煙草廢棄物的綜合利用研究

王立超 王潤

【摘 ?要】煙草作為一種特殊的經(jīng)濟作物，但其根、莖、杈、頂以及不適用煙葉則作為廢物被丟棄。在煙草種植和加工過程中會產(chǎn)生低次煙葉、莖稈、杈煙等煙草廢棄物，這些廢棄物已經(jīng)達煙葉總產(chǎn)量的25%。所以生產(chǎn)中會不可避免的廢棄物量很大，這樣既造成了資源浪費，也造成了大面積的環(huán)境污染。近年來，國家逐漸加大了環(huán)境保護和農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用力度，煙草行業(yè)也不例外，煙草廢棄物被很好的二次利用，不僅用于堆肥和飼料制作，還從中提取出了高價值的藥物原料和一些化合物。

【關(guān)鍵詞】煙草廢棄物;綜合利用;環(huán)境保護

引言

煙草廢棄物通過一系列加工處理后，已經(jīng)不再具有煙草物質(zhì)的物理和化學(xué)特性，而是可以轉(zhuǎn)化為其他的優(yōu)質(zhì)資源，有著重大的經(jīng)濟效益和社會效益。

1.煙草廢棄物資源化利用現(xiàn)狀

在煙葉的生產(chǎn)和加工中，每年產(chǎn)生大量的煙草廢物。據(jù)統(tǒng)計，每年約有25%的煙葉，莖，粉塵和其他雜物不能用于卷煙生產(chǎn)，并被丟棄。如果將這些廢物“資源化”，它們不僅可以獲取符合綠色衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的天然化學(xué)原料或燃料，而且可以達到清潔農(nóng)業(yè)的目的，將廢物變成珍寶，最終實現(xiàn)煙草生產(chǎn)和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。環(huán)境保護和經(jīng)濟效益的雙重利益。煙葉含有多種化合物，其中茄尼醇，尼古丁，蛋白質(zhì)，氨基酸等具有很高的利用價值。

2.煙草廢棄物的綜合利用策略

2.1煙草廢棄物的藥用價值，重要提取化合物的利用

（1）茄尼醇。茄尼醇作為重要的醫(yī)藥原料，在生物化學(xué)和藥物化學(xué)中起著非常重要的作用。它是在高等植物、哺乳動物和微生物中廣泛發(fā)現(xiàn)的天然產(chǎn)物，并且含量在煙草，馬鈴薯和桑葉中很高。茄尼醇于1956年由Row-land等人從煙草葉片中首次分離出來，煙葉中的含量高達煙葉干重的3%。 Solanisol具有抗菌，消炎和止血作用。它是合成新藥（例如心血管疾病，抗癌藥和抗?jié)兯帲┑闹虚g體。它也是合成輔酶Q10和維生素K2的主要原料。它已被廣泛用于醫(yī)學(xué)。研究發(fā)現(xiàn)，從煙葉中提取的茄尼醇既有很強的止血作用，又有明顯的抑菌作用，煙草中的含量為0.3%至3%。可以從廢煙葉中提取16%茄尼醇的粗產(chǎn)物。茄尼醇的提取率可達85%，茄尼醇的含量達到16%，產(chǎn)品符合工業(yè)要求。從煙草環(huán)境保護和循環(huán)經(jīng)濟中提取的蛋白質(zhì)是一種獨特的食用葉蛋白，因為從煙草的一半中只能獲得純結(jié)晶的Fraction1蛋白（F1-p及其勻漿占煙草植物可溶性蛋白）。最重要的是，煙草F1-p可能是營養(yǎng)和功能最豐富的食用蛋白。盡管世界上以茄尼醇為原料的新藥開發(fā)非常活躍，并且已經(jīng)加工和應(yīng)用了許多極性藥物，但是由于它們的長鏈和許多合成步驟，工業(yè)合成暫時不能完成。煙葉提取方法只能實現(xiàn)工業(yè)粗提，即提純含量只能達到17%左右。粗茄尼醇不能直接用作藥物的原料。將粗茄尼醇出口到日本，美國和其他國家后，生產(chǎn)出含量超過90%的優(yōu)質(zhì)茄尼醇，生產(chǎn)輔酶Q10，并以高價出售。作為煙草大國，我國在發(fā)展優(yōu)質(zhì)茄尼醇產(chǎn)業(yè)方面具有獨特的資源優(yōu)勢。從煙草，特別是廢煙葉中提取茄尼醇不僅可以得到重要的醫(yī)學(xué)原料，而且可以利用廢煙葉提高煙草的工業(yè)附加值。但是，目前，我國高純度茄尼醇的工業(yè)生產(chǎn)十分困難，迫切需要突破精細和純產(chǎn)品的生產(chǎn)以及終端藥的轉(zhuǎn)化生產(chǎn)技術(shù)，加強自主創(chuàng)新，并搶占國際國內(nèi)市場。一旦解決了技術(shù)和生產(chǎn)成本問題，高純度茄尼醇將成為具有快速回報和穩(wěn)定利潤的醫(yī)藥中間體。

（2）煙堿。煙堿，俗稱——尼古丁。尼古丁是煙葉中生物堿的主要成分，約占煙草生物堿總量的95%。尼古丁是重要的化學(xué)和制藥原料，其應(yīng)用非常廣泛。尼古丁可用于制備無殘留，無污染，高效和低毒的綠色農(nóng)藥。高純度尼古丁可用作戒煙膏天然煙葉中所含的特殊生物堿。純品為無味，無色，淺黃色油狀液體。尼古丁可廣泛用于精細化學(xué)品，藥物，有機合成，國防工業(yè)和農(nóng)業(yè)。目前，有許多從煙草廢料中提取天然尼古丁的技術(shù)方法，有些方法已形成專利技術(shù)，有些方法仍處于實驗室階段。典型的萃取過程包括蒸汽蒸餾，離子交換和超臨界溶劑萃取。

（3）可用于制作活性炭。在合適的工藝操作下，可以使用化學(xué)的方法提取煙堿。由廢棄煙梗、廢煙葉和廢渣制得的活性炭具有較好的吸附能力。以廢煙秸稈為原料制備的活性炭，原料的成本低，產(chǎn)品的純度高，表面積大，吸附能力好，這具有廣闊的應(yīng)用前景。

（4）可用于制作防蟲飼料。煙莖中含有豐富的的糖分、蛋白質(zhì)、無氮浸出物等營養(yǎng)物質(zhì)。煙莖用水泡脹處理后，再經(jīng) 1%～2%堿液處理和高溫加工，可以制成細小粉末，這樣廢棄物就能變成營養(yǎng)齊全的良好飼料。煙草飼料的成分齊全，加工也很方便，最為特殊的是其具有防蟲治病的作用。此方法制作的飼料成本低，驅(qū)蟲率較高。煙草飼料是利用蛋白酶對蟲的防止作用。

2.2煙草廢棄物堆肥

在過去，我們往往處理農(nóng)業(yè)作物的廢棄物通過焚燒，然后再以回填充當(dāng)有機肥。在焚燒過程中會產(chǎn)生大量有毒的氣體，造成霧霾天氣，對人類與其他的生物健康造成威脅。在焚燒的同時同時，也會破壞土壤的結(jié)構(gòu)，地表中的微生物會被燒死，腐殖質(zhì)，有機質(zhì)被碳化等。現(xiàn)如今，我們推行一種新的，科學(xué)的方法，即堆肥技術(shù)。起作用原理就是：利用一系列微生物對煙草廢棄物等有機物進行礦質(zhì)化和腐質(zhì)化的過程。這樣一來可以提高土壤的養(yǎng)分含量;增強保水能力;增加土壤的疏松度;抑制雜草的生長，環(huán)境問題也得到很好的解決。

3.結(jié)語

煙草廢棄物的作用非常廣泛。醫(yī)藥價值，煙草的廢棄物可以通過一些化學(xué)和物理方法提取出具有殺菌和止血作用的物質(zhì)——茄尼醇，同時可以提取營養(yǎng)價值非常豐富的植物蛋白和天然植物堿;材料制作，煙草廢棄物可以提煉制作有機肥、活性炭和防蟲飼料等。現(xiàn)如今我們資源缺乏的時代，利用我們身邊的廢棄物來提煉制作二次資源是我們未來發(fā)展的一個主要方向，同樣也是我們技術(shù)手段需要進一步擴展的方向。煙草廢棄物的二次利用是一種維持資源循環(huán)利用的有效方法，對環(huán)境也是一種相當(dāng)好的保護措施。

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