農(nóng)作物秸稈低聚木糖膜分離純化和濃縮的研究

【摘要】：在低聚木糖的制備過(guò)程中,木聚糖經(jīng)酶水解后,得到的酶解液除含低聚木糖外,還含酶蛋白、木質(zhì)素、色素、無(wú)機(jī)鹽等雜質(zhì),影響產(chǎn)品感官品質(zhì),傳統(tǒng)純化方法如離子交換色譜法周期長(zhǎng)、成本高而且操作復(fù)雜；酶解液經(jīng)脫色脫鹽后,得到的低聚木糖液濃度低,需進(jìn)行濃縮才能作為商品出售。工業(yè)常用的真空濃縮法蒸汽消耗大、成本高、操作復(fù)雜且高溫易使產(chǎn)品色澤加深。 本論文針對(duì)上述不足,采用膜分離中試實(shí)驗(yàn)設(shè)備,致力于超濾、納濾、反滲透等膜技術(shù)純化和濃縮低聚木糖的工藝研究,建立相關(guān)膜通量模型,并對(duì)膜清洗和膜通量恢復(fù)進(jìn)行了初步研究,以期為高品質(zhì)低聚木糖產(chǎn)品的工業(yè)開發(fā)和應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。 實(shí)驗(yàn)以秸稈木聚糖酶酶解液為原料,通過(guò)探索料液濃度、操作壓力、溫度、pH等工藝參數(shù)對(duì)膜通量、蛋白和木質(zhì)素去除率、總糖轉(zhuǎn)移率、超濾液的透光率和脫色率的影響,得到秸稈酶解液超濾純化的最佳工藝條件為：料液濃度2.00-2.37°Bx、操作壓力0.18MPa、溫度25-35℃、pH為7。在此條件下,控制料液濃度2.24°Bx、溫度25℃,經(jīng)21min左右后膜通量基本穩(wěn)定,由216.8L·m-2·h-1降至137.6L·m-2·h-1。超濾工藝使料液固形物含量由2.24°Bx降至1.75°Bx,總糖轉(zhuǎn)移率90.1%,蛋白去除率67.9%,木質(zhì)素去除率67.8%,透光率由75.7%提高到93.7%,脫色率80.6%。超濾透過(guò)液脫色效果顯著,且較原液更澄清透亮。通過(guò)考察不同料液濃度和壓力差下秸稈木聚糖酶酶解液的超濾膜通量變化,基于阻力疊加模型,建立了超濾膜通量模型,其平均偏差率低于1%,能很好地預(yù)測(cè)不同操作條件下的膜通量。 實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了納濾膜和反滲透膜的純水透過(guò)通量、除鹽及濃縮性能的比較研究,確定納濾在分離濃縮效率和操作成本上均優(yōu)于反滲透。通過(guò)探索料液濃度、操作溫度、壓力、膜進(jìn)口料液流量等工藝參數(shù)對(duì)納濾膜通量的影響,并進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化,得到低聚木糖稀溶液納濾濃縮的最佳膜分離性能工藝條件為：溫度42℃、膜進(jìn)口料液流量1290L/h、操作壓力0.85MPa,此條件下實(shí)際膜通量為33.20L.m-2·h-1,與響應(yīng)面預(yù)測(cè)值33.79L·m-2·h-1基本相符,所建立的二次回歸模型很好地預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在此條件下,濃縮初始可溶性固形物含量為2°Bx的低聚木糖稀溶液,經(jīng)23min可將其濃縮至7.64°Bx,濃度提高近4倍。通過(guò)考察不同料液濃度和壓力差下低聚木糖稀溶液的納濾膜通量變化,基于經(jīng)典的膜分離模型,建立了納濾膜通量模型,其預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值相關(guān)系數(shù)達(dá)0.9937,能很好地預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 通過(guò)比較不同清洗劑的清洗效果,得到超濾采用0.1%三聚磷酸鈉與0.025%十二烷基苯磺酸鈉復(fù)合清洗劑,清洗效果最好,膜純水通量恢復(fù)率達(dá)99.6%。納濾采用0.2%HCl溶液,清洗效果最好,膜純水通量恢復(fù)率達(dá)97.9%。 【關(guān)鍵詞】：低聚木糖 膜分離 純化 濃縮
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 文獻(xiàn)綜述10-21
• 1.1 低聚木糖研究概況10-14
• 1.1.1 低聚木糖的組成、分子結(jié)構(gòu)及應(yīng)用10-11
• 1.1.2 低聚木糖的制備、分離純化及濃縮方法11-14
• 1.2 膜分離技術(shù)在低聚木糖分離純化和濃縮中的應(yīng)用14-19
• 1.2.1 膜分離技術(shù)簡(jiǎn)介14-16
• 1.2.2 超濾在低聚木糖分離純化中的應(yīng)用16-18
• 1.2.3 納濾在低聚木糖濃縮中的應(yīng)用18-19
• 1.3 本課題的研究意義、方法、內(nèi)容和創(chuàng)新之處19-21
• 1.3.1 研究意義19-20
• 1.3.2 研究方法20
• 1.3.3 研究?jī)?nèi)容20
• 1.3.4 創(chuàng)新之處20-21
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法21-30
• 2.1 材料與儀器21-23
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑21-22
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器22-23
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)?zāi)し蛛x裝置示意圖23
• 2.2 主要測(cè)定方法23-30
• 2.2.1 料液主要成分的測(cè)定23-25
• 2.2.2 料液的性質(zhì)表征25-30
• 第三章 超濾分離純化秸稈酶解液的工藝研究30-45
• 3.1 引言30
• 3.2 超濾膜過(guò)濾工藝的研究30-31
• 3.2.1 超濾工藝參數(shù)的確定30-31
• 3.2.2 膜清洗與膜通量恢復(fù)31
• 3.3 結(jié)果與討論31-43
• 3.3.1 秸稈木聚糖酶酶解液主要成分分析31-32
• 3.3.2 超濾膜及膜組件的選擇32-33
• 3.3.3 超濾工藝參數(shù)的確定33-41
• 3.3.4 最優(yōu)化設(shè)計(jì)41-42
• 3.3.5 膜清洗與膜通量恢復(fù)42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第四章 超濾膜通量模型的建立45-58
• 4.1 引言45-46
• 4.2 秸稈酶解液超濾過(guò)程的控制46
• 4.3 超濾膜污染機(jī)理分析46
• 4.3.1 超濾分離機(jī)理46
• 4.3.2 超濾膜污染機(jī)理46
• 4.4 超濾膜通量模型46-57
• 4.4.1 超濾膜通量模型的建立46-48
• 4.4.2 超濾膜通量模型的假設(shè)48-49
• 4.4.3 超濾膜通量模型的求解49-56
• 4.4.4 超濾膜通量模型的檢驗(yàn)及修正56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第五章 膜分離濃縮秸稈低聚木糖液的工藝研究58-75
• 5.1 引言58
• 5.2 膜分離濃縮工藝的研究58-60
• 5.2.1 納濾和反滲透濃縮法的選擇58-59
• 5.2.2 納濾工藝參數(shù)的確定59-60
• 5.2.3 膜清洗與膜通量恢復(fù)60
• 5.3 結(jié)果與討論60-73
• 5.3.1 納濾和反滲透濃縮法的選擇60-63
• 5.3.2 納濾工藝參數(shù)的確定63-71
• 5.3.3 最優(yōu)化設(shè)計(jì)71-72
• 5.3.4 膜清洗與膜通量恢復(fù)72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-75
• 第六章 納濾膜通量模型的建立75-81
• 6.1 引言75
• 6.2 低聚木糖稀溶液納濾過(guò)程的控制75
• 6.3 納濾分離機(jī)理與模型75-76
• 6.3.1 納濾分離機(jī)理75
• 6.3.2 納濾分離模型75-76
• 6.4 納濾膜通量模型76-80
• 6.5 本章小結(jié)80-81
• 第七章 結(jié)論81-83
• 致謝83-84
• 參考文獻(xiàn)84-91
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果91

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

秸稈低聚木糖溶液納濾分離特性和滲濾工藝    趙鶴飛;楊瑞金;趙偉;盧蓉蓉;張文斌;

低聚木糖的性質(zhì)與生產(chǎn)應(yīng)用    余東霞;

推薦項(xiàng)目    

低聚木糖在餅干生產(chǎn)中的應(yīng)用研究    周翠英;

低聚木糖在食品加工過(guò)程中的穩(wěn)定性研究    劉曉艷;白衛(wèi)東;黃丹云;

低聚木糖在保健食品中的應(yīng)用    尹利端;王立志;董叢超;

功能性低聚木糖的研究進(jìn)展    呂銀德;趙俊芳;

低聚木糖的研究進(jìn)展    薛靜玉;陳復(fù)生;丁長(zhǎng)河;武秋穎;

果汁型低聚木糖仙人掌飲料    夏慧玲,吳凌偉,王水興

果汁型低聚木糖仙人掌飲料研究    夏慧玲,吳凌偉,王水興

麥草堿預(yù)提取液制備低聚木糖的研究    徐明;張升友;蘇振華;張羽;馮文英;

低聚木糖的生理作用及其在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用    劉麗;

益生素和低聚木糖對(duì)仔豬生產(chǎn)性能影響的研究    楊海英;林化成;楊良;

益生素和低聚木糖對(duì)仔豬的飼養(yǎng)效果    楊海英;林化成;楊良;姬紅波;

低聚木糖對(duì)AA肉雞生產(chǎn)性能、血清相關(guān)指標(biāo)及盲腸大腸桿菌數(shù)的影響    陳雁南;羅有文;郝家杰;周巖民;

低聚木糖產(chǎn)品含量測(cè)定方法研究    何國(guó)亮;

無(wú)機(jī)膜分離技術(shù)中膜通量的測(cè)評(píng)方法研究    姜淑;馬銀海;古昆;

酶法生產(chǎn)低聚木糖    程顯好;袁建國(guó);侯永勤;賀連智;張友軍;劉鵬;夏艷艷;

陶瓷膜錯(cuò)流微過(guò)濾技術(shù)處理高濁度水實(shí)驗(yàn)研究    張平;鄧正棟;周志鵬;吳克宏;

棉籽殼源低聚木糖菌糠對(duì)AA肉雞生長(zhǎng)及屠宰性能影響的研究    范艷平;黃凱;王懷蓬;林琳;呂文亭;張秀明;孫鎮(zhèn)平;

低聚木糖在飼料中的應(yīng)用    山東龍力生物科技股份有限公司 寧俊

低聚木糖片劑的制作    寧俊

低聚木糖產(chǎn)品將開辟健康產(chǎn)業(yè)新藍(lán)海    陳菲

低聚木糖在面包中生產(chǎn)的應(yīng)用    山東龍力生物科技股份有限公司技術(shù)服務(wù)部

低聚木糖在果脯蜜餞中的應(yīng)用    山東龍力生物科技股份有限公司技術(shù)服務(wù)部

低聚木糖在葡萄酒中的應(yīng)用    山東龍力生物科技股份有限公司技術(shù)服務(wù)部

低聚木糖乳制品功效研究    山東龍力生物科技股份有限公司技術(shù)服務(wù)部

低聚木糖在蛋糕中的應(yīng)用    

低聚木糖的應(yīng)用研究進(jìn)展    張小愛(ài)

低聚木糖的應(yīng)用研究進(jìn)展    張小愛(ài)

復(fù)合場(chǎng)強(qiáng)化超濾濃縮分離系統(tǒng)的研制、過(guò)程建模及優(yōu)化    傅曉琴

低聚木糖單一組分的制備分離及其用于雙歧桿菌的體外培養(yǎng)    張軍華

小麥麩皮中低聚木糖的生物制備技術(shù)研究    陳鳳蓮

微生物耐堿性木聚糖酶的合成、調(diào)控及底物降解方式的研究    許正宏

甲殼素生產(chǎn)廢堿液雙膜耦合堿回收技術(shù)研究    趙黎明

膜生物法（MBR）處理垃圾滲濾液的研究    申歡

粉末活性炭和超濾膜組合工藝深度處理上海水源水研究    范茂軍

適用于微污染水源水的農(nóng)村飲水浸沒(méi)式超濾組合工藝研究    張偉

改性超濾膜去除水中天然有機(jī)物的研究    宋宏臣

基于模擬體系定量構(gòu)效（QSAR）與傳質(zhì)模型和動(dòng)力學(xué)分析的黃連解毒湯超濾機(jī)理研究    董潔

農(nóng)作物秸稈低聚木糖膜分離純化和濃縮的研究    劉輝

小城鎮(zhèn)污水膜生物反應(yīng)器處理試驗(yàn)研究    陳玉霞

小麥麩皮中低聚木糖提取技術(shù)的研究    唐偉

酶法制備豆皮低聚木糖的研究    汪輝

酶法制備蘋果渣低聚木糖的研究    胡彪

復(fù)合酶解蔗渣木聚糖制備低聚木糖的研究    何亮亮

低聚木糖對(duì)仔豬生產(chǎn)性能的影響及機(jī)理的研究    黃華山

低聚木糖對(duì)草魚非特異性免疫功能及免疫相關(guān)基因表達(dá)的影響    龐麗姣

低聚木糖在肉用雛鴨生產(chǎn)中的應(yīng)用研究    王志文

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的納濾膜通量預(yù)測(cè)    陽(yáng)虎