稻壳中纤维素、半纤维素的测定.doc

2010 级 分 类 号 ：学院农业废弃物稻壳的综合利用姓 名 性 别 学 号 年 级 专 业 2014 年 5 月 20 日 农业废弃物稻壳的综合利用摘要：介绍了农业废弃物稻壳经过一系列加工和特殊工艺处理后，在化学品制备、能源、饲料工业、农业建材、环保等方面的应用，指出科学开发与综合利用稻壳是开辟新资源、保护环境、消除白色污染、促进生态平衡、发展农业、促进畜牧业发展、变废为宝、利国利民的好途径关键字：壳；农业废弃物；综合利用稻壳是稻米加工过程中数量最大的农副产品，按重量计算约占稻谷的20 %我国稻谷年产量约26000万t ，稻壳年产量则高达 3200 万t ，居世界首位但我国稻壳利用率较低，许多地方将其作为废弃物烧掉或弃置农田，这不但造成极大的资源浪费和巨大的经济损失，而且也产生极大的环境污染。

因此，合理利用稻壳，变废为宝，对进一步防治农业污染、改善农村环境意义重大本文介绍了国内外稻壳综合利用的情况，以期为实现稻壳经济高附加值开发提供参考1 在工业领域的应用稻壳的主要成分是纤维素、木质素、硅化合物（20%～25%） 在工业方面，稻壳的利用主要分为2 类：一类是利用其纤维素、半纤维素、木质素生产出有价值的化工产品，如糠醛、木糖醇等；另一类是利用其SiO2 生产一系列化工产品，如控制加热温度和工艺条件可以得到高比表面积的活性炭、白炭黑以及含硅的无序碳材料1.1 制备化学品1.1.1 糠醛和糠醇糠醛和糠醇是迄今为止无法用石油化工原料合成而只能采用农作物纤维废料生产的2种重要的有机化工产品对稻壳深度水解即可获得糠醛，其生产工艺较简单，主要有水解、脱水、蒸馏分离等步骤：将稻壳等原料放进蒸煮管内并加入稀酸催化剂，通入水蒸汽进行加热处理，升温加压后，多缩戊糖水解为戊糖，戊糖进一步脱水为糠醛，随水蒸汽馏出，经减压蒸馏可得纯品糠醛糠醇则以糠醛为原料，在铜、镉、钙催化剂作用下，经加氢还原而获得1.1.2 木糖和木糖醇将稻壳在150℃下蒸煮1.5 h 除去果胶、单宁、灰分等不利于水解的物质，然后置于水解锅中并加入1%稀H2SO4，加入量约为稻壳重量的14倍；120℃加热反应1.5 h 后，用密度为1 100 kg/m3 的石灰乳中和，然后倒入压滤机过滤，滤液采用真空蒸发；用颗粒状炭柱脱色，经离子交换（阴阳柱）除去阴阳离子及有机酸等杂质，析出木糖晶体，离心分离，干燥后即得成品木糖。

木糖醇则以木糖为原料，经催化加氢、浓缩、结晶、离心分离、干燥等过程而获得[1]1.1.3 水玻璃稻壳经热解或燃烧后得到稻壳灰，稻灰中所含的SiO2 在加温、加压的条件下与烧碱溶液碳酸钠溶液反应，充分反应后的溶液通过常规方法分离，滤液经浓缩即得水玻璃在一定条件下，稻壳灰的SiO2 溶出率可达90%以上1.1.4 氟硅酸钠将烧透的稻壳灰100 kg 与莹石粉入耐酸缸内，加40%H2SO4 265 kg，连续搅拌反应2.5h，过滤后在滤液中加入含132 kg NaCl 的水溶液，并搅拌使之沉淀，过滤后滤液经蒸发浓缩得到浓盐酸，滤渣用水冲洗至中性后，将其蒸发至结晶，干燥后即得氟硅酸钠产品1.1.5 锂离子电池炭负极材料将洗净的干燥稻壳与3 mol/L 盐酸煮沸1 h 后，用蒸馏水洗至中性；取经处理的稻壳与2 mol/L NaOH 溶液煮沸2 h，用蒸馏水洗至中性并于120℃下烘干；稻壳在氮气保护下于程序控制加热炉中炭化，炭化升温速率为5℃/min、最终温度为700℃，将炭化稻壳进一步洗涤、干燥、粉碎、筛分即可得到电极用稻壳炭材料[2]此外，一些日本企业利用稻壳制成的化妆品不但具有明显的保湿作用，而且可清除肌肤上的污垢，对皮肤的刺激性较小，还能抑制黑色素生成，减少皱纹和雀斑[3]。

1.2 生物工程利用稻壳特有的结构使其作为酶载体具有一些特殊的功效Tantrakulsiri[4]发现将稻壳灰放在马弗炉中以700℃加热2 h，再用10%硫酸滤去其中的金属氧化物，得到的酸化稻壳灰可用来固定假丝酵母脂肪酶，固定的脂肪酶活性残留30%，但其耐热性大大增加另报道，经过硫酸处理的稻壳灰也能增加牛血清白蛋白的固定能力此外，从稻壳中可以提取一些生物抑制剂如木质素等如Eun[5]研究了稻壳中木质素及其硝基苯氧化单体的抗菌性；Cho[6]从稻壳中分离出可作为大多数革兰氏阴性菌和部分革兰氏阳性菌抗菌剂的4- 羟基苯甲酸和转4- 羟基肉桂酸，有的科学工作者则利用稻壳等物质研发出稻铁甲虫生物控制剂1.3 加工饲料稻壳的主要成分是纤维素类和木质素类物质，不易被畜禽消化吸收，因此不适合直接作为饲料投喂动物目前国内外研究采用物理或化学方法处理稻壳生产优质饲料，如将稻壳用碱、氨处理或改性、膨化处理去除稻壳中的硅和木质素可改善消化性能稻壳饲料可分为统糠饲料、膨化稻壳饲料、稻壳发酵饲料、化学处理饲料，其中采用生物技术生产蛋白饲料更为人们所重视2 在环保领域的应用2.1 制备吸附剂稻壳本身具有多孔结构的特性，再经化学改性，其吸附能力更强。

将稻壳燃烧成灰后也可以利用其炭和无定形硅的吸附作用国外很多专家已研究利用稻壳和稻壳灰处理水溶液中的各种金属离子，并取得了良好效果日本某公司研究发现，在pH 值为3 的条件下用甲醛溶液处理活性淤泥和稻壳，过滤后即可得到金属吸附剂，这种吸附剂处理含铜离子、锌离子、重铬离子、汞离子废水的效果非常好稻壳产品不但能够吸附金属离子，而且能够吸附水体或气体中的有毒物质和溶液中的染色剂日本有研究者提出利用碱液处理稻壳以除去木质素，再经炭化即可用来净化水，特别是降低BOD、COD 值和除去水中悬浮固体的方法Khalil等[7]研究发现，在400℃下炭化经50%H3PO4 浸泡壳，得到的活性炭吸附亚甲基蓝效果很好2.2 制备去污剂稻壳燃烧后的稻壳灰可用作去污剂清洁油污将稻壳灰、三聚磷酸钠、硼砂、烷基芳基磺酸盐按适当比例混合、研磨即成为去污粉英国有研究者把稻壳灰添加到磨碎的玉米穗轴中制成清洁粉，其清除机器部件油污的效果非常好2.3 制备一次性环保餐具 以稻壳、麦壳等为主要原料能够生产可降解餐具等稻壳、麦壳等经过粉碎、混合、制片、成型、固化、表面喷涂等工序，制得的一次性餐具安全、无毒、可降解、成本低、表面光洁、外形美观，完全可以取代目前广泛应用、造成严重“白色污染”的塑料餐具，具有很大的市场推广前景。

3 在农业领域的应用3.1 制备食用菌培养基将稻壳用3%～5%石灰水浸泡24 h，捞起后用水冲洗降碱并沥干，然后混合细米糠、石膏粉、蔗糖等制作培养基，可用来种植某些特殊作物如蘑菇等3.2 用作土壤改良剂稻壳灰是一种很好的土壤改良剂，可保持土壤的疏松性和透气性将稻壳与其他物质等量混合后可改善土壤的酸性条件对水稻施稻壳灰有机复合肥可起到壮秆、抗病、抗倒伏、增产作用3.3 制作苗床浸透的稻壳可用作苗床；而在农作物育苗时，苗床播种后用粉碎的稻壳覆盖，可实现无土育苗，且无需封闭灭草，即使用细土覆盖，也可达到节土育苗的效果以稻壳作农作物的育苗床，培育出的苗根多且长，而稻壳体轻便于幼苗起运3.4 防虫除草稻壳灰中的SiO2 能腐蚀昆虫胸部的蜡质表层，因此容易打乱昆虫正常的新陈代谢，致使昆虫死亡在国外，有研究者从稻壳中提取出一种除草剂参考文献[1] 崔小明. 稻壳资源的综合利用[J].企业技术开发，1997(12)：4- 5.[2] 周德风，郝婕，马越，等. 稻壳制备锂离子电池炭负极材料[J].长春工业大学学报(自然科学版)，2005(2)：87- 91.[3] 鹿保鑫，张丕智. 稻壳的综合利用技术[J].农机化研究，2005(4)：201- 202.[4] Tantrakulsiri.Utilization of rice hull ash as a support materialfor immobilization of Candida cylindracea lipase[J] J Am OilChem Soc，1997(2)：173- 175.[5] Eun. Antimicrobial activities of ricehull lignins andtheir nitrobenzene- oxidized monomers[J]. Abstracts of PapersAmerican Chenmical Society，2000，220：56- 58.。