半纤维素的利用.ppt

半纤维素的利用 半纤维素 定义： 半纤维素是由木糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖和葡萄糖等多糖基组成的一种聚合物。具有多而短的支链，主链上一般不超过150－200个糖基。 半纤维素的利用 纸浆中的应用 半纤维素是纸浆的成分之一，它对制浆和纸张的性质有重要影响。 半纤维素比纤维素容易水化膨胀，经过打浆后，有利于纤维的分丝帚化和细纤维化，所以半纤维素含量高，有利于提高纤维结合力，对提高纸张的裂断长，耐破度和耐折度等有利。 在制浆工艺中，半纤维素的含量应该控制在一个适当的水平内，半纤维素含量过大，尽管能增加纤维的结合强度，但是相对降低了纤维素的含量从而降低了纸张的强度。 麦草、稻草、芦苇等草浆的半纤维素比木浆高得多，但是这些浆料中，纤维的尺寸、纤维细胞和杂细胞的比例等对纸张性能得影响比其化学成分对纸张性能影响大得多，就此而言，草浆造纸性能比木浆差。 己糖利用 纤维素和半纤维素水解得到己糖和戊糖，通过发酵和蒸馏得到乙醇。利用亚硫酸盐纸浆厂废液中的葡萄糖、甘露糖和半乳糖经过发酵生产乙醇是造纸废液综合利用得主要方向。其反应式如下： C6H12O6 → 2C2H6O + 2CO2 半纤维素戊糖的利用 1.利用半纤维素聚戊糖水解，脱水后生成糠醛，它是一种优良的溶剂，用于润滑油的精制和作为呋喃树脂、尼龙的生产原料。 2.戊糖还可以用于生产饲料酵母，作为动物的营养饲料。 3.膳食纤维是一种功能性食品，在预防和治疗便秘、肥胖、高血压、大肠癌等疾病方面有一定的效果，半纤维素约占膳食纤维总量的50％以上，其中主要为阿拉伯糖和木糖，各占40％左右。 4．生产木糖和木糖醇 木聚糖是半纤维素的主要组成成分，完全水解后可制得结晶的木糖，用作食品添加剂；不完全水解得到的低聚糖，又称寡糖。具有生物学功能特性的低聚糖称为功能性低聚木糖，包括有水苏糖、棉子糖、麦芽糖、低聚木糖和低聚半乳糖等，它们能促进肠道内双歧杆菌的增殖，有利于人体健康。 小知识： 从日本山毛榉木材中分离的4－氧－甲基葡萄糖醛酸木糖具有明显的抗发炎性和抑制恶性肿瘤的作用，含有羧甲基化聚木糖的木材半纤维素具有刺激淋巴细胞和免疫细胞的作用，具有抗癌功效。 其它应用： 改性后的半纤维素可以作为表面活性剂，应用于日用化学工业中。在食品工业中，半纤维素可作为食品黏合剂、增稠剂、稳定剂、水凝胶、薄膜形成剂、乳化剂等 木糖醇 性质：白色晶体，外表和蔗糖相似，是多元醇中最甜的甜味剂，味凉、甜度相当于蔗糖，热量相当于葡萄糖。是未来的甜味剂，是蔗糖和葡萄糖替代品。 特点：热量低；防龋齿 应用：木糖醇是防龋齿的最好甜味剂。在美国，为了某些特殊目的可以作为食品添加剂，不受用量限制的加入食品中。 发展现状：以木糖醇为主要甜味剂的口香糖和糖果已经得到六个国家牙齿保健协会的正式认可。 生产木糖方法： 工业化生产木糖醇的方法是首先水解富含木聚糖的半纤维素，纯化制取木糖后，再经过催化氢化、柱层析、重结晶等加工得到木糖醇，它是近年发展起来的一种新型甜味剂，为白色无臭的结晶粉末，甜度与热容量与蔗糖相近，但是能量值低。木糖醇能够调整人体的糖代谢，用于是糖尿病患者的营养和治疗。 中和脱酸工艺 中和脱酸工艺就是在净化水解液时采用中和法。上世纪六十年代，我国木糖醇在保定开始试生产时，就是采用这个方法，如保定厂的一号生产线。此法的工艺路线如下： 　　原料 → 水解→ 中和 → 浓缩→ 脱色→ 离子交换→ 浓缩→ 加氢 → 浓缩→ 结晶→ 分离→ 包装 优点：中和脱酸工艺比较简单，酸碱消耗低，可降低成本，设备也比较简单，易操作，投资少。 缺点：随着反应进行，石膏沉积在蒸发器的管壁上，形成隔热层，降低蒸发效力，浪费蒸汽，降低设备利用率。结垢很难用化学方法除去，不得不用机械法清除结垢，不但麻烦，而且劳动强度很大，对设备也有不同程度的损伤，降低设备的使用寿命。 离子交换脱酸工艺 离子交换脱酸工艺就是采用离子交换树脂利用离子交换的方法将硫酸根除去。此工艺也有两次交换和三次交换之分，但不管是两次交换还是三次交换都有属于离子交换的范畴。此法的工艺的路线如下： 原料→ 水解→ 脱色→ 离子交换→ 浓缩→ 离子交换→ 加氢 → 离子交换→ 浓缩→ 结晶 → 分离→ 包装 每次交换的意义不同，所以采用的离子交换树脂也不同： 第一次交换主要是为了除去水解液中的硫酸根，所以采用阴离子交换； 第二次交换采用阳离子交换树脂； 第三次交换用阳、阴两种树脂，也有单用阳树脂的。 优点：它解决了中和脱酸工艺品中设备结垢的缺点，提高了设备的利用率和使用寿命，减少了水解液中的灰份和酸的