玉米秸稈的利用現(xiàn)狀與前景

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1、玉米秸稈的利用現(xiàn)狀與前景張磊，侯哲生（機電工程學院，機械設計制造及其自動化專業(yè)0905班）摘要：我國農(nóng)村每年都有大量的玉米秸稈產(chǎn)生，除少數(shù)被利用外絕大多數(shù)被廢棄或者焚燒，不但造成了環(huán)境的污染而且造成了資源的浪費。本文介紹了玉米秸稈的利用現(xiàn)狀，玉米秸稈的物理利用、化學利用和生物利用，主要介紹了生物技術(shù)在玉米秸稈制漿中的應用以及玉米秸稈在制漿造紙中的發(fā)展前景。關鍵詞：玉米秸稈；物理加工；生物制漿；生物漂白1玉米秸稈簡介玉米在我國的東北、華北以及華中地區(qū)大量種植，每年都有大量的玉米秸稈產(chǎn)生。我們在夏秋季節(jié)隨處可以看到大量被廢棄和者焚燒的玉米秸稈，隨著能源的短缺和科學技術(shù)的日新月異，我們對廢

2、棄的玉米秸稈進行加工探索出了一條新道路，有利于增加農(nóng)民收入減少環(huán)境的污染，促進農(nóng)業(yè)盡快實現(xiàn)集約化、產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化。通過使用生物新技術(shù)以最少的投入獲得最大的產(chǎn)出，實現(xiàn)玉米秸稈資源效益的最大化[4]。玉米秸稈主要是由碳、氫、氧等元素組成的一系列有機物質(zhì)，如纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等3種高分子聚合物，而且含量高[1]。另外，玉米秸稈還含有一些少量的營養(yǎng)物質(zhì)，如單寧、果膠質(zhì)、樹脂、蠟、多糖物以及不可皂化物等。纖維素是結(jié)構(gòu)碳水化合物中含量最高的一種。禾本科秸稈中纖維素含量一般為31％～45％。半纖維素和其他多糖含量為25％～30％，木質(zhì)素含量為15％～25％。由于玉米品種、生長環(huán)境、收獲期的不

3、同，玉米秸稈的營養(yǎng)價值可能不同，但是其具有共同營養(yǎng)的特點，即蛋白質(zhì)、可溶性碳水化合物、礦物質(zhì)和胡蘿卜素含量低，而粗纖維含量高。2玉米秸稈的物理加工特性2.1玉米秸稈簡單加工新技術(shù)玉米秸稈簡單加工新技術(shù)有兩種：一是牛羊等飼草禽畜飼喂玉米秸稈揉絲加工新技術(shù)，二是溫室育苗無土栽培玉米秸稈基質(zhì)加工新技術(shù)。這兩項技術(shù)的特點是：操作簡單、制作容易、實用效果好、經(jīng)濟效益顯著非常受農(nóng)民歡迎。2.1.1牛羊等食草禽畜飼喂玉米秸稈揉絲加工新技術(shù)目前在我國廣大的農(nóng)區(qū)尤其是玉米產(chǎn)區(qū)，使用機器對玉米秸稈進行揉搓處理飼喂食草型畜禽。這種簡便的揉搓加工技術(shù)是最近幾年出現(xiàn)又迅速普及的新方法，這種方法具有十分明顯的優(yōu)

4、點及非常適宜的實用性。它不僅可以將不同含水率的秸稈加工后直接飼喂，而且經(jīng)揉搓后的秸稈為柔軟蓬松的絲狀物，可以改變適口性，有益牲畜消化，另外還有利于進行其他*指導教師：侯哲生（1973—），男，吉林省吉林市人，吉林化工學院機電工程學院副教授，主要從事單片機、PLC、農(nóng)業(yè)機械化、生物技術(shù)和仿生領域等方面的研究.聯(lián)系方式：13844675398.-7-生產(chǎn)加工。根據(jù)用戶生產(chǎn)的實際需要，生產(chǎn)廠家研制出了一大批各式各樣的揉搓加工設備。尤其是其中有一種小型的揉搓、粉碎、鍘切三用機最具代表性。這種小型機以單項照明電為動力電，是集揉搓、粉碎、鍘草為一身的多功能設備，使用起來非常方便。因其造價低、功能

5、多、適用性好、實用性強倍受農(nóng)區(qū)飼養(yǎng)戶的歡迎，也成了他們離不開的好幫手。2.1.2溫室育苗無土栽培玉米秸稈基質(zhì)加工新技術(shù)過去進行溫室育苗無土栽培的機質(zhì)，主料需要外購，是一項即花錢又費事的工作。在農(nóng)業(yè)工程技術(shù)人員的努力下，采用玉米秸稈加工溫室育苗無土栽培基質(zhì)獲得成功。這項加工新技術(shù)，主料是玉米秸稈取自身邊不用花錢。它的加工工藝是用三用機將玉米秸稈鍘搓成小碎塊，然后進行常規(guī)的消毒滅菌處理，再根據(jù)玉米秸稈的特點和實際生產(chǎn)需要，添加定量的料劑進行充分的攪伴后，按發(fā)酵要求進行發(fā)酵處理，品質(zhì)得到明顯改善，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。2.2玉米秸稈栽培食用菌技術(shù)玉米秸稈富含纖維素和木質(zhì)素等有機物

6、，是栽培食用菌的好材料。采用玉米秸稈作為基料可以降低生產(chǎn)成本，且生產(chǎn)鮮菇后的底料還可以作為有機肥直接還田。目前，利用玉米秸稈栽培的食用菌品種有平菇、雙抱菇、雞腿菇、秀珍菇等。該項技術(shù)的應用推廣可使玉米秸稈資源多級增值，使大量的秸稈得到充分利用，減少環(huán)境污染，增加農(nóng)民收益。2.3用于生產(chǎn)沼氣沼氣是優(yōu)質(zhì)的可再生能源，是改變農(nóng)村傳統(tǒng)獲取燃料的方式、開發(fā)清潔能源、保護環(huán)境的理想措施[3]。利用秸稈厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，可以在較小規(guī)模和較少資本投入的條件下實現(xiàn)秸稈等生物質(zhì)資源的高效利用，較適于發(fā)展中國家及地區(qū)的農(nóng)村和城鄉(xiāng)企業(yè)。目前國內(nèi)已經(jīng)建成沼氣池近萬口，真正實現(xiàn)了變廢為寶。3玉米秸稈在工業(yè)中的應

7、用3.1造紙目前，我國造紙制漿仍以蘆葦、竹子、稻麥秸稈等草類原料為主，屬于“草漿工業(yè)”。玉米秸稈穰中淀粉和蛋白質(zhì)含量較高，致使制漿工藝性差，但經(jīng)皮穰分離后，玉米秸稈皮的纖維素含量大約是44.6%，高于稻草和麥秸，這可以很大程度提高紙的強度[3]。隨著玉米秸稈造紙技術(shù)的不斷成熟完善和大面積推廣應用，木材消耗量將減少，傳統(tǒng)的以木漿、稻草等為原料的造紙業(yè)生產(chǎn)方式將發(fā)生改變。3.2玉米秸稈制燃料酒精利用豐富、價廉的玉米秸稈為原料生產(chǎn)酒精已成為必然趨勢。研究表明，玉