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链条上的科技（3）大悟县的链条（2009.6.11）
（主持人）说起湖北省大悟县，那可是个革命老区了，近些年来，大悟根据自身地处山区的特点，依靠科技，调整结构，使得农业有了一定的发展，特别是实施花生良种工程和地膜花生种植技术的推广，让大悟县成了远近闻名的花生种植基地。虽然花生给当地带来了不小的收获，可也带来了一些麻烦。
这是湖北省大悟县新城镇上的一家花生专业合作社，附近农户种植的花生很多都是在这里进行粗加工的。花生从机器里过一遍，就被剥掉了外面的花生壳。剥好的花生仁经过挑选，再运到其它加工厂，用来榨油或者做成其它产品。
自打去年花生收获以来，这家合作社的花生剥壳机就一直没怎么闲着。
（采访）
记者：咱们这个花生加工厂，这一年加工量得有多少？
夏大永：一年加工带壳花生是七千吨左右。
记者：这出的壳也不少吧？
夏大永：不少，3包花生，240斤花生可以出个60～70斤壳。
因为加工的量大，这剥下来的花生壳也多，用不了多长时间就能堆满一间屋子。像这样的花生加工厂，在大悟县还有很多，因为这里是湖北省花生重点产区之一。
（采访）徐乐：我们大悟县每年有30万亩的良田用来种植花生，每年的花生收成是9万吨左右，经过粗加工以后，它的花生壳的量能达到近两万吨。
大量的花生加工过后，剩下的就是这些堆积如山的花生壳。这么多的花生壳怎么处理呢？有的人就把它当作燃料烧火用了。可不管是用作物的秸秆，还是用花生壳烧火，都会产生大量的烟尘，污染环境，而且这样的利用效率也低。
老夏不但经营着这家花生合作社，自己家里也种着四五亩的花生地。他没有简单地把花生壳拿去烧火，而是当成肥料下到了自家的花生地里。
（采访）夏大永：我原来没有用过这个壳子作肥料，我的花生地结板，这个花生果结得小，现在用过这个肥料以后，花生果又结得大还结得好。
花生壳之所以能当肥料，是因为在花生的生长过程中，从地里吸收了很多养分，尤其是花生的果实上养分最丰富了。花生收获以后，这些养分就留在果实里了，所以，不但花生仁的营养丰富，花生壳里也含有很多养分呢。
（采访）徐乐：它里面含有很大量的纤维质和有机质，达到了70%左右，然后还有一些中微量元素，就是一些对作物有益的钙、铜、镁、锰这些中微量元素。
虽说这花生壳能当肥料，可一开始老夏却碰了个钉子。
（采访）夏大永：开始我们刨地下到里面，让它在地里面烂。结果到地里面它烂得慢，等到花生结上以后还是壳子。因为这个壳子它没有烂了以后，下到地里只能起到松土的作用，但是没有肥效。
老夏本想着花生壳埋到地里就能慢慢烂掉了，也就能给地里的花生上了肥。可没想到这花生壳非常不容易腐烂，下到地里以后，这地里的花生长得也没啥起色。
（采访）徐乐：这个花生壳它在土壤里面，因为它的纤维质比较粗糙，它在土壤里面，如果就是自然降解的话，它需要3到6个月的时间，所以，这个时间过程，它很难给植物提供有效的养分，所以说利用率是很低的。
直接下到地里不好分解，这花生壳里即使是有再多的养分那也释放不出来，作物也就没法吸收利用。为了让花生壳能快点儿分解，最后，老夏还是采用了农家的土办法——沤农家肥。
（采访）
夏大永：就是放一大堆花生壳，再搞一些大粪里面发酵，烂好以后再下到地里。
记者：加了大粪多臭啊？
夏大永：那肯定大粪臭，没有大粪臭，哪来的五谷香，是吧。
（主持人）花生壳用农家的土办法这么一沤，那就是很好的肥料。农家肥虽好，也有不好的地方就是沤肥的时候很臭，人家老夏不是说了嘛，“没有大粪臭，哪来五谷香”，可毕竟这味儿搁谁也不愿意闻。不过，现在不用闻这大粪臭，也能有五谷香了。
大悟县地处山区，气候稍凉一些。端午前后，这里正是农忙插秧的时候，家家户户都在地里忙活。
为了让水稻长得好，这插秧前还得在地里上足底肥。老乡们上的这些底肥其实就是以花生壳为原料生产的、专门用在水稻上的有机肥。不过，这肥料可不像老夏的农家肥那样，不是用大粪沤出来的，自然也没有臭味。不用大粪沤，那这花生壳是怎么成为肥料的呢？
（采访）徐乐：我们把这个花生壳收集起来以后，经过我们的粗加工厂，首先把它粉碎一下，然后，添加微生物发酵菌剂和其他的一些辅助材料，然后经过我们的工业化流水线，经过一些造粒、烘干，然后到分筛等等这些系统，就直接能生产出我们的生物肥料的成品出来。
花生壳的粗纤维多，不好分解，在粗加工厂里把它粉碎，为的是把难分解的粗纤维都切断了，变成好分解的花生壳粉末。
一般传统的生物有机肥制造，需要有很大的一块场地来进行有机肥的翻晒和发酵。发酵的过程一般要经过几天到十几天的时间。
而在这里，不用进行传统的翻晒和发酵，花生壳粉和其它一些辅料直接进入工业化生产线上，生产过程大大缩短了。
（采访）徐乐：我们这个生产的过程大概是20分钟就能从流水线上面做出成品。
原来需要几天到十几天时间才能完成的过程，被缩短到了几十分钟。那么，这个过程为什么能缩短呢？
（采访）徐乐：我们这个肥料，在制作生产过程当中，加入了一种高效微生物态氮，这个高效微生物态氮，它也是一种生物菌剂。
传统的生物有机肥制造，是先由微生物将有机质发酵分解，再生产出肥料。
在这里，有机肥不是事先发酵好的，而是在生产过程中，添加进生物菌剂帮助有机质加快分解。肥料从生产线下来以后，在微生物的作用下，还在继续进行发酵，这个发酵过程是一直持续的。
（采访）徐乐：它能把那个发酵过程降低到三天左右，然后它一直在机器里面的时候，一直到成品包装里面它还在进行发酵。所以说这个发酵过程是无形中发酵，它不是按照传统行业的那种，就是说堆着好大一堆，有发酵车间或者什么的，你能看得到的那种。
因为添加了生物菌剂，肥料施到地里以后，不但能很快提供给作物养分，而且在微生物的作用下，还能把土壤中一些植物很难吸收利用的养分释放出来，转化成植物能够吸收利用的养分。
（采访）徐锋：投入到农业生产上去，解决了土壤结板和一些病虫害，包括其他的一些有害物质的这个因素，作物的产量不断地提高，肥效也持久，土壤也改良。
用这样的肥料对当地土壤的养分平衡也有好处，因为花生一收获就把从地里吸收的养分都带走了，花生壳变成有机肥，就把吸收走的养分又还回到地里去了。
老夏的花生壳也真正找到了用武之地，而且还走得很俏呢。
崔亨吉神了！他的生命中充满了第一，充满了“独一无二”。
1961年，崔亨吉出生于吉林榆树县，朝鲜族。他是文革后的第一批大学生，是延边农学院的第一位研究生，是吉林省第一个进入农业部的硕士，是第一个从农业部跳槽的公务员，是第一个进入外企工作的国家公职人员，是农学院第一位考入日本名古屋大学的农学博士，是第一位毕业就创业的博士，是世界上唯一用花生壳生产土壤改良剂的企业家，并申请了专利；他的花土国内最专业，是国内唯一不加水运输的；他的经销代理商是国内最“幸福”的……
“我对现场非常感兴趣，觉得研究植物挺有意思！我发现了商机——草炭。它又叫泥炭，产自沼泽，像煤炭一样，是不可再生资源。我最开始生产加工腐殖质、草炭等。四五年后，我发现自己的生意是以破坏生态环境为代价的，而且破坏的还是自己的祖国！沼泽草原处处是大坑……一次，我陪客户去山东考察，满地废弃的花生壳让我眼前一亮！如果它被发酵深加工，代替草炭，是巨大的商机，也是功德无量的善举。专业知识帮了我的大忙，我下决心开发利用花生壳，将其变废为宝！”回忆过去，崔亨吉历历在目。
产品独一无二：环保、透气、保水
2000年，用国外打工积攒的10万元，崔亨吉成立了青岛实农生态有限公司，收花生壳、租场地，研制新型土壤改良剂。因为有多年的作物研究经历，整个过程进行的很顺利。以草炭和生态皮（花生壳）为主要原料，经过80度以上高温，半年多时间发酵、晾晒，粉碎后加入活性炭和其他原材料调节pH值，产品命名“图们江2号”。生产的关键点是：高温灭菌。只有杂菌都被杀掉，产品才能出口。因为不存在鲜储问题，所以风险很低。崔博士的产品好在哪？
1.环保、安全。花生壳是环保的天然原材料，生产过程是自然晾晒，绝对环保，没有用同行常用的化学方法或燃烧法，对消费者没有危害。这种土壤改良剂是世界上独一无二的。因为公司整个技术、开发、生产、销售环节已经成熟，大企业不值得模仿，小企业很难模仿。
2.透气、保水。目前的花土有个通病：透气的不保水，保水的不透气。比如，粘土吸水，不透气；沙子透水透气，不保水。土壤改良剂生态皮解决了这个问题。同样是改良剂，崔亨吉的“生态皮”又和草炭不同——更环保。透水透气：因原材料用了粗纤维含量高的花生壳，有利于透水透气，促进根系发达；保水保肥：原材料完全发酵，具有棉状结构，具有良好的保水保肥性，有利于肥水管理。
3.成品、半成品两大类：成品“图们江2号”是土壤改良剂和土壤配比好的，拿来就能用，它的特点是轻便干净；半成品“崔博士酵养土”可加到自然土里，方便实用。
“图们江2号”还可用于草花、盆花、观叶、花木及蔬菜。
销售独一无二：代理商无本经营、场地仅需0.6平方米
销售上，崔亨吉替代理商考虑得更全面。
1.免费提供货架，先卖货后结款。货架长1米，宽60厘米，高120厘米。货架分3层：最底层是半成品的土壤改良剂，中层是成品，顶层是日本进口花盆。一般，一个货架上可以陈列9-18袋，每袋6升（1.35公斤），一袋9元。
2.干产品运输。为了给代理商省运费，成品没有水分，代理商可兑水，再分装成小袋，即可出售。
3.花盆为套盆，不用托盘，更省事美观。
4.销售场所简单精准：全国各地的花卉市场，超市。
5.利润丰厚：1升成品，卖价1元，进价5角，扣掉成本，利润率40%左右；半成品的土壤改良剂的利润与成品相似。花盆进价是4-20元，卖20-80元，相比之下，利润更高。
从10万元创业，到出口日本，再到中国的2个生产基地、55个代理商，崔亨吉身经百战：在马路上晒花生壳，警察赶过他；因“毒饺子”事件，奥运会期间，半年内产品不允许出口；因资金紧张，要靠别的买卖赚钱，贴补这个项目……
从利用长白山自然资源（草炭、乳石、腐叶土），到利用农业废弃物（花生壳）；从打入国际市场到打入国内市场；从花卉厂家到一般消费者。“实农生态”正有序稳步地发展，打动了业界同行，合作伙伴越来越多。
目前，他正研究用大豆杆、大豆皮做土壤改良剂，如果成功，这个产品将会替代70%-80%的草炭，比现在花生壳20%-30%的代替率多很多，更环保。“我不愿意靠虚拟经济赚钱。一个国家要真正强大，必须靠实业。我喜欢实实在在，一步一个脚印。”崔亨吉说。
五．催腐剂快速腐熟小麦秸秆
催腐剂是山东省开发的一种微生物菌剂，是化学、生物技术相结合的边缘科技产品。使用催腐剂制成的肥料，具有提高肥料质量、刺激作物生长、减轻作物病害等作用，培肥地力效果十分明显，并有剂量小、不需翻堆、一次成肥等优点。下面我们以小麦秸秆为例，看看如何使用催腐剂。
1．堆制方法
先将准备好小麦秸秆，然后每500千克秸秆加水1000千克，使秸秆的含水量达到60%～70%，检测的标准是，用手握紧，能滴下水就说明可以了。为减少用工，可就地堆沤，也可以在雨季将秸秆摊开来接纳雨水。
然后将催腐剂溶解在水中，用量是每0.6千克催腐剂对水50千克，搅拌均匀，待药剂充分溶解后，用喷雾器均匀地喷洒在已用水浸透的小麦秸秆上，喷洒完毕，将秸秆堆成梯形堆肥，表面用泥封严，或用塑料薄膜盖上，注意，要让肥堆的顶部呈凹形，这样可以接纳雨水或进行人工浇水，夏季一般堆沤20天就可以了，冬季可加盖一些覆盖物.以利于秸秆保温发酵。
2．施用方法
小麦秸秆腐熟后，可用于任何作物和土壤，亩用量1000～1500千克，施用前混以适量的氮磷钾化肥效果会更好。
3．注意事项
水足、药匀、封严、通气是堆肥成败的关键措施。封严的目的是保温、防止水分蒸发和养分流失，但堆沤过程中徽生物需要氧气，所以堆垛时不能盖土过厚域在垛上猛踩，这样会不利于通气。
五．“301”菌剂快速腐熟油菜秸秆
“301”菌剂是一种腐生性很强的高温真菌，用“301”菌剂堆腐秸秆不受地域、季节及秸秆种类的限制。不论干鲜秸秆、野草、树叶均可堆沤。鲜秸秆不用铡刀，干秸秆铡成20～30厘米的小段。据测定，用301菌剂堆腐的秸秆，有机质含量高达30％～３５％，比普通堆肥法有机质高一倍多，氮和磷提高1.5倍，速效钾高达1.8％～2.0％，提高3.5倍。同时还能有效杀死秸秆中的多种病菌、虫卵和杂草种子，并对人畜无害。下面我们再看看如何用“301”菌剂快速腐熟油菜秸秆。
1．堆制方法
首先选择在背风向阴的地方，挖一个宽150厘米，深20厘米的土坑，挖坑的目的是为了蓄积一定量的水，使秸秆保持适度的湿度，加快腐熟速度，坑的长度根据秸秆的多少而定，挖出的土修土埂。
再将油菜秸秆切成30厘米左右的长段，使秸秆充分吸水后建堆，随堆随踩，堆高60厘米时浇透水，这时撒上第一层菌种和尿素，没有尿素也可以使用人粪尿代替，然后继续堆油菜秸秆，堆高120厘米时，再一次浇透水，并撒上剩余菌种和尿素，堆至150厘米高时，整平拍实。用量比例大约是每1000千克秸秆用5千克“301”菌剂、5千克尿素和2000千克的水。
肥堆外面加盖地膜，过15～20天左右，翻堆一次，然后浇足水封严。发酵一段时间后，从侧面取出少量肥料，如果已经发黑腐烂，就说明已经腐熟了，可以进行施用。
2. 施用方法
使用“301”菌剂的堆肥与厩肥和其它堆肥用法相同，常作基肥和追肥使用。可用于任何作物和土壤，亩用量1000～1500千克。
3．注意事项
当堆肥温度升到60～70℃时，由于堆中301菌强烈呼吸，会造成局部缺氧，因此，必须及时倒堆，以保证均匀腐解。如发现部分缺水，可打洞补水。如此倒堆２～３次，40～50天后，油菜秸秆就可以转化成优质的有机肥了。
六．速腐剂快速腐熟稻草
速腐剂是山东省在原301菌剂的基础上发展起来的，不仅含有301菌剂的高湿型菌种，还含有由固氮、有机、无机磷细菌和钾细菌组成的菌肥，既能速腐，又可以提高肥效。最后我们来看一下用这种菌剂腐熟稻草的办法。
1．堆制方法
首先，用2倍于稻草干重的水浸泡稻草，力求湿透，这是堆肥成败的关键措施。
然后按照稻草干重的0.1%加入速腐剂，干重的0.5%加入尿素，让我们换算一下，就是每1000千克重的稻草加速腐剂1千克，尿素5千克，还需加入一定的人畜粪尿，以调节堆肥的碳氮比。
再将秸秆分为三层堆积，堆成高1. 6米的堆肥，第一层和第二层各厚60厘米，第三层厚40厘米。堆积时分别在各层均匀撒上菌剂和尿素，并浇上适量的人畜粪尿，用量比自下而上为4：4：2，也就是说下面要多撒些菌种，上面可以适当少一些。
秸秆堆高1.6米、宽1.5～2米，长度不限，就地用泥封堆，或者用塑料薄膜盖严，以防止温度扩散、水分蒸发和养分流失。
最后在翻堆时加入由固氮、有机、无机磷细菌和钾细菌组成的菌肥，菌肥中的微生物会大量繁殖，施入土中仍能继续生长繁殖，可以固定空气中氮素，分解土壤中的磷、钾元素，从而大大提高堆肥的肥效。
2．施用方法
稻草秸秆腐熟后，可用于任何作物和土壤，亩用量1000～1500千克，施用前混以适量的氮磷钾化肥效果更好。
农民朋友们，以上就是秸秆快速腐熟还田技术，有了这个好技术，您就不需要焚烧自家的秸秆了，在很多地方的土壤地力都大不如前的今天，让秸秆还田，既能补充和平衡土壤养分、改良土壤，又能提高资源利用率、节本增效，这对提高耕地基础地力和农业的可持续发展意义都很重大。
此外，秸秆快速腐熟还田对于提高化肥利用率，抑制农作物对硝态氮，重金属，农药的吸收，净化和修复土壤，降低农作物病害发生，促进农作物秸秆和城市垃圾的腐熟利用，保护环境，以及提高农作物产品品质和食品安全等方面都有不可替代的作用．尤其，是在人类面临能源危机，资源紧缺，环境污染等压力下，研究和应用秸秆快速腐熟技术是一条必由之路。
另外我还要提醒您一句，有机肥料虽然是改善土壤的有效途径，但相对于化学肥料来说，养分含量低，施用量大，肥效迟缓，因此为获得高产，提高肥效，必须有机肥料和化学肥料配合施用，以相互取长补短，您记住了么？
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化学工程师
Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
２０１２年第０１期
工文章编号：１００２一Ｉ１２４（２０１２）０１－－００４９－０３
程师
园
花生壳发酵生产生物乙醇可行陆研究
地
牟晓红
（兰州石化职业技术学院石化系。甘肃兰州７３００６０）
摘要：研究以花生壳为原料，采用超临界水一步法获得可发酵糖液，并通过混合菌种将可发酵糖液转化为生物乙醇的工艺方法。不仅使农业废弃物得到综合利用，同时，也获得了良好的经济效益和环境效益。
关键词：生物乙醇；花生壳；超临界水；发酵‘
．
中图分类号：ＴＱ５１７．４
文献标识码：Ａ
Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｓｔｕｄｙ
０１１
ｐｅａｎｕｔｓｈｅｌｌｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｉｎｇｂｉｏｅｔｈａｎｏｉ
ＭＵＸｉａｏ－ｈｏｎｇ
（ＤｅｐａｒｔｙｍｅｎｔｏｆＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ，ＬａｎｚｈｏｕＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＶｏｃａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｌａｎｇｈｏｕ７３００６３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｅｔｈｏｄｆｏｒｐｒｏｄｕｃｉｎｇｂｉｏｅｔｈａｎｏｌｂｙｍｉｘｅｄｂａｃｔｅｒｉａｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｆｅｒｍｅｎｔａｂｌｅｌｉｑｕｉｄｓｌｕｃｏ卵ｗｈｉｃｈｐｒｏｄｕｃｅｄ
ｂｙｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｅａｌｗａｔｅｒｗｉｔｈｐｅａｎｕｔｓｈｅｌｌ嬲ｍａｔｅｒｉａｌ
ｗａｓ
ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ
ｍｅｔｈｏｄ
ｍａｄｅｇｏｏｄｃｏｍｐｌｅｘｕｔｆｌｉｚａ—
ｆｉｏｎｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅｒｅｊｅｅｔｎｏｔｏｎｌｙ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅｍａｄｅｇｏｏｄｂｅｎｅｆｉｔｓｏｆｅｃｏｎｏｍｙａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．
Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｅｔｈａｎｏｌ；ｐｅａｎｕｔｓｈｅｌｌ；ｓｕｐｅｒｅｒｉｆｉｃａｌｗａｔｅｒ；，ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ
能源是当今社会赖以生存和发展的物质基础。
仅可以减轻农业废弃物对环境造成的压力，同时，
也可以缓解人类所面临的能源危机、资源浪费、环
境污染等一系列问题，实现资源的可持续利用。
２花生壳成分分析
我国生物质原料充足，仅农业秸秆和皮壳，每花生壳营养成分中干物质占９０．３％，而干物质
中含有大量的纤维素、半纤维素、木质素以及少量
蛋白质、脂肪等。本实验选用我国主要栽培的普通
型花生即国际上通称的弗吉尼亚型花生，其花生壳主要成分分析结果见表ｌ。
表１
普通型花生壳的主要成分
我国花生种植分布情况
Ｔａｂ．１
Ｍａｉｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｖｉ，ｇｉｎｉａｔｙｐｅ
ｐｅａｎｕｔ
ｓｈｅｌｌ
我国是花生种植大国。具调查：２０００～２０１１年我
鼢燃半爹槲嘲票篙豸鳓糊灰分鸵
含量／％３３．７４
１９．４６
２４．４７
４．８１１０．４７１２５０．７８４．２９
１．２５
同时，对一些可作为生产燃料乙醇的生物质原加快花生壳发酵方法
料也进行了主要成分分析，结果见表２。
由表ｌ、２可见，花生壳所含纤维素和半纤维素
成分虽然略低于其他生物质原料，但基本持平。而
在我国利用甘蔗渣、玉米秸秆等生产生物乙醇的工艺技术也日趋成熟，所以利用花生壳发酵生产生物
乙醇有宝贵的经验，理论上可行。但是，花生壳中含
１－ｌｌ埘
有的木质素成分比较高，而木质素是一种复杂酚类
聚合物，非常难于降解。同时，木质素是构成植物细业于湘潭大学环境工程专业，已发表论文６篇．现主要从胞壁的成分之一，它与半纤维素共同作为细胞间
事环境工程及分析教学工作。
质，填充在细胞壁与细胞间层，包裹着纤维素，形成
万方数据
随着石油资源的不断减少和环境问题的１３益恶化，
能源问题越来越受到人们关注，人们开始不断寻找新的可再生能源来代替石油。其中，以生物质为原料生产燃料乙醇的开发已成为世界各国能源战略
的重要组成部分。
年产量就高达７亿多ｔ。它们的成分以纤维素、半纤维素、木质素等为主，其中纤维素与半纤维素约占５５％～７０％，皆可做为酒精生产原料，经过生物、物理
或化学处理后通过发酵生产燃料乙醇。
国花生总产量基本稳定在１５００万ｔ左右，若按实际
花生壳占花生果重的３０％左右计算，每年副产花生壳近４５０万ｔ。在我国只有少部分花生壳被用作饲料和燃料，而大部分则以堆积或荒烧的形式进人环
境，不仅污染环境，破坏生态平衡，而且由于燃烧的能量利用率低，造成资源的严重浪费。如果将其转
化为生物质燃料，热效率可高达３０％以上。这样，不
收稿日期：２０１作者简介：牟晓红（１９６７一），女，副教授．辽宁省大连市人，１９８９年毕
牟晓红：花生壳发酵生产生物乙醇可行性研究２０１２年第１期
牢固的结合层，使纤维素难以溶于水解溶剂或者在纤维素酶的作用下水解。所以利用花生壳做原料生产燃料乙醇在工艺上应不同于其他工艺技术。
表２不同生物质原料的主要成分加快花生壳发酵方法
Ｔａｂ．２
Ｍａｉｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｉｏｍａｓｓｍａｔｅｒｉａｌｓ
成分纤维素，％半纤维素，％木质素，％灰分，％
３
花生壳发酵生产生物乙醇工艺及参数
３．１工艺技术及路线
本实验采用的主要的技术工艺见图１：
图１
花生壳为原料生产生物乙醇主要技术工艺
Ｆｉｇ．１
Ｔｈｅｂｉｏｅｔｈａｎｏｌｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅ
ｐｅａｎｕｔｓｈｅｌｌ
ａｓ
ｒａｗ
ｍａｔｅｒｉａｌ
３．２主要工艺特点及参数
３．２．１破碎将普通型花生的花生壳全料洗涤、干
燥、粉碎、筛分。筛选粒度为２０—４０目。并于１０５℃烘干至恒重。通过机械破碎如切碎、球磨与锤磨等不同方式，降低植物纤维素原料的粒度，增加其表面积，提高植物纤维素的可及度；降低结晶度，使水解效率提高。同时，经过粉碎的纤维素粉末没有膨胀性，体积小，可以提高基质浓度，得到高浓度的糖化液，有利于发酵过程的进行。但是这种粉碎耗能大，粉碎过程耗能占总能耗的５０％～６０％，所以一般不
应超过４０目。
３．２．２预处理、水解利用花生壳等农业废弃物生产燃料乙醇实质上是通过酸水解和酶水解将原料中的纤维素和半纤维素转换成可发酵性糖类，并经微生物发酵产生燃料乙醇。木质素和半纤维素是微细纤维之间的填充剂，纤维素、半纤维素和木质素三者彼此互相交联，构成不连续的层状结构。作为木质素本身由于其特殊结构很难分解，也无法水解为可发酵性糖类，同时，它也阻碍了纤维素分解物对纤维素的进攻１１１。
用木质素含量较高的花生壳作原料发酵生产乙醇，必须经过特殊的原料预处理和水解工艺，切断纤维素、半纤维素、木质素之间的氢键，使晶体结构破坏，聚合度降低，分离木质素，提高纤维素和半纤维素的水解效率。这是以花生壳为原料发酵生产
万方数据
生物乙醇的重要环节之一。它关系到后续物料转化利用率、产品得率以及成本等多方面问题。
本工艺采用超临界水一步法处理花生壳制备发酵糖液。由于水在临界点时溶剂化能力和电离程
度都突然增强，花生壳中的纤维素溶解在超临界水
中，与木质素的完全分离；而电离的Ｈ＋作为催化剂将纤维素进一步水解，实现花生壳一步预处理和水
解。
该工艺小试实验以花生壳和水为原料，在高温高压的反应条件下，用超临界水直接处理花生壳。实验装置采用自制小型水热反应系统。反应温度
３５０～３８００Ｃ，反应压力１２。２４ＭＰａ，反应时间１５。４０ｓ。
采用ＤＮＳ比色法测定可发酵糖含量。表３是在不同温度、压力及时间条件下可发酵糖收率【“】。
表３不同温度、压力及时间条件下可发酵糖收率Ｔａｂ．３
Ｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｆｅｒｍｅｎｔａｂｌｅｓｕｇａｒｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｐｒｅｓｓｕｒｅ
ａｎｄｔｉｍｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
３５０＼１２ｌｌ－３６１７．１２１４．８６８．０９５．４２３．２４３５５＼１４１５．９０２５．０４１５．１６９．７８７．０１４．４３３６０＼１６２１．２５３２．８７１７．７６１１．８２７．０３４．５７３６５＼１８２０．６５２７．５４１６．３３６．７６１．７８２．１４３７０＼２０１９．８７２５．０６１１．２４５．００３．２２２．４５３７４、２２１５．００２７．９３１１．２６１１．３２４．６９３．０７３８０＼２４
１３．７７
１５．８６
７．１６
４．９７
２．５９
１．８７
在确定的反应温度、压力和处理时间的条件下
（３６００Ｃ、１６ＭＰａ、２０ｓ）不同的固液比对反应也有很大的影响。结果见表４。
表４固液比对花生壳转催化反应的影响
Ｔａｂ．４
Ｅｆｆｅｃｔｏｆｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄｒａｔｉｏ
ｏｎ
ｎｏｎ——ｃａｔａｌｙｔｉｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
ｏｆｔｈｅｐｅａｎｕｔｓｈｅｌｌ
同液比
可发酵糖收率／％
ｌ：ｌＯ９．６５１：１５３２．８７ｌ：２０２０．３４ｌ：２５
２２．１５
结果表明：在３６００Ｃ、１６ＭＰａ下处理２０ｓ，固液比
１：１５时最有利于花生壳在近临界水中转化，还原糖收率最大。
３．２．３发酵生物质原料中纤维素水解产物主要是葡萄糖，而半纤维素水解产物为木糖。花生壳原料中纤维素含量为３３．７％，半纤维素含量为１９．４％，故对葡萄糖和木糖进行同步糖化发酵，可提高花生壳生
２０１２年第１期牟晓红：花生壳发酵生产生物乙醇可行性研究
５１
物质原料的利用率以及生物乙醇的产率。但是，传统Ｔ艺中无法让这两种糖同时发酵，因此，本工艺采用混合菌种发酵法，即采用气升柱发酵木糖和溢流柱发酵葡萄糖的串联发酵工艺。串联发酵首先由Ｐ．ｓｔｉｐｉｔｉｓ酵母进行限氧发酵，再经Ｓ．
ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ酵母的厌氧发酵过程而结束。加快花生壳发酵方法
Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ酵母在无氧状态下能大量发酵葡萄糖生产生物乙醇，效率极高，而且也已进人工业生产阶段。Ｐ．ｓｔｉｐｉｔｉｓ为酵母科菌属，在营养培养基下，呈球形、椭圆或卵形之单细胞形态，该菌种可产生木糖还原、木糖醇去氢两酵素，依序将木糖还原成木糖醇后，再进一步氧化形成木酮糖，并利用木酮糖进一步发酵产生酒精。Ｐ．ｓｔｉｐｉｔｉｓ发酵最适温度介
于２５。３３℃间，最佳ｐＨ值为４．５～５．５。发酵过程中，Ｐ．ｓｔｉｐｉｆｉｓ对氧浓度极为敏感，有氧和完全无氧状态
下将无法发酵产生酒精，故在嫌氧状态下，能诱导Ｐ．ｓｔｉｐｉｔｉｓ发酵产生酒精，而在微氧条件下，其酒精产
量最高【５１。
以花生壳为原料进行混合菌种发酵法其酵母接种比为２：ｌ，接种量为１２％，起始ｐＨ值为４．０～
４．５，最适发酵温度３ｌ℃，发酵周期７２ｈ，此条件下发
酵得到的乙醇转化率为４６．０６％，乙醇得率为１４．６５％。
４结论
本工艺的优势：
（１）本工艺采用的花生壳原料来源丰富、价格低廉、单元操作简单，有利于缩短燃料乙醇的生产
周期。同时，原料无须干燥，省略了耗能较大的干燥过程，从而降低生产成本。
（２）采用的超临界水一步法避免了酸法处理中腐蚀设备，污染环境，纤维素的转换率较低和酶法处理中成本高昂的问题。
（３）价廉易得、性质稳定的水既是反应介质也是反应剂，工艺过程集萃取和分解为一体，集反应和分离为一体，并可通过温度和压力的调节，控制
超临界水的特性，确保反应环境处于最佳。
（４）本工艺可在短时间内（２０ｓ），没有任何催化
剂的条件下，一步完成原料的预处理和糖化，获得较高的还原糖收率，从而极大缩短了总反应时间，对将来实现清洁工业化生产具有更大的应用意义。
（５）发酵过程无反馈抑制作用，乙醇产率较高，节省投资成本和生产时间，五碳糖被充分的利用，
万方数据
减少环境污染。
（６）花生壳为原料，发酵生产生物乙醇在经济、
技术、资源、环境等方面都具有明显的优势，在一定
程度上既解决了我国能源短缺和环境污染问题，也
有利于国家能源安全和社会持续发展。
本工艺的不足之处：
（１）超临界条件下纤维素能迅速水解为葡萄糖
等产物，但此条件下葡萄糖分解为不能进行乙醇发酵的赤藓糖、糠醛等反应速率也很大，因此以葡萄糖为主的可发酵糖的产率就会受到很大影响。
（２）如果处于亚临界条件，葡萄糖的分解速率
呈指数下降，而纤维素的水解速率下降更快，较葡萄糖的分解速率更低。在亚临界条件下，当温度较低时，绝大部分的纤维素、半纤维素便保留在固相；当温度较高时，会降低半纤维素的收率ｌ¨ｌ。（３）超临界水一步法处理花生壳原料反应时间较短，但由于水解过程中的副反应影响，必须严格
控制反应时间。
（４）糖液共发酵过程中对发酵菌种要求较高。受制于木糖发酵菌种本身的影响，其生产生物乙醇
的工业化程度受到限制。
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花生壳发酵生产生物乙醇可行性研究.
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
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本文链接：
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第１１卷第２期１９９８年４月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉｎｙａｎｇＴｅａｃｈｅｒｓＣｏｌｌｅｇｅ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｖ０１．１１Ｎｏ．２Ａｐｒ．１９９８
浅谈花生壳的综合开发利用＊
杨性坤钟黎井强山
（信阳师范学院．河南．信阳４６４０００）
摘要本文对花生壳的一些重要用途如制取农用肥料、饲料、胶粘荆、复合材料、活性炭以及
提取医药和化工原料等作了简要介绍。
关键词花生壳；资源开发；综合利用
分类号Ｘ７０５
我匿是花生生产大国，年副产花生壳近四百万应；分解完成后，再用碳酸钾和氨水中和，然后经干吨。这些花生壳基本上都是作为废物给扔掉了。造成
了资源的极大浪废和环境污染。据报道ｎ］，花生壳中
粗蛋白含量在４．８％～７．２％，粗脂肪含量为１．２％～
２．８％，无氮浸出物１０．６％～２１．２％，粗纤维６５．７％～
７９．３％。另外．还含有一些矿物质．如含钙０．２９％、磷
０．０９％、镁０．９ｏＡ、钾０．２５％、铁２９５ｍｇ／ｋｇ、锰３４ｒａｇ／
ｋｇ、锌２４ｍｇ／ｋｇ、铜１４ｍｇ／ｋｇ，除此以外，花生壳中还含燥、造粒．即可得到含丰富氖、磷、钾等矿物质的优质有机肥Ｌ３］。另外，还有人将花生壳粉碎后，用化学法处理使其纤维破坏．然后用氮、磷、钾无机肥料及含丰富有机质的生产废液浸泡；晾干后再用从花生壳中提取的禽有大量木质索的液体浸泡．最后经干燥可在花生壳表面形成一层包覆膜，即可制得长效缓释肥ｒｓ］。
以上三种方法中．后两种制得的是高效复合有机有一些药用成份（如卜谷甾醇、胡萝Ｉ、素、皂草甙、木
糖等），经过处理后还可提取一些重要的化工原料（如
醋酸、糠醛、丙酮、甲醇、菲丁等）。因此．近年来．国内
外许多科研工作者对花生壳综合开发利用进行了大
量研究，取得了可喜的进展，并获得了一定的经济效
益。肥，肥质好，但这两种方法存在药剂耗量大．还需要～定的设备和能耗．且存在生产不安全因素。因此．不宜在农村推广应用。笔者认为：采用第一种方法——堆沤法．此法不仅简便、省时、省力、节能．并将农业废弃物——花生壳和牲畜粪便的利用结合了起来．消灭了
病菌，提高了肥效，还有利于农村生活环境的改善．值
得推广应用。１花生壳作肥料
花生壳中氮、磷、钾、钙、锌、镁、铁等元索含量比
较丰富，可作为植物生长的肥料．但由于花生壳腐烂２花生壳作食用菌培养基料
花生壳可作为蘑菇、草菇、香菇等食用菌的培养
基料．据报道ｎ４］．用其栽培食用菌．其产量要比用棉
子壳、谷壳、木屑、稻草等的产量高一倍以上。且食用比较缓慢，难以被植物直接吸收利用，因此，在广大农村地区都把它作为废物给白白扔掉了．但若将其粉碎，拌入一些化学添加剂（如尿素、硫酸钾等）和牛粪
等，一起堆沤发酵分解，在细菌作用下，分解５～７天即
可得到优质的有机肥，其肥效优于甘遮渣和稻草制成
的肥料。［２１也可将粉碎的花生壳粉用一定量的９６％硫
酸和８５％的磷酸混合液处理。使之发生分解放热反菌中的营养成份．在粗纤维含量、粗蛋白含量卡口无氮浸出物的比例等方面．都以花生壳为优。其方法是：将花生壳粉消毒，拌入麦麸、过磷酸钙、尿素等．在菇床上铺平，描上菌种即可培养。每百公斤花生壳种食用＊河南省科委资助项目（９７１０６０４０９）。
收稿日期１９９７一０７—２０
万方数据
第１１卷第２期杨性坤：浅谈花生壳的综合开发利用１８９菌可获利２０～３０元。用５０％的花生壳和４３％的棉子壳分离出多种药用成份［１“。其中ｐ一谷甾醇具有降低血以及部分配料制成的培养基栽培金针菇，不仅可节省酯作用．木樨草素具有降压、镇咳及降低血酯及血清棉子壳，而且它比纯棉子壳培养基料效益更高，每五胆固醇的作用．对高血压、动脉硬化、冠心病及其并发十公斤培养基料可增收２７～３２元ｍ－“。症都有一定的疗效。但这类用途只见报道，并未见大
面积推广应用，这是由于药物成份含量低，提取分离
３花生壳做饲料困难，化学试剂消耗量大．经济价值不高的缘故。
花生壳中含有丰富的粗蛋白、粗纤维及禽畜生长
必须的矿物质元素。因此．花生壳可用来做禽畜饲料。６花生壳制新型复合材料
但由于其中含有某些对动物有害的化学物质，另外还由于花生壳中含有丰富的纤维和木质素极易与有２０％左右的木质素不易被动物消化。甚至影响消树酯结合．因此，可将花生壳经清洗除去泥沙等杂物，化．这就使得花生壳不能直接作饲料。因此，在我国这然后经烘干、粉碎、筛分至一定粒度，作为聚烯烃类塑类试验报道较少。而在国外（如印度）却进行了广泛的料填料。将其和聚烯烃类树酯及各种助剂按一定比例研究．并取得了满意的结果［１］。其方法是先将花生壳混合，经混炼、挤出、热压成型等工艺处理后．即可制粉碎，再经化学与生化法处理，使之发生分解．然后再得新型复合材料——花生壳粉复合塑料ｎ“。据报道．配以米糠、麸皮等，即可制成混合颗料饲料。另外，也这种材料除抗冲击强度外，拉伸、弯曲、压缩强度都有可将花生壳粉与米糠、麸皮等混合发酵后．再制成颗明显提高。可用来制建筑物的门窗及家俱等．它在许料状饲料。这些饲料可用于喂猪、喂牛、喂鸡和喂鱼多方面性能比木材更加优越，可取代木材。这种材料等。喂食这种饲料可提高鸡的产蛋率、肉鸡及猪的出在安徽省已有生产．但并未见大面推广应用．可能是肉率，还可缩短喂猪的育肥时间，动物的消化率由由于该材料的成本比刨花板、纤维板等高的缘故。２０％可提高到７０％左右，经济效益显著［””。另外．还可将花生壳除去泥沙。破碎至一定粒度。４花生壳做食用酱油及食品添加剂［２］配以其它辅料，再按一定比例配入热固型胶粘剂．在
一定温度和压力下热压成板材，用于制做门窗和家俱
花生壳中粗纤维含量较高，因此，可用来制取食等［１“。这种板材可取代刨花板．且比刨花板价格低，用纤维素。其方法是：将精选的花生壳进行清洗、烘适宜在木材缺乏的花生种植区生产，可节约大量木干、磨碎和筛分等一系列工序处理，即可作为食用纤材。
维素添加于面包和糕点中．增加食品中纤维含量．而
且面包等食品的质量、比容，色泽、口感等都合格。此７用花生壳制备胶粘剂
法虽已成熟，可用于工业化生产。但由于投资大、能耗花生壳中含有一定量的多元酚类化合物．它是重高．对原料要求严格，而且按我国居民生活习惯，饮食要的化工原料，可代替苯酚制备酚醛树酯胶粘剂．用中已含有足量的粗纤维，因此，产品市场前景并不广于木材加工业、胶合板、刨花板的生产和铸造业。其方阔．难以批量生产．法是先将花生壳粉碎．用稀氢氧化钠溶液进行浸提、
花生壳还可用来制食用酱油．其方法是将精选的压滤．然后将提取液进行浓缩．再与甲醛在一定条件花生壳洗净、密成粉、用水润湿后上笼蒸，然后拌入神下反应，即可得到类酚醛树酯胶粘剂Ｌ３Ｊ。它与传统的曲培养菌种，再经发酵、压榨等工序处理，即可得到营酚醛树酯胶粘剂相比，具有良好的粘合性能。热压时养丰富、风味独特的食用酱油。剩渣还可掺入到其它间缩短．成本较低。但这种方法产生了大量碱性废淹，饲料中喂猪。对环境有污染。
５花生壳作医药原料８用花生壳制活性炭
花生壳用于治疗高血压及高血脂症有显著疗据报道口３。国外科技人员发现花生壳可用来吸附效ｎ０］。云南省红河州医院将花生壳浸膏片及生粉片废水中的重金属。因此．可用来处理含铅、汞、锌、铜等用于治疗高血压及高血酯病．临床试验结果表明疗效的废水．并且有较高的脱除率．但终因吸附容虽太『｜￡。明显㈨。云南省药物研究所科研人员从花生壳中提取而未见到用于工业生产的报道。为提高花生壳的吸附万 方数据
１９０信阳师范学院学报（自然科学版）１９９８年４月容量．可用其为原料，生产活性炭。生产的方法有两
类：一是化学法。即用氯化锌或氯化钙溶液浸泡处理
花生壳粉，然后经干燥。在惰气保护下热处理一定时产；将花生壳干馏、水解处理。可制得醋酸、糠醛ｎ“、丙酮、菲丁、木糖等．废渣可作造纸原料等。、综上所述，花生壳有着十分广泛的用途。但至今
尚未进行大规模开发利用，其原因是：有用成份含量间，即可得到吸附能力较强的活性炭。另一种方法是
炭化活化法，即先将已除去泥沙的花生壳粉碎至一定
粒度，再放入炭化炉中将其炭化，然后再将炭化花生
壳粉放入活化炉内活化１～２ｄ，时，即可得到活性炭。
它可用于重金属离子废水及印染废水的处理，对重金
属离子及残余染料有较高的脱除率。较低；开发技术不成熟，工艺路线复杂．设备投资大．生产成本高；花生壳利用率低，增值不高等。笔者认为：只有综合开发利用花生壳资源．既提取其有用的化工原料．又将其废渣加以利用（如废渣用于造纸、生产碎料板、制活性炭等）．这样才能充分利用废物资９从花生壳中提取化工原料
花生壳在工农业上还有多种用途．可用来榨油．
该种油是制肥皂的原料；还可经发酵处理用于酒精生源．解决了环境污染问题．又可获得相当可观的经济效益，有着十分广阔的前景。这也是笔者目前正在研究的课题．有关技术进展，将另作报道。
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万方数据
浅谈花生壳的综合开发利用
作者：
作者单位：
刊名：
英文刊名：
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被引用次数：杨性坤， 钟黎， 井强山信阳师范学院,河南,信阳,464000信阳师范学院学报(自然科学版)JOURNAL OF XINYANG TEACHERS COLLEGE(NATURAL SCIENCE EDITION)1998,11(2)8次
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本文链接：
第33卷 第2期化 工 技 术 与 开 发Vol.33 No.2
2004年04月Technology&DevelopmentofChemicalIndustryApr.2004
花生壳的化工利用
廖朝东
(广西卫生管理干部学院,广西南宁 530021)
摘 要:我国是花生生产大国,对花生壳的合理利用可提高花生的经济效益。对花生壳的化工利用如提取抗氧化成分、生产胶粘剂、污水处理、制取膳食纤维、制作复合材料等进行概述。 关键词:花生壳,化工利用
中图分类号:TQ914.1 文献标识码:A 文章编号:167129905(2004)0220024202
目前我国花生年总产量达1450万t[1]以上,占世界总产量的42%,每年约产450万t花生壳。花生壳中含蛋白质4%～7%、粗脂肪1%～2%、碳
水化合物10.6%～21.2%(其中包括单糖、双糖和低聚糖)、淀粉0.7%、半纤维素10.1%、粗纤维素65.7%～79.3%、灰分1.9%～4.6%化剂[7]。另外,从花生壳中提取出的黄酮类物质具有较好的抗自由基活性[8]。陈春涛[9]用乙酸乙酯提取花生壳中的木犀草素,得率为0.53%,发现其有一定的抑菌效果。,,且有特殊的稳定,。
素看,除碳、氢、氧外,、钙锰、锌等[2]。此外,木犀草素、-、木糖等),Β
(如糠醛、菲丁、葡萄糖、甲酸乙酯等)。因此,许多科研工作者对花生壳的开发利用进行了大量研究,用于化工、食品、医药、轻工、农业等多种领域,并取得了可喜的进展。本文就花生壳的化工利用进行概述。
酚醛树脂类胶粘剂在木材加工中用量很大,由于受资源限制其价格较贵。花生壳中含有诸多制取胶粘剂的有效成分。林巧佳[10]用100%花生壳经碱
法工艺制成胶液(PSA),加入30%～50%的增强剂(PE)作