甘蔗渣的利用与发展前景,岳宽扎.doc

甘蔗渣的利用与发展前景 摘要:综述了目前国内外甘蔗渣资源应用于生产燃料酒精,可用于合成沼气池再生能源或经过处理提高其蛋白含量用于饲料,还可用于生产环保材料作为木材的替代原料等利用现状。甘蔗渣资源的开发利用有着广阔的前景,可作为无土基 质和有机肥料的原料,应用于生物培养基方面的研究与用甘蔗渣发电建筑材料等。 关键词：甘蔗渣、利用、发展。 引言：甘蔗渣是制糖工业的主要副产品，是一种重要的可再生生物质资源。中国是仅次于巴西和印度的第三 甘蔗种植大国，南方蔗区甘蔗总产量7000多万t，蔗渣 的产量达到700万t。甘蔗渣的成分以纤维素，半纤维 素以及木质素为主，蛋白、淀粉和可溶性糖含量较少。 甘蔗渣一般含干物质90%~92%，粗蛋白质2.0%，粗纤 维44%~46%，粗脂肪0.7%，无氮浸出物42%，粗灰分2%~3%。与作物秸秆相比，甘蔗渣的农药残留量很 低，但其木质化程度高[1]。 但是由于蔗渣的木质化程度高、蔗茎表皮存在硅 化细胞，养分不协调等原因，蔗渣作为反刍动物饲料 时，有机物消化率只有20%~25%或更低[2]，由于同样的 原因，蔗渣直接用作食用菌的栽培料也受到限制。由 于转化利用技术手段落后，传统上甘蔗渣经常被废弃 不用、或者多数只用做燃料，其利用率很低，不仅造成了资源的浪费，而且还带来了环境的污染。 然而，随着科学技术的进步，以及生物质转化利用 工程技术的不断发展，人们发现甘蔗渣不仅是天然高 分子材料、绿色化学品的宝库，其中还蕴藏着丰富的生 物质能。而且甘蔗渣作为生物质原料具有明显的优 势：甘蔗渣来源集中、产量大，收集简单、运输半径小， 且甘蔗成分相对稳定、性质均一，将其用于高附加值产 品的生产，可满足产业化所需的原料集中性，连续性和 均一性要求，因此，甘蔗渣是生物炼制的优质的原料。下面我们针对甘蔗渣资源的利用价值及其前景作个介绍。 我国处于亚热带地区，因此甘蔗在农作物中的比重较大。甘蔗原产于印度，现广泛种植于热带、亚热带地区。我国是仅次于巴西和印度的世界第三甘蔗种植大国甘蔗作为大宗的糖料经济作物在国民经济中占有重要地位。甘蔗渣是制糖的一种副产品是甘蔗榨糖后的渣粕，蛋白质含量和热量均比较低。甘蔗渣一般含干物质９０％～９２％粗蛋白质、２.０％粗纤维、４４％～４６％粗脂肪、０.７％无氮浸出物、４２％粗灰分。甘蔗渣是一大笔非常集中而又数量较多的资源，但是如果不经过科学的加工处理这些资源也将无法作为能源再加以利用。与作物秸秆相比甘蔗渣的农药残留量很低但其木质化程度高有机物消化率只有２０％～２５％。长期以来，这种大批量的甘蔗渣主要供糖厂本身作为燃料烧掉或废弃这种利用方法的经济价值非常低。开发利用蔗渣资源不但可以提高糖厂的经济效益还可为其他行业提供大量的资源对许多行业均具有重大意义。 一、 甘蔗渣资源利用现状： 1．甘蔗渣用作环保材料； 造纸和再利用。目前已有成熟的技术利用甘蔗渣作为木材的替代原料生产纸杯原纸、 纸质餐等饮用具。其中全降解纸质农用地膜是利用１００％蔗渣浆，既能回收用于造纸又能自然降解能解决多年来使用聚苯乙稀餐饮具造成的白色污染问题，被认为是最有前途的新成果。用甘蔗渣制成的餐饮用具有较高的白度和紧密度耐温耐油性能良好，无毒无味，三个月内可完全降解。生产过程无三废污染且生产成本大大低于纸浆模塑快餐盒。如在广西马，山县双飞绿色餐具厂，就已经出现了这种以甘蔗渣为原料的绿色餐具，为新兴的环保产业发展创造了优良条件。 2．生产燃料酒精与乙醇； ２０世纪７０～８０年代，我国糖厂的甘蔗渣主要是供糖厂本身作为燃料烧掉或废弃，这种利用方法的经济价值非常低。蔗渣中的纤维素可转化为糖，制成酒精或饲料酵母。巴西从８０年代开发的用甘蔗渣生产酒精的技术居世界领先地，并已在多个国家注册了专利，运用新技术可从每吨甘蔗渣中提取１０９～１８０升酒精，使甘蔗的酒精产量由７７４０升／ｈm２提高到１３８００升／ｈｍ２，无需扩大甘蔗的种植面积就可使酒精的产量（２００３／２００４年度为１４８亿升）增加一倍,成本降低４０％。乙醇是来自生物质资源的最有发展前景的液态燃 料。以甘蔗为原料生产燃料乙醇的产出最具优势，发 酵技术是甘蔗生产燃料乙醇的关键技术[12]。 各国的研究者对甘蔗渣生产乙醇进行了研究，其 中Li, Bing-zhi; Balan[13]等人发现了通过AFEX（氨气爆 破法）预处理，将蔗渣置于氨水中，在保持100℃及一 定压力下进行加热。压力释放后，氨水会挥发出来并 加以回收。AFEX是处理甘蔗渣的最佳工艺路线，在 酶法水解中添加木聚糖酶和纤维素酶可将木聚糖和葡 聚糖酶的转化率提高到90%。在AFEX条件下使用啤 酒酵母菌进行发酵，该菌株在pH 6.0时比pH 4.8时能 更好的利用木糖，但是甘油的产量却恰恰相反。在发 酵液中酒精的最高浓度30.9