玉米芯的综合开发与利用(课堂PPT)

糠醇在常压下沸点为 171 ℃, 熔点为- 14 .6 ℃ ,相 对密度为 1.11296 ,与水的共沸点为 99.85 ℃, 糠醇能 与水、乙醇、乙醚等混溶。
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• 生产工艺: • 玉米芯→水解→
脱水→蒸馏→精 制→糠醛→加氢 →糠醇。加氢催 化剂一般选择用 铜铬钙。
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6制备高比表面积活性炭
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• 生产工艺:玉米芯 →水解→脱水→ 蒸馏→精制→糠 醛。在生产过程 中 同时副产醋酸、 甲醇、 丙酮等产 品,其总量接近糠 醛产量。
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玉米芯中含有大约 35% 一40%的多缩戊糖可作 制造糠醛的原料。工业上制造糠醛主要有两种方 法 一种是适于大规模生产的加压法：将原料与 稀硫酸或盐酸在加压下蒸煮 ,用高压或过热蒸汽 带出反应产物,经分馏后得到糠醛成品。另一种 是适用乡镇企业的常压法:将原料与食盐等无机 盐及稀硫酸共煮并同时蒸出糠醛。常压法反应速 度慢 ,生周期长 ,但设备要求低 。加压法则设 备要求耐压要有中压锅炉,但反应速度快,周期短, 玉米芯理论出醛率19% 一20% ,实际出醛率 10% 一14% 。
玉米芯综合开发与利用的研究
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玉米芯综合开发与利用的研究
摘要：对我国农业生产废弃物玉米芯及 其经济重要性、产品用途、生产工艺等方 面作了探讨，并较系统的介绍了玉米芯制 取化工产品及其食品的工艺技术与方法。
关键词：玉米芯 综合开发 工艺方法 产品应用
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引言 我国是农业大国, 植物纤维资源丰富 。玉米芯是玉米果穗脱去籽粒后的果轴。玉 米产量每年在 1.1-1.3亿吨，可以副产2000 万吨的玉米芯, 然而玉米芯作为一种农业废 弃物，目前多用作燃料，造成很大的浪费。 目前，国内外都围绕玉米芯深加工和综合利 用开展研究，开发了一系列玉米芯综合加工 的新途径。随着我国科技实力的不断增强， 玉米芯的深加工领域不断扩大，目前许多产 品已经实现了工业化生产，使这一废弃物质 得到充分利用。
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内容提要
内容提要
• 一、玉米芯的组成 • 二、综合开发工艺
路线 • 三、玉米芯的加工
利用与工艺 • 四、结语
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一、玉米芯的组成
玉米芯主要成分是纤维素、 半纤维素和木 质素。其中纤维素占 32 % -36 %、 多缩戊 糖占 35% -40%、木质素占 25% 。据测定， 玉米芯含粗蛋白2%-6%，粗脂肪0.5%，可溶 性无氮物52.9%，粗纤维33.1%，灰分3.2%， 水分7.7%。纤维素和半纤维素都是用途广泛 的可再生资源。
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2.2 “中和法” 生产木糖醇工艺路线： 玉米芯 → 粉碎 →预处理 → 水解 → 中 和 → 蒸发 → 离子交换 → 氢化 → 二次 浓缩 → 结晶 → 离心分离 → 晶体木糖醇。
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2.3发酵法生产木糖醇工艺流程：
微生物发酵玉米芯纤维生产木糖醇工艺流程如下 ：
富含多缩戊糖植物纤维原料（玉米芯）一 (前处 理) → 催化剂(酸 )/ 水解 → 半纤维素水解液 一(提纯 、脱毒) → 木糖溶液 → 微生物发酵 → 木糖醇发酵液一(提取 、分 离、精制) → 木 糖醇产品。
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3制取低聚木糖
低聚木糖是由2~7个木糖以β-1,4糖苷键连接而 成，以木二糖，木三塘为主。它的甜度比蔗糖和 葡萄糖的均低，与麦芽糖差不多。玉米芯中的半 纤维素主要是由 D-木糖为主链的木聚糖组成, 是 生产低聚木糖的最佳原料之一。玉米芯酶法制备 低聚木糖工艺过程一般由玉米芯粉( 60目)经过预 处理、酸解反应以及分离、精制得到低聚木糖产 品。
以玉米芯为原料, KOH为活化剂, 在炭化温度 400℃- 600℃ , KOH 与炭化后原料质量比为 3 ： 1 - 5 ：1 , 活化温度 850℃ ,活化时间为 1.2 h 条件下,可制得比表面积大于2700m2/g的活性 炭。所得活性炭结构以微孔为主,孔径分布窄, 可被广泛用在食品加工、化工、 医药、军事等 重要领域。
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2.1制取木糖醇
木糖醇是一种易溶于水的白色粉晶状新糖料 ,分子式为C6H12O5。其甜度与蔗糖相当，可食 用。
木糖醇除具有蔗糖、葡萄糖的共性外,还具 有特殊的生化性能。它不需要通过胰岛素 , 就能透过细胞壁被人体吸收 ,并有降低血脂, 抗酮体等功能。木糖醇还是轻工、化工等多 种工业产品的重要原料。
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5制备糠醇
糠醇学名呋喃甲醇,糠醇的 80 % - 90 %用于生产呋喃 树脂。糠醇在酸性催化剂存在下与甲醛、 尿素、 苯酚 等发生缩聚反应制成各种牌号的呋喃树脂, 呋喃树脂可 用作铸造用胶粘剂、浇铸用胶泥、 芯型和铸模。此外在 玻璃纤维增强塑料、 硅填充塑料及防腐灰浆中也配入一 定量的呋喃树脂。少部分糠醇用于生产摩擦轮用耐高温 酚醛树脂胶粘剂,此外糠醇还是生产香料、香味剂、 医 药、 农药的中间体。
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二、综合开发工艺路线
纤维素是以葡萄糖基为结构单元， 由苷链连接
而成的线性大分子,半纤维素是以己糖和戊糖为主
链,具有羟基或羟酸衍生物侧基的一类多糖物质。
在酸存在下 ,经过糖化 ,纤维素与半纤维素均可
转化为很有价值的葡萄糖、木糖和糠醛，葡萄糖
可用来进一步生产木糖醇。也可将原料直接发酵
制取乙醇。木质素是以苯玉米芯 → 木聚糖提取 → 精制 → 精制木聚糖 液 → 酶降解 → 粗产品 → 精制 → 浓缩 → 普 通产品 → 进一步提纯 → 高纯产品。
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4制备糠醛
糠醛学名呋喃甲醛, 它是一种重要的有机化工 产品,在合成树脂、 石油炼制、 染料、 医药和 轻工业上都有广泛的用途。糠醛的沸点161 .7℃ , 凝固点为- 36 .5 ℃ ,相对密度为 1. 16 , 是一种有杏仁气味的浅黄色油状液体。以其为原 料的主要深加工产品有糠醇、 四氢呋喃、 呋喃 树脂、 麦芽酚、 乙基麦芽酚、 呋喃基环缩醛 类合成香料等。
香族天然高分子化合物 ,通过磺化、氧化 、热解
等手段可以将它转化为木质素磺酸盐、香草醛、
活性 炭、苯酚、等多种化工产品。
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其可供开发工艺路线如图1：
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三、玉米芯的加工利用与工艺
• 1.制取木糖 • 木糖是一种五碳糖, 是制取木糖醇及饲
料酵母的原料,在化工、 医药、 皮革、 燃 料等工业部门都有广泛的应用。木糖为白 色结晶粉末,熔点为 145 ℃,在20℃ 水中溶 解度为 37.42 % , 甜度为蔗糖的67 %。 • 生产工艺:玉米芯→水解→中和→脱色→ 离子交换→蒸发→二次脱色→离子交换→ 蒸发→结晶→离心→干燥→成品。