苹果资源综合开发的技术战略与绿色循环过程

在多年研究的基础上提出了苹果资源综合开发的技术战略,即苹果生果提取苹果多酚,成熟果进入榨汁线生产苹果汁并排放苹果渣。苹果汁加工成各种果汁饮品,生产浓缩果汁出口,同时也可进一步发酵生产系列苹果酒、苹果白兰地和苹果醋等高附加值产品。苹果渣则可发酵生产柠檬酸、制备膳食纤维和发酵生产饲料蛋白,其中以苹果渣蛋白饲料最有优势,其混合秸秆用作牛饲料,产出牛奶和牛肉,而大量的牛粪便发酵生产甲烷或氢气,提供清洁能源。发酵后的剩余物可加工成良好的有机复合肥料,用于不同果树、蔬菜和花卉等,生产绿色食品,完成整个苹果资源开发的绿色循环过程。

苦瓜皂甙的复合酶法提取与大孔树脂纯化工艺研究

研究了苦瓜皂甙的酶法提取和大孔树脂纯化工艺。与高温水提法相比,苦瓜皂甙的复合酶解提取具有提取速度快、条件温和的优点。利用微孔技术精制提取液,除去一些大分子化合物和多糖。微滤后的精制液上LSA-20大孔树脂柱进行纯化,乙醇洗脱,冷冻干燥洗脱液所得的产品苦瓜皂甙含量可达79%。

神府低阶煤热解脱挥发分行为预测及热解机理研究

煤热解反应过程发生复杂的物理和化学变化,仅凭实验方法难以深入理解其热解反应机理和产物释放规律。以陕北神府矿区不同煤层的三种低阶煤为原料,结合元素分析、13C-NMR波谱分析和吡啶抽提实验,使用FLASHCHAIN竞争协调模型模拟预测不同煤种快速热解的脱挥发分规律,并与升温速率50 K/min,终温1200 K的热解实验进行对比,验证该模型在不同热解条件、对不同煤种的适用性,研究了热解过程中的反应机理和不同结构的变化规律。结果表明:FLASHCHAIN竞争协调模型可以较好地模拟分析低阶煤的快速热解机理。不稳定桥键作为反应的核心,通过其断裂和自发冷凝控制热解产物的释放,并且温度在950 K时不稳定桥键反应速率最大;各碎片在不稳定桥键的作用下控制焦油的逸出,碎片末端的外围基团自发脱除产生非冷凝气体,主要集中在732 K~1050 K进行,而且不受碎片类型的影响;焦油分子的分布受聚合度和温度的影响,轻质焦油分子优先逸出,温度升高导致重质焦油分子的积累。

中低温煤焦油制备特种喷气燃料的加氢工艺研究

以陕北中低温煤焦油<350℃的馏分油为原料,加氢精制剂和加氢异构剂为催化剂,在小型固定床反应器上进行中低温煤焦油加氢制备航空特种喷气燃料研究。考察了反应温度、反应压力和液体空速对喷气燃料收率及性质的影响,获得最优工艺参数:温度360℃、压力12 MPa、空速0.4 h^(-1)。将所得加氢产品油中195℃~265℃馏分作为特种喷气燃料,其中环烷烃和异构烷烃质量分数分别为62.43%和21.84%,几乎不存在芳烃类物质,且其各项指标均满足GB 6537—2018《3号喷气燃料》的要求。

茶叶活性成分综合提取过程研究

以低档绿茶为原料,研究了茶多酚、咖啡碱和茶多糖的提取、分离、纯化等工艺条件,探索出一条综合提取新工艺。研究表明,以纤维素酶和果胶酶为主体的复合酶解提取,可提高茶叶中各有效成分的提取率,并可降低其活性损失;通过超滤膜过滤酶提液不但精制了料液而且利用膜浓缩液可方便地制备茶多糖;采用H-600树脂吸附阶段洗脱层析法分离茶多酚咖啡碱,解决了传统工艺中使用有毒溶剂脱除咖啡碱的难题。文章计算了吸附柱的传质区高度和总传质系数,为放大设计奠定了基础。

响应面法优化超声波提取薯蓣皂素工艺研究

以黄姜为原料,采用磨浆预处理后超声提取的方法从黄姜中提取薯蓣皂甙元,考察了磨浆时间、超声提取时间、乙醇浓度、料液比和提取次数对皂素收率的影响,并通过响应面法建立了皂素收率和磨浆时间、超声时间及料液比之间的关系,得到了提取过程优化的工艺条件:磨浆时间5min,超声时间48min;料液比1:18g/ml,拟合得到的模型较好的符合实际,与传统的薯蓣皂素提取方法相比,收率提高了19%。该方法具有收率高、产品纯度高、污染小、节约能源的特点。

化香树果序中总黄酮不同提取方法对比研究

以化香树果序为原料,对水提醇沉法、乙醇回流提取法、超声提取法等三种方法提取黄酮工艺过程进行了研究,结果表明乙醇回流提取法具有提取率高、操作简便、成本低等特点。并通过响应面实验得到了乙醇回流提取法的最优条件为:温度60℃,提取时间4.5h,提取次数三次,醇浓度70.00%,料液比1:10;黄酮提取率4.25%。

黄姜中薯蓣皂苷元提取方法的比较研究

目的:考察超声波提取技术在薯蓣皂苷元提取中的应用,并寻求一种高效节能的薯蓣皂苷元提取方法。方法:采取先溶剂提取再酸水解的方法提取黄姜中的薯蓣皂苷元,对提取环节进行了五种不同方法优化组合和对比研究,以及反应机理的探讨,并与传统的直接酸水解法进行了比较分析。结果:对黄姜磨浆后进行超声提取的方法提取效率最好,收率比传统提取法提高15,用酸量降低90以上,提取物纯度高。结论:对黄姜磨浆预处理后进行超声提取能充分发挥超声波的作用,该方法具有收率高,节约能耗、减少环境污染的特点。

黄姜资源化利用的途径和新工艺

目的研究黄姜资源化利用的有效方法和途径,解决黄姜生产皂素中废水污染问题。方法通过文献分析和实地调研,进行实验研究验证。结果提出了几种黄姜资源化利用的新途径以及新工艺。结论通过一些新的工艺和技术可以提高资源化利用程度,明显减少排污量,产生良好的经济效益。

煤基石脑油萃取脱芳制备溶剂油工艺研究

以中低温煤焦油加氢生成的石脑油(煤基石脑油)为原料,在萃取温度40℃、萃取剂和原料体积比(剂油比)1.5∶1、萃取时间5 min、分相时间20 min的工艺条件下,探究不同萃取剂对液-液萃取脱芳效果的影响,其中复合萃取剂V(二甲基亚砜,DMSO)∶V(N,N-二甲基甲酰胺,DMF)=9∶1时脱芳效果较好,然后选择此萃取剂研究各工艺过程参数对脱芳效果的影响。通过单因素考察和响应面分析得到液-液萃取脱芳的最优工艺条件为:萃取温度为44.48℃,单级剂油比为1.69∶1,萃取时间为5.30 min,分相时间为10 min,在此工艺条件下,经5级错流萃取,原料的芳烃脱除率可达(89.51±0.03)%,溶剂油收率为(73.33±0.03)%。

磨浆-超声法提取黄姜中薯蓣皂苷元的工艺研究

目的优化磨浆-超声法从黄姜中提取薯蓣皂苷元工艺条件。方法采用对黄姜磨浆预处理后超声提取,再进行酸水解的方法从黄姜中提取薯蓣皂苷元。结果通过正交试验得到提取过程优化的工艺条件:磨浆时间5min,超声时间50min;料液比1∶18g/mL。其中料液比和磨浆时间对提取过程影响显著。与传统的直接酸水解法相比,收率提高了18%。结论磨浆-超声法用于黄姜提取具有收率高、污染少、节约能源的特点。

磨浆-超声法提取薯蓣皂素工艺过程研究

针对薯蓣皂素传统生产方法提取效率低、能耗大、污染严重等问题,研究一种高效节能的薯蓣皂素提取新工艺。采用对黄姜磨浆预处理后再进行超声提取的方法制备薯蓣皂素,探讨了磨浆时间、超声提取时间、乙醇浓度、料液比和提取次数对皂素收率的影响。该方法与传统的直接酸水解法相比,产品收率提高了18%,盐酸用量降低,产品纯度提高。该工艺具有提取率高、污染少、节约能源的特点。

苹果酒抑制自由基的研究

目的研究苹果酒对自由基的抑制作用。方法采用分光光度法测定苹果酒对DPPH自由基、超氧阴离子自由基和羟基自由基的抑制作用,还原力的测定采用Fe3+还原法。结果苹果酒中的酚酸含量与抗氧化能力呈正相关(除羟基自由基外),其中酚酸含量较高的雪儿苹果干酒、雪儿苹果果酒和英国B lACKTHORN抗氧化能力较强。结论苹果酒均有一定的抗氧化性,具有良好的保健功能。

花椒籽油青睐型脂肪酶产生菌的筛选及产酶条件的研究

[目的]筛选对花椒籽油具有偏好性的脂肪酶产生菌。[方法]采用甘油法和气相色谱相结合的方法,从实验室分离到的11株具有甲醇耐受性脂肪酶菌株中筛选对花椒籽油具有转酯活性的菌株,并进行了最佳产酶条件的优化。[结果]11株菌株中以D-1-4菌脂肪酶催化花椒籽油的转酯率最高,达到43.05%;其最佳产酶条件为:以2.5%蔗糖为碳源、2.0%黄豆粉+1.0%玉米粉为复合氮源、1.0%橄榄油为诱导物,在初始pH 6.0、30℃培养48h时脂肪酶活力达到79.30U/ml。[结论]为脂肪酶产生菌及其脂肪酶的应用提供了依据。

原料组成对半焦中间相结构发展的影响

以中低温煤焦油全馏分加氢尾油(FHT)和>350℃中低温煤焦油沥青(CTP)为原料,制备出不同微观结构的半焦。采用元素分析、核磁共振氢谱、傅里叶变换红外光谱、气相色谱-质谱联用等手段对原料的组成结构进行表征,研究了原料组成对中间相结构发展的影响。结果表明:FHT含有25.94%环烷烃且芳环侧链以环烷结构为主,CTP中含有3.92%环烷烃且芳环侧链以短烷基为主,FHT的含氧杂环化合物含量比CTP低。热聚实验表明具有环烷结构含量高、含氧杂环化合物含量低的原料(FHT),有利于降低炭化反应活性和反应体系黏度,促进中间相有序发展。采用偏光显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射对半焦的微观结构和微晶参数进行分析,结果表明,CTP的氧含量和QI含量高,容易生成镶嵌结构,微晶排列扭曲,取向性差,而FHT中富含环烷结构以及氧含量低,芳烃片层分子更容易有序堆叠形成细纤维结构且内部碳微晶排列更加规整,更易石墨化。此外,利用纤维软件对半焦的光学组织结构进行了定量分析,发现FHT制备的半焦的纤维结构质量分数为79.84%,而CTP制备的半焦的纤维结构质量分数为22.18%。

煤基石脑油萃取脱芳复合萃取剂

采用液液抽提方法研究不同萃取剂对煤基石脑油中芳烃溶解性和选择性的影响,得到了适用于低芳石脑油芳烃脱除的复合萃取剂。本文首先研究了煤基石脑油C_6、C_7、C_8芳烃在5种萃取剂中的分配系数和选择性系数,优选出二甲基亚砜(DMSO)作为主萃取剂。其次,以甲基环己烷和甲苯为低芳模拟油,以DMSO为主萃取剂,DMF、环丁砜、NFM及TEG为辅萃取剂,研究其液液相平衡规律,并用Hand方程对实验数据关联,确定出DMF为适合的辅助溶剂。最后,以芳烃脱除率和脱芳油收率为指标,探究了复合萃取剂DMSO+DMF对煤基石脑油芳烃脱除的影响。研究结果表明:在优化工艺条件下,经5级错流萃取,复合萃取剂DMSO+10%(体积分数)DMF对煤基石脑油具有较好的脱芳效果,其芳烃的分配系数最高达0.215,选择性系数最大为9.96,总芳烃质量分数由原来的12.36%降低到了1.30%,达到120~#溶剂油中芳烃含量的标准。

固态发酵生产单细胞蛋白的计量学和动力学

以苹果渣固态发酵(SSF)生产单细胞蛋白(SCP)为例,利用元素分析、曲线拟合和数学推导研究了固态发酵生产SCP的计量学和动力学,获得了适合的发酵计量学方程、数学模型和动力学方程。在此基础上总结出一种可行方法,完善固态发酵生产SCP的研究。

黄姜中淀粉预分离生产皂素新工艺

目前工业上生产皂素所采用的传统工艺会产生大量酸性废水,对环境造成了严重的危害。针对这一现实问题,从资源化利用的角度入手,对淀粉预分离生产皂素工艺进行了研究。重点对影响淀粉收率以及减少酸量等因素进行了探讨,在此基础上进行了工业化验证实验。结果表明:此工艺淀粉收率为30%、盐酸用量减少15%,皂素收率提高了5.7%,具有明显的环境和社会效益以及良好的工业化推广前景。

过滤精度对煤焦油QI的组成和结构的影响

采用精度为2~5μm和20~40μm的滤芯分别对煤焦油进行热过滤,从得到的滤渣中提取出喹啉不溶物(QI)。然后利用元素分析(EA)、激光粒度仪(LPSA)、扫描电子显微镜/X射线能量色散光谱(SEM/EDS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等对所得煤焦油QI组分进行对比分析。结果表明:煤焦油QI组分芳构化程度高,有机物多为稠环类物质并带有很多侧链或杂质原子,同时存在少量石英石、方解石以及煤灰等无机物;当煤焦油热过滤时采用的滤芯精度较低时,最终提取出的QI组分缩聚度相对较高,并且稠环结构中所含侧链和杂原子也相对较少。经精度较低的滤芯热过滤后提取的QI组分中金属杂原子含量相对较高,这些金属杂原子主要存在于大颗粒无机物中,部分存在于小颗粒有机物中。当滤芯精度较高时所得QI组分中主要含酚类、醚类和羧酸类有机物,酮类含量相对较少;反之,QI中则主要含酚类、醚类和酮类有机物。因此,煤焦油热过滤所选的滤芯精度不宜过高,尤其不宜选精度在5μm以下的滤芯。

固体酸催化合成1,6-己二醇二丙烯酸酯工艺条件的优化

以1,6-己二醇和丙烯酸为原料,采用自制的固体超强酸SO2-4/Ti O2-Sn O2为催化剂,考察了工艺过程各参数(酸醇比、催化剂用量、反应时间和反应温度)对加氢脱氧效果的影响。在单因素实验的基础上,采用正交试验,对催化合成1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)工艺条件进行了优化,并对合成产物进行了GC/MS、核磁、FT-IR表征以及物化性质进行了检测。最佳的酯化反应条件为:酸醇摩尔比3.5∶1,催化剂加入量质量分数为5%,反应时间4h,反应温度130℃,在此条件下,HDDA的平均收率可达91.8%,产品纯度很高且与精细标准品理化性质基本一致。