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84農業網 時間:2018-03-14 作者:佚名 來源:網絡整理
油茶是我國特有的木本油料,據統計,全國現有油茶面積347多萬公頃,年產油茶籽566億kg。在茶籽殼中,含木質素52.15%、多縮戊糖30.27%、皂素5.43%、鞣質2.47%、水0.43%、油分0.13%、其他成分9.12%。由于茶籽殼中木質素和多縮戊糖的含量較高,因此針對茶籽殼的利用研究目前還集中在糠醛、活性炭與木糖醇的制備上。
1.茶籽殼制備糠醛
(1)糠醛的性質和用途糠醛是一種用途廣泛的化學物品,為淺黃色至琥珀色透明液體,貯藏中色澤逐漸加深,直至變為棕褐色,具有苦杏仁的氣味。糠醛是有機化工原料,主要用于潤滑油精制與糠醇的生產,還可以生產醫藥和獸藥,以及防腐劑、消毒劑、殺蟲劑和除銹劑等產品,在食品香料、染料等:正業中也均有應用。
(2)糠醛的制備糠醛是一種用途廣泛的化學物品,用茶籽殼提取糠醛,其理論產量為47%,而實際產量為19%,是所有農作物中得率最高的。其生產工藝為:酸水解→中和→蒸發→粗餾→中和→精制→成品。
(3)糠醛下游衍生產品應用①糠醇。糠醇是糠醛加氫產物中最重要的產品,主要用于制備呋喃樹脂,可用作汽車、拖拉機等內燃機鑄造工業的黏合劑,以提高鑄件質量和促進鑄造過程的機械化和自動化水平。此外還可用作清漆、顏料的溶劑和火箭燃料,以及用于合成營養藥物果糖酸鈣的中間體乙酰丙酸等。②富馬酸及其二甲酯。糠醛經氯酸鉀氧化可制得富馬酸,再經甲醇酯化得到富馬酸二甲酯。富馬酸主要用于生產不飽和聚酯樹脂,其耐化學腐蝕性及耐熱性能好。富馬酸二甲酯是國外20世紀80年代開發的一種高效、低毒、pH值適用范圍廣的新型食品和飼料防腐防霉保鮮劑,使用效果優于苯甲酸、山梨酸、脫氫醋酸、丙酸及其鹽類防腐劑,可廣泛用于食品、飼料、化妝晶、水果、蔬菜等產品的防腐保鮮。③糠酸。糠酸可由糠醛經空氣氧化制得,主要用于合成四氫呋喃、糠酰胺和糠酸酯及其鹽類。在塑料工業中用作增塑劑,在食品工業中用作防腐劑,此外還可用作涂料添加劑及醫藥、香料等的中間體。④呋喃。呋喃可由糠醛脫羰基制得,主要用于有機合成,是生產呋喃丙胺、呋喃西林、呋喃坦丁和痢特靈等藥物的主要原料,也可以用來制備噻吩、吡咯、四氫噻吩、四氫呋喃、四氫吡咯等市場前景看好的化工產品。⑤四氫糠醇。四氫糠醇又名四氫呋喃甲醇,是由糠醛在鎳、鉻、銅系催化劑存在下氣相加氫制得,是一種重要的化工原料,可用于丁二酸、戊二酸、二氫呋喃、賴氨酸、吡喃和吡啶等的合成。四氫糠醇油脂五色,對光、熱的穩定性好,是聚氯乙烯的優良增塑劑,其沸點高、難揮發,可用作樹脂、涂料和油脂的溶劑,也可用作脂肪酸及一些藥品的脫色脫臭劑。⑥2-甲基呋喃。2-甲基呋喃由糠醛在Cu-Cr-A1催化劑作用下高溫加壓制得。它是重要的有機合成中間體,可制備戊二醇、乙酰丙醇、戊二烯以及酮類和甲基四氫呋喃等,也是生產維生素B1、磷酸氯喹和磷酸伯胺喹不可缺少的原料。此外,2-甲基呋喃也是合成食用香料2-甲基-5-酰基呋喃類、2-甲基-3-呋喃硫醇、2-甲基-5-烷硫基呋喃類的重要母體。
2.茶籽殼制備活性炭
(1)活性炭的性質活性炭的表面具有很多微孔,性能良好的活性炭每1kg的表面面積可達到2500萬平方米,一般的也有1000萬平方米。利用茶籽殼及其生產糠醛的殘渣作為原料生產的活性炭,其綜合性能好,各項質量指標完全可以達到其他果殼活性炭的水平,且活性得率高,原料消耗以及生產成本也接近或優于其他木質素原料。其外表又黑又亮,質地堅硬,呈不規則顆粒狀,放在顯微鏡下觀察會看到有許多微孔。這種活性炭可吸附水中的微小顆粒及細菌,能夠起到殺菌、去除毒素、脫色和軟化水質的作用,是一種良好的化學過濾材料。
(2)活性炭的制備茶籽殼→炭化→水冷→煮沸→過濾→調整pH值→活化→冷卻→粉碎→成品。
(3)活性炭的應用活性炭主要應用于空氣凈化、污水處理場排氣吸附、飲料水處理、電廠水預處理、廢水回收前處理、生物法污水處理、有毒廢水處理、石化無堿脫硫醇、溶劑回收、化工催化劑載體、過濾毒罐、黃金提取、化工品儲存排氣凈化、食品脫色、汽車尾氣凈化、PTA氧化裝置凈化氣體等。
(4)活性炭產品的再生目前活性炭在環境保護、工業與民用方面己被大量使用,并且取得了相當的成效,然而活性炭在吸附飽和被更換后,使用單位均將其廢棄、掩埋或燒掉,造成資源的浪費和對環境的再污染。活性炭吸附是一個物理過程,因此還可以采用高溫蒸汽將使用過的活性炭內的雜質進行脫附,并使其恢復原有活性,以達到重復使用的目的,具有明顯的經濟效益。再生后的活性炭仍可連續重復使用及再生利用。
3.茶籽殼制備木糖醇
(1)木糖醇的性質木糖醇,又稱戊五醇。其味甜,外觀呈白色結晶粉末狀,甜度相當于蔗糖,溶解度、溶液密度和折光系數等理化指標與蔗糖基本相同,是蔗糖的理想替代品。木糖醇是一種天然存在的五碳糖醇,是人與動物碳水化合物代謝的普遍中間產物,廣泛存在于各種果蔬中,但其含量很少。
(2)發酵法制木糖醇茶籽殼→粉碎→預處理→水解(酸催化劑)→水解產物→提純→木糖溶液→解毒→發酵→精制→成品。
(3)木糖醇的功能作為一種甜味劑,木糖醇市場消費量的逐年增加與其自身的特點緊密相關。①防止齲齒。據全國口腔健康流行醫學抽樣調查,我國有一半人患有齲齒。齲齒已成為口腔常見病、多發病之一。齲齒產生的原因是由于人們經常食用蔗糖或含糖高的食物,殘余在口腔中的蔗糖在細菌的作用下產生酸性物質,從而使礦物質流失,腐蝕牙齒,形成齲齒。經常食用木糖醇能有效地防止齲齒,這主要是由于木糖醇在口腔中不會被細菌發酵利用。②降低血糖。木糖醇進入人體內不需要胰島素的幫助就可以透過細胞膜而被吸收利用,并且不增加血糖和尿糖。食用木糖醇后12h以內,有50%~60%的木糖醇氧化生成二氧化碳和水,放出熱量,被人利用;有2%~10%的木糖醇從尿和糞便排出;有20%~30%的木糖醇以肝糖元或其他中間產物存在體內,不會增加血糖值。③木糖醇的其他保健功能。木糖醇能調節人體脂肪代謝,降低血液中游離脂肪酸的含量,從而減少脂肪組織的形成,其低熱性不會提高人體脂肪酶的活性,可降低體內脂肪的積蓄。木糖醇還能促進肝糖元的合成,降低轉氨酶,提高葡萄糖的氨基酸利用率,使肝臟受到保護和修復。木糖醇還能消除血液中有害酮體的生成,可以作為抗酮藥物。木糖醇可以促進腸道內有益菌群的增殖,達到調節腸胃功能的作用。木糖醇作為新型改善腸胃功能的因子,有很高的功能活性,是一種有前途的功能性添加因子。由于木糖醇的優良性能,可被廣泛應用于食品、酒類、飲料等產品中,1973年木糖醇被國際食品添加劑會議正式列為A級食品添加劑。
綜上所述,茶籽殼全身是寶,無論其經濟價值,還是其利用前景都是十分誘人的,但是我國油茶籽加工一般都不進行脫殼處理,而是直接帶殼制油,由于殼中含有較多的色素和少量的蠟質,這些成分在制油時溶于茶籽油中,不僅影響了茶籽油和茶籽粕的質量,而且造成了資源的極大浪費。出現這種現象的根本原因是茶籽殼的可利用價值沒有受到人們的重視。其實只要在油茶籽壓榨之前增加一道剝殼工序,就可獲得茶籽殼,因此原料易得,加工工藝簡單,投資少,見效快,是典型的短、平、快項目,特別適用于油茶產地中小企業生產,是山區茶農盡快脫貧致富的一條捷徑。因此,只要我們充分認識茶籽殼的利用價值,重視開展對茶籽殼開發與利用的科學研究,就能發揮出油茶籽副產品資源在增加企業效益和農民收入中的積極作用。
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