植物纖維資源在紡織、制漿造紙及制備化工原料中的應(yīng)用
來(lái)源： http://www.yoshikomatsuura.com/ 類別：實(shí)用技術(shù) 更新時(shí)間：2013-03-04 閱讀次
【本資訊由中國(guó)糧油儀器網(wǎng)提供】 中國(guó)利用植物纖維，特別是苧麻和大麻的纖維歷史悠久，早在新石器時(shí)期的土陶器上就已有麻布的印紋。植物纖維與人類生活關(guān)系密切，因植物纖維的特性不同其用途各異，例如棉花、苧麻、亞麻等纖維適合紡織，蘆葦纖維適合造紙，玉米芯、棉籽殼、稻殼等農(nóng)副產(chǎn)品的纖維適于作有機(jī)化工原料。植物纖維的種類：我國(guó)約有500種纖維植物，其中栽培的纖維作物僅約30種。按照植物纖維的器官、組織來(lái)源劃分，據(jù)纖維測(cè)定儀的不完全測(cè)量統(tǒng)計(jì)：一般分為8大類：韌皮纖維、葉纖維、種子纖維、果實(shí)纖維、根纖維、穗軸纖維、木材纖維、其他纖維、竹纖維，下面我們看下植物纖維資源在紡織、制漿造紙及制備化工原料中的應(yīng)用。
用作紡織原料：植物纖維是紡織加工的重要原料，主要包括四大類：棉花、麻類（苧麻、亞麻和紅麻等）、毛類（綿羊毛、山羊絨、駱駝毛）和繭絲。以植物纖維作為主要原料的紡織工業(yè)，隨著衣著天然化，多樣化潮流的興起和高新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，全球紡織業(yè)已進(jìn)入新的增長(zhǎng)期，植物纖維用量逐年增長(zhǎng)，1980年全球用量為1570萬(wàn)噸，至2004年達(dá)2301萬(wàn)噸，增長(zhǎng)46.5％。據(jù)SAURER（蘇拉）集團(tuán)2005年發(fā)布的數(shù)據(jù)，全球纖維總量已突破7000萬(wàn)噸，其中天然纖維達(dá)到3220萬(wàn)噸（包括除棉、羊毛、絲以外的天然纖維570萬(wàn)噸），比2004年增長(zhǎng)4.8%。由于紡織傳統(tǒng)技術(shù)的不斷更新，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，數(shù)字化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在紡織工業(yè)中的運(yùn)用，為提高紡織產(chǎn)品的質(zhì)量創(chuàng)造了前所未有的條件。以苧麻纖維紡紗為例，1985年紡100支純苧麻紗的國(guó)家惟有日本，而現(xiàn)在能紡400支以上純苧麻紗的已有數(shù)個(gè)國(guó)家，其技術(shù)進(jìn)步之快，令世人矚目。
制漿造紙：造紙工業(yè)也是植物纖維用量大戶，據(jù)估算1984年全球制漿造紙共用植物纖維75億噸，至2005年增至158億噸，增加1.1倍。隨著造紙工業(yè)的快速發(fā)展，造紙工業(yè)技術(shù)也與時(shí)俱進(jìn)，特別是生物技術(shù)的應(yīng)用，使不少企業(yè)由傳統(tǒng)造紙業(yè)向現(xiàn)代造紙業(yè)轉(zhuǎn)變，積極實(shí)施清潔生產(chǎn)。過(guò)去利用作物秸稈造紙，許多工藝過(guò)程都是化學(xué)過(guò)程，既污染環(huán)境，能耗又高。如今，采用生物技術(shù)處理替代化學(xué)過(guò)程，則顯著減少污染和能耗。造紙工業(yè)用到的生物酶種類主要有纖維素酶、半纖維素酶、淀粉酶、木聚糖酶、木素降解酶和脂肪酶等。常用的方法是選用合適的微生物菌種，并用ＤＮＡ重組技術(shù)對(duì)目標(biāo)菌種進(jìn)行基因修飾，擬培育出酶活高且穩(wěn)定的造紙工程菌種。
制備化工原料：以植物纖維為原料，生產(chǎn)更多價(jià)廉物美、無(wú)污染的化工原料，是世界各國(guó)十分關(guān)注的研究課題；日本、美國(guó)還特別加強(qiáng)了對(duì)植物纖維素、木質(zhì)素轉(zhuǎn)換為化工原料，合成高分子材料的研發(fā)。目前，通過(guò)水解工藝從植物纖維中可提取或制取的物質(zhì)主要有糠醛、低聚木糖、糠醇、乙酸、丙酸、木糖醇、草酸，鄰醌植物激素、活性炭、二氧化硅、葡萄糖等。這些化工原料經(jīng)綜合利用又可制成許多化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、建材、航天、電子、塑料等領(lǐng)域。直接用植物纖維經(jīng)酸水解或酶水解制取燃料乙醇，更是近年來(lái)獲取生物能源的有效途徑。
制造膳食纖維食品：自現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和營(yíng)養(yǎng)學(xué)確認(rèn)膳食纖維為人體的第七營(yíng)養(yǎng)素以來(lái)，國(guó)際上對(duì)膳食纖維食品的研究與開(kāi)發(fā)逐漸重視起來(lái)。膳食纖維主要來(lái)自植物性食物，如谷豆類、果蔬類食物（富含粗纖維），且多存在于谷類的麩、糠和果蔬的表皮及纖維組織中。美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視對(duì)米糠、玉米皮、大豆皮、豆粕、油籽餅的開(kāi)發(fā)研究。有報(bào)道稱，從90年代起日本就已經(jīng)開(kāi)始工廠化生產(chǎn)米糠半纖維素，添加到咖啡、冰淇淋、湯類及一些健康飲料中。美國(guó)早已研制出一系列含穩(wěn)定化米糠的焙烤食品（全麥粉面包、花生醬餅干、松餅等）配方，穩(wěn)定化米糠添加量可高達(dá)20%。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)大豆的開(kāi)發(fā)利用主要有豆渣纖維飲料、豆渣膨化食品、豆渣制造食用紙等。以玉米皮為原料，采用酸解法或酶解法，除去包圍在纖維周圍的淀粉，即可得到需要的膳食纖維，是一種理想的低熱量食品添加劑。
我國(guó)植物纖維資源的開(kāi)發(fā)利用目前呈現(xiàn)良好勢(shì)頭。據(jù)統(tǒng)計(jì)，紡織行業(yè)植物纖維的加工總量由2000年的477.8萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2006年的1033.5萬(wàn)噸，且仍然供不應(yīng)求。當(dāng)今的衣著潮流崇尚綠色天然纖維制品；全球石油資源面臨枯竭，原油價(jià)格波動(dòng)劇烈，導(dǎo)致化學(xué)纖維價(jià)格過(guò)度波動(dòng)。在這種形勢(shì)下，必須加快我國(guó)新型植物纖維的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，推動(dòng)植物纖維多功能利用和技術(shù)更新?lián)Q代。
用作紡織原料：植物纖維是紡織加工的重要原料，主要包括四大類：棉花、麻類（苧麻、亞麻和紅麻等）、毛類（綿羊毛、山羊絨、駱駝毛）和繭絲。以植物纖維作為主要原料的紡織工業(yè)，隨著衣著天然化，多樣化潮流的興起和高新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，全球紡織業(yè)已進(jìn)入新的增長(zhǎng)期，植物纖維用量逐年增長(zhǎng)，1980年全球用量為1570萬(wàn)噸，至2004年達(dá)2301萬(wàn)噸，增長(zhǎng)46.5％。據(jù)SAURER（蘇拉）集團(tuán)2005年發(fā)布的數(shù)據(jù)，全球纖維總量已突破7000萬(wàn)噸，其中天然纖維達(dá)到3220萬(wàn)噸（包括除棉、羊毛、絲以外的天然纖維570萬(wàn)噸），比2004年增長(zhǎng)4.8%。由于紡織傳統(tǒng)技術(shù)的不斷更新，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，數(shù)字化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在紡織工業(yè)中的運(yùn)用，為提高紡織產(chǎn)品的質(zhì)量創(chuàng)造了前所未有的條件。以苧麻纖維紡紗為例，1985年紡100支純苧麻紗的國(guó)家惟有日本，而現(xiàn)在能紡400支以上純苧麻紗的已有數(shù)個(gè)國(guó)家，其技術(shù)進(jìn)步之快，令世人矚目。
制漿造紙：造紙工業(yè)也是植物纖維用量大戶，據(jù)估算1984年全球制漿造紙共用植物纖維75億噸，至2005年增至158億噸，增加1.1倍。隨著造紙工業(yè)的快速發(fā)展，造紙工業(yè)技術(shù)也與時(shí)俱進(jìn)，特別是生物技術(shù)的應(yīng)用，使不少企業(yè)由傳統(tǒng)造紙業(yè)向現(xiàn)代造紙業(yè)轉(zhuǎn)變，積極實(shí)施清潔生產(chǎn)。過(guò)去利用作物秸稈造紙，許多工藝過(guò)程都是化學(xué)過(guò)程，既污染環(huán)境，能耗又高。如今，采用生物技術(shù)處理替代化學(xué)過(guò)程，則顯著減少污染和能耗。造紙工業(yè)用到的生物酶種類主要有纖維素酶、半纖維素酶、淀粉酶、木聚糖酶、木素降解酶和脂肪酶等。常用的方法是選用合適的微生物菌種，并用ＤＮＡ重組技術(shù)對(duì)目標(biāo)菌種進(jìn)行基因修飾，擬培育出酶活高且穩(wěn)定的造紙工程菌種。
制備化工原料：以植物纖維為原料，生產(chǎn)更多價(jià)廉物美、無(wú)污染的化工原料，是世界各國(guó)十分關(guān)注的研究課題；日本、美國(guó)還特別加強(qiáng)了對(duì)植物纖維素、木質(zhì)素轉(zhuǎn)換為化工原料，合成高分子材料的研發(fā)。目前，通過(guò)水解工藝從植物纖維中可提取或制取的物質(zhì)主要有糠醛、低聚木糖、糠醇、乙酸、丙酸、木糖醇、草酸，鄰醌植物激素、活性炭、二氧化硅、葡萄糖等。這些化工原料經(jīng)綜合利用又可制成許多化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、建材、航天、電子、塑料等領(lǐng)域。直接用植物纖維經(jīng)酸水解或酶水解制取燃料乙醇，更是近年來(lái)獲取生物能源的有效途徑。
制造膳食纖維食品：自現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和營(yíng)養(yǎng)學(xué)確認(rèn)膳食纖維為人體的第七營(yíng)養(yǎng)素以來(lái)，國(guó)際上對(duì)膳食纖維食品的研究與開(kāi)發(fā)逐漸重視起來(lái)。膳食纖維主要來(lái)自植物性食物，如谷豆類、果蔬類食物（富含粗纖維），且多存在于谷類的麩、糠和果蔬的表皮及纖維組織中。美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視對(duì)米糠、玉米皮、大豆皮、豆粕、油籽餅的開(kāi)發(fā)研究。有報(bào)道稱，從90年代起日本就已經(jīng)開(kāi)始工廠化生產(chǎn)米糠半纖維素，添加到咖啡、冰淇淋、湯類及一些健康飲料中。美國(guó)早已研制出一系列含穩(wěn)定化米糠的焙烤食品（全麥粉面包、花生醬餅干、松餅等）配方，穩(wěn)定化米糠添加量可高達(dá)20%。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)大豆的開(kāi)發(fā)利用主要有豆渣纖維飲料、豆渣膨化食品、豆渣制造食用紙等。以玉米皮為原料，采用酸解法或酶解法，除去包圍在纖維周圍的淀粉，即可得到需要的膳食纖維，是一種理想的低熱量食品添加劑。
我國(guó)植物纖維資源的開(kāi)發(fā)利用目前呈現(xiàn)良好勢(shì)頭。據(jù)統(tǒng)計(jì)，紡織行業(yè)植物纖維的加工總量由2000年的477.8萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2006年的1033.5萬(wàn)噸，且仍然供不應(yīng)求。當(dāng)今的衣著潮流崇尚綠色天然纖維制品；全球石油資源面臨枯竭，原油價(jià)格波動(dòng)劇烈，導(dǎo)致化學(xué)纖維價(jià)格過(guò)度波動(dòng)。在這種形勢(shì)下，必須加快我國(guó)新型植物纖維的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，推動(dòng)植物纖維多功能利用和技術(shù)更新?lián)Q代。
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