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蓖麻加工

蓖麻在国内经济中的重要意义

一、蓖麻的产业链

蓖麻全身是宝。蓖麻籽可以榨油,饼粕是很好的肥料,经脱毒后可作为优质饲料;蓖麻叶可以养蚕,蚕茧可加工成优质纺织品蓖麻秸秆是制做绳索、纸张、活性炭、密度板的优质原料;蓖麻籽酱味道鲜美、营养价值丰富,可作面点的添加剂,也可以作为火锅配料。研究表明,蓖麻籽内含的蛋白质可供给人体所需的全部氨基酸。

蓖麻的籽、叶、根均可入药。据我国古代医学书籍记载,蓖麻能治疗痛风、子宫脱垂、胎衣不下、面神经麻痹、烫伤烧伤、脓肿未溃、舌肿塞口、脱肛、疥癣、风湿痛、腰痛和坐骨神经痛等多种常见病和多发病。目前,提纯后的药用蓖麻油主要用于制造刺激性泻药,能滑肠通便。此外,蓖麻油还是调制软膏和冻伤膏的原料。现代研究表明,蓖麻籽的提取物很可能成为理想的抗癌药物。

蓖麻籽主要用于榨油,蓖麻油是重要的化工原料和重要的的生物能源,脱毒后是优质的食用油。研究表明,经常食用脱毒蓖麻油能够抵御病毒和细菌的侵入,还能防治动脉血管的硬化。

在现有的油料作物中,蓖麻产业链长,涵盖了种植、饲养、医药、化工、机械等多种行业。

由于种种原因,目前,中国的蓖麻产业在原料供应、产品加工等环节上的发展极不平衡,尽管形成了蓖麻产业链的雏形,但尚未能形成完整的具有竞争力的产业链结构,降低了我国蓖麻产业在国际市场的竞争力。

二、蓖麻的综合利用价值

1、蓖麻在化工领域的应用

蓖麻油具有粘度大、比重高(0.958~0.968)、燃烧点高(500℃以上)、凝固点低(-18℃以下)等特点,这些特殊的理化性质决定了蓖麻油可用于制作航空、航天、轮船、汽车等高速机械所需的润滑油、刹车油和防护油。

蓖麻油与其他植物油一样,都是高级脂肪酸的甘油酯。不同的是,蓖麻油所含的高级脂肪酸主要成分为蓖麻(Ricinoleic acid),又称蓖麻油酸、蓖麻油脂肪酸或蓖麻酸,化工上称为羟基脂肪酸,占脂肪酸总量的87.1~90.4%(表1-1)。它是蓖麻油中特有的一种脂肪酸,其分子中含有一个双键,一个羟基,一个羧基,可以发生水解、酯化、加成、氧化、裂化、环氧化、酰胺化、乙氧基化等反应,这一特性使得蓖麻油成为现代化工的重要原料。

目前,蓖麻油是羟基脂肪酸的唯一来源。基于这一点,从理论上讲,凡是用石油能够生产的产品,基本都可以用蓖麻油来替代生产,相反,用蓖麻油生产的很多产品却不能用石油来替代生产。

 

1-1  蓖麻油所含脂肪酸及含量

饱和脂肪酸含量(%

不饱和脂肪酸含量(%

软脂酸

0.8~1.1

软脂油酸

0~0.2

硬脂酸

0.7~1.0

 

2.0~3.3

二羟基硬脂酸

0.6~1.1

蓖麻酸

87.1~90.4

花生酸

0.3~0.8

亚油酸

4.1~4.7

 

 

亚麻酸

0.5~0.7

 

20世纪70年代以前,蓖麻油多被直接利用或经简单加工后利用。随着石化工业新技术、新工艺的发展,现在约95%的蓖麻油被用于生产精细化工产品。蓖麻油硫酸化后的生成物,俗称土耳其红油,为古老的非肥皂型表面活性剂;蓖麻油氢化后可得到12-羟基硬脂酸等产品;脱水后可制成良好的干性油,是制作圆珠笔、复写纸、打印油、绝缘油漆的主要原料;碱溶后可制成癸二酸,以癸二酸为原料合成的尼龙-11树脂是当前国际市场上的走俏产品;环氧化—酸化后,可制成聚合的稳定剂和增塑剂;异氰酸化后,可制成泡沫塑料及弹性橡胶。

到目前为止,蓖麻油的深加工产品多达3000余种,广泛应用于航天、航空、交通、军事、新型材料、通讯、机械制造、精细化工、纺织、环保、医药等领域。我们日常生活中的多种日用品,如化妆品(香水、香精、发蜡、整发剂)、肥皂、圆珠笔芯、复写纸、油墨、鞋油、照片胶片、润滑脂、合成树脂、合成橡胶、PVC稳定剂、聚酰胺(尼龙系列)、聚氨酯(涂料)、堵漏剂、防锈剂、表面活性剂、荧光色素、血清分离剂等,都可用蓖麻油做原料进行生产。

2蓖麻在能源领域的应用

蓖麻油甲脂化或乙脂化即为“生物柴油”,其主要组成成分为蓖麻油酸甲酯(表1-2),可以大幅度降低汽车尾气的排放指标,是一种理想的清洁能源。用蓖麻油生产生物柴油,具有工艺简单,原料易得,产率较高的特点。目前,利用蓖麻油生产生物柴油技术日趋成熟。

 

1-2 蓖麻油生物柴油的组成成分

   

分子式

       

含量(%

十六酸甲酯

C17H34O2

CH3(CH2)14COOCH3

1.74

十八碳烯酸甲酯

C19H36O2

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOCH3

11.48

十八酸甲酯

C19H38O2

CH3(CH2)16COOCH3

1.82

蓖麻油酸甲酯

C19H36O3

CH3(CH2)5CHOHCH2CH=CH(CH2)7COOCH3

79.78

十六稀酸甲酯

C17H32O2

CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOCH3

1.42

 

近年来,受蓖麻油深加工的拉动,蓖麻供需矛盾日渐突出,蓖麻油价格远远高于柴油的价格,成为能源化利用的“瓶颈”。因此,蓖麻油的能源化利用近期内尚不能成为现实,只能作为储备项目。但是,价格问题不是一成不变的。随着蓖麻新品种的不断涌现和配套栽培技术的不断改进,蓖麻的单位面积产量将大幅度提高,蓖麻的种植规模将不断扩大,在保证农民收益的前提下,蓖麻的价格可相对下降。另外,随着石油紧缺状况的不断加剧,石油价格将大幅度提高。上述两种因素结合的结果,使得蓖麻油与石油的价格在不久的将来会逐步接轨,这一点是其他植物油所难以做到的。

3蓖麻在农业领域的应用

蓖麻籽榨油后的饼粕中氮、磷、钾含量均较高。据农业部农产品质量监督检验中心2003年的检测结果,蓖麻饼除含有全氮(7.5%)、磷酸(2.25%)、碳酸钾(6.96%)、可溶性糖(2.58%)、灰分(7.0%)外,还含有铁(1490mg/kg)、铜(93.5mg/kg)、锌(107mg/kg)、锰(52.8mg/kg)等多种微量元素。蓖麻饼肥适宜于多种作物。温室蔬菜用蓖麻饼做有机肥除增产效果显著外,对地下害虫还有一定的预防效果。对蔬菜作物如大蒜、土豆、韭菜、番茄、茄子、黄瓜、菜椒等在增产的同时,可增加自然色泽和亮度。

由于蓖麻饼含有蓖麻毒蛋白、蓖麻碱、CB-1A变应原和血球凝集素四种有毒物质,因此,必须经脱毒处理后才能饲喂动物。在蓖麻饼粕脱毒方面,南开大学、山东天兴生物科技有限公司等单位已经进行了成功的试验。

利用蓖麻叶片的毒性及叶片散发出的特殊气味,能够起到杀虫、驱虫的效果。蓖麻的籽、根、茎、叶可以制成植物杀虫剂,对粉虱、绿豆蟓、日本丽金龟、乳草长蝽、跳蚤、蝇类、蚊子、虱、飞蝗等有毒杀效果;蓖麻毒蛋白对天幕毛虫、桃蚜及小菜蛾具有触杀作用;将蓖麻叶切碎或打成浆均匀泼洒到鱼塘中,可预防和治疗草鱼肠炎病、烂鳃病;阴干的蓖麻叶碾成粉末,拌入20倍的土杂肥中,随整地施入土壤,对防治地老虎等地下害虫有良好效果;用蓖麻干叶粉末l份,加水8l0倍,浸泡12小时后,用于灌根,可防治大葱、韭菜、大蒜、萝卜、白菜、油菜等蔬菜的地蛆、菜青虫等;将蓖麻籽去皮、炒熟、捣碎后,混入有机肥中,施在葡萄根部,可杀死多种地下害虫

4蓖麻在医药领域的应用

蓖麻的根、茎、叶和种子等都可以入药,除《本草纲目》中对它的性味功能早有记述外,我国许多中草药专著中都有介绍。蓖麻根、茎、叶味甘辛平,籽辛苦温,有小毒,对头风痛、子宫脱垂、胎衣不下、面神经麻痹、烫伤烧伤、脓肿未溃、舌肿塞口、脱肛、疥癣、风湿痛、腰痛和坐骨神经痛等多种常见病和多发病有治疗作用。

据药典介绍,蓖麻油是一种致泻剂,用于便秘患者,起通便作用。中国民间很久以前即利用蓖麻油进行引产,国外亦有口服蓖麻油引产的报道。自1990年开始,临床上将蓖麻油与鸡蛋煎熟制成引产餐用于催生,效果良好。

现代科学研究证明:蓖麻毒蛋白具有较强的抗肿瘤活性,对癌细胞具有很强的杀伤力,并能阻止癌细胞侵袭健康细胞。临床试验证实,蓖麻毒素对人体细胞癌的头颈部肿瘤有一定疗效,对恶性黑色素瘤、结肠癌、乳房癌、宫颈癌、胃癌等有较好疗效。

5蓖麻在纺织领域的应用

蓖麻茎皮纤维和蓖麻蚕丝都是很好的纺织原料。

蓖麻茎皮中富含纤维,是麻纺、制绳、编织袋以及人造棉的上等原料,由于种种原因,目前我国蓖麻茎皮纤维仅仅作为制作麻绳以及造纸的原材料使用,在蓖麻茎皮纤维的高附加值开发方面仍然处于空白状态。

用蓖麻叶可以饲养蓖麻蚕。蓖麻蚕丝纤维的性能与桑蚕丝、柞蚕丝相似,具有弹性好、吸湿性能优良、耐酸碱、耐磨、纤维均匀、可纺性佳等优点,所制绢丝及绢绸节疵、白点少,绸面清晰,是绢纺工业的优质原料。

6蓖麻在改善环境中的作用

蓖麻蓖麻茎枝茂盛,叶片宽大,对有害气体吸收能力强。据测定,每100c面积的蓖麻叶,每小时可吸收二氧化氮0.12mg;蓖麻还可有效吸收工厂排出的二氧化硫等有害气体。因此,我们可以尽量利用庭院、路边、城市公共绿地的空隙土地种植蓖麻,美化环境、净化空气。在退耕还林、盐碱地开发中,可以利用蓖麻做先锋作物和过渡作物。

另外,蓖麻鲜叶和花序上有很多蜜腺,雄花的花粉也很丰富,因此,是很好的辅助性蜜源植物。在蓖麻种植较多的地区,积极发展养蜂事业,既可增加经济收入,又能通过蜜蜂传播花粉而提高蓖麻及多种农作物的结实率。

7蓖麻在其他领域的应用

蓖麻秸秆可以用来造纸和制造纤维板,分析表明,蓖麻秆中各组分的含量为综纤维素75.48%,木质素15~18%,灰分2.4~4.7%。蓖麻纤维的长度分布范围为0.951.38mm,宽度范围为21.8030.11mm。巩洪让(2005,江苏)报道了利用蓖麻秆制取纸浆工艺的研究结果,以蓖麻秆为原料,采用烧碱-蒽醌法制浆,经次氯酸盐漂白,可代替部分木浆抄造双面胶板纸和铜板原纸,其技术指标符合QB25-80胶板纸、铜板纸的标准。

李晓平、施静波等(2008,南京)对蓖麻秆制作纤维板技术做了详细研究,达到了国家普通刨花板的标准要求。由于因蓖麻杆中含有蓖麻碱和毒蛋白,不藏有虫卵和害虫,因此,用蓖麻杆生产的中密度板做出口产品的包装材料,应用广泛。

三、蓖麻行业的发展前景

石油资源是目前世界上应用较多的化石能源和化工原料,《BP世界能源统计》20116月发布的报告表明,目前世界石油储产比为46.2年。也就是说:地球上的石油资源按现有的开采速度,30~50年内即将枯竭。寻找新的石油替代物成为世界各国普遍关注的重要课题。目前,能够全面替代石油,既能作为能源,又能作为化工原料的,只有植物油。在这方面,国内外研究和应用较多的油料植物有:大豆、花生、油菜、蓖麻、麻风树、文冠果、黄连木、光皮树、油棕、橄榄等。其中,大豆、花生、油菜属于可食用型油料植物;而蓖麻、麻风树、文冠果、黄连木、光皮树、油棕、橄榄属于不可食用型油料植物,用其替代石油资源符合国家产业政策。与这些油料作物相比,蓖麻具有以下特点:

1、生产周期短。很多木本油料作物3~5年开始结果,达到高产需要更长的时间,而蓖麻从种植到收获只需要几个月。

2、单位面积产油量高。目前,蓖麻的高产品种每公顷产油量可以达到2.25t以上,在新疆等光照条件较好的地区产量更高。

3、适应能力强,不与粮棉争地。蓖麻具有耐干旱、耐瘠薄、耐盐碱等特性,在山坡、丘陵、盐碱地、地头堰边、房前屋后,甚至在污染较严重的条件下也能正常生长。我国现有严重水土流失的耕地530h ,出现沙化的耕地260h ,受到“三废”污染的耕地600h ,还有盐碱地近3300h ,从而为发展蓖麻种植提供了广阔的土地资源。

4、采收方便。与木本油料作物相比,蓖麻植株矮小、果穗较大,便于采收。目前,蓖麻的播种、中耕、除草、施肥、脱壳等均实现了机械化,蓖麻收割机已于201210月通过省级鉴定,近期内将进行规模化生产,届时蓖麻在很多地区将实现全面的机械化栽培。这对减少人工投入、降低种植成本、提高农民种植积极性具有重要意义。

5、用途广泛。蓖麻油的深加工产品已达3000多种,是目前加工产品多、应用范围广的一种植物油。

6、比较效益高。种植蓖麻省工、省力、投入少、效益高,远远高于玉米、大豆等常见作物的效益,尤其是在一年一作的“三北地区”。

7、市场需求量大。蓖麻油的市场需求量正在迅速增加。2009年以来,我国每年从印度进口蓖麻油10~20t,且进口量呈现逐年增长的趋势。仅从深加工的发展趋势预测,2020年全球对蓖麻油的需求量将达150t,折合蓖麻籽300~350t。如果用于做生物能源,需求量将更大

由于上述原因,蓖麻被认为是有前景的石油替代作物。目前,很多国家已从战略高度看待蓖麻。现阶段种植蓖麻的意义主要有三个方面:一是充分利用山坡、丘陵、盐碱地乃至地头堰边、房前屋后等边际土地;二是有效缓解国内蓖麻籽的供需矛盾;三是为国家石油战略提供有效地技术储备。