生物质化学品与农产品课件

书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难10七月2024生物质化学品与农产品生物质化学品与农产品书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难生物质化学品作者：作者：王军主编出版机构：出版机构：化学工业出版社出版日期：出版日期：2008.8ISBN：978-7-122-03041-27/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难生物质概念及其组成英文名称：英文名称：biomass 定义：定义：一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质。包括除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排泄与代谢物等。（1）生物质概念生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质统称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义上，生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。例如粮食、秸秆、木材、动物粪便和食品加工下脚料等。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难狭义上，生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素或木素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的畜禽粪和废弃物等物质。各种生物质之间存在着相互依赖和相互作用的关系。生物质对人类有着广泛而重要的用途：用作食物；用作工业原料；用作能源；改善环境、调节气候、保持生态平衡。特点：可再生性。低污染性。广泛分布性。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难生物质化学品全书共分10章。第1章介绍了生物质概念、生物质资源的特点以及生物质的开发与利用的基本思路；第2章介绍了生物质的化学结构、物理性质和化学性质；第3章详细介绍了淀粉基精细化学品的合成、性能及应用；第4章介绍了以糖为原料制备四种非离子表面活性剂的合成、性能及应用；第5章重点介绍了四种纤维素衍生物的合成、性能及应用；第6章叙述了碱木素和木质素磺酸盐的合成、性能及应用；第7章介绍了淀粉塑料、蛋白质塑料、聚乳酸和聚羟基脂肪酸酯的合成、性能及应用；第8章重点介绍了燃料乙醇和生物柴油的合成、性能和应用；第9章介绍了各种甲壳素衍生物的制备、性能及应用；第10章介绍了五种油脂基表面活性剂的合成、性能和应用。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难农产品分类农产品分类 农业系统分农、林、牧、副、渔五大类农业系统分农、林、牧、副、渔五大类 商业系统分粮、棉、油、麻、丝、茶、商业系统分粮、棉、油、麻、丝、茶、糖、糖、菜、烟、酒、果、药、杂等十三种菜、烟、酒、果、药、杂等十三种7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难农产品定义：是指来源于农业的初级产品，即在农业活动中获得的植物、动物、微生物及其产品。国家规定初级农产品是指种植业、畜牧业、渔业产品，不包括经过加工的这类产品。包括十一类。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难一、烟叶。是以各种烟草的叶片经过加工制成的产品，因加工方法不同，又分为晒烟叶、晾烟叶和烤烟叶。晒烟叶是指利用太阳能露天晒制的烟叶；晾烟叶是指在晾房内自然干燥而成的烟叶；烤烟叶（复烤烟叶除外）是指在烤房内烘烤成的烟叶。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难二、毛茶。是指从茶树上采摘下来的鲜叶和嫩芽（即茶青），经吹干、揉拌、发酵、烘干等工序初制的茶。三、食用菌。是指自然生长和人工培植的食用菌，包括鲜货、干货以及农业生产者利用自己种植、采摘的产品连续进行简单保鲜、烘干、包装的鲜货和干货。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难四、瓜、果、蔬菜。是指自然生长和人工培植的瓜、果、蔬菜，包括农业生产者利用自己种植、采摘的产品进行连续简单加工的瓜、果干品和腌渍品（以瓜、果、蔬菜为原料的蜜饯除外）。五、花卉、苗木。是指自然生长和人工培植并保持天然生长状态的花卉、苗木。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难六、药材。是指自然生长和人工培植的药材。不包括中药材或中成药生产企业经切、炒、烘、焙、熏、蒸、包装等等工序处理的加工品。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难七、粮油作物。是指小麦、稻谷（含粳谷、籼谷、元谷），大豆、杂粮（含玉米、绿豆、赤豆、蚕豆、豌豆、荞麦、大麦、元麦、燕麦、高梁、小米、米仁）、鲜山芋、山芋干、花生果、花生仁、芝麻、菜籽、棉籽、葵花籽、蓖麻籽、棕榈籽、其他籽。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难八、牲畜、禽、兽、昆虫、爬虫、两栖动物类1、牛皮、猪皮、羊皮等动物的生皮；2、牲畜、禽、兽毛，是指未经加工整理的动物毛和羽毛；3、活禽、活畜、活虫、两栖动物，如生猪、菜牛、菜羊、牛蛙等等；7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难4、光禽和鲜蛋。光禽，是指农业生产者利用自身养殖的活禽宰杀、褪毛后未经分割的光禽；5、动物自身或附属产生的产品，如：蚕茧、燕窝、鹿茸、牛黄、蜂乳、麝香、蛇毒、鲜奶等等6、除上述动物以外的其他陆生动物。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难九、水产品1、淡水产品。淡水产动物和植物的统称。2、海水产品。海水产动物和植物的统称。3、滩涂养殖产品。是利用滩涂养殖的各类动物和植物。水产品类，包括农业生产者捕捞收获后连续进行简单冷冻、腌制和自然干制品。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难十、林业产品1、原木。是指将伐倒的乔木去其枝丫、梢头或削皮后，按照规定的标准锯成的不同长度的木段。2、原竹。是抬将竹砍倒后，削去枝、梢、叶后的竹段。3、原木、原竹下脚料。指原木、原竹砍伐后的树皮、树根、枝丫、灌木条、梢、叶等。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难4、生漆、天然树脂。是漆树的分泌物，包括从野生漆树上收集的大木漆和从种植的漆树上收集的小木漆；天然树脂，是指木本科植物的分泌物，包括松脂、虫胶、阿拉伯胶、古巴胶、黄耆树胶、丹麦胶、天然橡胶等等。5、除上述以外的其他林业副产品。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难十一、其他植物1、棉花，是指未经加工整理的皮棉、棉短绒、籽棉；2、麻，是指未经加工整理的生麻、宁麻；3、柳条、席草、蔺草；4、其他植物。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难十二、上述第一条至第十一条所列农产品应包括种子、种苗、树苗、竹秧、种畜、种禽、种蛋、水产品的苗或种（秧）、食用菌的菌种、花籽等等。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难粮食作物定义：以收获成熟果实为目的，经去壳、碾磨等加工程序而成为人类基本食粮的一类作物。主要分为：谷类作物、薯类作物和豆类作物。粮食作物 包括小麦、水稻、玉米、燕麦、黑麦、大麦、谷子、高粱和青稞等，但是，其中三种作物（小麦、水稻和玉米）占世界上食物的一半以上。特点特点与蔬菜和果树不同的是，粮食作物的种子含水较少。因此，它们比蔬菜或水果耐贮存。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难小麦、稻谷、玉米被称为三大粮食作物1、小麦 世界播种面积最大、产量最多和分布最广的粮食作物。1990年小麦播种面积为23150万公顷，约占世界粮食总播种面积的1/3，小麦产量59510万吨，约占世界粮食总产量的31。2、水稻 世界最重要的粮食作物之一。1990年播种面积14580万公顷，约占世界粮食总播种面积的20以上，年产量51850万吨，约占世界粮食总产量的27。3、玉米 人们的食粮又是饲料作物，被视为“杂粮”或“粗粮”。1990年播种面积12910万公顷，占世界粮食总播种面积的18.5仅次于小麦和水稻，居第三位。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难有机农业的基本知识概念：有机农业是在作物种植、畜禽养殖与农产品加工过程中，不施用人工合成的农药、化肥、生长调节剂、饲料添加剂等化学物质，及基因工程生物及产物，而是遵循自然规律和生态学原理，协调种植业与养殖业的平衡，采取一系列可持续发展的农业技术，维持持续稳定的农业生产体系的一种农业生产方式。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难有机农业的原则是生产足够量的、营养品质高的食品；以建设性的、有助于改善生命质量的方式与自然系统及其循环协调共生；考虑有机种植和加工过程广泛的社会和生态影响；在农业系统内，鼓励和改善包括微生物、土壤生物、植物、动物在内的生物循环；开发有价值的、可持续的水产养殖系统；长期保持并提高土壤肥力；维持生产系统及其周围环境的基因多样性，包括保护植物和野生栖息地；促进对水体、水资源及水体中生命的健康、适度利用；在当地组织的生产系统内尽可能利用可再生资源；创造作物生产和畜禽养殖之间融洽的平衡；给牲畜提供所有必须的生活条件，使其能够按照本来的行为方式生活；尽量减少各种形式的污染；利用可再生资源加工有机产品；生产完全可以生物降解的有机产品；生产持久的、高质量的纺织产品；允许有机农业生产和加工的所有从事者享有基本的生活条件，包括满足基本需求，获得足够收入，对工作环境满意等；向社会公正、生态负责的全生产、加工和分配链努力。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难有机农业完全禁止或限制使用化学合成物质；禁止使用转基因、胚胎移植和辐射技术；强调生产操作对生态环境无不良影响；强调通过第三方认证，产品需符合政府对产品的质量要求。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难有机农业的基本原理有机农业以生物学、生态学为理论指导，以实现环境、经济、社会三大效益完美结合为目标，其基本原理可概括为以下8个方面：A建立相对封闭的作物营养循环体系B培育充满生物活力的土壤C保护自然资源D作物病虫害的生态防治和健康栽培E根据土地面积适量饲养畜禽F按照家畜自然习性进行饲料管理G生产高品质的食品H禁止使用基因工程品种及其产品7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难无公害农产品、绿色食品、有机食品无公害农产品、绿色食品、有机食品，是农业部组织实施的我国农产品质量安全认证的基本类型，三者都属于安全农产品的范畴。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难有机农产品根据有机农业原则和有机农产品生产方式及标准生产、加工出来的，并通过有机食品认证机构认证的农产品。有机农业的原则是，在农业能量的封闭循环状态下生产，全部过程都利用农业资源，而不是利用农业以外的能源(化肥、农药、生产调节剂和添加剂等)影响和改变农业的能量循环。有机农业生产方式是利用动物、植物、微生物和土壤4种生产因素的有效循环，不打破生物循环链的生产方式。有机农产品是纯天然、无污染、安全营养的食品，也可称为生态食品。包括粮食、蔬菜、水果、奶制品、禽畜产品、蜂蜜、水产品、调料等。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难绿色农产品遵循可持续发展原则、按照特定生产方式生产、经专门机构认定、许可使用绿色食品标志的无污染的农产品。可持续发展原则的要求是，生产的投入量和产出量保持平衡，即要满足当代人的需要，又要满足后代人同等发展的需要。绿色农产品在生产方式上对农业以外的能源采取适当的限制，以更多地发挥生态功能的作用。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难我国的绿色食品分为A级和AA级两种。其中A级绿色食品生产中允许限量使用化学合成生产资料，AA级绿色食品则较为严格地要求在生产过程中不使用化学合成的肥料、农药、兽药、饲料添加剂、食品添加剂和其他有害于环境和健康的物质。按照农业部发布的行业标准，AA级绿色食品等同于有机食品。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难无公害农产品是指产地环境、生产过程和产品质量符合国家有关标准和规范的要求，经认证合格获得认证证书并允许使用无公害农产品标志的未经加工或者初加工的食用农产品。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难三者关系从水平定位、产品结构、技术制度、认证方式和发展机制来看，三者各有特点。无公害农产品：产品质量达到我国普通农产品和食品标准的要求，保障基本安全，满足大众消费。产品以初级食用农产品为主。推行“标准化生产、投入品监管、关键点控制、安全性保障”的技术制度。采取产地认定与产品认证相结合的方式，认证属于公益性事业，不收取费用，实行政府推动的发展机制。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难绿色食品：产品质量安全标准，整体上达到发达国家先进水平，市场定位于国内大中城市和国际市场，满足更高层次的消费。产品以初级农产品为基础，加工农产品为主体。推行“两端监测、过程控制、质量认证、标志管理”的技术制度。采取质量认证与证明商标管理相结合的方式，以保护农业环境，增进消费者健康为基本理念，不以营利为目的，收取一定费用保障事业发展，采取政府推动与市场拉动相结合的发展机制。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难有机食品：按照有机农业方式生产，对产品质量安全不作特殊要求，满足特定消费，主要服务于出口贸易。产品以初级和初加工农产品为主。强调常规农业向有机农业转换，推行基本不使用化学投入品的技术制度保护生态环境和生物多样性，维护人与自然的和谐关系。注重生产过程监控，一般不做环境监测和产品检测，一年一认证。按照国际惯例，采取市场化动作。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难阳光淀粉纤维质蛋白油脂葡萄糖燃料酒精木质素半纤维素纤维素酸交换法木糖水合成裂解生物质油生物柴油农产品应用简图7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难部分农作物秸秆的化学成分种种类类产产地地水分水分（%）灰分灰分（%）溶液抽提物（溶液抽提物（%）聚戊糖（聚戊糖（%）木素木素（%）纤维纤维素（素（%）冷水冷水热热水水苯醇苯醇1%NaOH麦秸麦秸河南河南7.734.626.4710.023.3033.6025.1318.1442.78稻秸稻秸河北河北14.0055.0419.8011.9335.23棉棉秆秆四川四川12.469.478.225.650.7240.2320.7623.1641.26玉米玉米秆秆四川四川9.644.6610.6520.400.5645.6224.5818.3837.68高粱高粱秆秆河北河北9.434.768.0813.880.1025.1224.4022.5139.70芦芦苇苇河北河北14.132.962.1210.690.7431.5122.4625.4043.55甘蔗渣甘蔗渣四川四川10.533.667.6315.880.8526.2623.5119.3042.16蓖麻蓖麻秆秆内蒙古内蒙古9.12.44.1920.7718.68*75.48海蓬子海蓬子江江苏苏6.916.2711.571.7837.2716.4120.11*57.21竹材竹材1.17-1.962.59-12.154.50-14.963.02-8.9122.63-31.6222.90-31.8321.63-26.5950.31-56.27针针叶材叶材0.18-0.660.99-10.141.94-11.481.63-9.9310.32-21.575.99-12.5224.69-33.5452.11-61.94阔阔叶林叶林0.10-1.500.52-10.301.67-13.021.19-9.8410.24-29.5514.69-30.8317.81-33.0949.96-64.10注：竹材是梢部、中部与根部的平均值；带*号的是综纤维素含量。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难灰分含量灰分含量灰分是指植物纤维高温灼烧后的无机剩余物。灰分的主要成分是二氧化硅，木材的灰分组成很少能超过1%的，而农作物的灰分普遍高于竹材和木材，一般多在2%以上，有的甚至高达14%以上。灰分总的SiO2含量多的在65%以上（如麦秸、稻秸）。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难溶液抽提物含量溶液抽提物含量一般冷水抽提物中包含有单宁、色素、生物碱（主要为它的盐类）、可溶性矿物成分及某些糖类。热谁抽提物种除上述成分外，还包含有淀粉和果胶质。植物原料溶液抽提物含量少的不到1%，多者可达40%以上，随生长地区不同而有差异。秸秆原料的热水抽提物显著高于木材和竹材。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难苯能很好溶解油脂、蜡、树脂和香精油，抽提性能很强；乙醇的渗透性很好，能很好地溶解树脂及部分香精油、单宁及色素。针叶材的有机溶剂抽出物主要是树脂酸、菇类化合物、脂肪酸及不皂化物等。阔叶材的抽出物成分主要是游离基酯化的脂肪酸，不含或只含少量的树脂酸。农作物剩余物秸秆原料的苯醇抽出物除含脂肪与蜡外，还含有可溶性的单宁、色素等。稻秸、麦秸、玉米秆、高粱秆、竹子等比较明显，表面能看到光滑的表皮组织，此表皮组织实质就是脂肪化合物，多为高级脂肪酸和高级脂肪醇生成的酯类（即蜡状物）。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难1%NaOH抽提物除含有更多量热水抽屉物中的各种成分外，还有蛋白质、氨基酸、部分半纤维素和木素，以及少量油脂、蜡和香精油等。一般农作物剩余物中的1%NaOH抽提物都比竹材和木材大，前者一般都在25%以上，甚至不少都超过40%以上，竹材一般在22.63%-31.62%，而木材一般在10%-29%。7/10/2024书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难聚戊糖、木素及纤维素的含量聚戊糖、木素及纤维素的含量聚戊糖是一种半纤维素，由木糖、阿拉伯糖等无碳糖构成的高聚物的混合物。聚戊糖分子式为（C5H804）n。农作物剩余物秸秆原料的聚戊糖含量多在25%左右，小于竹材，与阔叶材相当，针叶材约10%。纤维素是植物原料纤维细胞壁的主要成分，它不溶于烯酸、烯碱和水，也不溶于一般有机溶剂，性质稳定。农作物剩余物类的纤维含量普遍低于木材，针叶材的纤维素含量与阔叶材相当，竹材纤维素含量与木材区别不大。木素是木质化合物组织除去抽提物成分（包括灰分）后的非碳水化合物部分。木素存在于微纤维周围，可以使纤维相互粘接而固结，加固木质化植物组织。由表3可见，农作物剩余物类的木素含量在11.93-25.40%，针叶材的木素含量高于阔叶材，竹材木素含量最高。7/10/2024