植物纤维资源在纺织、制浆造纸及制备化工原料中的应用
来源： http://www.grainyq.com/ 类别：实用技术 更新时间：2013-03-04 阅读次
【本资讯由中国粮油仪器网提供】 中国利用植物纤维，特别是苎麻和大麻的纤维历史悠久，早在新石器时期的土陶器上就已有麻布的印纹。植物纤维与人类生活关系密切，因植物纤维的特性不同其用途各异，例如棉花、苎麻、亚麻等纤维适合纺织，芦苇纤维适合造纸，玉米芯、棉籽壳、稻壳等农副产品的纤维适于作有机化工原料。植物纤维的种类：我国约有500种纤维植物，其中栽培的纤维作物仅约30种。按照植物纤维的器官、组织来源划分，据纤维测定仪的不完全测量统计：一般分为8大类：韧皮纤维、叶纤维、种子纤维、果实纤维、根纤维、穗轴纤维、木材纤维、其他纤维、竹纤维，下面我们看下植物纤维资源在纺织、制浆造纸及制备化工原料中的应用。
用作纺织原料：植物纤维是纺织加工的重要原料，主要包括四大类：棉花、麻类（苎麻、亚麻和红麻等）、毛类（绵羊毛、山羊绒、骆驼毛）和茧丝。以植物纤维作为主要原料的纺织工业，随着衣着天然化，多样化潮流的兴起和高新技术的广泛应用，全球纺织业已进入新的增长期，植物纤维用量逐年增长，1980年全球用量为1570万吨，至2004年达2301万吨，增长46.5％。据SAURER（苏拉）集团2005年发布的数据，全球纤维总量已突破7000万吨，其中天然纤维达到3220万吨（包括除棉、羊毛、丝以外的天然纤维570万吨），比2004年增长4.8%。由于纺织传统技术的不断更新，以及计算机技术，数字化技术、网络技术在纺织工业中的运用，为提高纺织产品的质量创造了前所未有的条件。以苎麻纤维纺纱为例，1985年纺100支纯苎麻纱的国家惟有日本，而现在能纺400支以上纯苎麻纱的已有数个国家，其技术进步之快，令世人瞩目。
制浆造纸：造纸工业也是植物纤维用量大户，据估算1984年全球制浆造纸共用植物纤维75亿吨，至2005年增至158亿吨，增加1.1倍。随着造纸工业的快速发展，造纸工业技术也与时俱进，特别是生物技术的应用，使不少企业由传统造纸业向现代造纸业转变，积极实施清洁生产。过去利用作物秸秆造纸，许多工艺过程都是化学过程，既污染环境，能耗又高。如今，采用生物技术处理替代化学过程，则显著减少污染和能耗。造纸工业用到的生物酶种类主要有纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、木聚糖酶、木素降解酶和脂肪酶等。常用的方法是选用合适的微生物菌种，并用ＤＮＡ重组技术对目标菌种进行基因修饰，拟培育出酶活高且稳定的造纸工程菌种。
制备化工原料：以植物纤维为原料，生产更多价廉物美、无污染的化工原料，是世界各国十分关注的研究课题；日本、美国还特别加强了对植物纤维素、木质素转换为化工原料，合成高分子材料的研发。目前，通过水解工艺从植物纤维中可提取或制取的物质主要有糠醛、低聚木糖、糠醇、乙酸、丙酸、木糖醇、草酸，邻醌植物激素、活性炭、二氧化硅、葡萄糖等。这些化工原料经综合利用又可制成许多化工产品，广泛应用于医药、食品、建材、航天、电子、塑料等领域。直接用植物纤维经酸水解或酶水解制取燃料乙醇，更是近年来获取生物能源的有效途径。
制造膳食纤维食品：自现代医学和营养学确认膳食纤维为人体的第七营养素以来，国际上对膳食纤维食品的研究与开发逐渐重视起来。膳食纤维主要来自植物性食物，如谷豆类、果蔬类食物（富含粗纤维），且多存在于谷类的麸、糠和果蔬的表皮及纤维组织中。美、日等发达国家十分重视对米糠、玉米皮、大豆皮、豆粕、油籽饼的开发研究。有报道称，从90年代起日本就已经开始工厂化生产米糠半纤维素，添加到咖啡、冰淇淋、汤类及一些健康饮料中。美国早已研制出一系列含稳定化米糠的焙烤食品（全麦粉面包、花生酱饼干、松饼等）配方，稳定化米糠添加量可高达20%。目前国内外对大豆的开发利用主要有豆渣纤维饮料、豆渣膨化食品、豆渣制造食用纸等。以玉米皮为原料，采用酸解法或酶解法，除去包围在纤维周围的淀粉，即可得到需要的膳食纤维，是一种理想的低热量食品添加剂。
我国植物纤维资源的开发利用目前呈现良好势头。据统计，纺织行业植物纤维的加工总量由2000年的477.8万吨增长到2006年的1033.5万吨，且仍然供不应求。当今的衣着潮流崇尚绿色天然纤维制品；全球石油资源面临枯竭，原油价格波动剧烈，导致化学纤维价格过度波动。在这种形势下，必须加快我国新型植物纤维的开发与应用，推动植物纤维多功能利用和技术更新换代。
用作纺织原料：植物纤维是纺织加工的重要原料，主要包括四大类：棉花、麻类（苎麻、亚麻和红麻等）、毛类（绵羊毛、山羊绒、骆驼毛）和茧丝。以植物纤维作为主要原料的纺织工业，随着衣着天然化，多样化潮流的兴起和高新技术的广泛应用，全球纺织业已进入新的增长期，植物纤维用量逐年增长，1980年全球用量为1570万吨，至2004年达2301万吨，增长46.5％。据SAURER（苏拉）集团2005年发布的数据，全球纤维总量已突破7000万吨，其中天然纤维达到3220万吨（包括除棉、羊毛、丝以外的天然纤维570万吨），比2004年增长4.8%。由于纺织传统技术的不断更新，以及计算机技术，数字化技术、网络技术在纺织工业中的运用，为提高纺织产品的质量创造了前所未有的条件。以苎麻纤维纺纱为例，1985年纺100支纯苎麻纱的国家惟有日本，而现在能纺400支以上纯苎麻纱的已有数个国家，其技术进步之快，令世人瞩目。
制浆造纸：造纸工业也是植物纤维用量大户，据估算1984年全球制浆造纸共用植物纤维75亿吨，至2005年增至158亿吨，增加1.1倍。随着造纸工业的快速发展，造纸工业技术也与时俱进，特别是生物技术的应用，使不少企业由传统造纸业向现代造纸业转变，积极实施清洁生产。过去利用作物秸秆造纸，许多工艺过程都是化学过程，既污染环境，能耗又高。如今，采用生物技术处理替代化学过程，则显著减少污染和能耗。造纸工业用到的生物酶种类主要有纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、木聚糖酶、木素降解酶和脂肪酶等。常用的方法是选用合适的微生物菌种，并用ＤＮＡ重组技术对目标菌种进行基因修饰，拟培育出酶活高且稳定的造纸工程菌种。
制备化工原料：以植物纤维为原料，生产更多价廉物美、无污染的化工原料，是世界各国十分关注的研究课题；日本、美国还特别加强了对植物纤维素、木质素转换为化工原料，合成高分子材料的研发。目前，通过水解工艺从植物纤维中可提取或制取的物质主要有糠醛、低聚木糖、糠醇、乙酸、丙酸、木糖醇、草酸，邻醌植物激素、活性炭、二氧化硅、葡萄糖等。这些化工原料经综合利用又可制成许多化工产品，广泛应用于医药、食品、建材、航天、电子、塑料等领域。直接用植物纤维经酸水解或酶水解制取燃料乙醇，更是近年来获取生物能源的有效途径。
制造膳食纤维食品：自现代医学和营养学确认膳食纤维为人体的第七营养素以来，国际上对膳食纤维食品的研究与开发逐渐重视起来。膳食纤维主要来自植物性食物，如谷豆类、果蔬类食物（富含粗纤维），且多存在于谷类的麸、糠和果蔬的表皮及纤维组织中。美、日等发达国家十分重视对米糠、玉米皮、大豆皮、豆粕、油籽饼的开发研究。有报道称，从90年代起日本就已经开始工厂化生产米糠半纤维素，添加到咖啡、冰淇淋、汤类及一些健康饮料中。美国早已研制出一系列含稳定化米糠的焙烤食品（全麦粉面包、花生酱饼干、松饼等）配方，稳定化米糠添加量可高达20%。目前国内外对大豆的开发利用主要有豆渣纤维饮料、豆渣膨化食品、豆渣制造食用纸等。以玉米皮为原料，采用酸解法或酶解法，除去包围在纤维周围的淀粉，即可得到需要的膳食纤维，是一种理想的低热量食品添加剂。
我国植物纤维资源的开发利用目前呈现良好势头。据统计，纺织行业植物纤维的加工总量由2000年的477.8万吨增长到2006年的1033.5万吨，且仍然供不应求。当今的衣着潮流崇尚绿色天然纤维制品；全球石油资源面临枯竭，原油价格波动剧烈，导致化学纤维价格过度波动。在这种形势下，必须加快我国新型植物纤维的开发与应用，推动植物纤维多功能利用和技术更新换代。
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