用改良硫酸法从油茶壳中提取糠醛的响应面法优化

研究了用改良硫酸法从油茶壳中提取糠醛的工艺.在单因素试验的基础上,运用Box-Behnken中心组合试验和响应面法考察了液料比、水解反应时间、水解反应温度3个因素对糠醛提取率的影响,并优化了提取工艺.结果表明,最佳工艺条件为:液料比5.96 mL/g;水解反应时间3.33 h;水解反应温度140℃.在此条件下,糠醛提取率的预测值为1.78％,验证试验值为1.93％,说明响应面法优化油茶壳中提取糠醛的工艺可行.     

木醋液对植物病原真菌呼吸作用的影响

为探究木醋液在植物病害生物防治中的实际应用及对其病原真菌呼吸作用的影响，试验采用菌丝生长速率法测定其对 7 种植物病原真菌的抑菌活性，并研究其对供试敏感菌株——黄色镰刀菌（Fusarium culmorum）的菌体三羧酸循环关键酶和能量代谢的影响。结果表明：木醋液对 7 种供试植物病原真菌均有一定的抑制效果，其中对供试敏感菌株——黄色镰刀菌（Fusarium culmorum）的抑菌作用表现最为显著，其 EC50 值为 4.98 μL/mL，在浓度 5.5 μL/mL 时，木醋液对其孢子萌发和生物量抑制率分别达 90.09% 和 95.22 %；经木醋液处理后，黄色镰刀菌的呼吸速率受到抑制，琥珀酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶活性降低，三磷酸腺苷含量降低，二磷酸腺苷和磷酸腺苷含量先升高后降低，能荷水平降低，表明木醋液抑制了黄色镰刀菌的呼吸代谢，阻碍了三羧酸循环的正常运行，干扰了其能量代谢，导致菌体细胞功能紊乱。初步探明，木醋液主要是通过破坏菌体呼吸代谢来实现其抑菌效果。     

木醋液对玉米秸秆厌氧发酵的促进作用研究

试验观察了玉米秸秆青贮和用木醋液对玉米秸秆厌氧发酵产沼气的促进作用.结果表明,利用木醋液预处理青贮玉米秸秆,活性污泥接种率20％,厌氧发酵原料总固体(TS)10％,在35℃下厌氧发酵,可以使玉米秸秆产气高峰提前4～5天,木醋液预处理的青贮玉米秸秆提高产气量提高54％,达到425.7 mL·g-1,厌氧发酵过程中pH值稳定在6.6～7.1之间,产气过程平稳,所产沼气中甲烷含量平均提高10％,甲烷含量最高达到56％.     

棉秆炭吸附糠醛机理研究

以不同热解温度(400℃、600℃、800℃)制得棉秆炭(棉-400、棉-600、棉-800),研究热解温度对棉秆炭孔隙特征与表面性质的影响,以及棉秆炭对糠醛的吸附特性。结果表明:棉-400表面含有大量有机基团,孔隙结构较差;随着热解温度的提高,含氧有机成分进一步分解,棉秆炭表面酸性官能团逐渐减少,而类吡喃酮结构的碱性官能团不断增加,孔结构得到改善;棉秆炭中氢碳摩尔比、表面酸碱官能团含量是影响其对糠醛吸附的主要因素;随着炭化程度的提高,酸性官能团含量减少,碱性官能团含量增加,使得棉秆炭表面石墨层与糠醛分子间的π-π色散力作用增强,所以棉-800对糠醛脱除率最高。     

油茶籽粕中抑菌活性物质提取工艺的研究

研究了油茶籽粕中具有抑菌活性物质的最佳提取工艺。以对黑曲霉、黑根霉抑菌活性为指标,探讨了乙醇浓度、料液比、温度和提取时间对抑菌活性物质的影响,在单因素基础上并采用正交试验确定了对黑曲霉抑菌活性组分提取的最佳工艺条件。试验结果表明:油茶籽粕中抑菌活性物质的最佳提取工艺条件为乙醇浓度80%、提取温度80℃、液固比15:1和提取时间4h。在此条件下,其对黑曲霉的抑菌效果显著,其抑菌圈直径为17mm。     

杉木分级催化热解-气质联用实验分析

利用热解-气质联用仪对杉木进行了分级催化热解实验,考察温度和催化剂对热解产物组成和含量的影响。结果表明第1级300℃热解产物种类较少,以有机抽提物为主,而第2级500℃热解产物种类较多。ZSM-5和MCM-41两种催化剂都降低了热解产物中羰基化合物和大分子木质素热解产物的质量分数。ZSM-5降低了热解产物乙酸的质量分数,并形成大量芳香烃;而MCM-41提高了热解产物中乙酸和糠醛的质量分数。     

生物油模型物糠醛催化加氢试验研究

选取糠醛作为生物油催化提质的模型物,以Al2O3分子筛为催化剂载体,制备的活性物质分别为NiFe、Ni-Cu和Ni-Ce3种双金属催化剂,研究了活性组分负载量、反应温度和氢醛摩尔比对糠醛常压下催化加氢效果的影响。结果表明:当催化剂为7.5%Ni-7.5%Cu/Al2O3、反应温度为200℃、氢醛摩尔比为5.0时,能达到最佳效果,糠醛的转化率为69.95%,糠醇的选择性达到了96.26%。催化剂表征结果表明:活性物质在载体上分散效果较好,用后催化剂表面积炭主要为未降解的有机物或者其聚合物。     

木醋液对牛粪好氧堆肥理化特性与育苗效果的影响

传统的牛粪好氧堆肥作为育苗基质利用,其育苗效果差,加入调理剂是改善育苗效果的重要手段。为研究木醋液对牛粪好氧堆肥物料理化特性及育苗效果的影响,以牛粪、小麦秸秆为原料,木醋液添加量为0、1%、3%、5%,在自主设计的小试堆肥反应器中进行好氧堆肥试验。选取黄瓜为指示植物,使用堆肥腐熟料进行育苗试验。结果表明：随着木醋液添加量的升高,堆肥物料的含水率、总氮含量、总磷含量、K+含量及有机质降解率呈现上升趋势,pH值、电导率呈现下降趋势;低浓度（添加量1%）木醋液可促进纤维素、半纤维素的降解,发芽指数最高,为79.17%,且1%木醋液处理组的壮苗指数最高,为0.0449g,显著高于其他3组（P＜0.05）。     

板栗真空爆壳特性影响因素的试验

采用自制的板栗真空爆壳装置,对影响板栗真空爆壳特性的因素进行了试验研究.试验结果表明,板栗大小、形状对真空爆壳影响显著;爆壳率随绝对压力的降低而增大,爆壳温度的升高和爆壳时间的延长以及在适当温度下对板栗进行预热处理,可有效提高爆壳率.板栗真空爆壳的适宜板栗和合理工艺条件为:板栗大小7.5～10.0 g/个,半球形;预热温度80℃,预热时间40 min;绝对压力2 kPa,爆壳温度80℃,爆壳时间60 min.     

山核桃外蒲壳制备碳酸钾工艺优化

原子吸收分光光度法(AAS)分析得知:山核桃外蒲壳的无机成分中含有较高的钾元素,湿消化法和干消化法处理壳粉所得的结果基本一致.以山核桃外蒲壳为原料,采用热处理法制取碳酸钾,对灰化温度、灰化时间、材料粒度3个因素进行了正交试验,分别以灰化率、钾得率和碳酸钾含量为考察指标,并通过热值分析和X射线衍射(XRD)分析,确定了最佳工艺条件.试验结果表明:灰化温度600℃,灰化时间6 h,材料粒度5～10 mm,钾得率约30%;进一步的煅烧条件正交试验表明:纯化后的粗碱煅烧温度600℃,煅烧时间0.5 h.制备的碳酸钾产品纯度高达98%.     

活性污泥厌氧初期吸附降解木醋液产甲烷试验

试验研究活性污泥厌氧初期吸附降解木醋液及产甲烷情况。结果表明,活性污泥对木醋液的厌氧初期吸附在10min内达到动态平衡,木醋液降解率为15.6%,主要是物理性吸附;10min后,吸附为物理性和生物性吸附共同作用;伴随着吸附过程木醋液中有机物的水解酸化,醋酸和丙酸含量增加,pH值下降;被吸附降解的有机物以酚类化合物为主;木醋液及其主要有机物的吸附过程可以很好地用Freundlich吸附等温方程描述;甲烷产量随着木醋液初始体积分数的增加而增加。     

荔枝果醋液态发酵工艺优化

研究了荔枝果醋加工中的液态酒精与醋酸发酵工艺,试验表明添加4 g/L的多肽,可促进酒精发酵过程中菌种生长和风味成分(酯及氨基酸态氮)的生成.采用四因素二次通用旋转组合设计优化了酒精发酵工艺条件,当接种量0.15%(安琪酵母和菌株CICC 1312的体积比为2∶1)、还原糖质量浓度为18 g/(100 mL)、发酵温度为30℃、pH值为4.5时,发酵体的酒精度达9.76%.通过L_9(3~4)正交试验优化的醋酸发酵工艺条件为:接种量10%、温度33℃、酒精度6%;此条件下,荔枝果醋总酸质量浓度为5.99 g/(100 mL),总酯质量浓度为0.48 g/L,氨基酸态氮质量浓度达59.8 mg/(100 mL).     

竹炭对生物油模型组分的吸附特性试验

以竹子为前躯体热解制得竹炭,选取糠醛、乙酸、苯酚、葡萄糖为生物油模型化合物,研究竹炭对生物油模型组成各单组分的静态吸附特性及双、四组分混合下的竞争吸附行为。结果表明：竹炭对不同组分的吸附特性存在较大差异;单组分吸附24h,竹炭对糠醛的吸附量最大,乙酸次之,对葡萄糖的吸附量最小;吸附平衡时,竹炭对苯酚的吸附量将超过乙酸;糠醛-葡萄糖双组分竞争下,竹炭对糠醛显示出强烈的选择性吸附特征;4种组分竞争下,各组分吸附量相对单组分均有所下降,其中乙酸降幅最大,且乙酸等物质在吸附过程中出现浓度突变现象,这可能是因为吸附性能较好的糠醛将已经吸附的乙酸从竹炭上置换下来;在选用的所有试验工况下,竹炭对葡萄糖均表现出低的吸附态势。     

青梅果醋醋酸发酵工艺的优化

以青梅为原料,采用液体发酵法对青梅果醋的醋酸发酵工艺进行了试验。将人工神经网络和正交试验相结合,提出了一种新的数据处理和分析方法,利用神经网络特有的自学能力,通过仿真、评估和优化,获得了醋酸发酵的优化工艺,即发酵时间为70h,起始酒精度为7％,接种量为11％。     

喷淋冷凝温度对生物油理化性质的影响研究

在1 kg/h的流化床热解反应器上进行松木和玉米芯的热解试验,采用喷淋冷凝的方式获得不同性质的生物油,重点考察冷凝温度对生物油理化性质的影响。试验结果表明当冷凝温度从25℃提高到75℃,松木和玉米芯热解产生的生物油收集率分别降低了23.1%和20.8%,含水率分别降低了11%和18%,而粘度分别提高了181 cSt和10 cSt,热值分别提高了6.23 MJ/kg和5.04 MJ/kg;气相色谱质谱联用分析(气质联用)表明随着冷凝温度的提高,松木热解产生的生物油中脱水糖含量大幅提高,大部分轻质组分含量降低,而玉米芯热解产生的生物油中脱水糖和酚类物质含量都有所提高,有机酸和醛酮类化合物含量降低;核磁共振碳谱分析发现提高冷凝温度后生物油中的烷基碳含量降低,而芳香碳含量提高,芳香度增大。     

添加木醋液和生物炭对堆肥重金属钝化的影响

腐殖质(HS)是有机肥养分质量的重要指标。在堆肥过程中,生物炭和棉秆木醋液的添加会导致堆体内部环境发生变化,但HS的化学性质变化尚不明确。本研究利用火焰原子吸收仪检测了重金属(HMs)(例如Pb、Cr、Cd、Ni)的形态,运用傅里叶变换红外光谱(FTIR)方法和三维激发发射矩阵荧光光谱(3D-EEM)方法以多个角度表征HS与HMs的络合物。同时,采用数理统计、相关性分析和冗余分析(Redundancy analyses, RDA)比较了试验组的腐熟指标(温度、pH值)、腐殖化能力(HS、富里酸(FA)、胡敏酸(HA)、胡敏酸与富里酸之比(H/F))、官能团等。研究结果显示,木醋液处理能使堆肥腐殖化程度相对较高,且位于波数876～835 cm^-1的峰值明显增强表明芳香结构在不断累积,H/F最终均达到2.3以上。T1处理组生物炭处理的HS含量位于T4和T3处理组之间,H/F最终达到3.67。T1处理组对Cr钝化过程,交换态最终钝化比例至2%。T4处理组在Pb钝化过程中,最终残渣态的比例高达68%。Cd受T4处理组影响较大,最终表现为氧化态分别向交换态、还原态、残渣态转...     

不同有机酸对重金属镉形态及生物有效性的影响

为了探求根系分泌有机酸对重金属Cd2+存在形态及生物有效性的影响,研究了不同质量摩尔浓度酒石酸、草酸、苹果酸、柠檬酸、乙酸和EDTA对重金属Cd2+各个形态的影响。研究得出,EDTA最有利于重金属Cd2+活性的增强,其次为柠檬酸和乙酸,苹果酸的效果最差。质量摩尔浓度为1、3mmol/kg的乙酸和柠檬酸以及5、6、7mmol/kg的EDTA最有利于重金属Cd2+生物有效性系数的提高。     

玉米秸秆热解生物油主要成分分析

生物质热裂解产生的生物油是一种含氧量极高的复杂有机成分混合物,在流化床热解实验台上使用玉米秸秆粉为原料来制取生物油。为此,对生物油进行预处理并利用气质联用仪对生物油成分进行了定性分析,初步鉴定出醛、酮、酸、酯、醇、呋喃和酚类等17种主要化合物。这些有机物对生物油的特性有一定影响,分析结果为有效地进一步利用生物油提供了一定的科学依据。     

酿酒酵母和嗜鞣管囊酵母对稀酸水解抑制物的耐受性

研究了酿酒酵母和嗜鞣管囊酵母对油菜秸秆稀酸水解抑制物糠醛、5-羟甲基糠醛和乙酰丙酸的耐受性。酿酒酵母能够耐受分别含有2 g/L糠醛、2 g/L 5-羟甲基糠醛和8 g/L乙酰丙酸的葡萄糖发酵液;分别含有2 g/L糠醛、2 g/L 5-羟甲基糠醛和8 g/L乙酰丙酸的木糖发酵液严重抑制嗜鞣管囊酵母发酵木糖产乙醇。在含有2 g/L糠醛的葡萄糖发酵液中,酿酒酵母和嗜鞣管囊酵母的乙醇质量浓度分别为对照的85.05%和46.70%,而在以木糖为底物的发酵液中,嗜鞣管囊酵母的乙醇质量浓度为对照的12.40%。油菜秸秆水解液能够有效缓解2 g/L糠醛对酿酒酵母和嗜鞣管囊酵母产乙醇的抑制,乙醇质量浓度分别为对照的98.40%和91.00%。研究结果表明,酿酒酵母对抑制物糠醛、5-羟甲基糠醛和乙酰丙酸的耐受性高于嗜鞣管囊酵母。     

基于非等温热重分析法的醋糟燃烧动力学特性分析

利用非等温热重分析法,在不同升温速率、样品粒径及氧气体积分数条件下对特殊的生物质醋糟进行了燃烧特性的研究,分析了不同条件对醋糟燃烧特性参数的影响,并且建立了醋糟的燃烧动力学方程,计算了燃烧动力学参数及机理函数。结果表明:升温速率的增大有助于醋糟的燃烧。样品粒径及氧气体积分数的影响相对较小,且其值变化到一定值后影响不再明显。由Satava-Sestak法计算得到了醋糟燃烧动力参数:活化能Es、指前因子As、机理函数的积分形式G(α)。得到G(α)=[-ln(1-α)]3,醋糟的挥发分析出和燃烧阶段及固定碳燃烧阶段的Es和lgAs都比较相近,Es为120～130 kJ/mol,lgAs为9～11。