稻壳的开发利用

稻壳是稻米加工过程中数量最大的副产品，按重量计约占稻谷的20%。以目前世界稻谷年产量56800万t计，那么年产稻壳约1136万t。我国1996——1997年稻谷年产量为26000万t，年产稻壳约为3200万t，居世界首位。　　长期以来国内外对稻壳的综合利用进行了广泛的研究，获得了许多可供利用的途径。但真正能够形成规模生产的，能大量消耗稻壳的利用途径并不多，或是经济效益不显著增值不大；或是在工艺上、技术上、质量上、环境污染等方面还存在一些问题。因此，许多地方把稻壳作为废弃物，这不但是对资源的极大浪费，在经济上造成巨大损失，而且对环境也造成了很大污染。研究解决稻壳的合理利用，变废为宝，是摆在我们面前的一项意义重大的任务。　　任何一种物质，要利用它就要了解它，对稻壳的利用也是一样。稻壳富含纤维素、木质素、二氧化硅；脂肪和蛋白质含量极低。稻壳最为显著的特点是高灰分（7%——9%）和高硅石含量（20%左右），具有良好的韧性、多孔性、低密度（112——144 kg/m3）以及质地粗糙等，从而决定了它在工业上的一些特殊用途与应用范围。其应用方式有稻壳的直接利用以及稻壳和稻壳灰的利用。现将主要用途归纳如下：　　1　稻壳作能源　　稻壳可燃物达70%以上，稻壳发热量12560——15070kJ/kg，约为标准煤的一半。是一种既方便又廉价的能源，特别是在碾米厂，在获得了能源的同时又处理了稻壳。由于稻壳作为能量资源是可更新的，也就显得更有吸引力。而目前应用的石油、天燃气、煤炭等燃料则是一类不可再生的能量资源。对这一本质的种种考虑，促使联合国粮农组织在1971年初就认识到：稻壳在可预见的将来，最实际的用途就是作为燃料提供能量。　　稻壳在碾米厂用作燃料提供热能或动力已有100多年历史，第一次有纪录的稻壳作能源的运用是在1889年缅甸建造的稻壳燃烧炉。这一应用一直没有取得商业地位，这主要是受到稻壳容积大，供应不稳定，运输困难等不利因素的制约。　　随着科学技术的进步，应用水平不断提高，当今世界上稻壳最大的用途是用在能源上。利用稻壳燃烧，作为产生动力的主要形式有三种：即稻壳煤气机、稻壳煤气发电机组和稻壳蒸汽发电机组。　　1.1　稻壳煤气　　稻壳煤气发生炉是在20世纪初投入使用的。然而直到20世纪20年代初出现一种经改进设计的小型煤气发生器，才使稻壳作为煤气发生炉燃料的应用具有商业价值。煤气发生炉用稻壳作燃料，碾米厂采用烧这种煤气的内燃机进行运转，以上这些都是意大利在20世纪30年代和40年代的成就。第一次的普遍应用是在第二次世界大战期间。　　我国专业科研机构从20世纪60年代初就对稻壳煤气作为能源进行了深入地研究，使我国以稻壳煤气作为能源用于发电的技术在国际上处于领先地位。1982年和1983年联合国粮农组织召开了两次“亚太地区人造煤气技术专家讨论会”，还与我国粮食部门共同举办了国际性讲习班，我国煤气发电机组的成就得到了国际上公认和欢迎。　　稻壳煤气发电，燃料消耗为1.3——1.6 kg（稻壳）/kW.h，在碾米厂使用原料不成问题，但由于技术和经济等方面的原因，推广并不普遍。国内专业生产稻壳气化发电机组的厂家仅有重庆红岩内燃机有限公司一家，产品开始时主要是60 kW和160 kW两种，近年又开发出了200 kW机组。　　1.2　稻壳作为锅炉燃料　　用稻壳作为锅炉的燃料，产生蒸汽，为发动机提供动力以至发电，这是稻壳作为能源的又一重要途径。燃烧1kg稻壳、可以产生2.4——2.7kg蒸汽。平均15kg左右的稻壳就能生产加工100kg稻谷成为白米所需的动力。国外对采用不同燃料的锅炉进行比较表明：锅炉燃烧稻壳是最便宜的，原因在于原料成本低。产生蒸汽的成本，稻壳为1时，煤为1.08，石油为1.5。　　我国湖南岳阳城陵矶粮库米厂，建了一个功率为1500kW的稻壳蒸汽发电站，每年可发电720万kW*h，节约电费72万元。还可利用余汽、余热进行生产。可节约蒸汽费用57.6万元，节约标准煤4320 t，不仅节约了能源，每年还可新增利润60万元。　　稻壳单独作为动力燃料，只有在大型设备上才能显示出其优点，世界上两座很好的发电站，一座在菲律宾，一座在苏里南，前者1200kW，后者1900kW。在泰国有很多碾米厂都燃烧稻壳以蒸汽为动力。　　2　稻壳板　　稻壳板是以稻壳为原料，采用合成树脂为胶粘剂，经混合热压形成的一种板材。利用稻壳压制板材是稻壳的又一重要用途。1951年，英国曾用粉状热固性酚醛树脂松脂与稻壳混合制成了稻壳板。但由于板材性能差，且成本高未能引起人们的重视。直到60年代末70年初，加拿大、美国、日本、英国、德国、印度、泰国、马来西亚、萨尔瓦多等相继开发研制。加拿大较早获得了专利权，并于70年代生产出成套稻壳板制造设备向菲律宾转让。实际上由于工艺与设备还不够成熟，还存在不少问题有待解决。　　我国的稻壳板研究起步较晚，70年代末80年代初江西与上海相继研制成功。江西省建材科学研究设计院于1982年完成研究并通过鉴定。哈尔滨林业机械厂为江西分宜建成一条年产5000m3稻壳板生产线，以后又在浙江桐乡县、江西横峰、新疆米泉等地建起了几个稻壳板厂。湖北省蒲圻市粮食局米面食品厂1988年6月在哈尔滨林业机械厂的协作下，建立了年产5000m3稻壳板生产车间。在工业性生产过程中，该厂首先对胶粘剂进行了研究，用多种胶粘剂进行试生产，并以稻壳为主加入其他纤维进行制板试验，取得了良好的效果。　　以日产150t的碾米厂为例，年加工稻谷量约为3万t，可产6000t稻壳，按利用率80%计算，可年产稻壳板5000m3。稻壳板生产设备（包括辅助设备）投资250万元。稻壳板实际生产成本780元/m3，销售价约850——900元/m3，实际利润100元/m3左右，年利润约50万元。　　稻壳板制造工艺简单，设备投资少，稻壳价格低廉，经济效益好，0.9t稻壳原料生产1 m3板材。稻壳纤维虽短，但坚韧耐腐、抗虫蚀，导热性低、弹性强、耐压耐磨。稻壳板可制成包装箱、家俱等，如进行二次加工贴微薄木、贴纸和塑料贴面板材，其用途更加广泛。　　3　压缩一炭化稻壳块　　炭化稻壳是在稻壳炭化炉中经控制燃烧后获得的一种黑色闪光的颗粒状粗粉。由于具有良好的吸热特性和绝缘特性，作为炼铁和炼钢工业中的绝缘和抗结渣方面的保温材料国内外大量推广应用。但这种炭化稻壳呈松散状态、容重轻、易飞扬、易污染，且不便运输和集中。为了改善稻壳和炭化稻壳的使用性能，中国农机院联合技术装备公司和首都钢铁公司试验厂，研制出压缩稻壳块及压缩炭化稻壳块。除克服了上述缺点外，尤其是压缩的稻壳块火力强，发热时间长，可充分发挥它的绝缘保温性能。它不仅能用作保温材料，也可作为燃料，制造活性炭等。　　4　稻壳灰联产水玻璃、白炭黑和活性炭　　稻壳灰也就是稻壳经过炭化以后的产物。据南京林业大学介绍，用稻壳灰联产水玻璃、白炭黑和活性炭，具有原料丰富、设备简单和经济合理的优点。稻壳既是燃料，利用后的灰渣是制水玻璃的廉价原料，除硅后的滤渣又是制造活性炭的优良原料。稻壳干馏后的固体灰渣1t可制得水玻璃2t，粉状活性炭0.35t。水玻璃的半成品不仅可以制白炭黑，也可制钠A型沸石、硅胶及硅溶胶等化工系列产品。整个生产过程几乎没有一样是废物，不存在环境污染问题。　　所产水玻璃可用作肥皂的填充剂和瓦楞纸的粘合剂。白炭黑大量用作橡胶和塑料制品的补强剂。粉状活性炭目前多应用于医药、食品工业、外贸出口。这是一个大有可为的经济技术开发项目。　　日本工业技术院北海道工业开发试验所，最近开发成功以稻壳为原料的高吸附性能吸附活性碳。　　稻壳的组成75%为有机物，25%为二氧化硅。如果采用一般的方法进行焚烧，即产生碳化，但作为吸附材料的价值不大，只能用于改良土壤，其吸附性能低劣的原因在于稻壳内所含的二氧化硅，该所研究人员利用了二氧化硅易与碱金属盐反应的性质，成功地进行了分离和提取。　　具体的方法是：先将原料稻壳粉碎，用流化床炉使之在300——700℃的温度下碳化，把碱金属盐作为活化剂，再次以400——1000℃进行热处理。二氧化硅与碱金属盐化合，作为硅酸钾和硅酸钠被分离和提取，从而改善了活性碳的吸附性能。　　据性能试验：该活性碳的内部表面积为3000——4000m2/g，是目前市售产品的3倍（市售产品为700——1200m2/g）。而且，亚甲基蓝的吸附量也是市售产品的3倍多。　　5　稻壳制一次性餐具　　以稻壳、麦壳等为主要原料，经过粉碎、混合、制片、成型、固化、表面喷涂等工序，制得的一次性餐具安全、无毒、可降解、成本低、表面光洁、外形美观，完全可以取代目前广泛应用、造成严重“白色污染”的塑料餐具，具有很大的市场推广前景。　　6　稻壳水泥　　利用低炭稻壳灰作为一种接合剂（水泥）或作为混凝土集料，多年来一直是国外大力进行研究和发展的课题。然而时至今日，在水泥或混凝土方面使用稻壳灰分仍未达到商业化程度。　　据报导，印度对稻壳及其灰作为建筑材料可能的一些应用进行了研究。目前已经研究成功用稻壳生产高标号建筑用水泥与建筑用砖技术。其大致加工方法是利用稻壳中含有较高硅石，把稻壳与石灰按一定比例掺兑混合在一起，在燃烧时不再需要补充燃料，以一定的工艺方法加工制成高标号水泥。　　7　稻壳饲料　　稻壳所含营养物质很少，且受农药残毒污染，不宜直接作饲料。如经过加工处理使纤维软化或酵解，可制成粗饲料。　　国外利用稻壳水解制酵母，这是一种很有发展前途的产品。工业生产的饲料酵母在欧美一些国家产量在数万t以上，前苏联达到120万t。在美国，稻壳是制酵母的重要原料。我国用稻壳生产饲料酵母数量不大。　　用稻壳粉制颗粒状混合饲料。此项产品在国外已有发展。稻壳不宜喂猪，但做牛、羊等反刍动物的补充饲料，具有一定的价值。　　日本用膨化处理方法，使稻壳成为畜禽饲料。这种饲料有助于畜禽肠胃内有益的微生物活动。稻壳膨化时的高温、高压条件，杀菌比较彻底，是一种较好的加工方法。　　以稻壳或稻草为基础原料应用生物技术生产单细胞蛋白质已是近代最引入注目的研究课题之一。　　8　稻壳炭与残留物的其他用途　　稻壳燃烧后产生的残留物，碳含量在1.5%以下的称为稻壳灰。其下限为稻壳质量的17%——22%，上限为35%。而稻壳炭的定义：由稻壳燃烧或热解转换而剩余的碳含量超过1.5%的残留物。　　8.1　改良土壤　　稻壳炭用来改良秧苗、园艺、果树和菜园的土壤都具有很大优越性。稻田所必需的15种微量元素，几乎都存在于稻壳废熔渣中。尽管这种炭并不是自然界中的一种肥料，然而它却有助于促进作物加快生长和茁壮成长。适当配上这种炭可使稻米更加可口。由于能够保持土壤水分，可使产量增长20%以上。日本及湄公河流域的一些国家都用稻壳炭来培育稻秧和菜园的蔬菜秧苗。　　8.2　水纯化　　美国专利有稻壳炭化产物用作过滤介质。稻壳炭在处理污染的水源或废水中可作为一种凝结剂辅助物。　　8.3　建筑材料　　以稻壳炭为原料作建筑材料。发展这种建筑材料，适宜于解决那些不太发达的稻米生产国的住房建筑问题。产品是一种轻质混凝土集料。这种砖可以用常规方式锯开、铆接或钉钉。它具有极好的抗热性和耐冷性，易于用胶泥结合。在泰国曾报导过用砂/石灰/稻壳灰，生产建筑用砖，在印度生产了一些稻壳灰分砖的专利制造样品。　　8.4　杀虫剂　　美国、印度、日本都建议利用稻壳灰分产品作为一种防治虫害的手段。作用的机制在于二氧化硅在昆虫胸部的蜡质表层上起腐蚀作用，因而打乱了正常的新陈代谢，造成昆虫死亡。据目前所知，这种方法没有得到进一步发展。　　此外，以稻壳为原料还可制取陶瓷—玻璃、二氧化硅和硅酸盐、四氯化硅、耐火材料、油吸附剂、糠醛、甲醇、丙酮、石腊、柏油、印刷助剂、醋酸钠、醋酸乙脂、酒精等。由此可见稻壳开发利用前景广阔，大有可为。（《粮食与饲料工业》1999、1　）

内容还是有点价值，就是太凌乱了，建议楼主好好编辑一下，以附件的形式传上来更好……

我了解的：
国际稻壳综合利用开发动向
　　稻壳含水量9%，含干物质91%，干物质中碳素为20%、木素22%、纤维素38%、戊聚糖18%，其他有机物25%。未磨碎稻壳有摩擦性，热传导率0.048千卡/米·时·℃，磨碎后稻壳热传导率为0.058千卡/米·时·℃，此数值可与碎石棉、矿棉、粒化软木等优良绝缘材料热传导率相媲美，稻壳的应用相当广泛。
　　一、稻壳在食品工业中的应用
　　● 制食用糖  将干净稻壳碾细以后，加水煮、焖，加入麦芽浆或含淀粉酶的固体曲或液体曲，搅拌糖化，液体加热浓缩可制液糖，得率约25%。
　　● 制木糖  将洗净无杂质稻壳、加纯碱煮、焖，然后用水煮除去碱液使之呈中性；再加水磨浆，过筛、滤液静置，除水分，再加硫酸与盐酸水解，可得木糖，用于染色、制革、或作糖尿病人甜味剂。
　　● 作压榨和过滤助剂  经过加热和清洗的稻壳在美国大规模应用于非柑橘类水果，如苹果、梅子、葡萄等的压榨助剂，稻壳起疏松、助滤作用，能提高果汗及干果浆得率。
　　二、稻壳在农业中的应用
　　● 作饲料  用碱或氨处理或改性、膨化处理的稻壳是一种很好的饲料，因处理后除去硅和木素，改善消化性；谷壳粉加米糠与碎米比例适宜混合是牛满意饲料；用含核黄素的食料加稻壳喂养家禽，生长良好；日本、菲律宾将稻壳经发酵作饲料，蛋白质含量可达30%。
　　● 作肥料  经膨化的谷壳，可吸水达自重的2-3倍，掺入1%尿素或0.5%硫铵，少量石灰水，在露天中发酵到颜色变黑，作肥料具有良好的保水、保肥性和孔隙性。用稻壳炭制成海绵状材料吸水，保水性能极好，蓄水系数大于泥土1倍以上，且有良好吸光线和空气性能，用该材料配制的半人工土种植黄瓜，可增产1倍。用稻壳灰、菜油下脚料、菜子饼等配制有机复合肥料，氮、磷、钾齐全，肥效高，增产明显。
　　● 作防腐剂  谷壳灰对贮存稻米有保护作用，使之免受米蟑虫害。印度试验证明，它比粉状燧石、白方石效果更好。谷壳灰还可用于防治蟑螂。
　　● 种子混合添加剂  英中研究发现，谷壳是条播机中种子混合物最经济和有效的添加剂，用量为种子的30%左右。
　　● 食用菌培养料  谷壳膨化后做食用菌培养基吸水率高，能使培养基中营养充分析且被菌吸收，能缩短生产周期，可替代木屑栽培香菇。
　　三、稻壳在化工中的应用
　　制乙醇  葡萄牙研究表明，谷壳含纤维素，经加硫酸高压分解后的水解物，加水酵母发酵可制乙醇。乙醇为当今热门的清洁能源。
　　制陶瓷材料  利用谷壳烘灰中的二氧化硅制陶瓷和从石灰石等原料中获取的二氧化硅，与制陶相比较，工艺简单，耗能少、成本低。
　　氮化硅  日本将谷壳在400℃-800℃下干馏，残余物在通氮下于1000℃-1800℃加热碳化，可制得氮化硅微粉，用于制造密封环，具有耐磨蚀、耐冷热冲击、密封性能好、使用寿命长等优点，可广泛用于石油、化工、制药、橡胶等行业中各类泵、釜的机械密封中。
　　硅载体镍催化剂  印度将谷壳在800℃以上灰化，制得一定温度的无定形二氧化硅，然后将二氧化硅置于加热到一定温度的碳酸钠中，加入硫酸镍和碳酸钠溶液，经过滤、洗涤、干燥制成。
　　太阳能电池硅  据美国报道，谷壳经纯化和还原处理后，可制得用于太阳能电池硅。工艺为：用酸浸取谷壳、用高纯度水洗涤、补充碳或二氧化硅，然后在非氧环境中于1900℃高温下还原制成高纯度硅。
　　活性炭  将稻壳于密闭铁容器内进行高温干馏后加8%纯碱，加同量水煮、用冷水洗至中性、加热烘干、除杂、粉碎、过筛（100目）即成高效澄清剂活性炭。
　　氟硅酸钠  将烧透的稻壳灰加萤石粉、硫酸、搅拌反应，过滤滤液中加食盐水，搅拌，使之沉淀，除上清液，加清水洗沉淀至中性，干燥得到氟硅酸钠。可杀灭蝗虫、蝼蛄、鼠类等害虫，又能防治小麦黑穗病。工业上可作搪瓷乳白剂、木材防腐剂等。
　　四、稻壳在废物处理剂中的应用
　　去污剂  印度研究用谷壳灰制造家用去污剂，是将谷壳灰、三聚磷酸钠、硼砂、烷基芳基磺酸盐按适当比例混合，经研磨而成。英国把谷壳粉灰加到磨碎的玉米穗轴中，制成清洁粉，用于清除机器部件的油污，效果极好。
　　吸附剂与废水处理剂  谷壳烘成灰中含无定形硅，具有多孔性，是一种良好的多用途吸附剂，可吸附丁酮、矿物油、农药氯丹、放射性废液、钻井泥浆和危险品废液等。日本利用谷壳多孔性作过滤吸附介质，用于废水处理。用85%稻壳和15%的化学活性剂和过渡元素化合物，制成内燃机废气过滤材料，用以减少废气中污染物的排放量。
　　吸油剂  稻壳能有效除去污染水面上的油污，日本将特殊加工制成的炭化稻壳撒在泄漏水面的原油上，会很快彻底吸收原油，使水面清洁如初。
　　绝缘耐火材料  稻壳热传导率低，熔点高，松装密度低，孔隙度高，是极好的耐火原材料。印度用15%-20%黏土与谷壳灰掺和，在球磨机中磨细，再掺入1%-2%聚乙烯醇乳液，浇注成型，高温（逐级升温到1100℃以上）冷却制成绝热耐火砖。
　　水泥  将稻壳在严格控制温度窑炉中锻烧成活性高的黑色炭，然后与石灰进行化学反应生成黑色稻壳灰水泥。印度发明用谷壳灰与石灰或熟石灰一起研磨制成水泥方法。
　　绝热轻质混凝土  日本制成典型的绝热轻质混凝土，但成分为黏胶丝，谷壳、火山灰、水泥、乙烯醋酸脂乳胶、水。印度将稻壳灰与硅酸盐混合制成高强度的砂浆与混凝土。
　　谷壳板  利用脲醛树脂或酚醛树脂为胶粘剂可将谷壳加工成谷壳板，这种板材加工性能好并有防火、防蛀、防霉、吸水性能好的特性。经二次加工后宜作家具和建筑用板材。
　　制砖  稻壳含20%无定形硅石，是制砖好原料，与水泥混合制成的砖具有防火、防水和绝热的性能，重量轻、成本低。
　　配制涂料  日本将谷壳粉作填充剂配制涂料，涂在墙上不会龟裂。
　　高级能源  稻壳燃烧时可产生热量3100-3800千卡/kg，一吨稻壳热量相当于0.6-0.8吨煤的热量。可作燃料稻壳通过煤气发生炉中缺氧干馏成炭粒进而压成炭块、炭棒、起火快、火力强，优于木炭。
　　制塑料材料  稻壳与树脂（酚醛等）一起可制塑料材料。稻壳或其灰分可作橡胶，塑料和胶制品的填料。
　　防火材料  印度用泛酸溶液和硼酸-硼砂混合溶液处理谷壳制成防火材料，利用谷壳的密度、热值、防火和导热系数等性质，还可制绝热材料。

学习了，感谢楼上论述得那么详细