”。以一等油结晶并在压榨机上加压得到的液体部分为“人造黄油”，固体部分为“硬脂酸”。;羊脂是由油料熔炼而得到，可分为：羊脂、一等油、人造黄油（一等油的液体部分）和硬脂酸（一等油的固体部分）。羊脂的脂肪酸组成为：十四酸2％～4％，棕榈酸20％～25％，硬脂酸25％～30％，油酸35％～45％，亚油酸2％～4％。;水产动物油脂;动物废弃毛发主要成分是胱氨酸，胱氨酸存在于人发、猪毛、羊毛、马毛、羽毛及动物角等的蛋白质中，其中人发含量最高，达到17.6％。胱氨酸结构式为 ：;胱氨酸微溶于水，不溶于乙醇及其他有机溶剂，易溶于稀酸和碱液中。因此，可以通过酸性水解，从动物毛发和角蛋白中分离提取胱氨酸。 ;甲壳素主要存在于甲壳纲动物虾、蟹的甲壳，昆虫等的甲壳中。是白色或灰白色无定形、半透明固体，不溶于水、稀酸、稀碱、浓碱、一般有机溶剂，可溶于浓盐酸、硫酸、磷酸和无水甲酸。 甲壳素是由N－乙酰－2－氨基－2－脱氧－D－葡萄糖以β－1，4糖苷键形式连接而成的多糖，实际就是N－乙酰－D－葡萄糖胺的聚糖。其结构式为： ;如果将糖基上的乙酰氨基（-NHCOCH3）换成羟基（-OH），甲壳素就变成了纤维素。 ;甲壳素糖基上的乙酰除了可用强碱水解脱去外，特定的酶解也可脱去一部分或90％以上的乙酰基。其结构式为： ;把N－脱乙酰度在55％～70％范围内的壳聚糖定义为低脱乙酰度壳聚糖，70％～85％的定义为中脱乙酰度壳