稻谷壳提取物对钢在HCl中的缓蚀作用

以稻谷壳为原料,用超声辅助提取法制备出稻谷壳提取物(RHE),探究了其在1.0 mol·L^(-1)HCl中对钢的缓蚀作用。结果表明,RHE对钢在1.0 mol·L^(-1)HCl中有较好的缓蚀效果,缓蚀效果随RHE浓度的增加而增强,且30℃、RHE浓度为250 mg·L^(-1)时,缓蚀率达到92.86%。同时,RHE具有一定的长期稳定性。RHE的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,其标准吸附Gibbs自由能(ΔG^(0))为-20~-40 kJ·mol^(-1),表明RHE的吸附方式为混合吸附。极化曲线测试表明RHE为混合型缓蚀剂,同时抑制阴极和阳极的腐蚀反应,电化学阻抗谱测试(EIS)表明钢在1.0 mol·L^(-1)HCl的腐蚀受电荷转移电阻的控制。溶液的紫外-可见吸收光谱(UVvis)和表面张力证实RHE吸附到钢的表面导致RHE浓度减少。RHE的加入导致钢表面接触角增大,疏水性增强,证实了缓蚀保护膜的形成。扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜进一步证实RHE在钢表面形成缓蚀保护膜。此外,FTIR表明RHE分子中含有O、N等杂原子,再次证实了RHE混合吸附到钢表面形成缓蚀保护膜。

GC-MS结合自动解卷积技术分析谷壳中挥发性风味成分

为了探索酱香型白酒酿造用辅料谷壳中挥发性风味成分的组成,建立了顶空固相微萃取(HS-SPME)-气相色谱-质谱联用(GC-MS)结合自动解卷积系统(AMDIS)和保留指数(RI)对谷壳中的化学成分进行鉴定分析的方法,并采用正交试验优化HS-SPME参数条件。结果表明,最佳的萃取条件为样品质量10 g,萃取温度60℃,萃取时间50 min。谷壳中共鉴定出挥发性物质173种,其中醇类17种(10.06%)、醛类23种(15.28%)、酸类11种(40.26%)、酯类6种(2.00%)、酮类21种(4.22%)、呋喃类7种(1.34%)、呋喃酮类1种(0.15%)、吡嗪类3种(0.14%)、内酯类6种(1.95%)、芳香族44种(11.44%)、烃类21种(4.43%)、杂环类7种(1.15%)、含硫化合物1种(0.04%)、萜烯类5种(7.54%)。

谷壳源生物炭用量对水稻田控酸和钝化土壤镉活性的短期效应

为了探究谷壳源生物炭不同施用量对水稻田控酸和钝化土壤重金属镉活性的短期效应,本研究设置了谷壳源生物炭6个不同用量处理,分析测定土壤pH、水稻产量、土壤有效态镉含量、水稻植株茎和穗中的镉含量和土壤肥力的变化。结果表明,与CK相比,施用生物炭能有效提高土壤pH,提高了0.15~1.04个单位;当生物炭施用量为80 t·hm^(-2)时,对提高土壤pH效果更显著。施用生物炭能有效提高土壤的综合肥力,土壤全氮、全磷和全钾含量在生物炭施用量超过40 t·hm^(-2)后显著增加,增幅分别达8.62%~14.2%、19.6%~28.3%和11.9%~21.5%;有效磷、速效钾和有机质含量在生物炭施用量≥20 t·hm^(-2)时显著增加,增幅分别达34.6%~115%、70.9%~394%和29.3%~118%;当生物炭施用量超过20 t·hm^(-2)时,水解性氮含量显著降低,降幅为11.4%~22.1%。施用生物炭能有效降低土壤中的有效态镉及水稻植株茎、穗中的镉含量,当生物炭施用量≥20 t·hm^(-2)时,降幅分别为24.0%~37.1%、24.1%~82.9%和28.0%~78.3%;水稻叶中镉含量则在生物炭施用量超过40 t·hm^(-2)后显著降低了22.1%~35.7%。施用生物炭能提高水稻产量,当施用量为20~40 t·hm^(-2)时有显著的增产效果,增幅分别为12.4%和9.42%。从短期来看,谷壳生物炭具有调节土壤酸度、钝化重金属镉活性和提高水稻产量的潜力,且施用量以20 t·hm^(-2)为宜。

黑曲霉固态发酵稻谷壳粉制备木聚糖酶活力饲料辅料研究

试验旨在获取具备木聚糖酶活性的发酵稻谷壳粉,以提高稻谷壳粉的饲用价值。试验用黑曲霉对稻谷壳粉进行固态发酵,以发酵产物中木聚糖酶活力为指标,采用单因素结合响应面法优化发酵条件并测量发酵产物营养物质的含量。结果显示,发酵基质质量为10 g、初始含水量为10.1 mL、添加1.0%的硫酸铵、培养温度为30.9℃、培养时间为3.1 d时,发酵产物中木聚糖酶活力最高,为135.643 U/mL,较优化前提高了3.6倍。在此条件下,发酵稻谷壳粉中粗蛋白和真蛋白含量均有提高,真蛋白的含量达12.35%,较发酵前提高了107.21%,粗纤维和粗脂肪含量有所降低,粗灰分含量提高。研究表明,发酵稻谷壳粉中木聚糖酶活力达到饲用标准,提高了蛋白质含量,可以作为辅料制备饲料。

不同谷壳掺量对多孔陶瓷保水砖性能的影响

以高岭土、滑石、钾长石、方解石和石英等为主要原材料,完整谷壳为成孔剂,通过压制成型后烧成具有低密度的多孔陶瓷保水砖,研究了谷壳掺量和烧成温度对保水砖性能的影响。采用XRD、SEM、EDS等测试手段分别对样品的物相、显微结构和局部成分进行了表征。研究结果表明,当谷壳掺量为30%时,经1020℃烧成,多孔陶瓷保水砖密度为0.59 g/cm^(3),孔隙率为75%,保水率为72.62%,日均蒸发量为0.5 mm/d,抗压强度为2.26 MPa,多孔陶瓷保水砖由孔隙和骨架构成,骨架上含有小孔,形成了SiO_(2)和Mg_(2)Al_(4)Si_(5)O_(18)主晶相。

去谷壳茅台酱香型酒糟高蛋白饲料对生长育肥猪生长性能和腹泻指数的影响

为研究去谷壳茅台酱香型酒糟高蛋白饲料对生长育肥猪生长性能和腹泻指数的影响,选取平均体重为(43.58±2.50)kg的杜长大三元杂交生长猪45头,随机分为3组,每组3个重复,每个重复5头猪,对照组饲喂玉米-豆粕型基础日粮,试验Ⅰ组和Ⅱ组分别用5.00%、8.00%去谷壳茅台酱香型酒糟高蛋白饲料替代基础日粮中部分豆粕,添加赖氨酸和油脂平衡日粮营养水平。预试期7 d,正式期30 d。结果表明:与对照组相比,试验Ⅰ组和Ⅱ组平均日增重分别提高了4.03%、3.09%(P>0.05);料重比分别降低了3.79%、3.45%(P>0.05);猪只腹泻指数分别显著降低了1.07、1.29百分点(P<0.05),试验Ⅰ组和Ⅱ组间无显著差异(P>0.05)。初步证实,用去谷壳茅台酱香型酒糟替代基础日粮中部分豆粕不影响生长育肥猪的生长性能,但可显著降低猪的腹泻指数,对腹泻有一定控制能力。综合生长性能和腹泻指数,在生长猪日粮中添加去谷壳茅台酱香型酒糟高蛋白饲料的比例以5.00%为宜。

去谷壳酱香型白酒酒糟高蛋白饲料对三穗麻鸭的饲喂效果

为评价去谷壳酱香型白酒酒糟高蛋白饲料饲喂三穗麻鸭的效果,选取24日龄健康三穗麻鸭120羽,随机分成对照组和实验组,对照组饲喂主料为玉米(质量分数64.87%)、豆饼(质量分数19.40%)、麦麸(质量分数6.30%)、玉米DDGS(质量分数5.00%)的基础日粮,实验组饲喂实验日粮(以去谷壳酱香型白酒酒糟高蛋白饲料等量替代基础日粮中的玉米DDGS),实验期为50 d。结果显示:实验组三穗麻鸭40日龄、74日龄的体重分别较对照组提高2.47 g/羽和15.07 g/羽,但2组间无显著差异(P>0.05);与对照组相比,实验组三穗麻鸭日增重提高1.85%、料肉比降低1.76%(P>0.05);实验结束时(74日龄),2组三穗麻鸭体尺指标无显著差异(P>0.05)。结果表明:去谷壳酱香型白酒酒糟高蛋白饲料具有较高的饲用价值,可以作为玉米DDGS替代品饲喂三穗麻鸭。

不同谷壳源黑炭施用量对红壤性稻田肥力及水稻产量的影响

为了探究谷壳源黑炭不同用量对红壤性稻田肥力及水稻产量的影响,设置了6个不同谷壳源黑炭用量处理,开展了连续2 a的田间试验,分析测定了水稻产量、叶绿素含量、根茎重比和土壤肥力变化。结果表明:(1)与CK相比,水稻产量增加了18.05%~26.71%,当谷壳源黑炭施用量为20 t/hm^(2)时,水稻产量达到最佳。(2)与CK相比,分蘖期水稻根系重量增加了9.90%~48.08%,长穗期根系重量增加了21.42%~122.12%,施用量在5、15 t/hm^(2)时,水稻的根系重量达到最佳。(3)与CK相比,土壤pH值增加了0.02~0.18,有机质含量增加了1.65%~63.27%,土壤全氮含量增加了5.19%~12.98%,全磷含量增加了14.71%~35.29%,水解性氮含量增加了7.27%~26.06%,有效磷含量增加了20.46%~58.94%,土壤速效钾含量降低了14.25%~34.84%,且施用量在15和20 t/hm^(2)时,土壤的pH值及肥力最佳。综上所述,谷壳源黑炭可以显著提高水稻产量及提升土壤肥力,当施用量在15、20 t/hm^(2)时,水稻产量及土壤肥力达到最佳。

稻谷谷壳结构-脱壳过程模拟分析

大米是我国多数人主要的口粮,砻谷质量对于后续加工至关重要。实验选取典型的籼、粳、糯三种米为研究对象,通过3D景深显微镜观测谷壳微观结构,利用质构仪拉伸实验台对谷壳的力学特性和拉伸破坏力进行研究。通过自制模拟砻谷实验装置,对砻谷过程进行观测,并分析聚氨酯硬度、速率对谷壳损伤断裂的影响。实验结果表明,谷壳外表面由纤维素块状结构组成,排列整齐,呈现高低起伏,三种谷壳的拉伸破坏力分别为籼米6.8 N,粳米5.0 N,糯米4.1 N,并且拉伸过程中由于谷壳的纤维强度韧性存在差异,导致拉伸曲线存在起伏。随着聚氨酯硬度和模拟装置速率的增大,谷壳的损伤程度也随之增大。

施氮时期对稻穗不同部位籽粒谷壳生长与发育的影响

以扬稻 6号 (籼稻 )、日本晴 (粳稻 )为试材 ,设计不同施氮时期 ,改变颖壳生长发育所需的物质和能量 ,研究其对稻穗不同部位籽粒谷壳大小 (谷壳长度、宽度和面积 )、重量和充实程度 (单位面积谷壳重 )的影响。结果表明 :①施用分蘖肥 ,可促进稻穗一、二次枝梗不同部位籽粒特别是下部枝梗籽粒谷壳的大小和重量 ,品种间表现一致 ,对谷壳充实程度的影响因品种而异 ;施用促花肥、保花肥或过多施用穗粒肥 ,稻穗一、二次枝梗各部位籽粒谷壳的大小、重量和充实程度均减小 ,减小幅度多以上、中部枝梗籽粒较大 ,品种间表现一致 ;施用基肥对稻穗不同部位籽粒谷壳性状的影响因品种而异。②促进谷壳的生长与发育 ,有利于籽粒同化产物的积累 ,糙米的长度、宽度、厚度、体积和重量均显著增加 (r为0 .35 0 7 ～ 0 .96 76 ) ,进而使粒重大幅度提高 (r为 0 .70 93 ～ 0 .96 86 )。

MW级谷壳气化发电的操作特性研究

对MW级谷壳气化发电的操作特性进行了研究。主要考查了流化速度及当量比(ER)对气化炉运行温度、压降、气体成分及其热值、气体的产率、谷壳中碳转化率的影响。实验结果显示:流化速度为0.25～0.32 m/s,ER为0.25～0.35时,气化炉运行温度稳定,产生的可燃气体成份的体积百分含量为H2:3.25%～4%, CO:14.43%～20%,CH4:1.84%～3%,C2Hm:0.98%～2.14%;气体的热值:3.1～5.03 MJ/Nm3,气体的产率为1.3～1.98 Nm3/kg,谷壳中碳的转化率为56%～82%。当操作条件为:流化速度0.25 m/s、ER=0.25时,所产生出的燃气对燃气发电机组的运行最佳。

5种籼稻品种谷壳中游离态和结合态酚类物质含量及其抗氧化活性比较

【目的】比较不同水稻品种谷壳中游离态和结合态酚类物质的含量、组成及其抗氧化活性差异。【方法】选用5个代表性的南方籼稻品种,分析其谷壳中的游离态和结合态总酚、总黄酮含量,采用高效液相色谱法分析其单体酚类的组成及含量,采用铁离子还原能力(FRAP,Ferric reducing ability of plasma)和ABTS(2,2'-联氨-二-3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸,2,2′-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)自由基清除能力两种方法评价其体外抗氧化能力差异。【结果】5个不同籼稻品种谷壳的游离酚、结合酚和总酚含量分别介于42.8—123.0、260.9—325.2和320.2—398.3 mg GAE/100 g DW,其结合态酚占总酚含量百分比平均为78.9%;游离态黄酮、结合态黄酮和总黄酮含量分别介于34.0—58.0、47.9—64.4和82.0—115.7 mg CE/100 g DW,其结合态黄酮占总黄酮含量的百分比平均为56.4%;稻壳中的酚类物质主要为没食子酸、原儿茶酸、绿原酸、香草酸、咖啡酸、丁香酸、香豆酸和阿魏酸,其中游离态酚类物质以丁香酸和香豆酸为主,平均含量分别为25.09μg.g-1DW和31.21μg.g-1DW;结合态酚类物质以香豆酸含量为主,平均含量为2141.61μg.g-1DW。稻壳游离态、结合态和两者合计FRAP抗氧化能力值分别介于37.7—106.0、217.9—281.0和269.3—370.3 mg TE/100 g DW,其结合态占总FRAP百分比平均为77.3%;稻壳游离态、结合态和两者合计ABTS抗氧化能力值分别介于26.3—85.8、67.2—111.9和93.4—155.2 mg TE/100 g DW,其结合态占总ABTS百分比平均为64.8%。【结论】稻壳中含有较丰富的酚类物质,具有较强的抗氧化活性。稻壳总酚、总黄酮含量、单体酚组成及其抗氧化活性均以结合态形式为主,且有显著的品种间差异。提示水稻谷壳可以作为一种潜在的天然抗氧化剂资源进行开发利用。

谷壳的差热红外扫描电镜分析及对铜铅离子的生物吸附研究

用差热分析(DTGDTA)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM/EDS)等方法对谷壳的质量随温度上升而变化的情况、表面的官能团、表面形态及主要元素构成等进行了分析,并研究了谷壳对水溶液中Cu2+、Pb2+的生物吸附作用.加热170℃时谷壳质量损失约6%,至170～290℃时质量损失约45%,至500℃时质量仅余约11%.在320℃、440℃分别有2个放热峰.谷壳的红外吸收光谱图主要由碳水化合物如木质素、纤维素等的吸收带组成.红外光谱分析表明,1735cm-1和1615cm-1处的吸收峰为不同CO的伸缩振动峰;1515cm-1处为苯环的骨架振动峰,而1243cm-1处是苯羟基中C—O的伸缩振动峰.1456cm-1处的吸收峰为CH3—和CH2—的弯曲振动峰,1374cm-1处是甲基的弯曲振动峰.SEM/EDS分析表明,谷壳表面粗糙,且主要由碳氧硅铝元素构成.结果表明,吸附时间、溶液pH、吸附剂用量、金属离子初始浓度及Na+和Ca2+离子对吸附均有影响.谷壳对Cu2+、Pb2+的吸附在30min基本达到平衡,在pH为5左右吸附效果较好,Ca2+对吸附的影响比Na+严重.随初始浓度的增加,吸附量增大,且吸附可用Langmuir方程描述.在本实验条件下,谷壳对Cu2+、Pb2+的最大吸附量分别为3.46mg·L-1、12.5mg·L-1.一种金属离子的存在能显著降低谷壳对另一种金属离子的吸附,且Pb2+对Cu2+的影响较Cu2+对Pb2+的影响更严重.单一体系和混合体系的实验结果表明,谷壳对单一体系中Cu2+、Pb2+的吸附能力分别大于对混合溶液中Cu2+、Pb2+的吸附能力.

谷壳对铀(Ⅵ)的吸附性能及机理研究

通过静态吸附实验,研究了pH、吸附时间、铀初始质量浓度、吸附剂用量、谷壳粒径、温度等对谷壳吸附铀效果的影响,从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析,并通过红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM)探讨了吸附机理。结果表明,单位质量谷壳对铀的吸附量随铀初始质量浓度的增大而增大,随谷壳用量的增大而减小,随温度的升高而增大;在pH=3、粒径为100～120目时吸附效果最好;吸附在60min基本达到平衡。在25℃时,饱和吸附量qmax可达15.14mg/g。谷壳对铀的吸附遵循Langmuir等温线,符合准二级动力学方程。谷壳吸附铀前后的红外光谱表明,谷壳主要是由羟基、羰基、苯环及碳水化合物组成,通过络合或离子交换的方式吸附铀。

谷壳热解/气化的热重-红外联用分析

利用热重分析(TGA)和傅里叶红外光谱(FTIR)联用技术对典型生物质热解和气化特性及其气体产物的释放规律进行了研究,并确定了其热解和气化机理。研究表明,谷壳在 N_2和 CO_2气氛下的热解失重主要集中在220～600℃,并且具有相似的热解特性;在800℃以后谷壳在 N_2和 CO_2气氛下反应所对应的热重曲线出现了较大的差异。气体产物主要在240～600℃析出,主要成分为 H_2O、CO、CH_4、C_xH_y(x>1)和一些有机碳水化合物,其中 H_2O 的析出温度较低,而 CH_4和 CO 析出温度相对较高;由于谷壳气化过程中存在 CH_4和 CO_2重整反应,使得 H_2O析出呈现双峰形式,并且 CH_4含量相对于热解时偏小,CH_4的析出特性曲线仅有一个峰,CO 的析出特性曲线是双峰形式,且 CO 的释放曲线和谷壳反应速率曲线有着相似的特征温度和变化趋势。谷壳的热解服从两步反应机理,低温段的热解机理函数为 f(α)=(1-α)^(2/3),高温段的热解机理函数为 f(α)=(1-α)^(2.5);而气化机理函数为 f(α)=(1-α)^(2/3)。

气化过程中谷壳焦颗粒孔隙结构及分形特性的演化

为了深入揭示生物质焦在气化反应中的行为变化及反应机理,该文利用氮气物理吸附法和扫描电镜等技术研究了气化过程中谷壳焦颗粒孔隙结构和表面形态的演化,并用分形维数描述了焦颗粒内部孔隙表面形态的复杂程度。结果表明,谷壳气化焦的吸附特性曲线在整体上均呈现出II型等温线特征,表明焦颗粒具有较为连续和完整的孔分布系统。随着气化反应的进行,谷壳焦的BET比表面积和微孔比表面积均呈现出先增大后减小的变化趋势,并在气化转化率为48.6%时取得最大值210.45和147.14m2/g。孔容积的变化规律与比表面积相近。随着气化转化率的增大,焦颗粒的平均孔径迅速减小,在转化率为35.4%时达到最小值2.94nm,之后稍有增大。分形FHH(Frenkel-Halsey-Hill)模型适用于生物质气化焦颗粒孔隙表面分形特征的研究。气化过程中焦颗粒孔隙表面分形维数的变化趋势与平均孔径的变化趋势相反,两者呈现出较好的线性关系。研究结果可为实际生物质气化过程的数值模拟和运行参数的优化等提供参考。

水稻谷壳中总黄酮提取工艺及其性质表征

采用醇提取法,研究水稻谷壳中黄酮类化合物的提取工艺。在提取过程中,通过单因素试验考察了浸提溶剂浓度、浸提温度、浸提时间、料液比和浸提次数等5个主要因素对水稻谷壳中黄酮类化合物提取效率的影响。在单因素的基础上,通过正交试验L9(34),得到最佳提取条件为乙醇质量浓度为50%,浸提温度70℃,浸提时间6h,料液比1∶30,浸提次数3次。利用紫外可见吸收光谱、聚酰胺薄层层析、红外光谱等分析手段对黄酮提取物进行分析和表征。

水稻结实过程中谷壳的作用及生理变化

以常规水稻品种特青为材料，对谷壳在水稻结实过程中的作用和某些生理变化进行了探讨。 结果表明，在水稻结实过程中，谷壳中叶绿素含量随着谷粒充实程度的提高而不断增加，在谷壳内空 间被充满９０％左右时达到最大值，然后下降；谷亮光合作用强度的变化趋势与叶绿素含量的变化趋势 一致，整穗谷壳的最大叶绿素含量和光合作用强度分别约为旗叶最大叶绿素含量和光合强度的２５％和 ２０％。谷壳与旗叶相同叶绿素浓度提取液的光吸收光谱特性不同，在短波区谷壳叶绿素提取液的光吸 收明显比旗叶叶绿素的高；在抽穗后，谷壳的重量会有所增加，但穗下部谷壳的重量始终比穗上部的 轻；相关分析表明，谷壳的重量与最终粒重呈极显著正相关关系。在开花授粉完毕后，套不透明袋能 明显降低谷粒的千粒重和实粒率，在去旗叶和倒３叶后再套不透明袋则降低得更多，但套透明袋时影 响较小。以上结果表明，水稻在结实过程中，谷粒充实所需的物质至少有相当一部分来自于谷壳的光 合作用，并且谷壳发育的好坏亦能直接影响谷粒的充实。

氮素对扬稻6号谷壳性状的影响及其原因分析

在群体水培和盆栽条件下 ,研究氮素处理对扬稻 6号谷壳大小、重量和充实程度的影响及其与植株养分含量的关系。结果表明 ,与不施肥相比 ,适当降低移栽至抽穗期的供氮浓度或于生育前期施用氮肥 ,有利于增加谷壳大小和重量 ;提高移栽至抽穗期的供氮浓度或于生育中期较多施用穗肥 ,则抑制谷壳的生长和发育 ,使谷壳的大小、重量和充实度均显著下降 ,且施氮量越多 ,谷壳受抑的程度越大 ;施用粒肥有利于谷壳的物质积累 ,对谷壳大小影响较小。氮素处理对水稻谷壳性状的调节效应从大到小依次为谷壳重、单位面积谷壳重、谷壳面积、谷壳长度、谷壳宽度。相关分析表明 ,谷壳性状与抽穗期植株的含氮率呈极显著负相关 (r=- 0 .86 84 ～ - 0 .9336 ) ,与可溶性糖和淀粉含量呈正相关 (r=0 .6 6 6 0 NS～ 0 .95 0 1 )。水稻谷壳性状的改良有利于谷粒同化产物的积累 ,进而使粒重大幅度提高 (r =0 .6 388 ～ 0 .95 74 )

谷壳热解过程中颗粒孔隙结构分形特性

由于颗粒相本身的复杂特性,因此研究者多是对生物质颗粒定性或就某一方面进行描述。借助分形理论可以对颗粒物理结构进行全面而精确的表征。本文利用分形BET方程,基于非线性最小二乘法,提出一种新的分形维数计算途径。该方法是根据多层吸附理论,对氮气等温吸附/脱附法测定的数据分析,直接获得表征整个吸附范围的颗粒分形维数,同时回归得到吸附过程中的吸附层数。分析表明,该方法计算得到的分形维数在数学层面上可以很好地表征颗粒内部微孔特征,同时通过对计算得到的吸附层数分析发现该计算结论也能被多层吸附理论解释,表明该方法在物理层面上也符合实际情况。利用该方法计算得到谷壳在快速热解条件下焦颗粒分形维数的变化。