棉秆皮纤维温水浸泡提取技术与影响因素研究

论文摘要

以棉秆皮为研究对象,采用多种脱胶方法进行脱胶提取纤维,并对提取效果进行了对比分析,重点对温水浸泡脱胶过程中脱胶微生物的数量与脱胶酶活性的动态变化、各种影响因素对脱胶效果的影响进行了较为系统的研究,并采用化学助剂、超声震荡以及碱煮等方法进行辅助提取,获得以下结果。1.将多种常用韧皮纤维类植物的纤维提取方法应用于棉秆皮,对胶质去除率、残胶率和脱胶效果进行了对比分析,结果表明化学脱胶拥有最高的胶质去除率,达81.81%,但对纤维品质损伤较大。而温水浸泡脱胶的胶质去除率为76.46%,从各种因素综合考虑,可以认为温水浸泡脱胶是效果较理想的棉秆皮脱胶方法。2.对棉秆皮温水浸泡脱胶过程中果胶酶、纤维素酶、木聚糖酶的酶活性动态变化,以及脱胶过程中的细菌总数及脱胶中果胶分解菌和半纤维素分解菌数量的动态变化进行了较为系统的研究,并分析了水体中还原糖、COD、pH值的变化。结果发现水体中与微生物总量在前期以好氧菌为主,后期以厌氧菌为主,脱胶酶的活性变化趋势与微生物数量的变化趋势基本一致,水体中还原糖含量呈前后两个高峰,与酶活性变化趋势相关,而水体COD呈持续上升,pH值则表现为先降后升并逐渐维持在5.1左右的酸性环境,为纤维提取工艺流程的科学调控提供了重要参考。3.对棉秆皮温水浸泡脱胶中pH、温度、时间和浴比等影响因素对脱胶效果的影响进行了分析比较,并使用正交实验分析法建立了温水浸泡纤维提取工艺的优化条件,确定最佳条件为浴比1:20,水体初始pH为7.0,脱胶时间120 h,水体温度35℃。4.在棉秆皮的温水浸泡脱胶过程中添加不同的化学助剂,分析其对温水浸泡脱胶效果的影响,确定NH4HCO3为棉秆皮纤维温水浸泡提取的最佳化学助剂,并以经优化的棉秆皮纤维温水浸泡提取工艺条件进行提取,加以超声震荡和碱煮后期处理,结果使胶质去除率由76.46%提高至85.76%,周期缩短约40%,所提取纤维品质与传统温水浸泡提取所得纤维相比有一定提高,工艺条件简单易控,应用前景广泛。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 文献综述
• 1 棉秆资源的利用现状
• 1.1 能源化利用
• 1.2 农业化利用
• 1.3 工业化利用
• 2 棉秆皮的成分与纤维性能
• 2.1 棉秆皮的化学成分
• 2.2 棉秆皮纤维的物理性能
• 2.3 棉秆皮的脱胶
• 3 国内外植物的微生物脱胶研究动态
• 3.1 天然微生物脱胶
• 3.2 加菌发酵脱胶
• 3.3 酶制剂脱胶
• 3.4 脱胶效果的评判
• 4 研究的目的意义与研究内容
• 4.1 研究目的意义
• 4.2 研究内容
• 第二章 棉秆皮温水浸解脱胶与各种脱胶方法效果的比较
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验方法
• 1.3 测定项目与方法
• 2 结果和分析
• 2.1 棉秆皮胶质总量测定结果
• 2.2 棉秆皮高压蒸煮脱胶的结果
• 2.3 棉秆皮化学脱胶的结果
• 2.4 棉秆皮酶制剂脱胶的结果
• 2.5 棉秆皮温水浸解脱胶的结果
• 3 讨论
• 第三章 棉秆皮温水浸解法脱胶的动态观测
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验方法
• 1.3 测定项目与方法
• 2 结果和分析
• 2.1 棉秆皮温水浸解脱胶过程中脱胶酶活性的变化
• 2.2 棉秆皮温水浸解脱胶过程中微生物数量与种类的变化
• 2.3 棉秆皮温水浸解脱胶过程中还原糖含量的变化
• 2.4 棉秆皮温水浸解脱胶过程中水体性质的变化
• 3 讨论
• 第四章 棉秆皮纤维温水浸解提取影响因素的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验方法
• 1.3 棉秆皮纤维温水浸解提取单因素试验设计
• 1.4 棉秆皮纤维温水浸解提取正交试验设计
• 2 结果和分析
• 2.1 水源水质对棉秆皮纤维温水浸解提取效果的影响
• 2.2 棉秆部位对棉秆皮纤维温水浸解提取效果的影响
• 2.3 正交试验单因素试验结果
• 2.4 正交试验及最佳提取工艺参数的确定
• 3 讨论
• 第五章 化学助剂及前后处理对棉秆皮纤维温水浸解提取效果的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验方法
• 1.3 化学助剂辅助提取试验设计
• 1.4 超声震荡辅助提取试验设计
• 1.5 碱煮辅助提取试验设计
• 2 结果和分析
• 2.1 化学助剂对棉秆皮纤维温水浸解提取效果的影响
• 2.2 化学助剂对棉秆皮纤维温水浸泡提取脱胶酶活性的影响
• 2.3 超声震荡对棉秆皮纤维温水浸解提取效果的影响
• 2.4 化学助剂-超声震荡-碱煮联合辅助提取对棉秆皮纤维温水浸解提取效果的影响
• 3 讨论
• 第六章 结论
• 1 结论
• 2 创新点
• 参考文献
• 图版
• 致谢
• 作者简介