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糯玉米淀粉理化特性对高吸水性树脂吸附性能的影响

作　者: 代娟娟
导　师: 张国权
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 粮食油脂及植物蛋白工程
关键词: 糯性淀粉 淀粉分子量 高吸水性树脂 吸附特性
分类号: TQ028.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


高吸水性树脂因其超强的吸水保水性能广泛应用于工业和农业中。为开拓淀粉基高吸水性树脂的原料选择和扩大其应用范围,本研究以糯玉米淀粉为原料,通过溶液聚合法合成树脂,确定了制备糯玉米淀粉基高吸水性树脂的较佳工艺条件,从淀粉的组成和分子结构方面全面分析了淀粉组成和配比对树脂吸附特性的影响,并对树脂在食品废水中的应用做了初步探讨。主要结论如下:采用碱法结合酶法提取糯玉米淀粉,确定温度48℃,液料比为5:1,pH为11.5,时间为8h,该条件下淀粉得率为63.55%,淀粉中蛋白质含量为0.36%。糯玉米淀粉颗粒为多边形,平均粒径为14.27μm,晶体结构为A型。糯玉米淀粉的直链淀粉含量为4.80%,糊化温度为71℃。糯玉米的冻融稳定性较差,凝沉特性不及玉米淀粉和木薯淀粉;溶解度、膨胀势、透光率都高于玉米淀粉。糯玉米淀粉的粘均分子量和数均分子量分别为1.07×10~6、1.84×10~7 g/mol,糯玉米支链淀粉的分支度远大于玉米支链淀粉。随着直链淀粉含量的增加,糯玉米淀粉与玉米淀粉配比中的淀粉重均分子量和数均分子量均呈现增大的趋势,而糯玉米中淀粉与高直链淀粉配比中的淀粉重均分子量和数均分子量均呈现减小的趋势。糯玉米淀粉高吸水性树脂制备的较优工艺条件为:丙烯酸中和度为4.8,以单体质量计,单体与淀粉用量比为15:1,引发剂用量为0.15%,交联剂用量为0.11‰,反应温度为75℃,制备的糯玉米淀粉高吸水性树脂的吸水倍率为1640 g/g。红外光谱扫描和电镜分析说明淀粉与丙烯酸发生了接枝共聚反应。不论是不同来源的淀粉、还是低直链高支链淀粉配比或高直链低支链淀粉配比,高吸水性树脂的吸水倍率大小和保水率都是随着淀粉组成中直链淀粉含量的增加而减小,随着淀粉分子量的增大,树脂的吸水率和吸盐性也随之增大。电解质浓度相同时,对高价电解质溶液的吸盐液倍率低于低价电解质溶液的吸盐液倍率。随着几种淀粉的重均和数均分子量的增大,树脂的保水性能呈现下降趋势。适宜的分子量大小有助于稳定树脂的结构,提高树脂的吸附性能。高直链玉米淀粉树脂的高温保水能力比糯玉米淀粉树脂强。淀粉基高吸水性树脂具有明显优于其它絮凝剂的絮凝效果。在絮凝剂用量为6.0 mg/L废水,搅拌时间为5 min,pH为4~5之间时,处理废水的絮凝效果最好。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 文献综述  10-18
  1.1 概述  10
  1.2 高吸水性树脂（SAP）的分类  10
  1.3 淀粉基高吸水性树脂  10-16
    1.3.1 淀粉基SAP 的发展现状  10-11
    1.3.2 淀粉基SAP 的结构和吸水机理  11
    1.3.3 接枝共聚反应的方法  11-12
    1.3.4 影响淀粉基高吸水性树脂吸附性能的因素  12-15
    1.3.5 高吸水性树脂的性能分析及检测方法  15-16
  1.4 淀粉基高吸水性树脂的应用  16
  1.5 本研究选题的目的和意义  16
  1.6 本研究的主要内容和技术路线  16-18
第二章 糯玉米淀粉提取工艺条件优化  18-27
  2.1 引言  18
  2.2 材料与方法  18-20
    2.2.1 试验材料与仪器  18
    2.2.2 试验方法  18-20
  2.3 结果与分析  20-26
    2.3.1 影响糯玉米淀粉提取工艺的因素分析  20-22
    2.3.2 糯玉米淀粉提取工艺条件优化和响应面分析  22-26
  2.4 小结与讨论  26-27
第三章 糯玉米淀粉理化特性分析  27-40
  3.1 引言  27
  3.2 材料与方法  27-29
    3.2.1 材料与试剂  27
    3.2.2 仪器与设备  27
    3.2.3 试验方法  27-29
  3.3 结果与分析  29-39
    3.3.1 淀粉颗粒形态  29-30
    3.3.2 淀粉晶体结构分析  30-31
    3.3.3 糯玉米淀粉的直链淀粉含量  31-32
    3.3.4 糊化特性分析  32
    3.3.5 糯玉米淀粉糊特性  32-34
    3.3.6 糯玉米淀粉的分子特性  34-39
  3.4 结论  39-40
第四章 糯玉米淀粉基吸水性树脂工艺制备及其结构表征  40-49
  4.1 引言  40
  4.2 材料与方法  40-42
    4.2.1 试验材料  40
    4.2.2 试验方法  40-42
  4.3 结果与分析  42-48
    4.3.1 糯玉米淀粉高吸水性树脂制备工艺的影响因素分析  42-45
    4.3.2. 糯玉米淀粉高吸水性树脂制备工艺条件优化  45-46
    4.3.3 糯玉米淀粉基高吸水性树脂的结构表征  46-48
  4.4 小结与讨论  48-49
第五章 淀粉理化特性对高吸水性树脂吸附特性的影响  49-61
  5.1 前言  49
  5.2 材料与方法  49-50
    5.2.1 试验材料  49
    5.2.2 试验方法  49-50
  5.3 结果与分析  50-59
    5.3.1 淀粉分子量组成对高吸水性树脂的吸附特性对比分析  50-53
    5.3.2 淀粉的组成及分子量对高吸水性树脂保水性能的影响  53-57
    5.3.3 淀粉基高吸水性树脂在食品废水中的应用  57-59
  5.4 结论与讨论  59-61
第六章 结论与展望  61-64
  6.1 问题与展望  61
  6.2 结论  61-64
    6.2.1 糯玉米淀粉提取工艺条件优化  61-62
    6.2.2 糯玉米淀粉理化特性  62
    6.2.3 糯玉米淀粉基吸水性树脂工艺制备及其结构表征  62
    6.2.4 淀粉理化特性对高吸水性树脂吸附特性的影响  62-64
参考文献  64-70
致谢  70-71
作者简介  71

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 一般性问题 > 化工过程（物理过程及物理化学过程） > 分离过程 > 单相系气体混合物的分离过程 > 吸附和脱吸附
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