玉米秸秆中木质素、半纤维素和纤维素的组分分离研究

针对分离植物茎秆中的木质素、半纤维素和纤维素需高温和高压处理的苛刻条件以及所得组分纯度和回收率均较低的缺陷,采用乙醇和硝酸相结合的方法对玉米秸秆在常压下进行预处理,经稀碱溶液蒸煮及过氧化氢处理,实现高效分离和回收木质素、半纤维素和纤维素组分的目的。正交试验确定的最佳条件为：固液比1∶14、硝酸与乙醇体积比1∶2、76℃下反应3 h,原料的木质素脱除率达76.3%,木质素回收率为44.5%;预处理后的原料以4% NaOH为溶剂、固液比1∶40、95℃下蒸煮2.5 h,其半纤维素脱除率98.8%,半纤维素回收率达66.0%（滤液∶乙醇1∶0.8、pH 7、沉淀2 h）;粗纤维素以2.5%H2O2为溶剂、固液比1∶30、pH 11.5、（46±1）℃下处理6 h,其纤维素纯度99.28%,回收率59.7%。该方法具有工艺条件温和及绿色环保等优势,为玉米秸秆的分级利用提供了一条新的途径。     

从稻草中分离乙二醇木质素的研究

主要研究了液固比(W/W)、乙二醇质量分数、反应温度及保温时间等因素对用高压釜提取稻草木质素的影响.结果表明,优化的工艺条件为液固比(W/W)12:1,乙二醇质量分数90%,反应温度240℃,保温时间2.5 h.提取液经水沉淀,抽滤,真空干燥,得到土黄色的木质素,溶剂经减压蒸发可循环使用.测定了木质素的溶解性能,并对其进行了红外与紫外光谱分析.     

利用乙醇自催化法提取棉秆中的木质素

采用乙醇自催化法提取棉秆中的木质素,考察了乙醇浓度、反应温度、反应时间、棉秆-乙醇的固液比等因素对木质素产率的影响规律.确定了乙醇自催化法提取棉秆中木质素的最优提取条件为:乙醇浓度为75％,反应时间为3h,反应温度为200℃,棉秆-乙醇固液比为1g∶6mL.在此条件下所得木质素的产率最高,为47.0％.     

刺五加根茎剩余物丙酮有机溶剂提取木质素及抗氧化活性

以制药废弃物刺五加根茎剩余物为原料,采用丙酮有机溶剂法提取木质素,探讨了反应温度、反应时间、料液比、乙酸体积分数、丙酮体积分数等工艺条件对木质素得率和木质素抗氧化活性的影响。结果表明：反应温度对丙酮有机木质素抗氧化性能影响最显著,其他因素不显著。优化工艺条件为反应温度180℃、丙酮体积分数80%、料液比1：20、反应时...     

水稻秸秆生物炭制备硅酸钠及白炭黑工艺研究

为有效利用水稻秸秆富硅特性并解决水稻秸秆资源化利用问题,以水稻秸秆生物炭为原料,利用碱溶酸沉方法制备硅酸钠溶液并进一步生产白炭黑。通过单因素试验及中心组合设计响应面法分析硅酸钠溶液及白炭黑最佳制备条件。结果表明,在NaOH溶液浓度2 mol·L^-1、液料比7 mL·g^-1、反应温度90℃、反应时间4 h条件下水稻秸秆生物炭制得硅酸钠模数为0.69,SiO₂溶出率为61.3%;在反应温度80℃、硫酸溶液浓度11%、反应终点pH 9,陈化时间2 h条件下制备的白炭黑纯度为94.68%。通过X射线衍射及红外光谱分析发现制备的白炭黑为无定形水合二氧化硅结构。优化水稻秸秆生物炭制备硅酸钠以及进一步生产白炭黑最佳反应条件,对水稻秸秆高效循环利用具有较高参考价值,为低模数稻秆基硅酸钠制备高纯度白炭黑提供理论依据和技术支撑,对水稻秸秆资源化利用具有积极作用。     

稻壳灰制备硅铁红的工艺研究

[目的]研究了稻壳灰制备硅铁红的工艺,为拓宽稻壳灰综合利用途径提供参考。[方法]在微波辐射条件下,采用稻壳灰为原料制备水玻璃,而后以此水玻璃为原料,利用溶胶-凝胶法,在微波辅助干燥条件下制备硅铁红颜料。同时考查了硅/铁摩尔比、微波辐射功率及时间、煅烧温度等因素对硅铁红包裹率的影响。[结果]研究表明,硅/铁摩尔比为7∶1,微波辐射功率和时间分别为600 W和8min,前驱体煅烧温度和时间分别为750℃和2 h;此条件下制备的Fe2O3/SiO2,其包裹率达到93.1%。[结论]在微波辅助下通过简单的sol-gel工艺,可以将SiO2玻璃包裹于Fe2O3颗粒表面而制备出硅铁红包裹颜料并且所制备的硅铁红包裹率高达93%左右,比市售硅铁红的包裹率要高。该工艺操作简单,适合工业化生产。     

水解-氧化法制备甘蔗叶生物质腐植酸

本研究以甘蔗叶为原料,通过设计模拟矿源腐植酸形成过程中的化学反应,研究将甘蔗叶转化为腐植酸的技术,并将实验室制得的腐植酸与矿源腐植酸和木质素进行比较研究。制备过程：首先进行酸水解反应,将其中的纤维素和半纤维素水解为可溶解的水解糖,将木质素转化为不溶的腐植酸前体,固液分离;然后用氧化剂对腐植酸前体进行氧化反应,重新生成亲水性的羧基基团,完成腐植酸的制备。实验结果表明,水解反应步骤时,在固定20∶50（g∶mL）固液比的条件下,最佳的反应条件为：10%的硫酸和1%的硝酸组成的水解液,在150 ℃的温度下,水解3 h;氧化步骤中,腐植酸前体以1∶13（g∶mL）的固液比与3.5%的硝酸在80 ℃的温度下反应2 h。经元素分析、酸性基团分析、紫外和红外光谱以及核磁共振波谱等一系列分析手段,证实制备的蔗叶生物质腐植酸有较高的腐殖化和芳香化程度,其各项指标均接近于矿源腐植酸。该方法能成功制备腐植酸,同时利用产生的水解糖还具备与多种现有生物质产业相结合的潜在可能,以解决其水解残渣的问题。     

1,4-丁二醇法对棉秆木质素的高效绿色分离研究

木质素是芳香性单体聚合后形成的天然高分子,对其进行高效绿色分离研究具有重要的意义。将1,4-丁二醇应用于棉秆木质素的分离,通过系统考察和试验优化,得到的最优条件是以80%的1,4-丁二醇为溶剂,按其体积与棉秆质量的比例12∶1(m L∶g)投料,以36%的硫酸为催化剂(用量为溶液体积的2.2%),在210℃下蒸煮3 h后,木质素的产率达到97.4%。对该溶剂的重复利用4次后,木质素的产率才开始明显下降,为木质素的高效绿色分离和棉秆的资源化利用提供了新的方法。     

微生物发酵法制备大豆小分子肽的工艺条件研究

[目的]探讨制备大豆小分子肽的最佳工艺条件。[方法]以脱脂大豆粉为原料,通过多种微生物菌种固态发酵产蛋白酶水解制备小分子肽,并应用正交试验优化制备条件。[结果]试验得出,微生物发酵法制备大豆小分子肽的最优发酵条件为:料液比1∶1.0 g/ml、0.2%黑曲霉、0.2%米曲霉、1‰酿酒酵母、发酵温度32℃,湿度80%、发酵时间36 h时,蛋白酶活力为466.8 U/g;最优水解条件为:水解温度55℃、水解时间10 h、pH 6.5、料液比为1∶2.5 g/ml时,水解度可达到90.61%。[结论]此工艺方法提高了脱脂大豆粉的食用价值和产品附加值。     

信阳毛尖废弃物中黄酮类化合物的提取工艺

对信阳毛尖废弃物中黄酮类化合物的提取工艺进行了研究.在提取过程中,通过单因素试验分析了3个主要因素料液比、提取温度及提取时间对提取率的影响.在单因素试验的基础上,通过正交试验设计对水浸提和乙醇浸提黄酮类化合物的提取工艺条件进行了优化组合.结果表明,水浸提法的最佳工艺条件为料液比1:10、浸提温度80℃、反应时间0.5 h;乙醇浸提法的最佳工艺条件为乙醇体积分数50%、料液比1:15、反应温度70℃、反应时间1h.     

甘蔗渣高沸醇溶剂法制取木质素

甘蔗渣是重要的造纸原料,采用高沸醇溶剂法在190-220℃,加入含少量脱木素催化剂浓度为75%-85%的高沸醇,液比为1∶6条件下蒸煮甘蔗渣1.0-1.5小时,经分离可同时得到纤维素和高化学活性木质素。此法属无硫无污染、零排放的创新性环保友好型造纸新工艺。     

利用稻壳灰水热合成A型沸石的工艺研究

[目的]得出稻壳灰合成A型沸石的最佳条件。[方法]利用水热法对稻壳灰合成A型沸石的反应温度、碱浓度、反应物硅铝比和反应时间进行研究。[结果]在水热温度100℃,NaOH浓度为2 mol/L,原料硅铝比为1.0～2.0,反应时间为4～6 h的条件下,可以得到结晶度较高的A型沸石。[结论]该方法工艺简单经济,为生物质灰的利用提供了一种思路,有利于实现完整的生物质能源利用系统,形成可持续发展。     

氢氧化钠法稻壳基活性炭制备及表征

[目的]研究利用稻壳为原料来制备活性炭的新工艺,提高稻壳利用率和减少环境污染。[方法]以长沙市郊的普通稻壳为试验原料,将稻壳洗净、晒干、粉碎和炭化,冷却后研磨,将其与NaOH混合进行活化,并用扫描电镜和X射线光谱仪对其形态和晶体结构进行表征。同时对炭化温度、炭化时间、碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭的吸附性能的影响进行研究。[结果]稻壳内固定碳含量为18%,炭化温度为400℃时的碘吸附值最大,活化温度和时间分别为750℃和1h时,制得的活性炭的吸附性能最好。[结论]利用稻壳为原料,NaOH为活化剂来制备活性炭,方法简便、实用,可以被广泛推广。     

刺五加根茎高沸醇木质素的分离及抗氧化活性

以制药生产提取的剌五加根茎剩余物作为原料,采用高沸醇溶剂法提取小质素,探讨了反应温度、反应时间、料液比、乙酸浓度、高沸醇浓度等工艺条件对木质素得率和木质素抗氧化活性的影响,并确定了优化的工艺条件结果表明：各因素对木质素抗氧化性质的影响差异很大,反应温度因素对高沸醇木质素抗氧化性能影响最显著,其次是反应时间因素;在相同木...     

酶解法提取玉米须中总黄酮工艺的优化

以乙醇溶液为提取剂,采用纤维素酶酶解的方法从玉米(Zea mays)须中提取总黄酮.设计单因素试验分析了酶用量、酶解温度、酶解时间、pH、乙醇体积分数和料液比等6个因素对玉米须中总黄酮提取率的影响,采用响应面法进一步优化总黄酮提取的工艺条件.结果表明,酶法提取玉米须中总黄酮的最佳工艺条件为每5.0 g干燥的玉米须粉末中加入3.0 g纤维素酶、酶解温度45.00℃、酶解时间149.1 min、pH4.49、体积分数30％的乙醇溶液作为提取溶剂、料液比1∶20(m∶V,g/mL),此条件下玉米须总黄酮的提取率可达0.837％.     

碎米蛋白的提取及多孔淀粉的制备

碎米蛋白和大米淀粉可以作为碎米综合利用的2个主产品。采用碱法将碎米蛋白和淀粉分离。研究表明:蛋白最适提取条件为碱液质量分数0.3%,提取时间8 h,提取温度为室温,料液比为15∶,蛋白得率67.3%。同时,研究了以碎米淀粉为原料,采用α-淀粉酶水解的处理方法制备多孔淀粉。研究表明多孔淀粉的最佳反应条件为:反应时间8 h,温度50℃,pH 6.0,α-淀粉酶用量1.5%,制备的多孔淀粉具有良好的吸水和吸油性能。     

棉粕制取生物柴油的研究

[目的]研究棉粕浸提棉籽油来制备生物柴油的工艺。[方法]以棉粕浸取棉籽油为原料,研究了不同溶剂、浸提时间、提取温度、浸提溶剂与棉粕质量比对提取率的影响,以及反应时间、醇油物质的量比和催化剂用量对酯交换的影响。[结果]浸提棉籽油的最佳工艺条件为：以环己烷：甲醇（3：1）混合液为溶剂,浸提温度60℃,浸提时间4h,溶剂与棉粕质量比为4：1（ml：g）,此时棉粕油的提取率为99.6%。最佳酯交换反应条件为：以KOH为催化剂,反应时间60min,醇油物质的量比7：1,催化剂用量1.2%,此条件下的生物柴油收率可达96.9%。[结论]为棉粕的综合利用以及生物柴油的制备提供了一定的技术支持。     

多粘类芽孢杆菌DN-1固态发酵条件优化

[目的]探讨多粘类芽孢杆菌DN-1固体发酵条件。[方法]以活菌数和芽孢率为指标,采用单因素和多因素试验对DN-1菌株的最适培养基成分及发酵条件进行优化。[结果]菌株DN-1最适培养基配比为:15%稻壳,40%玉米粉,20%马铃薯,10%茶渣饼,15%水,0.1%磷酸氢二钾和0.2%硫酸锰。最适发酵条件为:发酵时间72 h,发酵温度37℃,初始pH 6.5~7.0,接种量10%。优化后菌株DN-1活菌数、芽孢率分别达26.3亿/g、92%。[结论]试验结果为DN-1菌株的进一步研究及应用提供了参考。     

芦荟皮叶绿素的提取及稳定性研究

以芦荟皮为原料,采用醇提法提取芦荟皮中的叶绿素。通过单因素试验分析了浸提溶剂种类、浸提溶剂浓度、浸提温度、浸提时间和料液比等5个主要因素对芦荟皮叶绿素提取效果的影响。在单因素的基础上,采用L9(34)正交试验设计优化芦荟皮叶绿素的提取工艺,并对叶绿素的光稳定性、热稳定性以及耐酸碱性等方面进行研究。结果表明:体积分数φ(乙醇)=85%、浸提温度80℃、浸提时间5.0h、料液比1∶50是最优工艺条件,叶绿素的提取率可达0.1970mg/g。芦荟皮叶绿素具有良好的耐热性;自然光长时间照射会影响叶绿素的稳定性;在弱碱性介质环境中,叶绿素稳定性良好。     

微波辐射稻壳灰制纳米SiO_2

[目的]研究稻壳灰制备纳米SiO2的方法,为稻壳灰综合利用提供参考。[方法]在微波辐射条件下,采用稻壳灰为原料制备出硅酸钠。而后,又以这种硅酸钠为原料,用化学沉淀法制备出纳米SiO2。[结果]研究了焙烧温度、表面活性剂的用量及溶液pH值对纳米SiO2粒径的影响。硅酸的聚合速度与溶液的pH值有很大关系,而聚合速度直接影响到硅酸的分子量,进而影响SiO2的粒径,溶液pH值在5~6最好;焙烧温度对SiO2的粒径及形貌有较大影响,温度高了,团聚多,形貌不好;表面活性剂的用量需达到一定值才可防止粒子团聚。结果表明：在PEG添加量为≥0.15 g时,经过600℃焙烧后,可制备近似球形的纳米SiO2。[结论]利用微波辐射提取稻壳灰中的SiO2,通过化学沉淀法可制备近似球形的纳米SiO2。该方法操作简单,易于工业化,有利于稻谷壳灰的综合利用。