黃姜資源化綜合利用工藝、機理及應(yīng)用研究.pdf

1、黃姜中的有效成分皂素是生產(chǎn)合成甾體激素類等藥物的主要中間體，目前工業(yè)上生產(chǎn)皂素采用的傳統(tǒng)工藝不但提取率低，更重要的是會產(chǎn)生大量含酸高、膠質(zhì)重、色素濃的酸性廢水，對環(huán)境造成了極其嚴重的危害。 針對以上生產(chǎn)上急需解決的現(xiàn)實問題，本課題重點旨在從源頭上減少皂素生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高濃度廢水及廢渣，進行黃姜資源化綜合利用，達到清潔生產(chǎn)以及提高經(jīng)濟效益的目的，為黃姜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供新的思路和方法。 研究重點之一是預(yù)分離淀粉再經(jīng)水解、提取

2、制備皂素新工藝的開發(fā)，通過試驗得到了該過程優(yōu)化的工藝路線和操作參數(shù)；在此基礎(chǔ)上對預(yù)分淀粉和纖維素制備皂素的組合工藝進行了一定的研究；并以黃姜組織細胞理論為依據(jù)，對黃姜中皂素和淀粉、纖維素的結(jié)合規(guī)律和分離原理進行了分析和探討。 以小試研究為基礎(chǔ)對預(yù)分離淀粉制備皂素的工藝進行了工業(yè)化應(yīng)用放大研究，探討了放大過程中的關(guān)鍵生產(chǎn)單元所遇到的難點問題。工業(yè)化放大結(jié)果與傳統(tǒng)工藝相比：皂素收率增加8％，濃硫酸用量降低5％，濃鹽酸用量降低18％，

3、每噸新鮮黃姜可得90.06kg的淀粉；排放的廢水量降低63.3％，化學耗氧量(CODCr)減少68.5％，色度減少59.6％；通過原材料消耗和產(chǎn)品效益分析，該工藝有較大的盈利空聞。本研究成果達到了工業(yè)化生產(chǎn)的水平、既平衡治理三廢的費用并可獲得一定經(jīng)濟效益的目的?！　⊥ㄟ^環(huán)境掃描描電鏡(SEM)、激光粒度分析儀、X-射線衍射掃描(XRD)、差示掃描量熱分析(DSC)和紅外光譜分析(IR)等手段分別對制備的黃姜淀粉和纖維素進行了性能表征和

4、分析；測定了黃姜淀粉的中常見的營養(yǎng)元素、蛋白質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)等，進行了營養(yǎng)價值評價，并對其進行了食品毒理學安全性評價?！　〉玫搅艘栽硭貜U水廢渣為原料制備有機肥以及四種農(nóng)作物專用肥的工藝路線，產(chǎn)品各參數(shù)符合有機肥標準NY525-2002。該工藝不但減輕了治理環(huán)境污染的壓力，而且具有一定的經(jīng)濟價值。 為了最大限度減少酸水解量，完成了從黃姜中先采用溶劑提取薯蕷皂苷再水解制備皂素新工藝的研究。通過薯蕷皂苷提取環(huán)節(jié)六種不同方法進行對比

5、和機理分析基礎(chǔ)上，得到了最理想的提取工藝一磨漿-超聲波法，并在單因素考察基礎(chǔ)上，通過響應(yīng)萄分析的工程計算模型得到了的最佳工藝條件及擬合方程；并對得到產(chǎn)品進行了結(jié)構(gòu)表征和確認。該工藝同傳統(tǒng)提取工藝相比：皂素收率的提高率為25.1％；產(chǎn)品純度高；鹽酸用量降低90％以上，石油醚用量降低了60％以上。該工藝有更為明顯的環(huán)境效益和社會效益，具有良好的工業(yè)化開發(fā)前景。為了減少廢水的色度和資源化利用的目的，對黃姜申黃色素提取工藝進行了研究；重點對色澤