膜技术分离纯化秸秆功能糖的研究

发布时间：2017-09-27 14:44

  本文关键词：膜技术分离纯化秸秆功能糖的研究

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【摘要】：在秸秆功能糖的分离纯化技术中,膜分离技术因其具有费用较低、效率较高、节省能耗等特点在食品加工、医药和生化领域被广泛应用,并且引起了广大科研人员的关注。本研究则从以下几个方面阐述膜技术应用于秸秆功能糖分离纯化的高效性和可行性。本文首先研究了不同预处理方法对木聚糖杂质含量的影响,然后联合活性炭分离技术,研究不同超滤膜和纳滤膜对木聚糖提取液和低聚木糖溶液的分离纯化效果。(1)不同工艺的秸秆糖母液中杂质的特点和规律。以玉米秸秆为原料,比较研究不同工艺的预处理秸秆,经过碱提得到的木聚糖母液中的主要成分,包括有色溶质、可溶木质素、盐等杂质的含量,为后续除杂提供依据。(2)考察了纳滤膜截留分子量(Molecular weight cut-off, MWCO)的大小对木聚糖液盐分脱除率和木聚糖回收情况的影响。使用DK1812 (MWCO150-300)进行脱盐时,当NaCl的脱盐率为94.08%时,总糖的脱除率只有10.53%,显示了较高的分离效率。(3)活性炭以及纳滤膜结合活性炭分别以木聚糖和低聚木糖为原料,当活性炭添加量为0.03-0.04g/mL,吸附温度为60-70℃,溶液pH为4,吸附时间为40 mmin时,活性炭在碱提木聚糖溶液中表现出较好的脱色效果。比较不同类型活性炭,在相同条件下AC-6木质干炭(粉末)吸附性能较优,当使用活性炭精制低聚木糖时,木质干炭的吸附率达84.41%,不同浓度的乙醇可以洗脱不同聚合度的低聚木糖,当低聚木糖分子量越高时,其聚合度越大,需要浓度更高的乙醇才能将其从活性炭表面洗脱下来。(4)研究不同截留分子量的超滤膜对分离木聚糖提取液中总糖透过率、截留率、膜污染及膜通量的影响。MWCO为3.5 kDa的超滤膜,渗透通量随运行时间衰减缓慢,20 kDa在低跨膜压(Transmembrane pressure,TMP)时,渗透通量很大,短时间内渗透通量急剧衰减。对于孔径较大的超滤膜,20 kDa的膜孔径较大,大分子木聚糖沉积和积聚在膜孔内,造成堵塞,使溶剂透过率迅速下降,即使增大TMP,膜通量稍有提高但也会迅速衰减；随着压力的增大,最后稳定的膜通量逐渐降低。而MWCO小的膜孔可以缓解大分子溶质在孔道的积聚,因此溶剂透过率衰减缓慢,如果UF膜没有在短时间内衰减,利于分离过程长期稳定运行,因此对于处理量大的分离液,低MWCO超滤膜可以替代高MWCO超滤膜。
【关键词】：玉米秸秆 膜分离 纯化 脱盐 低聚木糖
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ028.8
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 文献综述15-25
• 1.1 低聚木糖简介15-17
• 1.2 低聚木糖生产与精制17-20
• 1.2.1 低聚木糖的制备方法17
• 1.2.2 秸秆功能糖的常规分离纯化方法17-20
• 1.3 膜分离技术在秸秆功能糖分离纯化中的应用20-22
• 1.4 研究目的和意义22
• 1.5 研究内容22-25
• 第二章 不同预处理方法对木聚糖提取的影响25-39
• 2.1 引言25-26
• 2.2 材料与方法26-29
• 2.2.1 实验材料26
• 2.2.2 原料预处理26-27
• 2.2.3 提取27
• 2.2.4 分析与测定27-29
• 2.3 结果与讨论29-36
• 2.3.1 玉米秸秆组分测定结果30
• 2.3.2 不同预处理方法后玉米秸秆固形物回收率对比30-31
• 2.3.3 不同预处理方法后玉米秸秆纤维素、半纤维素含量对比31-33
• 2.3.4 不同预处理方法对木聚糖含量的影响33-34
• 2.3.5 不同预处理方法对木聚糖提取率的影响34-35
• 2.3.6 不同预处理方法对木聚糖色值的影响35-36
• 2.4 本章小结36-39
• 第三章 纳滤膜截留分子量对木聚糖脱盐效果的影响39-53
• 3.1 引言39
• 3.2 材料与方法39-44
• 3.2.1 实验原料39-40
• 3.2.2 提取液纳滤脱盐40-41
• 3.2.3 分析与测定41-44
• 3.3 结果与讨论44-52
• 3.3.1 纳滤膜纯水渗透特性的研究44-46
• 3.3.2 三种膜的除盐效果46-48
• 3.3.3 不同操作模式对木聚糖提取液脱盐过程的影响48-52
• 3.4 本章小结52-53
• 第四章 超滤分离纯化木聚糖提取液的工艺研究53-65
• 4.1 引言53
• 4.2 材料与方法53-56
• 4.2.1 实验原料53-54
• 4.2.2 木聚糖碱抽提液超滤纯化54-55
• 4.2.3 分析方法55-56
• 4.3 结果和讨论56-63
• 4.3.1 超滤膜的初步筛选56
• 4.3.2 不同超滤膜的纯水渗透系数56-57
• 4.3.3 截留分子量大小对超滤结果的影响57-59
• 4.3.4 操作压力对超滤过程的影响59-62
• 4.3.5 超滤膜的后处理工艺62-63
• 4.4 本章小结63-65
• 第五章 膜技术结合活性炭分离纯化低聚木糖65-83
• 5.1 引言65
• 5.2 材料与方法65-71
• 5.2.1 实验原料65-66
• 5.2.2 活性炭预处理66-67
• 5.2.3 膜技术结合活性炭精制低聚木糖67-69
• 5.2.4 活性炭精制低聚木糖69-70
• 5.2.5 分析与测定70-71
• 5.3 结果与讨论71-81
• 5.3.1 活性炭的初步筛选71-72
• 5.3.2 活性炭脱除木聚糖溶液色素的条件优化72-78
• 5.3.3 膜技术结合活性炭在精制低聚木糖中的应用78-81
• 5.4 本章小结81-83
• 第六章 结论和展望83-85
• 6.1 结论83-84
• 6.2 展望84-85
• 参考文献85-91
• 致谢91-93
• 作者简介及硕士期间相关科研成果93-94
• 附件94-95

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：930261