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残次南珠的生长特征、杂色成分及TAED辅助漂白研究

作　者: 罗剑秋
导　师: 杨磊
学　校: 广东海洋大学
专　业: 水产品加工与贮藏工程
关键词: 海水养殖南珠杂色物质扫描电镜麻点珠四乙酰乙二胺
分类号: TS933.23
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

珍珠自古以来一直受到人类的珍爱，被誉为宝石“皇后”，人们把它视做美丽与财富的象征。天然珍珠非常稀少，目前大多数的珍珠都是养殖珍珠。但由于生长环境受到日益严重的污染，大多数海水养殖珍珠中都会混有异色杂物，而且杂质的种类、数量、分布均不同，致使海水养殖珍珠呈色不均匀且个体差异大。如何通过有效的加工方法，在不损伤珍珠层结构与成分的前提下，尽可能去除珍珠中的杂色，一直是珍珠加工研究者追求的目标。本文以海水养殖南珠为研究对象，采用先进的仪器从微观上对导致养殖珍珠品质下降的杂色物质进行系统研究，研究其成分、结构及其对珍珠品质的影响规律，找出加工过程中影响珍珠品质的主要因素，了解漂白过程中珍珠层受损与工艺因素的因应关系，优化现有漂白工艺，为改善珍珠加工工艺寻找可能的途径。本文采用扫描电镜（HITACHI S-4800）对海水养殖残次南珠进行各层面扫描电镜观察，研究杂色物质内部结构和生长方式，探索残次珍珠产生的原因；采用热重分析仪、傅里叶红外光谱仪、光电子能谱仪（XPS）、电感耦合等离子光谱发生仪（ICP），对杂色物质热学特性和成分进行分析，找出杂色物质的构成成分；采用扫描电镜（HITACHI S-4800）对珍珠加工厂提供的原珠和经过漂白后出现不同情况的三类珍珠（白雾珠、麻点珠、全腐蚀珠）进行研究，了解珍珠漂白过程中影响质量的因素；在加工厂普遍采用的漂白工艺基础上，探索添加四乙酰乙二胺（TAED）作为漂白的活化剂在珍珠漂白的过程产生的效果。研究结果如下：1、海水养殖南珠内部结构研究。采用扫描电镜（HITACHI S-4800）对海水养殖残次珍珠各层面进行扫描电镜研究，重点研究杂色物质内部结构和生长方式。研究结果表明，残次珍珠内侧杂色部位有不同程度的凹凸结晶，多呈黄褐色，杂色物质较多处为黑色。残次珍珠从外到内具有以下结构：珍珠层—棱柱层—过渡层—杂色层—珠核；棱柱层厚约20um，过渡层约为10um，杂色层厚度不均，最厚处可达50um；在杂色物质消失处，过渡层与珠核结合，从外到内形成珍珠层—棱柱层—过渡层—珠核的正常结构。杂色物质的较多部位，珍珠各层被局部垫高，形成隆起，导致珍珠形状不规整，产生结构不均匀的异型珍珠；杂色物质是一种疏松结构，由纤维丝状结构链接许多球状多孔聚合物构成。2、杂色物质成分研究。采用热重分析仪、傅里叶红外光谱仪、光电子能谱仪（XPS）、电感耦合等离子光谱发生仪（ICP），对杂色物质热学特性和成分进行研究。研究结果表明，海水养殖南珠杂色物质的热分解有四个阶段，30-150℃的自由水蒸发，150-450℃的有机物降解，450-610℃的结合水损失和610-750℃的CaCO3分解。其中在有机物的降解和CaCO3分解的两个主要阶段，其失重率分别达到了12.5%和23.7%。表明杂色物质中CaCO3的含量为53.9%，远低于珍珠的其他结构；杂色物质中含有大量的有机物质，含量约为38.1%。红外光谱的分析结果表明，海水珍珠杂色物质中含有蛋白质和文石晶体，结合扫描电镜的对比研究，可推断杂色物质是由蛋白质粘合文石形成的具有叠层状结构的特殊物质。XPS分析结果表明，海水养殖南珠中杂色部位与无杂色部位的主要组成元素为C、O、N、Ca，另外少量结合有Zn、S、P、Na元素，残次珍珠中含有Na元素，而无杂色部位中结合有少量P元素。对比两种样品中的C、O、N比值发现，杂色物质含有的有机物不同于优质珍珠内表面所含的有机物质，再根据C元素的谱图分析得知，杂色物质与优质珍珠中所含的有机物的差异，主要是蛋白类有机物的差异。杂色部位的蛋白类有机物含量较多，碳酸钙含量较少。ICP元素测试分析结果表明，无残次珍珠和残次珍珠粉样品中含有多种矿物元素，其中含量较多是：Al、Fe、Mg、Na、Zn；无残次珍珠中明显高于杂色珠的矿物元素有：Al、Na；残次珍珠明显高于无杂色的矿物元素有：Mg、Zn。3、珍珠漂白不同阶段的形貌特征。采用扫描电镜（HITACHI S-4800）对珍珠加工厂提供的原珠和经过漂白后出现不同情况的三类珍珠（白雾珠、麻点珠、全腐蚀珠）进行表观研究。研究结果表明，漂白液对珍珠的腐蚀从边界开始，先形成腐蚀碎片，沿边界排列。随着腐蚀的进行，形成点蚀坑，随之不断增加、扩大，之后在边界腐蚀穿透，腐蚀范围从边界扩展到整个表面。4、TAED辅助珍珠漂白的研究。在加工厂普遍采用漂白配方的基础上，引入四乙酰乙二胺（TAED）作为漂白的活化剂，试图加快珍珠漂白的过程。研究结果表明，在双氧水漂白体系中时添加酰胺助剂TAED可以有效地提高珍珠的漂白效率。珍珠的漂白液系统中TAED浓度超过1%会使得漂白反应剧烈，从而使珍珠表层受到很大的损伤；双氧水/TAED漂白液体系中TAED含量在0.5%左右适宜；双氧水/TAED珍珠漂白液体系的漂白效果优于常规双氧水漂白，具有低温速漂、损伤小、节能降耗等优点。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-14
1 引言  14-22
  1.1 珍珠简介  14-15
  1.2 珍珠的结构  15-16
    1.2.1 有核珍珠的结构  15
    1.2.2 无核珍珠的结构  15
    1.2.3 珍珠的表层结构  15-16
  1.3 珍珠的物质组成  16-17
  1.4 珍珠加工技术流程  17-18
    1.4.1 技术流程  17
    1.4.2 珍珠漂白  17-18
  1.5 国内外珍珠加工技术概况  18-20
    1.5.1 珍珠加工技术发展概况  18-19
    1.5.2 中国珍珠加工技术现状  19-20
  1.6 课题研究的目的意义、研究内容和创新点  20-22
    1.6.1 课题研究的目的意义  20
    1.6.2 课题研究的主要内容  20-21
    1.6.3 课题创新点  21-22
2 杂色物质结构分析  22-29
  2.1 前言  22
  2.2 材料与方法  22-23
    2.2.1 实验材料及仪器  22
    2.2.2 试验方法  22-23
  2.3 结果与分析  23-28
  2.4 结论  28-29
3 杂色物质成分分析  29-40
  3.1 材料和仪器  30
  3.2 实验方法  30
    3.2.1 杂色物质热重分析  30
    3.2.2 傅里叶红外光谱测试  30
    3.2.3 XPS 分析测试  30
    3.2.4 ICP 分析测试  30
  3.3 实验结果  30-39
    3.3.1 热重分析结果  30-31
    3.3.2 红外光谱分析  31-33
    3.3.3 光电子能谱仪分析  33-38
    3.3.4 ICP 测试结果  38-39
  3.4 结论  39-40
4 珍珠漂白不同阶段的形貌特征  40-47
  4.1 材料和仪器  40
  4.2 实验方法  40
  4.3 实验结果  40-45
  4.4 结果与讨论  45-46
  4.5 结论  46-47
5 TAED 辅助珍珠漂白的研究  47-53
  5.1 实验材料和仪器  47-48
  5.2 实验方法  48
  5.3 结果与讨论  48-52
    5.3.1 珍珠的品质指标  48
    5.3.2 漂白过程及效果  48-50
    5.3.3 电镜珠层观测效果图  50-52
  5.4 结论  52-53
6 结论  53-56
参考文献  56-62
致谢  62-63
附录一作者简介  63-64
附录二导师简介  64

残次南珠的生长特征、杂色成分及TAED辅助漂白研究

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