油茶壳-蚕沙不同碳氮比堆肥的腐熟效果

【目的】探明油茶壳-蚕沙不同碳氮比(C/N)堆肥的腐熟效果,为油茶壳和蚕沙无害化、资源化利用提供依据。【方法】以油茶壳与蚕沙为堆肥原料进行好氧堆肥试验,研究不同碳氮比油茶壳-蚕沙堆肥处理(CK:纯油茶壳50 kg,C/N=100;T_(1):油茶壳50 kg,蚕沙45 kg,C/N=20;T_(2):油茶壳50 kg,蚕沙31 kg,C/N=25;T_(3):油茶壳50 kg,蚕沙23 kg,C/N=30;T_(4):油茶壳50 kg,蚕沙18 kg,C/N=35)堆肥过程中物理、化学和生物指标的变化。【结果】与CK比,不同C/N油茶壳-蚕沙处理pH呈中性或弱碱性,且最高温度和高温持续时间均较高,其中,C/N=20和C/N=25的油茶壳-蚕沙处理高温持续时间分别为17 d和13 d,达《畜禽粪便无害化处理技术规范》(NY/T 1168—2006)要求。不同C/N油茶壳-蚕沙处理的C/N、有机质、木质素和纤维素含量均随发酵进程而逐渐降低,全氮、全磷和全钾含量均有所增加,堆肥发酵结束时,C/N=20和C/N=25油茶壳-蚕沙处理的总养分含量较高,分别为5.10%和4.28%,符合《有机肥料》(NY/T 525—2021)要求;有机质、纤维素、木质素的降幅较大,分别降17.1百分点、11.2百分点、8.4百分点和15.8百分点、6.8百分点、6.3百分点;GI均稳定在70%以上,对植物毒性小。不同C/N油茶壳-蚕沙处理堆肥后的重金属(Pb、Cd、Cr、As、Hg)含量较堆肥前均有所提高,但均低于标准限量值。【结论】添加适量比例的蚕沙可有效促进油茶壳腐解,调节堆肥初始C/N在20~25有利于油茶壳-蚕沙堆肥的腐熟。

γ射线辐照协同水热处理制备油茶壳低聚木糖的工艺研究

为采用低成本、可再生的农林生物质制备高价值低聚木糖以提升木质纤维素生物炼制经济效益,本研究以茶油加工副产物油茶壳为原料,选择吸收剂量(A)、水热处理温度(B)、水热处理时间(C)和固液比(D)4个因素,以低聚木糖转化率为评价指标,通过单因素和正交试验优化γ射线辐照协同水热处理油茶壳制备低聚木糖的工艺条件。单因素试验结果表明,油茶壳低聚木糖转化率随吸收剂量、固液比的增加而逐渐升高,随着水热处理温度的升高、反应时间的延长呈先升高后降低趋势。正交试验优化得出,各因素对油茶壳低聚木糖转化率影响的主次顺序为A>B>D>C,综合考虑确定最优工艺条件为A_(2)B_(3)C_(1)D_(2),即吸收剂量400 kGy、水热处理温度200℃、水热处理时间20 min、固液比1∶10 g·mL^(-1),此条件下的油茶壳制备低聚木糖转化率为74.33%,比对照提高22.61个百分点。本研究为油茶壳资源高值化制备低聚木糖提供了技术参考。

油茶壳堆肥用量对土壤肥力及苦麦菜生长与品质的影响

【目的】探明腐熟油菜壳有机肥不同施用量对土壤理化性质及苦麦菜生长与品质的影响,为油茶壳资源化利用及有机肥的合理施用提供依据。【方法】以苦麦菜为试验材料,设置不同油茶壳有机肥用量水平,采用田间小区试验(CK1:不施底肥;T1:常规施肥,复合肥450 kg/hm^(2);T2:油茶壳有机肥7500 kg/hm^(2);T3:油茶壳有机肥15000 kg/hm^(2);T4:油茶壳有机肥22500 kg/hm^(2);T5:复合肥360 kg/hm^(2)+油茶壳有机肥15000 kg/hm^(2))和盆栽试验(CK2:不施肥;P1:常规施肥,复合肥225 kg/hm^(2);P2:油茶壳有机肥3750 kg/hm^(2);P3:油茶壳有机肥7500 kg/hm^(2);P4:油茶壳有机肥11250 kg/hm^(2);P5:复合肥180 kg/hm^(2)+油茶壳有机肥7500 kg/hm^(2)),共12个处理,研究腐熟油茶壳有机肥不同施用量对土壤理化性质及苦麦菜生长与品质的影响。【结果】田间和盆栽试验下,施用油茶壳有机肥总体上能提升土壤养分。各处理土壤pH为5.92~6.89,施用油茶壳有机肥和复合肥减量配施处理的土壤有机质、有效磷、速效钾含量较未施肥处理总体增加,水解性氮含量与常规施肥处理间无显著差异,其中,田间试验有机质、有效磷和速效钾含量分别为33.13~43.94 g/kg、43.39~162.61 mg/kg和247.00~667.69 mg/kg,盆栽试验分别为12.44~38.32 g/kg、1.17~344.79 mg/kg和41.79~1889.03 mg/kg。田间试验施用油茶壳有机肥22500 kg/hm^(2)和盆栽试验施用油茶壳有机肥7500 kg/hm^(2)时,苦麦菜株高和地上部鲜重分别为43.42 cm、116.25 g和40.25 cm、73.76 g,显著高于未施肥和常规施肥处理。田间试验苦麦菜可溶性糖、维生素C、叶绿素和蛋白质含量分别为0.34~0.67 g/100g、13.52~19.23 mg/100g、1.06~1.52 mg/g和0.91~1.29 g/100g,盆栽试验分别为0.65~1.64 g/100g、13.75~29.44 mg/100g、0.99~1.36 mg/g和1.25~2.51 g/100g。施用适量油茶壳有机肥或复合肥减量配施的苦麦菜可溶性糖、维生素C和叶片叶绿素含量高于常规施肥处理,未施肥处理苦麦菜的蛋白质含量显著高于其余处理。【结论】综合苦麦菜的生长和品质性状,油茶壳有机肥以田间施肥量22500 kg/hm^(2)和盆施肥量7500 kg/hm^(2)为宜。

油茶壳与煤掺混燃烧提升灰样的灰熔融温度

生物质与煤混合燃烧是减轻碳排放最有效的方法之一,对节约使用煤炭资源,发展生物质能源具有重要意义。以油茶壳(CS)和神木煤(SM)为研究对象,借助X射线荧光仪、X射线衍射仪、灰熔点测试仪和扫描电子显微镜,分析了不同掺混比的油茶壳与神木煤混合物(CS-SM)燃烧后的灰熔融特性。研究结果表明:添加CS能够明显改变CS-SM灰的灰熔融温度;CS-SM灰的灰熔融温度随着CS-SM中CS质量分数的增加而增加,其中软化温度增加的幅度最大,变形温度增加的幅度最小;当CS-SM中油茶壳掺混比不低于70%时,CS-SM灰的流动温度大于1 350℃,符合固态排渣要求;油茶壳与神木煤混合,在燃烧过程中发生了相互作用,生成了方解石、钙黄长石、六方钾霞石、方镁石等高熔点矿物质,从而导致了CS-SM灰的灰熔融温度升高;由扫描电镜图可知,CS-SM燃烧比较充分,灰渣颗粒随着CS-SM中CS质量分数的增加而增大。

市政污泥与油茶壳混合燃烧特性研究

采用热重分析法研究掺混比和升温速率对市政污泥和油茶壳混燃特性的影响,使用FlynnWall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)2种方法对样品的燃烧动力学进行建模,计算了各类样品的稳燃性指数和综合燃烧特性指数,分析了燃烧过程中混合燃料成分间的交互作用。结果表明:污泥掺混油茶壳后,混合燃料的燃尽温度明显降低,燃烧稳定性能和综合燃烧特性有明显改善;随着油茶壳掺混质量比从20%升至80%,燃尽温度从590℃下降到532℃,燃尽程度也逐渐变大,失质量由63.13%增加到92.19%,稳燃性指数和综合燃烧特性指数分别增加1.66和2.32倍;随着升温速率的增加,混合样品的燃尽温度、稳燃性指数和综合燃烧特性指数均提高,而燃尽程度变小,且着火温度无明显变化;污泥与油茶壳混合燃烧各组分间发生了交互现象,在挥发分燃烧阶段表现为抑制作用,而固定碳燃烧阶段表现为促进作用;FWO法和KAS法计算污泥的平均表观活化能分别为122.32、118.08 k J/mol,油茶壳的平均表观活化能分别为166.46、164.94 k J/mol,混合样品的平均表观活化能随着油茶壳掺混质量比的增加而增大。

铁锰改性油茶壳基生物炭对污泥厌氧消化性能及微生物群落结构的影响

水解阶段是污泥厌氧消化的限速阶段,投加外源添加剂生物炭(BC)是打破水解限制与提高甲烷产量的有效手段。以木本油料加工剩余物油茶壳为原料,制备铁锰改性生物炭(Fe-Mn-BC),并通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱、X射线衍射仪等对材料进行表征测试,探讨其对污泥厌氧消化性能、甲烷产量以及微生物群落结构的影响。结果表明:Fe-Mn-BC具有多孔结构,铁锰颗粒以多种氧化物的形式负载在BC表面;添加Fe-Mn-BC能提高甲烷产量,当投加的Fe-Mn-BC总固体质量分数为80 mg/g时,累积产气量最高达301.59 mL/g,较未添加组提升了45.27%。微生物群落分析发现,添加Fe-Mn-BC的组别古菌群落优势菌泉古菌门(Crenarchaeota)、Candidatus_Methanomethylicus和Candidatus_Methanofastidiosum丰度增加,这些菌群能有效促进有机物水解并提高甲烷产量,表明Fe-Mn-BC的加入不仅能富集产甲烷菌等具有功能性的微生物菌群,有效提高污泥厌氧消化效率,也为油茶壳的资源化利用提供了有效途径。

油茶壳基载镧磁性生物炭的制备及其吸附性能初探

针对油茶产业的副产物油茶壳随意丢弃造成环境污染和资源浪费的问题,本研究通过热解法和共沉淀法等物理化学过程,将油茶壳资源化利用制备成水处理吸附剂,并选用典型的有机染料甲基橙(MO)为吸附对象,对制备的油茶壳基载镧磁性生物炭吸附剂的吸附性能进行考察。结果表明,制备的载镧磁性生物炭磁化强度达到13.17 emu/g,具有良好的磁性分离效果,其对甲基橙的最大吸附容量可达2.62 mg/g,表明将油茶壳资源化制备为水处理吸附剂具有良好的前景。

油茶壳热解特性及动力学分析

利用热重分析技术研究油茶壳热解特性,考察了升温速率分别在5、10、15、20、25℃/min时油茶壳热解的特征参数,发现油茶壳的热解过程分成3个阶段,主热解阶段在250-350℃之间。分别用Ozawa法和Friedman法对油茶壳热解进行了动力学计算,发现随着热解转化率的增加,活化能分别在139-270 kJ/mol和151-302 kJ/mol范围内。通过Malek法确定了油茶壳热解满足J-M-A方程,反应机制为随机成核随后生长,并给出了机制函数的微分形式和积分形式,反应级数为0.3。该研究为后期油茶壳的热解装置的设计和工艺参数优化提供参考。

油茶壳热解产物特性及热解炭制备活性炭工艺优化

为了探究热解终温对油茶壳热解产物特性的影响,实现油茶壳热解多联产产物的有效利用,该文研究了油茶壳300~700℃热解过程中气、液、固的得率,特性和能量分布规律,讨论了油茶壳热解炭制备活性炭的工艺条件。研究表明,随着热解终温的升高,生物质炭得率下降,不可凝气体得率上升,生物质油得率则呈现先上升后下降的变化趋势。生物质炭的能量产率高达47.21%~81.59%,是油茶壳热解的主要产物,随着热解终温的升高,其固定碳含量增大,比表面积先增加后减小,在600℃达到最高值278 m2/g。油茶壳活性炭制备的最佳工艺条件活化温度850℃,活化时间1.5 h,水蒸气用量与炭的比2.0,此条件下的活性炭得率为37.47%,碘吸附值为825 mg/g,BET比表面积为736 m2/g。该研究为油茶壳热解多联产工艺及产物的综合有效利用提供参考依据。

油茶壳基中孔活性炭的表征与孔结构研究

以广西百色油茶壳为原料、磷酸为活化剂,分别采用马弗炉加热和微波加热炭化-活化一步法制备了油茶壳基中孔活性炭,测得其碘、亚甲基蓝吸附值分别为969.87mg·g^-1、279.55 mg·g^-1和1015.34mg·g^-1、225.56 mg·g^-1。使用物理吸附仪在77.4 K下测定其N2吸附-脱附等温线,相对压力在0.4~1,氮吸附曲线具有明显的脱附滞后环。采用αs-plot法研究孔结构,BET法与BJH法计算比表面积和孔径分布,结果表明两种活性炭中孔率分别为75.3%、84.3%,孔径集中分布在1.4~5 nm。探讨了微波活化对活性炭孔结构的形成的影响,认为与传统活化相比,微波活化活性炭所含口小腔大型孔更多。使用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）对活性炭进行表征,分析了活性炭的表面形貌和微观结构。

油茶壳综合利用研究进展

油茶壳是茶油加工的副产物,资源储量丰富。为探讨油茶壳在各领域研究及利用现状,结合目前国内外研究进展,综述了油茶壳生物炼制的研究进展。如在农业方面将油茶壳制成有机肥、钾盐、培养基等,并得到合理的利用;在生活方面将油茶壳生物炼制成活性炭,从而进行综合性的利用。因此,探讨油茶壳的综合利用可以为农林废弃物资源化利用提供理论参考。

用改良硫酸法从油茶壳中提取糠醛的响应面法优化

研究了用改良硫酸法从油茶壳中提取糠醛的工艺。在单因素试验的基础上,运用Box-Behnken中心组合试验和响应面法考察了液料比、水解反应时间、水解反应温度3个因素对糠醛提取率的影响,并优化了提取工艺。结果表明,最佳工艺条件为:液料比5.96 mL/g;水解反应时间3.33 h;水解反应温度140℃。在此条件下,糠醛提取率的预测值为1.78%,验证试验值为1.93%,说明响应面法优化油茶壳中提取糠醛的工艺可行。

油茶壳残渣制备活性炭的工艺

以油茶壳醇浸取后残渣为原料,以磷酸活化法制备活性炭,考察了浸渍比、磷酸质量分数和活化温度等对活性炭吸附性能及其得率的影响;活性炭的吸附性能由碘吸附值、亚甲基蓝吸附值表征。结果表明,在酸/炭浸渍比为3∶1、磷酸质量分数70%、活化温度500℃时,活性炭的吸附性能最佳,其碘、亚甲基蓝吸附值和得率分别为1043.29mg/g、148.5mg/g和38.77%。采用物理吸附仪在77K下测定其N2吸附脱附等温线,利用BET法和BJH法计算比表面积和孔径分布,其比表面积为1626.45m2/g,平均孔径为4.7nm,总孔容为1.94cm3/g。同时采用FTIR和XRD分析了活性炭的表面官能团和微观结构。

油茶壳高品位资源化利用的Py-GC/MS分析

采用Py-GC/MS联机技术研究油茶壳高品位资源化的利用。新鲜油茶壳经冷冻干燥除水后,于590℃的He气流中进行热解,然后对热解产物进行GC/MS联机分析,采用色谱峰面积归一化法计算各组分的相对含量,并鉴定出46个化合物。分析结果表明,油茶壳热解产物富含名贵生物医药、名贵香料成分,副产物不仅可用于高档化妆品和护肤品,还可用于生物能源以及食品、染料、工业溶剂等的原料。

响应面法优化超声辅助提取油茶壳中单宁的工艺

研究了以蒸馏水为提取剂从油茶壳中提取单宁的工艺。在单因素实验的基础上,运用Box-Behnken中心组合实验和响应面法考察了液料比、提取温度和提取时间3个因素对单宁含量的影响,并优化了提取工艺。结果表明,最佳的工艺条件为:液料比30(mL.g-1),提取温度63℃,提取时间26min。在此条件下,单宁含量的预测值为4.28%,验证实验值为4.25%,两者相近,说明响应面法优化油茶壳中单宁的提取工艺可行。

油茶壳中总黄酮的最佳提取工艺研究

对油茶壳中总黄酮类物质的乙醇提取工艺进行了研究,探讨了影响提取率的主要因素,最后通过正交试验确定了最佳提取工艺,结果表明:在30倍于样重的60%的乙醇浸泡后,40℃下超声波辅助萃取45 min,连续提取2次,黄酮的总浸出率可达97.34%,油茶壳中的黄酮溶出量为1.709%。

超声微波酶解协同提取油茶壳中原花青素

建立了超声微波酶解协同提取油茶壳中原花青素的方法。通过单因素试验,探讨了超声微波协同提取油茶壳中原花青素过程中各主要因素对原花青素提取率的影响规律。实验中发现,往提取液中加入适量纤维素酶,可显著提高原花青素的提取率。在此基础上,通过正交试验,优化并获得了超声微波酶解协同提取原花青素的最适宜条件。最适宜提取条件为:超声波频率40 KHz、微波功率200 W、提取时间60 s、料液比1∶6、提取温度50℃、0.1%纤维素酶0.5 mL、提取次数2次。在最适宜条件下,原花青素的提取率为4.46%,分别是超声提取、微波提取和超声-微波协同提取的4.0、3.3和1.8倍。本文所建立的超声微波酶解协同提取油茶壳中原花青素的方法具有简便、快速、高效和节能等优势,有利于应用推广。

油茶壳活性炭的制备及应用研究进展

介绍了油茶壳活性炭制备的研究进展及其应用,主要包括油茶壳活性炭制备工艺、活化剂的选择、油茶壳活性炭在处理工业废水中的应用。对油茶壳作为活性炭材料未来的发展进行了探讨。

辐照协同甲酸分离油茶壳中纤维素、木质素和木糖的工艺研究

为了提高油菜壳木质纤维素分离效率,本试验以油茶壳为原料,研究不同辐照剂量(0、200、400、600、800 kGy)处理后其粉碎能耗、粒度分布和化学组分的变化,同时开展辐照协同甲酸分离油茶壳木质纤维素的工艺研究。结果表明,辐照处理后油茶壳粉碎能耗降低,粉碎后细颗粒样品所占比例增加,经400 kGy剂量辐照处理的油茶壳粉碎能耗比对照节约43.59%,800 kGy剂量辐照处理的油茶壳粉碎后粒径<0.075 mm的颗粒占比达到41.38%。辐照处理后油茶壳木质纤维素发生降解,水溶性组分、水溶性单糖、聚糖含量均增加。辐照协同甲酸分离油茶壳纤维素、木质素和木糖的最佳工艺为:辐照剂量400 kGy,反应温度100℃,反应时间3 h,在此条件下分离获得的油茶壳纤维素、木质素、木糖的提取率分别为89.94%、47.74%和96.37%,纤维素和木质素纯度分别为45.05%和91.92%。本研究结果对油茶壳木质纤维素全组分的高效分离和应用具有重要意义。

高介孔体积油茶壳活性炭的制备工艺研究

以生物质油茶壳为原料,氯化锌为活化剂,探讨活化温度、氯化锌与油茶壳的浸渍比、油茶壳颗粒大小对制备的活性炭的比表面积、孔体积和介孔体积的影响规律,并对活性炭的组织结构、形貌、石墨化程度及表面化学成分进行了分析。结果表明,在考察的活化温度(T=500℃~800℃)范围内,活化温度对活性炭的比表面积和孔体积具有较大的影响,对孔径影响较小;在500℃时制备的活性炭具有较高的高比表面积和孔体积,活化温度越高,活性炭的比表面积和孔体积越小;氯化锌与油茶壳浸渍比为1时,制备的活性炭为微孔体系,当浸渍比为4时,活性炭具有较高的比表面积和最大的孔体积,其比表面积和孔体积分别为1890m^2·g^-1和2.42cm^3·g^-1,介孔体积占总体积的83.06%;在考察的油茶壳颗粒尺寸范围内,油茶壳原料颗粒的粒径对活性炭的组织结构影响较小。表面形貌和化学组成分析结果表明,活性炭表面由菜花状的小颗粒堆积而成,相互贯通的蠕虫状孔结构构成其孔隙结构,其表面含有一定数量的醚基、羰基、酚羟基及羧基等含氧官能团。