钟汉文
浙江新和成股份有限公司 浙江绍兴 312500
摘要:生物质资源的分布在地球上非常广泛,它的产量也是相当大而且还属于是可再生资源,运用一些在农业上被废弃的物质或者其它各种生物质就能制备出含有高附加值的平台化合物,这对于解决能源危机以及所面临的环境问题就会有非常重要的意义。文章主要对糖基生物质槪况以及制备工艺进行了简要介绍。
关键字:糖基生物质;化工产品
前言:生物质资源在自然界是一种广泛存在的,并且是一种可再生的物质,它具有低污染的特点,而且他也是来源相当丰富的一种天然能源。在目前所接触的来源当中,其范围主要包含了农业,渔业等一些产业,但是除了粮食,肉类以及果实这些可以食用的日常产品之外,剩余的大部分的生产加工的是废弃物以及禽畜粪便等等。一些植物或者是微生物在有效的利用了光合作用以外,还可以很好地将吸收到的太阳能转化为含有各种碳的化合物,再以这种形式储存在生物质当中去,所以就会使这些物质的能量特别大,再经过人们使用一些其它的技术手段就可以将其转化为多种可以供人们使用的常规能源形式,比如我们经常使用的电能源,气态的燃料或者是液态的燃料,还有一些化工原材料等等。一般情况下生物质资源的使用都是按照有利的存留下来,不能使用的则就会淘汰掉。而人们一般不科学的堆弃或者是进行焚烧等这些处理方法,不仅仅的浪费了大量的能源物质,还会对我们使用的土壤,水分以及每天都要进行呼吸的空气造成了严重的污染。近一些年以来,随着全球人口大幅度的增长,致使能源和环境问题也在不断的加剧,所以对生物质资源进行合理有效的开发利用已经成为了全球所共同关注的一个主要问题,如果可以将生物质资源绿色高效的转化为具有一定高附加值的平台化合物就可以很好地解决上面所碰到的各种问题,这对社会的发展也会有一定的促进作用。
一、农业废弃物生物质
在农业中一般废弃的生物质主要指的就是一些含有丰富木质纤维素的经常见的农作物秸秆,玉米的废渣,麦糠,一些废弃的甜菜叶子、茎等,然而这些物质的数量是非常的庞大,分布也是非常的广泛,可是人们对他们的使用率却不是怎么的高,基本都是大量的废弃,甚至一些废弃的物质由于处理的不够得当,从而对我们生存的环境造成了严重的污染。从而以农业上废弃的一些生物质作为基本的底物进行糖基生物质的制备,它不仅可以降低生产的成本,还可以使再生资源得到充分有利的使用,同时也在一定的条件之下也解决了所面临出现的环境问题,可谓是一石二鸟,对此,也有很多的学者对这一问题进行了相应的研究。通过一些研究发现。在农业的有机废弃物中的主要成分就是木质纤维素,而微生物在一般的情况之下是不能够直接的进行分解以及充分的利用木质纤维素的,所以在农业中如果以有机废弃物作为其中的底物进行制作的时候就需要提前进行一定的预处理操作。要充分的使用物理方法将原料粉碎,进行分类,或者是利用物理中的酸碱离子进行液化等一些常用的手段将原料进行聚合,使生物质的结构更加的松散,也更容易的进行分解,再加上利用酸或者是酶进行催化,之后再将木质纤维素转化成为一种低聚糖或者是一种单质的糖。而在现阶段,最常用的就是酸水解,也是最为有效的一种手段,在经过一系列的稀酸水解处理之后他的原料几乎是可以全部的转化为单糖。
二、食品废弃物生物质
食品废弃的生物质主要指的就是一些在厨房的厨余垃圾,餐饮上所留有的垃圾等还有一些可以自行被不断利用的生物质物质,当然这还包括一些乳制品行业以及酿酒行业和豆品制作行业等食品厂产生的有机废弃物,在食品的一些废弃物当中含有大量的淀粉,蛋白质,糖类以及脂肪等可以被微生物使用的一些物质,这些即将被废弃的物质却可以作为一种被很好的用来制作糖基生物质的原料。食品废弃的物质在我们的生活中是随处可以看见的,再加上经济的快速发展,厨余垃圾在当今的城市中所占有的比重是越来的越大,而且它的产量只有升高,没有减少的趋势,其中的组成成分也是非常的复杂,如果这些复杂的有害的垃圾不能够及时的处理掉的话,那么造成的不仅仅是空气,水,土壤的污染,严重的会带来一些我们意想不到的疾病。
三、其它生物质
除了上面所介绍到的几种物质以外,还有一些纤维素,淀粉这些也都是经常使用的材料中所常见的物质,这些物质一般出现在产量相当大的一些固体的废弃物质当中,比如经常使用的纸浆,活性的污泥当中,木材上面,以及海水中的藻类等,而这些底物在进行制作的时候正好也是无害化的,资源化的一种工艺,在生活中具有很好的实际意义。例如甘油他就是生物质在制作的过程当中就含有的一种副产物,可是在逐渐的随着这种生物燃料在工业化生产上面的逐渐普及,甘油的产量随着这些物质也在逐步的进行增加,而甘油的合理利用不管是在经济方面还是环境方面都有着非常积极地作用,目前国内对此也在进一步的加大研究。
四、化学催化法
化学催化法通常指的就是利用所指定的某种催化剂,在合适的体系当中直接将其转化为所需要的糖类的制品,在这一方法的使用当中,化学催化所具有的特点就是它反应起来的速度是非常快的,而且反应的条件也是比较的好控制,催化剂最大的优点就是可以反复的对他进行使用,从而可以减少废弃物的生产量,产率还相当高,在目前也是一个研究的热点。通过底物,催化剂以及溶剂他们三者之间相互存在的关系进行分类,化学催化的方法制备糖类可以将其分为均相催化反应以及异相催化反应,均相催化反应它的反应过程一般是在进行催化的过程当中催化剂和底物都会溶到所在的溶液当中,经过一定的时间之后各组分之间便会充分的进行接触,致使反应会更加的容易进行,这一研究在很早就被证实并进行使用。可是在均相反应的体系当中,有一些催化剂在反应完成之后是非常的不容易被分离出的,导致不能将其再进行循环使用,所以这就导致其经济性也是相当的差。然而异相催化反应就有所不同,异相体系就是指催化剂它并不溶于水中,通常情况下则会以固体的形式参与到反应当中,它的优点就是在反应完成后成分中的催化剂和产品能够进行比较的好分离,进而催化剂可以进行多次的循环使用,而且还不需要多余的其他操作。所以经过各种筛选,异相催化剂目前占据了主要的领域,在化学试验中异相催化剂在其中起到了决定性的作用,这些催化剂在使用的时候,它所具有的反应条件,催化体系等之间都会存在一定的差异,但是从它的反应原理上可以看出还是有很多的相似性的,比如纤维素作为底物在进行反应的时候,其中不同类型的催化剂是需要对纤维素进行不同程度的水解,在生成水解的葡萄糖产物之后,催化剂会对其进行相应的催化,最终得到糖。
总结
随着社会的不断进步,糖类生物质产品的需求量也是越来越大,主要是高质量,成本低,外加绿色环保的生物质产品成为了现代以及未来工业不断发展的需求。以生物质的糖类作为主要物质,特别是在农业,食品等一些有机加工、制作的资源再生行业当中,都具有非常高的经济价值以及使用价值,在未来这将会被大量的应用在各个行业中。目前,糖类生物质在食品生产工业上占据着非常重要的地位,而且现有的工艺还是比较的成熟的,商业化的使用亦是相当的丰富,具有非常明显的优势。
参考文献
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