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饲料研究 2023年第16期46卷 71-76页

作者：赵桐悉闵琰罗婧欣成世哲邱彬航王亚齐乔汉桢王金荣河南工业大学生物工程学院河南郑州450001

试验旨在研究地黄渣色素抗氧化性及色素稳定性。试验采用超声辅助浸提法提取地黄渣色素,检测地黄渣色素对2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)自由基、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基和羟基自由基的清除率,考察温度、光... 详细信息

试验旨在研究地黄渣色素抗氧化性及色素稳定性。试验采用超声辅助浸提法提取地黄渣色素,检测地黄渣色素对2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)自由基、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基和羟基自由基的清除率,考察温度、光照、金属离子和pH值对地黄渣色素稳定性的影响。结果显示,地黄渣色素具有较强的抗氧化活性,且对DPPH自由基、ABTS自由基、羟基自由基均具有一定的清除能力。稳定性试验结果表明,地黄渣色素具有较好的热稳定性和宽泛的pH值稳定性,耐受紫外光照,强酸和金属离子会降低色素稳定性。研究表明,地黄渣色素的抗氧化性和稳定性较好,具有开发成为饲用色素的潜力。

关键词：地黄渣色素抗氧化稳定性

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地黄渣半连续式厌氧处理试验研究

地黄渣半连续式厌氧处理试验研究

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作者：王甲武汉工程大学

学位级别：硕士

全球面临来自环境污染与能源紧缺的压力,将厌氧生物技术用于有机固废的处理,可同时实现治理污染与生产能源。传统的固相或半固相厌氧反应器效率很低,为拓展厌氧消化技术的应用与发展,急切需要进行与之相应的高效厌氧反应器的开发研究,... 详细信息

全球面临来自环境污染与能源紧缺的压力,将厌氧生物技术用于有机固废的处理,可同时实现治理污染与生产能源。传统的固相或半固相厌氧反应器效率很低,为拓展厌氧消化技术的应用与发展,急切需要进行与之相应的高效厌氧反应器的开发研究,而其厌氧动力学研究是高效厌氧器的设计及其反应过程控制的关键。国内的中成药六味地黄丸生产过程中会产生大量的地黄渣,该药渣含丰富的营养物质,相比餐厨垃圾的高油脂高盐分和市政污泥的高无机物含量及重金属,地黄渣更适宜通过厌氧消化进行处理。对于厌氧消化过程而言,地黄有效成分提取过程中的蒸煮及减压蒸馏,可视为厌氧消化中的热水解预处理,促进其植物细胞溶解,也提高厌氧消化效率。显然,将地黄药渣经厌氧处理不仅可以无害化处理此类生物质固体废弃物,而且获得清洁能源。本文以中成药六味地黄丸生产过程中会产生的地黄渣为研究对象,在实验室条件下对其进行厌氧消化特性研究,根据地黄渣产甲烷势、最佳含固率及排泥量的影响,确定最佳反应条件以进行序批式和半连续式厌氧消化实验,对序批式和半连续式厌氧消化反应进行产甲烷动力学分析。由于厌氧代谢过程由多种菌群联合协同完成,其中间产物较为复杂,但对于驯化完成的厌氧菌群,其最终目标产物为甲烷。显然,在零级反应阶段,厌氧菌群的增殖不受底物浓度的限制,单位时间甲烷产量仅与厌氧菌群生物量相关。因此,本文首次提出以零级反应期间单位时间内表观的甲烷体积增量ΔV表征厌氧微生物增量Δx,并根据地黄渣厌氧反应动力学特性推导得出其厌氧菌群表观增殖动力学规律。并且,文中以上述的研究结果为依据设计了半连续式厌氧处理操作方式,以单次进出料周期为研究对象,对半连续式厌氧消化反应器进行物料平衡分析,进而得出以地黄渣为底物时半连续式厌氧消化反应器的容积产气率、容积负荷率、产沼气量与反应器有效容积的关系式和进出料量关系等相关参数模型,为厌氧微生物量及其增殖速率的表征提供新的思路,为半连续式厌氧消化处理类似有机固体废弃物的过程控制和优化设计提供理论依据。本文的主要研究结果如下:1.地黄渣的厌氧处理特性通过序批式进料的厌氧发酵实验确定地黄渣甲烷产率为92.8ml/g·vs,表明地黄渣是一种优质的厌氧消化原料适宜进行厌氧消化处理;分别设置消化混合物的ts为10%、15%、20%和25%,对比各发酵罐的产气情况,并确定了地黄渣厌氧发酵的最佳ts为15%;设置排泥周期为3天,并分别设置发酵罐的排泥量为总泥量的1/4、1/6和1/8,,对比分析各厌氧反应器零级反应阶段累计产甲烷量、产甲烷速率,确定地黄渣厌氧消化排泥量及排泥周期应根据厌氧菌群增殖量的变化而变化。2.序批式与半连续式进料的厌氧消化实验及动力学特性(1)按最佳泥药ts比为2:1进行序批式进料混合发酵,进料周期为7天并连续运行四个周期,结果表明四个周期内累计产甲烷量变化不大,但周期内第一天产甲烷量占总产甲烷量的比例由52.88%提高到63.95%,厌氧菌群生物量的增加使相同进料的转化速率明显增大,其0级反应动力学常数k分别为:143.1ml/h、150.2ml/h、159.5ml/h和170.7ml/h。(2)对序批式地黄渣厌氧发酵进行了动力学模型分析,结果表明,在序批式发酵的一个进料周期内产甲烷过程可分为两个阶段:第一阶段为00h,在此期间,累计甲烷产量处于零级反应,有益菌群无底物竞争,处于稳定增殖阶段,甲烷累积产量呈线性增长,其线性方程为:y1=106.88t1+81.667,其中y1为在时间t1(h,0地黄渣厌氧处理进行半连续式操作,对其中四个连续周期进行动力学分析,其零级反应动力学常数k分别为:240.47ml/h、254.39ml/h、264.45ml/h和279.75ml/h。半连续式操作实验持续160小时,共产生甲烷36833ml,处理地黄渣1173g。10小时内产甲烷量随着生物量的增加而逐渐增加,从第一个周期的1527ml到本轮实验结束时上升至3093ml。3.厌氧菌群表观增殖动力学分析及半连续式厌氧处理相关参数的确定通过公式推导,确定零级反应期间单位时间内甲烷体积增量ΔV与厌氧微生物增量Δx成正比关系,对微生物比增殖速率定义方程x=x0eμt及Monod方程(?)等方程进行推导及修改,根据实验数据对半连续式厌氧反应过程中周期内产甲烷量的自然对数进行作图,得出厌氧菌群的表观比增殖速率为0.121d-1,世代期为5.7d。通过产甲烷

关键词：地黄渣产甲烷动力学半连续式厌氧消化微生物增殖动力学容积产气率

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