醛基淀粉的制备及在处理含蛋白废水中的应用

论文摘要

以马铃薯原淀粉为原料,在一定工艺条件下对其进行氧化处理,制备含有醛基的变性淀粉。在处理含蛋白废水的工艺中,醛基淀粉中的醛基与亲水蛋白质上的氨基结合,从而将水溶性蛋白质从废水中除去,进而使废水达到排放要求。研究实验涉及醛基淀粉的制备及对废水去除蛋白质的处理。课题主要研究内容如下：1、氧化剂的筛选：通过控制工艺条件从NaClO、KMnO4、H2O2和NaIO4中选择可以将淀粉氧化得到醛基淀粉的氧化剂,最后确定NaI04作为氧化剂。2、对高碘酸钠（NaIO4）和淀粉进行反应的时间、温度、环境pH、氧化剂的浓度及氧化剂与淀粉的摩尔比例分别进行了研究,确定了制备醛基淀粉的工艺条件；研究得知可以通过控制氧化剂的浓度和氧化剂与淀粉的摩尔比例制备出各种醛基含量的醛基淀粉。3、建立牛血清蛋白废水模型和玉米蛋白废水模型,分别用自制醛基淀粉处理废水模型,讨论处理时间、处理温度、醛基淀粉添加量和所用醛基淀粉醛基含量四个因素对蛋白质的去除效果的影响。应用正交分析法分别研究四个因素对两类水溶蛋白的去除效果。处理牛血清蛋白废水的最佳工艺条件是：处理温度25℃,处理时间为2h、醛基淀粉添加量为4g/L、醛基含量为30%,此时蛋白质去除率为95.3%；处理玉米蛋白废水时的最佳工艺条件是：处理温度45℃,处理时间为2.5h、醛基淀粉添加量为4g/L、醛基含量为95%,此时蛋白质的去除率为78.5%。4、用红外光谱分析醛基淀粉与原淀粉的基团结构异同,从红外光谱图中可以看出醛基淀粉在1720cm-1～1740cm-1处有醛羰基振动峰出现,表明淀粉链上有醛基基团；用扫描电镜观察原淀粉与醛基淀粉的表观结构,可以看出原淀粉表面光滑,而经过高碘酸钠氧化过的醛基淀粉表面凹陷、不均匀,但是仍然保持淀粉的颗粒性质。5、用粘度测定仪（RVA）测定原淀粉与醛基淀粉的粘度,分析了原淀粉和醛基淀粉的粘度与温度变化的关系。6、对原淀粉和醛基淀粉的白度、含水量、溶解度、溶胀率、碘蓝值、吸湿率等性质进行了比较分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 主要符号表
• 1 前言
• 1.1 淀粉简介
• 1.1.1 各类淀粉简介
• 1.1.2 淀粉生产工艺
• 1.1.3 淀粉分子结构
• 1.1.4 淀粉内部构造
• 1.2 淀粉的性质
• 1.2.1 淀粉的糊化和老化
• 1.2.2 淀粉遇碘变蓝
• 1.3 现代分析技术在淀粉及变性淀粉研究中的应用
• 1.3.1 红外光谱在淀粉分析中的应用
• 1.3.2 电镜在淀粉分析中的应用
• 1.3.3 示差扫描量热分析
• 1.3.4 快速粘度分析仪
• 1.3.5 X-衍射
• 1.4 变性淀粉概述
• 1.4.1 变性淀粉的发展
• 1.4.2 变性淀粉的分类
• 1.4.3 变性淀粉种类
• 1.5 氧化淀粉
• 1.5.1 氧化淀粉简介
• 1.5.2 氧化剂类别
• 1.5.3 影响氧化淀粉生产的因素
• 1.5.4 常用氧化剂种类
• 1.6 淀粉及其衍生物的应用
• 1.6.1 应用于烘焙制品
• 1.6.2 应用于乳制品
• 1.6.3 应用于肉制品
• 1.6.4 淀粉及其衍生物的其它应用
• 1.6.5 影响淀粉及其衍生物应用的因素
• 1.7 醛基淀粉
• 1.7.1 醛基淀粉的发展和国内外研究现状
• 1.7.2 醛基淀粉的基本特性和作用
• 1.7.3 醛基淀粉的制备
• 1.7.4 醛基淀粉生产工艺
• 1.7.5 高碘酸钠的回收
• 1.7.6 醛基淀粉的应用
• 1.8 关于废水处理
• 1.9 本研究的理论依据
• 1.10 本课题研究的目的、意义及内容
• 1.10.1 研究目的及意义
• 1.10.2 研究内容
• 2 材料与方法
• 2.1 实验原料与设备
• 2.1.1 实验原料及试剂
• 2.1.2 主要仪器设备
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 醛基淀粉的制备
• 2.2.2 氧化剂的选择
• 2.2.3 醛基含量的测定
• 2.3 结构分析
• 2.3.1 红外光谱检测方法
• 2.3.2 扫描电镜检测方法
• 2.4 性质分析
• 2.4.1 原淀粉和醛基淀粉白度测定
• 2.4.2 水分含量测定
• 2.4.3 吸湿率测定
• 2.4.4 碘蓝值测定
• 2.4.5 溶解度测定
• 2.4.6 原淀粉与醛基淀粉RVA糊化曲线的测定
• 2.5 醛基淀粉处理废水
• 2.5.1 实验原理
• 2.5.2 蛋白废水模型制备
• 2.5.3 处理方法
• 2.6 废水中蛋白质的测定
• 3 结果与讨论
• 3.1 氧化剂的选择
• 3.2 各因素对两种醛基淀粉醛基含量的影响
• 3.2.1 反应温度对醛基含量的影响
• 3.2.2 反应时间对醛基含量的影响
• 3.2.3 反应pH对醛基含量的影响
• 3.2.4 高碘酸钠浓度对醛基含量的影响
• 3.2.5 高碘酸钠与淀粉的摩尔比例对产品的醛基含量的影响
• 3.3 不同醛基含量醛基淀粉的制备
• 3.4 考马斯亮蓝标准曲线
• 3.5 醛基淀粉处理蛋白废水的研究
• 3.5.1 处理温度对蛋白质去除率的影响
• 3.5.2 处理时间对蛋白质去除率的影响
• 3.5.3 醛基淀粉添加量对蛋白质去除率的影响
• 3.5.4 醛基含量对蛋白质去除率的影响
• 3.6 正交分析
• 3.6.1 醛基淀粉去除牛血清蛋白废水工艺条件优化
• 3.6.2 醛基淀粉处理玉米蛋白废水工艺条件优化
• 3.7 结构分析
• 3.7.1 红外分析
• 3.7.2 扫描电镜分析
• 3.8 性质分析
• 3.8.1 原淀粉和醛基淀粉白度测定
• 3.8.2 含水量测定
• 3.8.3 溶解度溶胀率
• 3.8.4 碘蓝值
• 3.8.5 吸湿率
• 3.8.6 马铃薯原淀粉与醛基淀粉的RVA粘度曲线
• 4 结论
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 8 致谢