羧甲基纖維素鈉的制備工藝、設備在不斷完善和進步。無論是傳統的水媒法還是 溶媒法，非均相體系還是均相體系，提高產品質量和降低產品生產成本是CMC產業永遠 不變的主題。當前，市場對CMC產品的理化和應用指標要求在不斷提高，對取代度、粘 度、純度、酸黏比都提出了更高的要求，尤其對產品的結構均勻性有了越來越高的要求。 例如作為一種典型的石油開采助劑，對CMC的表觀黏度、慮失量、抗溫、抗鹽等應用指 標提出了更高的要求，近年來國外出現的“聚陰離子纖維素”概念就充分反映了市場對 羧甲基纖維素鈉的需求趨勢。

　　

　　另外，從成本上講，降低溶劑消耗、提高熱量和冷量的利用率以及提高堿化、醚 化效率都是不斷研究的課題。要滿足這些要求，則對制備設備、工藝、原料選擇不斷創 新和完善。如當前制備的CMC所用原料絕大部分為精制棉或棉短絨，這些原料質量雖 好，但是價格高，僅此項原料費就達6000元/T以上，且現今貨源緊缺，繼而生產原料 成本上升，采用木漿粕則每噸產品可降低一千元[38,42]。我國木材資源雖不豐富，但國際 市場并不缺乏尤以印尼原料便宜充足，此外我國的農作物秸稈、各類富含植物纖維的農 作物副產品資源頗豐，如豆渣、蔗渣、薯渣等，可以通過優化配方、改進設備，精心調 節堿化和醚化的溫度、時間、升溫方式和加料等工藝條件來實現合乎需要的羧甲基纖維 素鈉生產。

　　

　　1.4木薯渣研究利用現狀 1.4.1木薯與木薯渣木薯是世界三大薯類之一，又叫樹薯、木番薯、地下部結薯等。目前，木薯是全 球產量過億噸的七大農作物之一，在世界上有30個國家都在種植，我國是木薯種植大 國，年均產量在600萬噸，其中主要集中在南方的廣西、廣東、海南等幾個省份，在國 家產業布局上看己經形成地方的一大特色[12，13]。對于木薯的綜合利用時下則成了我國 科技工作者和相關行業部門的重要工作，根據科學發展觀的要求，以提髙經濟效益，增 加農民收人為目標，以提高深加工和綜合利用水平為途徑，從提高單產、優化布局，擴 大規模為手段最大限度地滿足國民經濟發展對木薯的需求。

　　

　　木薯是綜合利用價值很高的作物和重要的工業原料，木薯原料當前主要用來加工成 木薯淀粉，再由木薯淀粉經過進一步的加工和以木薯淀粉初次加工為原料的二次、三次 深加工，從而得到適合各種生活、生產需要的淀粉產品，其產品在飼料、食品、制糖紡 織、造紙、化工醫藥等行業均有著很好的應用％16],隨著科技的日新月異，木薯淀粉加 工業將會漸漸向更深層次研究和開發邁進。

　　

　　木薯渣是木薯加工過程的下腳料，現在普遍使用的是濕法加工工藝將木薯加工提取 淀粉，椐估計每加工1噸木薯產生含水70%的木薯渣約700kg。按我國每年產600萬噸木薯 來計算，則將會產生數百萬噸的木薯渣下腳料[21]。濕木薯渣的主要組成是水分70%?80%， 還有部分的淀粉、纖維素和少量的蛋白質等。目前，對于木薯渣的研究利用主要集中在 燃料乙醇、有機酸、食用菌栽培、飼料工業、單細胞蛋白及少許酶劑作為培養基方面[19_2G], 但是這些方面的用量少，大量的木薯渣都被廢棄，造成了極大的浪費，不及時處理還嚴 重污染了環境[17，18]。

　　

　　1.4.2木薯渣利用現狀對于木薯渣的研究，目前主要集中在未發酵木薯渣的利用方面，主要是考慮到其富 含淀粉粒，同時還有蛋白質、脂肪、有機酸等成分，發酵后的木薯渣因為在發酵過程中 利用了其中的淀粉、蛋白等營養成分，同時灰分增大，營養價值低，相比較而言很少被 研究利用[22~]。各個方面研究主要表現在以下幾點：在食用菌利用方面，顏淑婉等人[25] 進行了木薯渣栽培食用菌的研究，并篩選出相配套的優良菌株；黃文芳等[21]利用木薯渣 培養猴頭菌進行了試驗，從試驗結果表明應用木薯渣培養猴頭菇是可行的，木薯渣是猴 頭菌生長的一種很好的培養料。木薯渣作為飼料原料的研究開發與利用越來越受到人們 的重視，國內學者胡忠澤等[23]人采用常規分析和原子吸收分光光度計等現代化先進儀器 相結合，比較全面研究木薯渣的營養價值，結果表明了木薯渣具有較高的飼用價值；潘 穗華、林華強[2("22]等人進行了木薯渣飼養肉豬試驗，表明效益較佳，適當添加木薯渣能 降低飼料成本。在生化工程方面的研究，廣西大學化學工程系研究開發的利用木薯淀粉 廠的木薯渣、黃漿為原料生產酒精的新工藝[2]，根據需要可以生產不同比例的工業酒精 和食用酒精；洪葵、劉四新[4]等對木薯渣進行了發酵產檸檬酸的研究，試驗表明以木薯 渣為原料進行檸檬酸發酵時，有較高發酵酸度和產酸率；陳桂光[26]等進行了木薯渣生料 發酵生產單細胞蛋白的研究，使原料粗蛋白從3.9%提高到22.43%;謝文偉[1]等以木薯 渣為原料，經單一態氧漂白處理后，通過化學轉化法在乙醇介質中得到了一種用作硅酸 鹽保溫涂料粘合劑的羥丙基和甲基混合物，是綜合利用木薯渣，消除環境污染的一條新 途徑。

　　

　　木薯渣、蔗渣及其他的農作物秸稈、林業剩余物等都作為農林生物質的一部分， 近年來隨著新興生物質產業的興起，有關此領域的研究也蓬勃興起。2006年科技部啟動 “十一五”國家科技支撐計劃“農林生物質工程”重大項目[5]，該項目以農作物棄渣、 秸稈等農林剩余物為主要原料，而作為其中一部分的木薯渣綜合利用的研究及其產業化 將進入新的階段。

　　

　　1.5課題研究意義和內容 1.5.1課題研究意義我國木薯產業年產值超過1000億元，其中我國木薯產量90%以上集中在廣西和廣 東，初步形成了產業的優勢布局。木薯加工業的發展，其副產物木薯渣則大量產生，通 常淀粉廠都將直接棄之露天環境下，因廢渣中尚殘余有大量水、部分淀粉、蛋白及脂肪 等成分，不能及時處理則會引發一系列環保問題。因此木薯渣的綜合處理利用不僅能有 效提高木薯加工產業的經濟效益，而且能有效減少木薯加工廢渣對環境的影響。尤其對 于木薯大產區像廣西、廣東、海南來說，如何有效利用木薯渣，不讓其產生二次污染， 情形是迫切的，市場和技術前景也是有待挖掘。CMC是一種陰離子、直鏈、水溶性纖維 素醚，在現代工業中具有“工業味精”美譽。CMC水溶液因具有優良的懸浮、成膜、保 護膠粘結、增稠、乳化、體、保持水分以及代謝惰性等性能，在石油鈷井、造紙、涂料、 紡織等工業中都有著廣泛的應用。CMC目前制備原料主要是精制棉花，尤其是精棉絮， 成本高，且貨源緊缺，進而生產成本逐年上升。從綜合利用、開發現有的農副產品資源， 提升農副產品的附加值上看，尋求低成本的原料進行CMC的生產有其現實意義！干木薯 渣中纖維含量比例高，而天然纖維素是制備CMC的主要原料之一。研究擬將用木薯渣替 代棉花來進行CMC的生產研究，從現有文獻這方面的探索較少，但類似的研究可以用來 借鑒、創新、改進，從而根據需要研究得出所需要的實驗的方法與工藝條件，具有一定 的可實踐性。課題擬通過理化方法及手段，轉化木薯渣中的纖維素成分，開發出具有廣 泛用途的羧甲基纖維素鈉產品，延長了木薯產業鏈和提高了木薯的附加值，具有很好的 前景。通過項目的研究，實施將為陶瓷、造紙、紡織等行業提供物美廉價的資源，從而 有利于農業廢棄物綜合利用、農產品的升級換代，有一定的經濟和社會效益。

　　

　　1.5.2課題研究內容(1)、對木薯渣原料進行物性分析，了解其理化特性；研究確定木薯渣羧甲基木 薯纖維精煉方法與工藝條件；(2)、探討木薯堿纖維制備的影響因素；對比水媒法和溶媒法對CMC品質影響：(3)、運用Design Expert中心組合試驗和響應面分析法對木薯纖維制備羧甲基 纖維素鈉進行優化，擬通過逐步回歸分析，建立取代度對羧甲基化主要因素的二次回歸 數學模型；(4)、研究蒸汽爆破、機械活化精制纖維對CMC品質影響；(5) 、研究確定生產CMC的最優工藝路線；對常規制備、蒸汽爆破及機械活化條 件下制備的堿纖維和CMC進行物理表征，分析不同處理條件下所得產品的異同。

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