香蕉茎秆纤维提取工艺优化及其表征

为了对农业废弃物香蕉茎秆进行综合利用,采用化学法脱胶工艺提取香蕉茎秆纤维。在单因素试验基础上,采用响应曲面法,以NaOH质量浓度、碱煮时间、碱煮温度为影响因素,以香蕉茎秆纤维的拉伸强度为响应值建立二次回归方程,通过响应面分析得到其优化组合。结果表明:碱煮时间对香蕉茎秆纤维拉伸强度的影响最大,其次为NaOH质量浓度,最后为碱煮温度。当NaOH质量浓度8.76 g/L,碱煮时间3.98 h,碱煮温度80.72℃,料液比1∶20(g∶mL)时,香蕉茎秆纤维的脱胶率为82.4%,含纤维素67.69%,拉伸强度为433.93 MPa。傅里叶红外结果显示较佳工艺制备的香蕉茎秆纤维去除了大量半纤维素和木质素。扫描电镜图显示香蕉茎秆纤维的断裂截面呈现脆性-塑性复合型断裂形式。

毛竹茎秆纤维细胞发育过程中ATP酶的超微细胞化学定位研究

采用磷酸铅沉淀技术 ,对毛竹茎秆纤维细胞发育过程中的ATP酶进行了超微细胞化学定位研究。在初生壁形成时期 ,大量的ATP酶的活性产物沉积在质膜、质膜内陷、运输小泡、胞间连丝等膜体系以及细胞核和各种细胞器上 ;在次生壁形成的初期 ,ATP酶在多泡小体和裂解的液泡膜上出现 ,凝聚并边缘化的染色质上仍然具有ATP酶活性 ;随着次生壁的逐渐加厚 ,在前四年中持续存在具有ATP酶活性的质膜内陷结构 ,以后消失 ;而在六年生纤维细胞的质膜、运输小泡、纹孔、胞间连丝和凝聚化的染色质上仍然发现有明显的ATP酶分布 ,并发现在染色质上ATP酶活性会随着凝聚程度的加深而增强。结果表明 ,ATP酶在毛竹茎秆纤维细胞壁的整个形成过程中发挥重要作用 ,而纤维细胞的次生壁形成过程是一个由核基因控制的主动的PCD过程 ;并证实毛竹茎秆纤维细胞的发育有别于其它木本植物纤维细胞的发育过程 。

毛竹茎秆纤维发育过程的超微结构观察

利用透射和扫描电镜观察了毛竹(Phyllostachys edulis (Carr.) H. De Lehaie)茎秆纤维发育过程中的超微结构变化。在纤维细胞初生壁形成期,细胞质中线粒体、内质网、高尔基体等细胞器数量有明显的增加,出现大量的由内质网与高尔基体分泌形成的运输小泡,周质微管平行分布于质膜内侧,出现环状片层结构,并在细胞壁与质膜之间出现壁旁体结构。随着次生壁的逐渐形成,细胞质中细胞器逐渐地解体并出现多泡小体;纤维细胞核出现染色质凝聚并边缘化,但在8年生的纤维中可以持续存在;在纤维次生壁形成的整个阶段都存在与周围细胞相联系的胞间连丝和运输小泡;次生壁在前4年加厚明显,以后加厚程度减缓,但可以持续很长一段时间,并随着加厚出现宽窄交替的多层结构。结果表明,线粒体、内质网、高尔基体和壁旁体等细胞器与周质微管一起参与了初生壁和次生壁早期的形成;纤维细胞次生壁的形成过程就是一个漫长的程序性细胞死亡(PCD),而PCD的产物与胞间连丝一起参与了次生壁的形成与加厚;染色质凝聚并边缘化的细胞核与胞间连丝的持续存在,证明毛竹茎秆纤维细胞是一种典型的长寿细胞。

香蕉茎秆纤维提取机刀片的分析和优化设计—基于SolidWorks

为减小香蕉茎秆纤维提取机刀片工作时的最大应力,增大其安全系数,利用SolidWorks软件对刀片进行三维建模,运用软件的Simulation插件分析刀片的应力、应变云图,并对刀片相关尺寸进行优化设计。优化结果显示,刀片的最大应力由68.58MPa下降到49.33MPa,下降约28%;刀片的最小安全系数由3.21上升到4.47,增加了约1.4倍;刀片的质量由0.702kg下降到0.698kg,达到了优化的目标。

香蕉茎秆纤维的超声法脱胶研究

以香蕉树茎秆原麻为原料,采用超声波法制备了香蕉茎秆纤维,并测定了其化学成分。结果表明:香蕉茎秆纤维中半纤维素和木质素含量较高,分别达到了25.81%和3.32%。超声波预处理法最佳工艺条件是:预处理时间为30 min,温度为50℃,超声功率为200 W,其预处理胶质去除率达36%。

木薯茎秆纤维的微观结构和性能

采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,简称SEM)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,简称FT-IR)、X-射线衍射、热重/示差扫描量热(thermogravimetric-differential scanning calorimetry,简称TG-DSC)等分析手段对木薯茎秆纤维的结构和性能进行表征分析。结果表明,木薯茎秆纤维素、半纤维素和木质素总量占木质部的70%以上;木薯茎秆木质部横切面维管束排列整齐,属散孔材,导管明显,管径大小不一致,管胞细胞长度不等,细胞壁厚,细胞间紧密排列呈线状,胞内有颗粒状淀粉粒物质存在;韧皮部细胞较木质部小,且排列紧密;髓部有微孔且轻薄,可能存在含量较高的可消化碳水化合物。木薯茎秆木质部材料在3 403、 2 931 cm -1 处有明显的吸收峰。木质部的结晶度为50.1%,晶粒尺寸为2.3 nm。在空气氛围中,温度为287~398 ℃是热解的主要阶段,大部分失质量发生在该阶段,失质量率约为47%,在氮气氛围中267~337 ℃是热解的主要阶段,失质量率约为54%。

基于ANSYSWorkbench的香蕉茎秆纤维提取刀片改进设计

目前刮麻刀片有限元分析较少,笔者利用ANSYSWorkbench对香蕉茎秆纤维提取机普通刀片和改进刀片进行结构静力学分析。结果表明:在相同载荷和边界条件下,改进后刀片最大应力由71.06MPa降至48.71MPa,降低了31.5%;最小疲劳寿命超过设计寿命;安全系数由0.97增加到1.42,增加了46.4%。由此说明普通刀片在极限载荷下可靠性低,最大加工茎秆片数为4片,而改进刀片性能更加优异,可以用于刀片的更新替换。

不同杂种优势群玉米茎秆纤维品质及配合力分析

研究建立快速测定玉米茎秆纤维品质的近红外模型,用于评价不同杂种优势群的玉米材料的茎秆纤维品质。分析纤维品质性状的一般配合力,筛选纤维品质和配合力好的材料,为培育抗倒耐密玉米品种提供借鉴。本试验以玉米茎秆基部第3节间和第4节间为材料,利用近红外光谱漫反射光谱(NIRS)技术建立测定秸秆中纤维素、半纤维素和木质素的数学模型。基于建立的纤维品质模型对一年两点的94份自交系和376份杂交种的茎秆纤维品质进行预测和分析。对不同杂种优势群间整体差异进行方差分析,并评价其一般配合力效应。结果表明,各组分数学模型的校正决定系数、交叉验证和外部验证决定系数在0.801~0.998之间,各项误差在0.131~1.454之间,该模型准确性高,能较为准确预测玉米茎秆的纤维品质,为抗倒伏种质资源材料的鉴定提供参考。各杂种优势群中,旅大红骨群的纤维品质最低,P群和唐四平头群纤维品质及其一般配合力正向效应较好。共筛选出了9个纤维品质好且一般配合力正向效应高的自交系。其中P群有2个,唐四平头群有1个,兰卡斯特群有2个,瑞德群1个,混合群3个。

玉米茎秆纤维性状与抗倒伏相关研究进展

倒伏是影响玉米产量与品质的重要因素。文章主要从玉米茎秆纤维组分、耐穿刺强度、遗传研究等方面综述了茎秆纤维性状与抗倒伏之间的关系,为选育优良抗倒玉米品种提供参考。

造纸用非木材纤维——茎秆纤维

1 茎秆纤维制浆本文的茎秆纤维系指非木材纤维族,这些纤维具有这样的特性,其茎秆中的“维管束”无规则地排列在秆芯内韧皮纤维周围,并且能象纤维束一样除去。尽管从古代起亚麻、大麻。

香蕉茎秆酶法脱胶工艺及其脱胶纤维性能

为了将生物质废弃物香蕉茎秆进行高值化利用,采用酶法脱胶工艺制备香蕉茎秆纤维。研究超声预处理工艺中频率、处理温度对香蕉茎秆脱胶率的影响,确定较佳的超声预处理工艺。将预处理后的香蕉茎秆粗纤维进行半纤维素酶、果胶酶脱胶,分别考察缓冲液pH、酶浓度、反应温度对脱胶率的影响。结果表明:预处理工艺中超声处理的较佳频率为40kHz,温度为70℃;酶法脱胶工艺中较佳的半纤维素酶缓冲液pH为5.5,半纤维素酶浓度为0.004g·ml-1,反应温度为50℃;较佳的果胶酶缓冲液pH为6.0,果胶酶浓度为0.003g·ml-1,反应温度为55℃。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析酶法较佳工艺制备的香蕉茎秆纤维的理化特性;并对其机械性能进行测试与分析。FTIR及XRD结果表明:酶法较佳工艺制备的香蕉茎秆纤维去除了半纤维素和大部分果胶,相对结晶度为66.4%;机械性能测试结果表明酶法较佳工艺制备的香蕉茎秆纤维的拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率分别是118.48MPa,15.15GPa,0.67%。

不同刈割期低纤维苜蓿茎秆生物力学试验研究

本文以北方多年生豆科牧草低纤维苜蓿和甘农三号、绿宝石小冠花(对照品种)初花期、结荚期茎秆为研究对象,测试了茎秆的主要力学性能及在不同状态下主要化学成分含量。结果表明:三种牧草刈割处茎秆应力与应变曲线近似呈线性关系;结荚期茎秆抗拉强度大于初花期;初花期刈割处茎秆平均抗拉强度分别是24.62MPa、24.82MPa、15.96MPa;三种牧草茎秆随含水率的降低(或初花期到结荚期的变化),纤维素、木质素、蛋白质含量均增高;低纤维苜蓿平均蛋白质含量介于绿宝石小冠花和甘农3号之间。考虑蛋白质含量、消化率及机械化收获难易,新品系低纤维苜蓿具有更广阔发展前景。此研究为指导牧草优种筛选和选育,设计开发新机具、新工艺提供理论依据。

烟草茎秆在制浆造纸工业中的应用

通过对烟草茎秆的纤维尺寸、化学组成以及其烧碱法和烧碱-蒽醌法制浆的研究,分析烟草茎秆制浆造纸的可行性。结果表明,烟草茎秆的纤维形态特征与非木材纤维原料和阔叶木相似。烟草茎秆纤维的长度、直径以及细胞壁厚度的平均值分别为1.23 mm、24.31μm、8.93μm。烟草茎秆的综纤维素和α-纤维素含量较阔叶木和普通非木材纤维原料的低。此外,烟草茎秆的木素含量也较阔叶木的低。烟草茎秆中的综纤维素、α-纤维素、木素、灰分分别占总质量的67.79%、39.20%、18.90%、6.86%。制备漂白烟草茎秆浆的最佳蒸煮条件为:NaOH用量25%,蒸煮最高温度165℃,保温时间180 min和蒽醌用量0.2%。添加蒽醌可获得较低的粗渣率和纸浆卡伯值、较高的细浆得率和白度。烟草茎秆浆的漂白性能不是很好,采用DED和DEDD方式漂白,其白度仅能达到73.1%和78.2%。

芹菜嫩化管理技巧

常规法栽培的芹菜纤维含量高,往往因管理不精细或收割不及时而茎秆较硬,影响商品价值。根据一些菜农多年积累的成功经验,采用一套芹菜嫩化栽培方法,不但降低了茎秆纤维的含量,提高了食用与商品价值,而且增加了产量,延长了收获期,市场售价提高40%以上。其技术措施如下。

芹菜嫩化管理技巧

常规法栽培的芹菜纤维含量高,往往因管理不精细或收割不及时而茎秆较硬,影响商品价值,甚至失去食用价值。根据一些菜农多年生产的成功经验,采用一套芹菜嫩化栽培方法,不但降低了茎秆纤维的含量,提高了食用与商品价值,而且增加了产量,延长了收获期,市场售价提高40%以上,实现了优质高产高效益。他们主要采取了如下技术措施：