农林化工产物

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所属分类:农用化学品
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农林化工产物

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  农林化工产品是指以农林产物为原料经过化学加工而获得的化学品。曾经是获取有机化工产品的主要来源之一,与农业、林业和轻工业的发展有关。

  以农林产物为原料经过化学加工而获得的化学品。例如由木材干馏、淀粉发酵、植物纤维水解、油脂加工、造纸浆液废液中浮油提取等加工方法所获得的一系列产品。

  农林化工有着悠久的历史,曾经是获取有机化工产品的主要来源之一,随着煤化工石油化工的发展,逐渐处于次要地位。但由于农林资源的可再生性、原料易得且低廉、加工方法简单等特点,尤其随着生物化学工程的发展,对农林资源比较丰富的国家来说,农林化工产品仍具有一定意义。世界上油脂加工和植物原料加工为化工产品的生产能力以美国为最大;苏联在植物水解制化工产品的技术和产量上占优势。

  农林化工产品加工方法多,品种庞杂,与农业、林业和轻工业的发展有关。具有工业意义的农林化工产品主要有下列几类:

  植物纤维水解产品含有丰富的纤维素半纤维素的木材、稻草、芦苇等在酸化剂作用下发生水解反应,使纤维素、半纤维素转化为单糖,并与不能水解的木质素分离,再经加工即得各种产品。同一种原料经控制水解条件可制成不同产品。水解加工也是由非食用植物中获取可食用产品的重要方法。其主要产品为糠醛、木糖醇和呋喃衍生物等。此外,也用植物纤维制造浆料,生产人造纤维、硝酸纤维。

  ②木糖醇以玉米芯、甘蔗渣、木材等为原料,在100~130℃用硫酸水解1~2h,可得到含木糖的溶液,再经中和、脱色、过滤、浓缩等过程,在125℃、3.5MPa条件下采用镍催化剂进行加氢反应,最后得白色结晶产品。主要用于防龋食品和作为食品添加剂、增塑剂、涂料等。

  ③乙酰丙酸先把纤维素水解变戊糖,再进一步脱水成羟甲基糠醛,最后分解为该产品。以甘蔗渣为原料生产糠醛的残渣纤维木质素,在进一步补加硫酸并于180~190℃、1MPa下,反应一小时后,经中和、压滤、精制而得纯品。主要用于制医药、涂料。

  淀粉发酵产品含淀粉的植物或农林废料等水解的糖液,可用发酵法制得甲醇乙醇杂醇油丙酮正丙醇正丁醇、乳酸等产品。农林废料经稀酸水解后,所得含戊糖溶液、亚硫酸制浆废液、以及食品工业中的含糖废液,在加入菌种进行酵母增殖后,经分离、干燥可获得饲料酵母,这是营养丰富的饲料添加剂。

  木材化学加工产品木材经干馏,即隔绝空气加热至高温发生分解反应,能得到甲酸、甲醇、醋酸等产品(见干馏)。此外,将木材直接进行化学加工得到下列产品,其中以浮油产量最大。

  ①浮油亦称妥尔油。以针叶树为原料用硫酸盐法制木浆时,木材中的树脂酸和脂肪酸在蒸煮过程中形成皂化物,并与中性物质一起浮于蒸煮黑液的上层,经分离后称为木浆浮油。以木材为原料造纸,一般每吨纸浆可产浮油30~50kg。1977年,世界浮油产量已达1.33Mt。因浮油来自造纸工业的废液,故价格低廉。浮油中含30%~60%树脂酸、60%~30%脂肪酸、7%~10%中性物和少量氧化物。粗浮油可作橡胶软化剂。通过溶剂从中提出的植物甾醇,可作乳化剂、香料和药物等的原料。浮油经分离、酸化、精馏,可分出浮油脂肪酸、浮油松香和浮油沥青。浮油脂肪酸中以硬脂酸和棕榈酸为主的饱和酸仅占10%以下,油酸和亚油酸为主的不饱和酸占90%以上,是制备高级脂肪酸的重要原料。浮油松香和脂肪酸是廉价的工业油脂原料,可作涂料、二聚酸、表面活性剂等的原料。中性物浮油沥青可用作纸板、橡胶和沥青的添加剂以及胶粘剂、热塑性树脂材料。制取浮油产品不仅有工业意义,对消除污染、保护环境也有一定作用。

  ②松节油存于针叶树松脂中的萜烯化合物。主要成分为α-蒎烯及β-蒎烯,在蒸馏松脂时首先蒸出;也可由木材干馏或制木浆过程的排气经冷凝收集而得到。是良好的溶剂,也可用作涂料催干剂、胶粘剂等。由松节油可合成樟脑、冰片、松油醇、芳樟醇及萜烯树脂等重要产品。这些产品广泛用于医药染料香料橡胶等工业中。

  ③松香一种以树脂酸的同分异构体为主要成分的复杂混合物,由蒸馏松脂获得。主要由树脂酸、脂肪酸、中性物组成。松香的化学加工产品很多:与马来酸酐加工制成的马来松香有广泛用途,是醇酸树脂、纸张施胶和橡胶加工的添加剂;经加氢反应可制成氢化松香,用作胶粘剂、合成橡胶软化剂等的原料;经歧化生成的歧化松香可做合成橡胶的乳化剂(见橡胶助剂)。

  E.Sjstrm.WoodChemistry, Fundamentals and Applications,Academic Press,New York,1981.

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