生物质原料植物PPT讲稿

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《生物质材料简介》课件

《生物质材料简介》课件
生物质材料广泛应用于建筑、包装、能源等领域 生物质材料具有可再生、环保、可降解等优点 生物质材料的研究和应用已成为全球关注的热点
生物质材料的生产技术和应用水平不断提高,但仍存在成本高、性能不稳定等问题
生物质材料的研究进展
生物质材料的研 究始于20世纪70 年代
生物质材料主要 包括纤维素、木 质素、半纤维素 等
生物质材料的生产技术将不断改进, 提高生产效率,降低生产成本
添加标题
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添加标题
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生物质材料的性能将不断提高,如 强度、耐久性、可降解性等
生物质材料的环保性能将得到进一 步重视,如减少碳排放、减少环境 污染等
生物质材料面临的挑战
成本问题:生 物质材料的生 产成本相对较 高,需要降低 成本以提高竞
生物质材料的分类
木质材料:如木材、竹材等 草本材料:如稻草、麦秆等 纤维素材料:如棉、麻等
淀粉材料:如玉米、土豆等 油脂材料:如大豆、油菜等 蛋白质材料:如大豆、花生等
生物质材料的来源
植物来源:如木材、秸秆、草本植物等 动物来源:如动物粪便、羽毛、皮屑等 微生物来源:如微生物发酵产生的生物质 废弃物来源:如生活垃圾、工业废料等
生物质材料的发展历程
19世纪初:生物质材料开 始被用于建筑和家具制造
20世纪初:生物质材料开 始被用于包装和食品包装
20世纪中叶:生物质材料 开始被用于生物医学领域
21世纪初:生物质材料开 始被用于环保和可再生能 源领域
当前:生物质材料已成为 全球关注的热点,广泛应 用于各个领域
生物质材料的现状
生物质材料的应用领域
建筑材料:生物质材料可作为建筑 材料,如木材、稻草等
生物能源:生物质材料可作为生物 能源,如生物柴油、生物乙醇等

《生物质专题》课件

《生物质专题》课件

合理利用资源,减少对环境的负面影响。
05 生物质专题研究动态
生物质能研究进展
生物质能转化技术
研究生物质如何通过热化学、生物化学和物理等方法转化为可再 生能源,如生物质能、生物燃料等。
生物质能效率提升
探索提高生物质能转化效率和产量的方法,包括优化反应条件、 改进催化剂和反应器设计等。
生物质能环境影响
随着环保意识的提高和可再生能源政策的推动, 全球生物质能源需求呈现逐年上升趋势。
生物质能源供应多样化
全球范围内,生物质能源的来源包括农业废弃物 、林业废弃物、城市垃圾、畜禽粪便等,供应呈 现多样化特点。
生物质能源技术不断创新
为了提高生物质能源的产量和效率,全球范围内 的研究机构和企业不断进行技术创新,推动生物 质能源产业的发展。
生物质产业发展前景与挑战
生物质能源需求将持续增长
01
随着环保意识的提高和可再生能源政策的推动,未来生物质能
源需求将持续增长。
技术创新是产业发展关键
02
为了满足市场需求和提高产业竞争力,生物质能源产业需要不
断进行技术创新,提高产量和效率。
应对资源短缺和环境保护挑战
03
生物质能源产业的发展需要应对资源短缺和环境保护的挑战,
生物质是自然界中广泛存在的有机物质,包括植物、动物和微生物等。这些有机物质在一定条件下可以转化为燃 料或化学品,因此具有很高的利用价值。根据来源不同,生物质可分为木质生物质(如木材、秸秆等)、非木质 生物质(如油料作物、甘蔗渣等)和微藻生物质(如螺旋藻、小球藻等)等。
生物质的来源与分布
总结词
生物质的来源主要包括农业废弃物、林业废弃物、城市垃圾和工业废弃物等,全球范围 内生物质的分布较为广泛,但地区分布不均。

生物质材料及应用淀粉PPT教案

生物质材料及应用淀粉PPT教案

项目 分子形状 聚合度
表2-5 直链淀粉和支链淀粉的比较
直链淀粉 直链分子 100-6000
支链淀粉 支链分子 1000-3000000
尾端基
分子的一端为非还原尾端 分子具有一个还原尾端 基其另一端为还原端基 基和许多非还原尾端基
碘着色反映 吸附碘量/% 凝沉性质
络合结构 X光衍射分析 乙酰衍生物
深蓝色
不同淀粉的含水量存在差别,这是由于淀粉 分子中羟基自行缔合及与水分子缔合程度不 同所致。
Ø c. 淀粉的吸湿与解吸
Ø 淀粉中含水量受空气湿度和温度变化影响, 阴雨天,空气中相对湿度高,淀粉含水量增加; 天气干燥,则淀粉含水量减少。
Ø 在一定的相对湿度和温度条件下,淀粉吸收 水分与释放水分达到平衡,此时淀粉所含的水 分称平衡水分(可逆的)。在常温常压下,谷类 淀粉平衡水分为10%~15%,薯类为17%~18%。 用作稀释剂和崩解剂的淀粉,宜用平衡水分小 的玉米淀粉。
淀粉、纤维素的结构和物理性质比较
淀粉
纤维素
通式 结构
n值(C由6H几10O百5)n—几千 葡萄糖单元
(C几6H千10O5个)n葡萄糖单元
相对分子量 十几万→几十万 几十万→几百万
相互关系
1不是同分异构体 2不是同系物 3均属天然高分子化合物
白色无气味无味道
物理性质 不溶于冷水,热水糊化
白色无气味无味道 不溶于水也不溶于 一般有机溶剂
2
淀粉在酸作用下加热逐步水解生成糊精、 麦芽糖及异麦芽糖、葡萄糖。
(C6H10O5)n (C6H10O5)m C12H22O11 C6H12O6
淀粉
糊精
麦芽糖 葡萄糖
淀粉的来源
淀粉
4

生物质材料木质素PPT课件

生物质材料木质素PPT课件
酸溶木素含量B以每1L中的质量(克)表示:
B A D 105
.
24
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式中: A —— 吸收值; D —— 滤液的稀释倍数; 105—— 吸光系数,L/g.cm。
X BV 100 1000W0
原料中酸溶木素含量X,以质量百分数表示: 式中:V —— 滤液总体积,ml;
3、MWL的性质:
1、淡黄色粉末。 2、酚羟基增多,α-羟基增多。 3、分子量变低
.
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七)、木素与溶剂间有反应的有机溶剂木 素分离方法
①有机溶剂+无机 试剂(催化剂)
乙醇+HCl 二氧六环+HCl 硫代醋酸+HCl 温和氢化
乙醇解木素 二氧六环酸解木素 硫代醋解木素 氢解木素
20世纪初Klasson木素定量法的发明、木素起源于松
柏醇学说的提出、30年代木素模型物研究方法的开
发、40年代木素醇解试验以及50年代的脱氢聚合实
验等研究工作取得了非常大的成绩,到1980年木素
结构基本研究清楚了。 .
2
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木素是仅次于纤维素的、最丰富的天然高 分子有机物,木素存在于裸子植物、被子 植物和所有维管植物中(热带的桫椤除 外),估算全世界每年约可产1500亿吨, 木素含碳量高,蕴藏着丰富的化学能。
主要有三种:
酮 酸氨 木:(木 素 H [N2S素 aO 4、 O/H : H H2SC 或 O 4l/C 混(uN合 H 3)4酸 (OH ) )3],(碳 用 (水 得 碳化 最 水合 广 化物 。 /合 溶的 物 ) 解 过碘酸盐木 N3aH素 2IO6: ),(碳 (水化合物的 ,氧 溶化 解

生物质资源的利用 ppt课件

生物质资源的利用 ppt课件

量达
响,但尾气中碳氢化合物、
❖ 到2.7%;如添加10%乙醇,
3. 反应条件温和
不需要高温、高压、强酸、强碱等苛刻条件,大多 常温常压下,活性最高。
4. 多样性
目前已发现的酶有2500种,还有2万多种具有催 化作用的微生物,几乎能催化所有的化学反应。
生物质资源利用实例
历史悠久的发酵技术
大约5000年前,我国人民已掌握酿酒、酿醋技术。
酿酒
原 蒸 料 淀 煮 粉 糖 酶 酵 化 母 酒 菌 蒸 化 酒
酶——打开生物质资源宝库的钥匙
大分子 物质
淀粉
纤维素 半纤维素
物理法 化学法
葡萄糖
木质素
生物转化法
物理法和化学法,是通过热裂解、分馏、氧化还原 降解、水解和酸解等方法将纤维素、木质素等大分子生 物质降解成低分子量的碳氢化合物、可燃气体和液体, 直接作为能源或经分离提纯后作为化工原料。
但是,物理法和化学法一般的能耗高、产率低且过 程污染较严重,因此单独使用一般缺乏实用性,往往是 作为生物转化法的辅助手段。
生物转化法是利用酶将生物质降解为葡萄糖,然 后转化为各种化学品。因此酶在生物质的应用过程中 的地位不言而喻。
酶催化的特点:
1. 高效性
普通催化剂对化学反应加速一般为104~105倍, 酶对反应的加速作用一般在109~101以上。
2. 专一性
普通催化剂往往对同一类型反应都有催化作用,而 酶只选择催化某个反应并获得特定的产物。
酿醋
原 蒸 料 淀 煮 粉 糖 酶 酵 化 母 酒 菌 麸 化 皮 发 、 醋 醋 酵
生物炼制
❖ 生物炼制是利用农业废弃物、植物基淀粉和木质纤 维素材料为原料,生产各种化学品、燃料和生物基 材料。根据近来研究开发的不同情况,生物炼制分 为3种系列:①木质纤维素炼制:用自然界中干的 原材料如含纤维素的生物质和废弃物作原料;②全 谷物炼制:用谷类或玉米作原料;③绿色炼制:用 自然界中湿的生物质如青草、苜蓿、三叶草和未成 熟谷类作原料。生物炼制大幅扩展可再生植物基原 材料的应用,使其成为环境可持续发展的化学和能 源经济转变的手段。

生物质材料及应用PPT课件

生物质材料及应用PPT课件
形式存在,是钢铁材料中的一个重要强化元素。同时氮还是金属基复合材料的
一个强化相的组成元素,如 A lN,TiN 等等。
37
第37页/共128页
(2)氮循环
• 氮与碳不同,氮是一个变价元素,它有多种价态,如: + 5,+ 3,+ 1,-
1,-3等。这使得氮的循环通过各种价态化合物组成复杂的途径。
38
源。如公海鱼类资源、物种、空气等。
• 特征:消费具有不可分性或无竞争性,是指
某人对某物品的消费完全不会减少或干扰他
人对同一物品的消费;再是消费无排他性,
指不能阻止任何人免费消费该物品。
26
第26页/共128页
公共物品的可更新资源的非专有性
• 属于公共物品的可更新资源是非专有的,非专有性是 财产权的一种减弱 ,它
土地变成沙漠。经济损失每年 423亿美元。
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第10页/共128页
大气污染
• 大气污染的主要因子为悬浮颗粒物、 CO、O 3 、CO 2 、氮氧化物、铅等。大气
污染导致每年有 30- 70万人因烟尘污染提前死亡,2500 万的儿童患慢性喉炎,
400-700万的农村妇女儿童受害。
11
第11页/共128页
有开采价值的资源。
• (2)待开采储量:定义为储量虽已探明,
但由于经济技术条件的限制,尚不具备开采
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第28页/共128页
29
第29页/共128页
2. 未探明储量
• 未探明储量是指目前尚未探明但可以根据
科学理论推测其存在或应当存在的资源,
分为:
• (1)测存在的储量:可以根据现有科学理
论推测其存在的资源。
物和各种作用结果。

纤维基材料-生物质材料及应用 课件

纤维基材料-生物质材料及应用  课件

与纤维素有关的几个概念
1、综纤维素:指植物纤维原料中的全部碳水化合物,即纤维素与 半纤维素之和。故又称全纤维素(Holocellulose) 制样步骤:取样 原料粉碎 40目-60目之间的试样 有机溶剂抽提 无酯试料 除木素 各种方法制纤维素
综纤维素制备四法: ⑴、氯化法:(1937年Ritter(里特)提出)

2、纤维素大分子的葡萄糖基间的连接都
是β -苷键连接
将纤维素试样甲基化,然后水解为各个基本结 构单元,在水解分离出的单元中,甲基化的位置 是纤维素分子内游离羟基的位置,在此条件下得 到2,3,6-三氧甲基D葡萄糖。 所以,纤维素葡萄糖基环中游离羟基是处于2, 3, 6位,因此,1,4,5位是由化学键连接的。进一步 通过酸水解试验得知相邻单元之间的联结为1-4 连接。
无抽提物试料
氯气 木素被氧化 乙醇胺的乙醇溶液 抽提
氯化木素
+
(白色) 综纤维素
⑵、亚氯酸纳法(1942年Jayme(杰姆)提出)
无抽提物试料
NaClO2 HAc 6% pH=4.5
综纤维素 (白色)
⑶、二氧化氯法:(1921年Schmitlt(施密特)提出)
无抽提物试料
ClO2 (饱和溶液) NaHCO3
一、纤维素的化学结构 纤维素是β-D葡萄糖基通过1,4-苷键连接而成的 线型高分子化合物。
纤维素大分子化学结构特点: 1、纤维素大分子的基本结构单元是D-吡喃式葡 萄糖基(C6H10O5)
CHO H C OH
HO C H
H C OH H C OH CH2OH
D-葡萄糖直链式结构
D-葡萄糖在水溶液中存在开链式和氧环式的动态 平衡
CHO CH2OH H C OH CH2OH

5生物质资源的利用(PPT)

5生物质资源的利用(PPT)

生物柴油的生产方法
直接混合法 微乳化法

物理方法
裂解法
酯化法
酯交换(醇解)法

化学方法
酯化-酯交换联合法生物柴油生产流程
生物柴油的优缺点
1
优点
具有优良的环保优势
运动粘度高 安全性能好 燃烧性能优良 属于天然可再生性能源,减少人们对石油
的依赖 单独使用,也可与石化柴油调和使用,还 可以作为添加剂提高燃烧效率

目前由生物质资源进行生物炼制,可以生产出几大 产品体系:C1体系主要包括甲烷、甲醇等;C2体系 主要包括乙醇、醋酸、乙烯、乙二醇等;C3体系主 要包括乳酸、 丙烯酸、丙二醇等;C4体系主要包 括丁二酸、富马酸、丁二醇等;C5体系主要包括衣 康酸、木糖醇等;C6体系主要包括柠檬酸、山梨醇 等。其中一些化学品的生产已在大规模应用,农用 化学品、精细化学品、大宗化学品、药物及高分子 材料等领域的工业化应用也呈现快速增长的趋势。
生物柴油
世界石油资源的枯竭 石油资源对国家和个人的影响 2004年中国成为全球第二大石油
消耗大国——3亿吨 生物柴油
生物柴油及生产方法

生物柴油

——一种脂肪酸甲酯类化合物,通过植物油或动
物脂肪与醇类化合物在催化剂存在下进行酯化反
应生成

原料——油料作物、野生油料植物和工程微藻等 ห้องสมุดไป่ตู้生植物油脂,以及动物油脂、废餐饮油料。
料乙醇在中国也开始有计划地发展。

1、可作为新的燃料替代品,减少对石油的消耗。 乙醇作为可再生能源,可直接作为液体燃料或者同 汽油混合使用,可减少对不可再生能源-石油的依 赖,保障本国能源的安全。
2、辛烷值高,抗爆性能就好。作为汽油添加剂,可 提高汽油的辛值。通常车用汽油的辛烷值一般要
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➢菊芋具有很强的抗逆性、耐干旱,抗风沙,
抗病虫害,能在盐碱地、沙地、滨海滩涂 等低质土地上生长,能在-40~-30℃的冻 土层内安全越冬。
➢种植管理简单,生产成本低。
➢中国的1000多万hm2沙地和200多万沿海
滩涂都是规模化发展能源菊芋的良好基地。
➢利用菊粉酶解转化为低聚果糖、果糖,进
而转化成高附加值的甘露醇、琥珀酸等。
质;
③ 有较广的地域适应性; ④ 有较高的可获得性和可持续供应性; ⑤ 有经济上的可行性; ⑥ 与传统农产品在市场供应方面有较强协调
性,不争地、油和糖。
➢生物质产业发展初期,美国的玉米乙醇、
巴西的甘蔗乙醇、欧洲的油菜籽生物柴油。
➢第二代能源的原料植物则看重非食品基的
纤维素类植物“美国的柳枝稷和芒草,欧 洲的灌木柳,以及多年生和多样性的草灌 植被、木本油料植物。
减少水土流失、防风固沙、以及用于饲料 和肥料等多种功效。
➢营造灌木林3-5年后,即可成林和发挥生态
效益。平茬复壮是灌木林培育的重要特点, 即成年灌木必须每三四年砍除地上部枝条 以促生长。
5、石栗
• 石栗是一种阔叶常绿乔木,多分布与广西
山地。
• 石栗的土壤适应性强,抗干旱洪涝和病虫
灾害。
第四节 含纤维素类植物资源
➢植物体全身是宝,而组成成分中最多的是
纤维素(含半纤维素),可占到一半以上。
➢自然界中含有大量的纤维素类植物,草本
的、灌木的和乔木的。
一、草本能源植物
1. 柳枝稷
一种美洲大陆随处可见的 野生物植物,主要用于 水土保持和喂牛。它的 适应性强,耐贫瘠土地, 产量高,草梗粗壮,高 及3m,生长周期20年。
一、 甘薯
甘薯也称红薯,白薯、山芋、红芋,是一种 高产、稳产、耐贫瘠、适应性很广的块根 作物,是世界第七大农作物。
二、 木薯
• 木薯是世界三大薯类作物之一,属大戟科
大戟属,光合机制介于C3和C4植物之间, 主要生长在年温20℃以上的南亚热带和热 带。
• 木薯的光合效能高,抗逆性和适应性强,
耐瘠薄,是南方丘陵低山区缺少灌溉条件 下的一种很有潜力的旱作能源植物。
生物质原料植物课件
生物质原料植物是能够直接或间接加工成能 源和其他生物基产品的植物原料。包括一 年和多年生植物,其能加工的产品形式可 以是固体、液体、气体能源以及其他生物 基产品。
我国的生物质能源植物一般需要具备以下 特性:
① 有较强的抗逆性,能适应条件较差的边际
性土地。
② 有较高的生物量产出和较好的原料加工品
一名参观者在广西区农业厅展厅观看重49公斤的
“木薯王”
第三节 含油脂类植物资源
一、 一年生油料作物 禾本科的谷类作物种子的胚乳里以淀粉为主, 而十字花科、豆科的油菜、大豆、花生等 的胚乳则含有近40%的脂肪,储存的能量 比糖类高很多。
二、木本油料植物
中国已查明的木本油料植物152科697属 1554种,其中154个种的种子含油量在 40%以上,具有开发价值的有30多种,面 积342.9万公顷。
➢文冠果是我国特有的一种优良木本油料树种,种
子含油率为30-36%,种仁为55-67%。
➢其中不饱和脂肪酸中油酸52.8-53.3%,亚油酸占
37.8-39.4%。
➢文冠果是我国特有的树种,原产我国北部干旱寒
冷地区,是一种抗旱、抗寒、耐瘠薄、移栽成活 率高的绿化先锋树种。
➢该树全身是宝,开发潜力很大,种仁营养丰富。
第二节 含淀粉类植物资源
➢被子植物的种子含胚、胚乳和种皮三部分,
其中胚乳占分量最大,储存着淀粉和脂肪 等营养物质,以供胚萌发之用。
➢淀粉是由几百或几千个单糖脱水缩合形成
的一种多糖。
➢薯类是将淀粉储存在地下的块根内,由于
块根是营养器官,比种子生长发育的时间 长,积存的淀粉多得多,所以薯类堪称农 作物的淀粉之王。
1、麻风树
➢麻风树属大戟科麻风树属木本植物,是目
前发展最快的一种木本油料植物,灌木或 小乔木,也称芙蓉树或小桐子,原产于南 美,树高3-5m,扦插法繁殖,成活率高, 生长速度快,当年即可结果,5年进入盛果 期,采摘期为40年。
➢小桐子抗干旱能力强,可在丘陵地区种植。 ➢种仁含油50-55%。
2、文冠果
其主要成分是蔗糖、葡萄糖和果糖,是生 产乙醇的理性底物。
二、甜高粱
➢甜高粱是一种糖类生物质原料,属高光效
碳四植物,是粒用高粱的一个变种,具有 生长快、产量和抗逆性强的特点。
➢甜高粱用种少,产量高,农田管理较简单,
生产成本明显低于北方玉米和南方甘蔗。
三、菊芋
➢菊芋又称菊薯、洋姜、鬼子姜等,为菊科
向日葵的多年生宿根草本植物,富含多聚 果糖(菊糖),干物质含量超过甘蔗30%, 甜度比蔗糖高1倍。
2、芒草
芒草在美国伊利若依州的试种效果比柳枝稷 好,芒草的产出大约是柳枝稷的2.6倍。
3、巨菌草
巨菌草又称皇竹草、巨 象草,是由象草和非洲 狼尾草杂交育成的品种, 属狼尾草属,是一种适 应性广,抗逆性强,产 量高、粗蛋白和糖分含 量高的植物。
二、灌木能源植物
➢灌木耐干旱贫瘠低等植物
第一节 含糖类植物资源
糖类原料植物是一种可以直接提供单糖和双 糖的原料植物,与淀粉类多糖相比,加工 过程可以省去淀粉水解工序。
一、 甘蔗
➢甘蔗是禾本科甘蔗属多年生植物。 ➢甘蔗对土壤要求不高,甘蔗能在不同类型、
不同质地的土壤生长。
➢甘蔗是光合转化效率很高的一种能源作物,
3、光皮树
• 光皮树是一种理想的多用途油料树种。 • 树皮白色带绿,斑块状剥落后形成明显斑
纹,果球形,紫黑色。
• 光皮树广泛分布于黄河以南地区。 • 光皮树喜光,耐寒,喜深厚,肥沃而湿润
的土壤,在酸性土及石灰岩土生长良好。
• 实生苗造林一般5-7年始果,人工林林分群
体分化严重,产量高低不一,嫁接苗造林 一般2-3年始果,结果早,产量高,树体矮 化。
光皮树的利用价值高,作为生物柴油基础原 料油,光皮树油含油酸和亚油酸高达 77.68%,所产生的生物柴油理化性质优, 同时可以利用果实作为原料直接加工原料 油,加工成本低廉。
4、黄连木
黄连木耐干旱、瘠薄,对土地要求不严格, 深根性、萌发力强、生长较慢,种仁含油 量为56.7%。遍布于华北、华中、华南23 个省区。
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