甘蔗渣和菠萝渣对黑水虻幼虫生长发育和肠道微生物的影响

本研究旨在研究甘蔗渣和菠萝渣饲喂黑水虻Hermetia illucens幼虫对其幼虫的生长性能及其肠道微生物的影响。试验分别以未发酵和自然发酵的甘蔗渣、菠萝渣为基础饲料,辅以不同比例的豆腐渣配制成不同饲料配方喂养黑水虻,测定黑水虻幼虫的生长性能及肠道微生物。结果显示,与以纯豆腐渣为基础饲料的对照(CK)相比,处理Ⅳ(80%发酵菠萝渣+20%豆腐渣)喂养黑水虻幼虫可显著提高预蛹前黑水虻幼虫平均体长、体重、生长性能及饲料利用率,降低料重比,养殖7 d后幼虫平均体长、体重、获得生物量、生长率、饲料利用率分别比CK高11.58%、46.69%、47.12%、46.75%、24.10%,料重比降低了19.18%。分别与以未发酵果渣为基础饲料的处理(Ⅰ、Ⅲ)相比,处理Ⅱ和Ⅳ提高了黑水虻预蛹前幼虫平均体长、体重、幼虫生长率和饲料利用率,降低了料重比。黑水虻幼虫肠道菌群聚类良好,处理Ⅰ~Ⅳ黑水虻幼虫肠道中,拟杆菌门的平均相对丰度显著高于CK,而处理Ⅱ~Ⅳ厚壁菌门的平均相对丰度显著低于CK,处理Ⅰ厚壁菌门的平均相对丰度差异低于CK但不显著。与CK比,处理Ⅰ~Ⅳ黑水虻幼虫肠道中,营发酵单胞菌属相对丰度(40.10%以上)显著增加,肠球菌属相对丰度显著降低,摩根氏菌属、放线菌属相对丰度降低但差异不显著,普罗威登斯菌属相对丰度增加但差异不显著。研究表明,处理Ⅳ黑水虻幼虫生长性能和饲料转化性能优于其他处理,发酵果渣处理优于非发酵处理,且不同饲料配方会引起黑水虻幼虫肠道菌群相对丰度的改变。

不同预处理甘蔗渣混菌固态发酵制备生物发酵饲料研究

本研究以不同预处理后甘蔗渣为固态发酵培养基基质,利用可分泌纤维素酶的丝状真菌及单细胞蛋白生产菌进行混菌固态发酵,探究不同预处理甘蔗渣对生物发酵饲料品质的影响。结果显示:不同预处理的甘蔗渣对制备的生物发酵饲料营养价值影响较大,以甘蔗渣、瞬时蒸汽爆破处理后甘蔗渣及连续蒸汽爆破处理后甘蔗渣为固态发酵培养基的基质,均不利于黑曲霉、马克思克鲁维酵母对非粮生物质原料中纤维素和半纤维素的利用,制备的生物发酵饲料,其微生物蛋白含量低,营养价值低。以瞬时蒸汽爆破处理后甘蔗渣与连续蒸汽爆破处理后蔗渣组合为固态发酵培养基的基质,制备的生物发酵饲料,微生物蛋白含量高,粗蛋白质含量达到22.07%,氨基酸含量达到16.06%,马克思克鲁维酵母含量增加至7.4×10~8CFU/g,其营养价值高。

以羧甲基甘蔗渣为原料合成系列高吸水树脂的研究

以甘蔗纤维素为主要原料,通过醚化反应合成羧甲基甘蔗渣,再以羧甲基甘蔗渣为母体,丙烯酸及其盐、丙烯酰胺为单体,N,N"-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,进行聚合反应合成了四种高吸水树脂。利用红外光谱、元素分析、扫描电镜、XRD等手段对合成的树脂进行了表征。通过正交实验对高吸水树脂的合成条件进行了优化。在最佳合成条件下合成的普通高吸水树脂的吸去离子水量为2040g/g,含钾高吸水树脂的吸去离子水量为1950g·g^(-1),含氮高吸水树脂的吸去离子水量为2150g·g^(-1),含氮和钾高吸水树脂的吸去离子水量为1360g°g^(-1)。

超声辅助碱法提取甘蔗渣木聚糖的条件优化

甘蔗渣中含有50%以上的综纤维素,是一种极具潜力的功能性低聚木糖资源。本论文研究了甘蔗渣木聚糖的提取条件,比较不同碱法提取方法的提取效果,再通过单因素实验、正交实验优化提取条件,得出最佳的提取方案。相较于高温碱法提取,在同等提取量的情况下,超声波辅助碱法提取的条件更温和、方便,提取效果好。通过单因素实验、正交实验得出最优的提取条件及流程为:甘蔗渣与13%NaOH以料液比为1∶25 g/mL混合后,放入超声功率为240 W的超声波清洗机中,调节超声温度为60℃,恒温超声25 min后,过滤出甘蔗渣且少量多次清洗得到滤液,调节pH为弱酸性,加入等体积95%乙醇,密封沉淀3 h以上,用5 000 r/min离心15 min,提取率可达到36.91%。

发酵甘蔗渣对肉牛生长性能、养分表观消化率、瘤胃发酵特性和瘤胃菌群的影响

本试验旨在研究用发酵甘蔗渣替代甘蔗渣对肉牛生长性能、养分表观消化率、瘤胃发酵特性和瘤胃菌群的影响。选用14头体况良好、体重[(363.84±9.11)kg]相近的西门塔尔杂交公牛,随机分成2组,每组7个重复,每个重复1头牛。对照组(CON组)饲喂含20%甘蔗渣的基础饲粮,发酵甘蔗渣组(FSB组)饲喂用20%发酵甘蔗渣替代甘蔗渣的饲粮。试验期为87 d,其中预试期7 d,正试期80 d。结果表明:2组肉牛的终末体重和干物质采食量均无显著差异(P>0.05),但FSB组肉牛平均日增重显著高于CON组(P<0.05),料重比显著低于CON组(P<0.05)。FSB组肉牛干物质、有机物、粗蛋白质和中性洗涤纤维的表观消化率均显著高于CON组(P<0.05)。FSB组肉牛瘤胃液中氨态氮、菌体蛋白、丙酸、异丁酸、丁酸和总挥发性脂肪酸含量均显著高于CON组(P<0.05)。FSB组菌群中理研菌科_RC9_肠道群(Rikenellaceae_RC9_gut_group)和普雷沃氏菌科_UCG⁃003(Prevotellaceae_UCG⁃003)相对丰度显著低于CON组(P<0.05),但解琥珀酸菌属(Succiniclasticum)相对丰度显著高于CON组(P<0.05)。Tax4Fun基因功能预测表明,FSB组氨基酸代谢途径、核苷酸代谢途径和外源生物降解与代谢途径相对丰度显著高于CON组(P<0.05)。综上所述,添加20%发酵甘蔗渣替代甘蔗渣可改变瘤胃菌群结构,可通过提高瘤胃液中挥发性脂肪酸、菌体蛋白的含量和肉牛养分表观消化率,进而提高肉牛生长性能。

氯化锌改性甘蔗渣生物质炭对Cr(Ⅵ)的吸附研究

以甘蔗渣为原料,采用氯化锌改性的方法,制备新型改性生物质炭并用作吸附剂去除水体中的Cr(Ⅵ)。采用SEM、FTIR对改性前后的生物质炭表面结构、孔径、比表面积和表面官能团进行了表征。通过初始浓度、吸附剂用量、温度、时间和pH值五组单因素控制实验,确定了最佳吸附条件,探讨了各种因素对吸附效果的影响。实验结果表明,在改性生物质炭用量为2 g·L^(-1),35℃,pH2.0左右,吸附时间120 min,铬离子初始浓度为100 mg·L^(-1)的时候吸附效果最好,吸附量45.64 mg·g^(-1),去除率可达91.64%。该生物质炭对Cr(VI)的吸附符合Langmuir等温吸附模型,吸附过程符合准二级动力学方程。

蒸汽爆破和蒸汽爆破+发酵处理对甘蔗渣营养成分、体外瘤胃发酵特征和甲烷产量的影响

本试验旨在研究蒸汽爆破和蒸汽爆破+发酵处理对甘蔗渣营养成分、体外瘤胃发酵特征和甲烷(CH_(4))产量的影响。将甘蔗渣分别进行蒸汽爆破和蒸汽爆破+发酵处理,设置对照组(CK组,未处理的甘蔗渣)、蒸汽爆破组(SE组,蒸汽爆破处理的甘蔗渣)、蒸汽爆破+发酵组(SE+F组,蒸汽爆破+发酵处理的甘蔗渣),每组3个重复。3组甘蔗渣分别进行常规营养成分和碳水化合物组分的测定分析,并选用湘东黑山羊作为瘤胃液供体动物进行体外瘤胃发酵试验(72 h)。结果表明:与CK组相比,SE组甘蔗渣的中性洗涤可溶物、可溶性碳水化合物和总糖含量显著提高(P<0.05);体外瘤胃发酵干物质降解率、中性洗涤纤维(NDF)降解率、总挥发性脂肪酸浓度和乙酸/丙酸显著提高(P<0.05),8~72 h产气量和CH_(4)产量明显提高。与SE组相比,SE+F组甘蔗渣的粗蛋白质、真蛋白质和中性洗涤可溶物含量显著提高(P<0.05),半纤维素、NDF和酸性洗涤纤维含量显著降低(P<0.05);体外瘤胃发酵总挥发性脂肪酸浓度、乙酸/丙酸显著降低(P<0.05),8~72 h产气量和CH_(4)产量明显降低,氨态氮含量显著提高(P<0.05)。综上所述,蒸汽爆破处理能够提高甘蔗渣可溶性碳水化合物含量,生成更多单糖,促进甘蔗渣在体外瘤胃发酵过程中的降解,增加总挥发性脂肪酸浓度;蒸汽爆破后再对甘蔗渣进行微生物发酵,可促进瘤胃微生物蛋白合成,减少CH_(4)产量。

甘蔗渣碳气凝胶负载纳米氧化锌的制备及其光催化性能研究

通过浸渍-煅烧法成功制备出一系列甘蔗渣纤维素基碳气凝胶(BCCA)负载纳米氧化锌复合材料(BCCA/ZnO),并用于降解甲基橙染料(MO)。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis DRS)、N_(2)吸附-脱附等测试方法对制备的BCCA/ZnO进行表征测试。研究结果表明,BCCA具有三维多孔网络状结构,经醋酸锌溶液浸泡、高温碳化后,在其表面原位生成球状纳米ZnO颗粒。在模拟紫外光条件下,BCCA/ZnO具有良好的催化活性,当pH=11时BCCA/ZnO-3可以在80 min内对MO的降解率为99%。重复使用4次后,BCCA/ZnO-3在80 min内对MO的降解率为99%,仍然具有优异的催化效果,表明BCCA/ZnO-3具有较好的稳定性和重复使用性。同时,探究了光催化降解机理,发现·OH起主要作用,h^(+)起次要作用,而·O_(2)^(-)不起作用。

甘蔗渣灰对磷酸钾镁水泥性能与水化的影响

甘蔗渣灰(SCBA)是蔗糖生产过程中产生的废弃物。由于SCBA产量丰富且具有火山灰活性,已被逐渐应用于建筑材料。本工作研究了不同掺量及粒径的SCBA对磷酸钾镁水泥(MKPC)凝结时间、流动度、抗压强度、体积稳定性、质量损失、水化进程、水化产物和微观结构的影响。结果表明,由于SCBA的稀释效应延缓了MKPC的pH值上升,从而延缓了MKPC的早期水化,延长了其凝结时间,降低了其早期(24 h之前)强度。但随着中后期pH值的上升,SCBA发挥填充作用和成核效应,MKPC的水化产物生成量增多且SCBA中的元素会渗入K-鸟粪石晶体中或形成一些新的无定形磷酸铝、硅酸钾和钙质类的胶凝水化产物,致使结构更致密,从而提升了试件中长期的强度。MKPC的早期水化速率随着SCBA掺量的增加逐渐降低,早期水化产物K-鸟粪石的生成量减少,导致早期收缩减小;中后期50~100 nm与小于50 nm的连通孔的比例增加,加快了自由水的蒸发和迁移,使得质量损失和干燥收缩增大。小粒径SCBA的掺入量为20%时MKPC的综合性能较好。本研究为SCBA作为MKPC替代胶凝材料提供了理论基础,并进一步促进了农副产品在新型胶凝材料中的应用。

基于甘蔗渣多孔碳的超疏水棉织物制备及其性能

针对目前超疏水材料制备原料成本较高的问题,以农林废弃物甘蔗渣为主要原料采用高温炭化活化法制备了多孔碳,并将甘蔗渣基多孔碳(BPC)与低表面能物质聚二甲基硅氧烷(PDMS)结合构筑超疏水功能棉织物。研究了活化温度和活化剂用量对BPC结构和微观形貌的影响,评价了BPC和PDMS质量分数对整理棉织物疏水性能的影响。结果表明:当活化温度为700℃,且BPC和活化剂质量比为1∶4时,制备的BPC比表面积达到1 614.25 m^(2)/g,且石墨化程度较高,表面具有粗糙结构且微孔分布最多;PDMS为棉织物提供低表面能的同时,能够将BPC牢固黏结在棉织物表面;当PDMS质量分数为3%,BPC质量分数为0.2%时,所构筑的棉织物超疏水性能较好,静态水滴接触角可达162.2°,实现了超疏水棉织物的优异自清洁、防水抗污性能。

高速剪切辅助碱提取甘蔗渣纤维素及其理化分析

针对传统碱法提取纤维素效率低的问题,以甘蔗渣为原料,采用响应面法优化高速剪切辅助碱提取纤维素工艺,将高速剪切辅助碱提取的甘蔗渣纤维素和传统碱提取法提取的化学纯纤维素的理化性质作比较。结果表明,在转速为5600 r/min,提取时间为16 min,NaOH质量浓度为4.5%的条件下,获得S-CPC的α-纤维素含量为(93.05±0.21)%,稍大于CPC的(91.23±0.01)%,得率为(26.14±0.42)%;提取时间缩短56%。SEM分析表明,S-CPC和CPC的表面布满纤维束,前者更为松散;FT-IR光谱及X-射线分析表明,S-CPC与CPC均为纤维素I型结构;结晶度较高,分别为82.6%和83.0%。研究为高效制备高含量甘蔗纤维素提供参考。

壳聚糖-甘蔗渣活性炭复合材料的制备及在糖汁清净中的应用

以甘蔗渣生物质为原料制备了甘蔗渣活性炭,并将其与壳聚糖交联复合,得到了壳聚糖-甘蔗渣活性炭,然后应用于糖汁脱色,考察了材料用量、吸附温度、脱色时间和pH对脱色效果的影响。结果表明,KOH的浓度为20%、活化温度为700℃时,甘蔗渣活性炭的吸附性能最好,当甘蔗渣活性炭的用量为0.10 g、吸附温度为50℃、脱色时间为60 min、pH为5.0时,糖汁脱色率最高,达到84.35%;当壳聚糖-甘蔗渣活性炭的用量为0.15 g、吸附温度为70℃、脱色时间为60 min、pH为6.0时,糖汁脱色率最高,达到97.12%。

甘蔗渣纤维素纳米纤维的制备与表征

以甘蔗制糖废弃物甘蔗渣为原料提取甘蔗渣纤维素(sugarcane bagasse cellulose,SBC),在羧基化预处理的基础上,通过高压均质制备甘蔗渣纤维素纳米纤维(sugarcane bagasse cellulose nanofibers,SBCNFs),对其结构性质进行表征,并探究SBCNFs悬浮液的流变行为。Zeta电位检测结果表明SBCNFs表面带负电荷,透射电镜(transmission electron microscopy,TEM)结果显示SBCNFs呈纤丝状,直径为3~10 nm,长度为1000~2000 nm。傅立叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和X⁃射线衍射(X⁃ray diffraction,XRD)分析结果表明羧基化预处理使SBCNFs表面成功接枝上羧基,其中羧酸根以羧酸盐的形式存在。与SBC相比,SBCNFs的纤维晶型结构没有改变,仍保持纤维素I型结构,但是其结晶度指数由32.62%增加为71.37%。热重(thermogravimetric,TG)分析结果表明SBCNFs热稳定性高于SBC。流变测试结果表明,随着SBCNFs悬浮液浓度提高,其黏度增大、剪切变稀行为增强,在线性黏弹区域内(应力<10%),储能模量(G')大于损耗模量(G″),弹性行为主导,SBCNFs悬浮液表现出固态的性质,且具有较好的触变恢复性。综上,所制备的SBCNFs具有纤维结构且具有较好性能。

季氨盐改性甘蔗渣对蔗糖溶液中酚酸的吸附特性研究

以甘蔗渣为原料,通过接枝季铵盐制备季铵盐改性甘蔗渣(QASBS),对改性前后的材料进行表征,以确定改性效果,并通过吸附试验研究其对蔗糖溶液中酚酸的吸附效果。红外光谱和扫描电镜表征结果说明QASBS制备成功。吸附试验结果表明,QASBS对酚酸的吸附性能明显好于未改性前,与未改性前相比,吸附量提高了5.33倍,且提高酚酸初始质量浓度会增加QASBS对酚酸的吸附量。制备的QASBS对酚酸具有较好的吸附性能和再生性能,可以反复用于吸附蔗糖溶液中的酚酸。

水热酸解甘蔗渣制备水溶性碳肥工艺研究

甘蔗渣是一种极具潜力的高值化农业生物质资源。本文以水热法通过单因素试验研究了反应时间、反应温度、硫酸浓度、甘蔗渣与硫酸溶液固液比对甘蔗渣在酸性溶液中水解生成水溶性碳的过程,通过正交试验优化了水解工艺条件,在反应时间为30 min、反应温度为180℃、硫酸浓度为5.5 mol/L、甘蔗渣与硫酸溶液固液比为1∶16时达到最优,有机质收率为26.88%。水解产物主要通过断裂3100 cm^(-1)~3500 cm^(-1)和1032.23 cm^(-1)处官能团而生成。研究结果为甘蔗渣水解制备水溶性碳肥及其应用提供了科学依据。

甘蔗渣木质素提取研究进展

作为农业副产品,甘蔗渣中含有丰富的木质素资源。为实现甘蔗渣木质素资源的高效利用及其高附加值产品的生产,为甘蔗渣木质素的提取提供参考,本文分析了木质素的结构,并系统梳理了甘蔗渣木质素的提取方法,包括碱法、酸析-絮凝法、离子液体法、高沸溶剂法、有机溶剂法、复合介质法、辅助提取及技术联用。在此基础上,对比分析了各种提取方法的优缺点,为甘蔗渣木质素的提取提出了建议。

发酵甘蔗渣对肉鸭生长性能、血清生化指标及肠道形态的影响

文章旨在探究发酵甘蔗渣对肉鸭生长性能、血清生化指标及肠道形态的影响。试验将2000只健康的1日龄肉鸭随机分成4组,每组10个重复,每个重复50只。试验共计42 d。试验结果表明,在初始体重一致的前提下(P>0.05),使用2%和4%的发酵甘蔗渣替代米糠分别显著提高肉鸭1.6%和3.5%的终末体重(P<0.05);分别显著提高肉鸭1.7%和4.8%的平均日增重(P<0.05);使用4%的发酵甘蔗渣替代米糠可显著降低肉鸭2.1%的料重比(P<0.05);此外,使用发酵甘蔗渣替代米糠对肉鸭平均日采食量无显著影响(P>0.05)。使用2%和4%的发酵甘蔗渣替代米糠可显著提高肉鸭血清IgA和IgG含量(P<0.05),使用2%和4%的发酵甘蔗渣替代米糠可显著提高肉鸭血清GSH-Px和SOD活性(P<0.05);此外,使用发酵甘蔗渣替代米糠对肉鸭血清白蛋白、总蛋白、IgM含量以及CAT活性均无显著影响(P>0.05)。使用2%和4%的发酵甘蔗渣替代米糠可显著提高肉鸭十二指肠绒毛高度和V/C值(P<0.05);使用4%的发酵甘蔗渣替代米糠显著提高肉鸭空肠绒毛高度和V/C值(P<0.05),使用发酵甘蔗渣替代米糠对肉鸭十二指肠和空肠隐窝深度均无显著影响(P>0.05)。在本试验条件下,肉鸭日粮中发酵甘蔗渣最适替代量为4%。

改性甘蔗渣纤维素吸附剂对放射性Cs+的吸附性能研究

以蔗渣纤维素纳米纤丝(CNF)为原料,利用均苯四甲酸酐(PMDA)和磷钼酸铵(APM)对其进行改性,制备出磷钼酸铵羧基甘蔗渣吸附剂APM-PSCB-CNF,采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)对吸附剂结构和形貌进行表征;随后以APM-PSCB-CNF为吸附剂,研究其对放射性核素铯(Cs^(+))的吸附性能进行探讨。研究结果表明,APM-PSCB-CNF上含有NH_(4)^(+)离子,在最优条件下对250 mg·L^(-1)Cs^(+)的吸附量可达127.3 mg/g;且吸附过程主要以自发性、吸热性和可持续的化学吸附为主,符合Freundlich等温吸附模型以及准二级动力学模型的特征。

纤维素酶固定化工艺条件优化及在甘蔗渣酶解中的应用

针对纤维素酶利用率低、成本高的问题,本研究采用复合载体材料进行纤维素酶固定化,并优化固定化工艺条件,以提高纤维素酶的利用率和降低成本。本研究采用海藻酸钠和戊二醛交联包埋法进行纤维素酶固定化,并通过单因素和正交实验优化固定化条件,包括固定化酶量、海藻酸钠浓度和戊二醛浓度。随后,将固定化酶应用于甘蔗渣酶解,并与游离纤维素酶进行对比,评估固定化酶的效果。优化后的固定化条件为:固定化纤维素酶量7mL,海藻酸钠浓度4.5%,戊二醛浓度1.25%,p H值5.0,在65℃下固定化2h,纤维素酶活力回收率可达86.24%。与游离纤维素酶相比,固定化酶在甘蔗渣酶解中表现出更高的还原糖含量,循环使用4次后,还原糖含量提高了约29.67%。固定化纤维素酶可反复循环利用,提高酶解效率,降低纤维素酶成本,在甘蔗渣等生物质原料水解中具有广阔的应用前景。

基于绿色发展创意灯具设计制作的应用研究——以崇左甘蔗渣再造的纸浆模塑为例

本研究将甘蔗渣纸浆塑模产品的生产技术应用于灯具设计中,对灯具的展现形式进行总结创新,并探究产品的材料应用和文化融合,以期制造具有市场优势和环境保护效益的甘蔗渣纸浆塑模产品,为甘蔗渣纸浆塑模产品未来的发展方向提供新思路。本研究通过对甘蔗渣纸浆塑模灯具这一产品的模拟试验,验证了纸浆塑模对于灯具制作的可行性,对当前纸浆塑模存在的问题进行分析,提出解决方案。