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。

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。

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-鸡粪堆肥化发酵特性及其腐熟度评价

采用好氧堆肥方式,研究油茶壳-鸡粪堆肥过程中温度、pH值、CEC、C/N、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、GI等指标变化,并选取高温持续时间、C/N降幅、种子发芽指数为评价指标,运用灰色关联分析法对堆肥的腐熟度进行综合评价。结果显示:(1)添加鸡粪和有机物料腐熟剂能够加快油茶壳堆肥腐熟进程,其最高温度、高温持续时间、pH值、CEC均高于对照(纯油茶壳);(2)对照和油茶壳-鸡粪2个处理的C/N均随堆肥进程逐渐下降,试验结束时2个处理的C/N分别为75和12,降幅分别达到了37.0%和58.6%;(3)与对照处理的NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和GI变化平缓不同,油茶壳-鸡粪处理NH_(4)^(+)-N在堆肥前期较高,中后期显著降低,N、NO_(3)^(-)-N则随发酵进程总体上呈上升趋势,且发酵后GI较高,对植物毒性较小;(4)灰色关联分析结果显示,油茶壳-鸡粪堆肥经过48d后达到完全腐熟,而对照未腐熟。综上所述,添加鸡粪和有机物料腐熟剂能有效提高堆体微生物活性,加速堆肥进程,使物料达到更好的腐熟效果。

腐熟油茶壳在蔬菜育苗基质上的应用研究

本文将腐熟油茶壳、草炭、珍珠岩、蛭石作为原料进行基质复配,并对不同配比复合基质的理化性状及其作为蔬菜育苗基质的应用效果进行了研究,筛选出优质基质配方。结果表明:(1)电导率以及基质的速效养分含量随腐熟油茶壳占比的增加而增大;(2)通过不同基质配比的蔬菜育苗试验,筛选出最佳的基质配方为T1处理(草炭、腐熟油茶壳、蛭石和珍珠岩的体积比为3∶1∶1∶1),此处理下芥菜和菜心的出苗率分别为97.22%和98.61%,幼苗地上部、地下部生物量高于对照及其他处理,株高、茎粗、叶面积、叶绿素含量、壮苗指数等指标均较好;T5处理(草炭、腐熟油茶壳、蛭石和珍珠岩的体积比为0∶4∶1∶1)育苗效果最差,其出苗率和生长指标均显著低于其他处理。因此,腐熟油茶壳经过复配可以作为良好的育苗基质材料部分代替草炭用于蔬菜育苗。

微波辅助低共熔溶剂高效提取油茶壳原花青素的工艺优化

氯化胆碱/草酸体系的低共熔溶剂作为提取溶剂,采用微波辐照萃取,分离油茶壳原花青素,研究微波功率、原料粒径、微波温度、微波时间、溶剂含水量和料液比对油茶壳原花青素提取量的影响。结果表明,油茶壳原花青素的最佳提取工艺参数。原料过200目筛而不过400目筛(平均粒径为53μm),溶剂含水量5%,料液比1∶20(g/mL),600 W的微波功率,35℃微波辐照提取60 min。在此优化条件下,油茶壳中原花青素的提取量为66.89 mg/g。

不同品种油茶壳皂素比较研究

目的:研究湘林、华鑫、小果三种油茶品种油茶壳中皂素的结构与性能差异,为油茶壳高值化利用提供理论依据。方法:以油茶壳为原料,采用无水乙醇为溶剂,料液比1∶10(g/mL),在60℃下浸提9 h提取皂素,通过高效液相色谱法、红外光谱法及吊片法等比较三种品种油茶皂素表面活性及结构上的差异。结果:不同品种间油茶皂素含量和表面活性差异较显著,湘林、华鑫、小果壳中粗皂素得率分别为23.58%、21.88%和19.21%,粗皂素中皂苷含量分别为48.53%、45.60%和39.73%;湘林油茶皂素含量最高,临界胶束浓度值最低,为4.02 g/L,表面张力为42.6 mN/m,表面活性最好;华鑫油茶皂素具有较好的乳化能力和乳液稳定性。结论:综上可知不同品种油茶壳皂素差异较显著(P<0.05)。湘林油茶壳皂素适宜用作表面活性剂,华鑫油茶壳皂素适宜用作乳化剂进行综合利用。

磷酸活化油茶壳制备高比表面积活性炭

以油茶壳为原料,磷酸为活化剂制备活性炭。以碘吸附值及产率为指标,探究加热温度、加热时间、浸渍比、浸渍时间、升温速率对油茶壳活性炭吸附性能的影响,并采用正交法优化活性炭制备条件,采用比表面积孔隙分析、FT-IR、XRD、SEM进行表征。结果表明:油茶壳活性炭较佳的制备工艺为加热温度400℃、加热时间140 min、浸渍比3∶1、浸渍时间6 h,此条件下制得的活性炭碘吸附值为1694 mg/g,比表面积1872 m^(2)/g,平均孔径1.36 nm,总孔容积为1.269 cm^(3)/g,微孔孔容占总孔容的56.26%,表面具有丰富的孔结构。

反应时间对油茶壳水热炭化产物性质的影响研究

为研究反应时间(0~90 min)对油茶壳水热炭化产物特性的影响,以油茶壳为原料,利用高压反应釜,在反应温度为240℃,料液比为(1∶8)的条件下对油茶壳进行水热炭化试验。结果表明:反应30 min后,随反应时间的延长,水热炭质量产率先升高后降低,高位热值、固定碳含量增加。傅里叶红外光谱分析表明,水热炭在水热炭化过程发生脱水、脱羧反应。扫描电镜分析表明:随反应时间的延长,水热炭由表面结构轻微破坏逐渐形成孔隙结构。燃烧特性表明:水热炭着火温度随反应时间延长逐渐升高,水热炭TG曲线向高温区偏移。气相色谱-质谱分析表明:反应开始时,水热炭液相产物中的主要化合产物为糠醛,随反应时间的延长,液相产物中酚类物质含量逐渐增多。

正交试验优化油茶壳中抑制酪氨酸酶活性成分的提取工艺

采用超声辅助萃取,以酪氨酸酶活性抑制率为指标,通过单因素及正交试验优化油茶壳中抑制酪氨酸酶活性成分的提取工艺。结果表明:最佳提取工艺为乙醇体积分数60%、提取时间3 h、料液比1∶15(g/mL)、提取温度60℃,在此条件下,质量浓度0.1 mg/mL的油茶壳提取物对酪氨酸酶活性抑制率可达42.80%±1.37%。

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%。