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氧化钙中和法下薯蓣皂素的生产工艺及废水的处理研究

作　者: 符照鑫
导　师: 李向民
学　校: 陕西师范大学
专　业: 中药学
关键词: 盾叶薯蓣皂素得率色度 COD 聚合氯化铝活性炭
分类号: TQ461
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本研究以安姜3号根状茎为材料,用氧化钙中和法替代水洗法,研究料液比,水解时间,盐酸浓度,提取时间对薯蓣皂素得率的影响、节水效果和废水的处理技术研究,主要研究结果如下：1.用氧化钙中和法中和水解物得到皂素得率较水洗法得到的得率略有降低。而水洗法较氧化钙中和法多用了7.4倍的试验用水,水洗法产生的总废水量比氧化钙中和法多3.3倍之多。2.单因素试验结果表明,不同料液比会对薯蓣皂素得率产生影响,皂素得率随着料液比的增大而增加,过低的料液比会造成糊底现象,过高则用水量会增加且皂素得率上升趋势减缓；水解时间的长短关系着薯蓣皂素的得率,若时间太短会导致水解薯蓣皂苷不够彻底,皂素没有全部被解离出来,若水解时间过长,一部分已经水解出来的薯蓣皂素会随着时间的延长而发生副反应,最佳的水解时间为6h；盐酸浓度对薯蓣皂素的得率影响最大,皂素得率随着盐酸浓度的加大先升高后降低,在1.5mol/L时得率达到3.382%,低浓度的盐酸提供的H+少,不足以完全地催化水解反应,而高浓度的盐酸也会在水解反应中使得薯蓣皂素发生副反应。薯蓣皂素的提取率与提取时间存在着密切的关系,皂素得率随提取时间的延长而增加,在6h的时候达到最大,此提取时间能确保最大限度地从水解产物中提取出薯蓣皂素。3.正交试验结果说明,盐酸浓度对薯蓣皂素的影响最大,其次是料液比,再次是提取时间,最后是水解时间。最优条件为盐酸浓度为2mol/L,料液比为1：6,水解时间为6h,提取时间为5h。4.不同的聚合氯化铝投药量对色度都有显著性影响,但最高的色度去除率只有37.99%。不同的聚合氯化铝投药量对COD也都有显著性影响,投加量25mL时,COD去除率为25.22%。5.不同活性炭投药量对色度和COD的去除率也有显著性影响,活性炭对皂素废水的色度有很强的吸附作用,6个水平的色度去除率都超过53%,最高的达到了84.04%；而活性炭对COD的去除率效果比聚合氯化铝处理的效果要差,其中最高的COD去除率仅有10.31%。6.聚合氯化铝-活性炭法复合使用对COD和色度的去除都要好于单独使用任何一种,且在同等色度去除率下,复合使用可以减少粉末活性炭的使用量。本实验结论是,氧化钙中和法适用于薯蓣皂素的提取,最佳的工艺条件为盐酸浓度为2mol/L,料液比为1：6,水解时间为6h,提取时间为5h；活性炭可用于皂素废水中色度的去除。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第1章文献综述  9-19
  1.1 盾叶薯蓣的概述  9-12
    1.1.1 盾叶薯蓣的植物学特征  9
    1.1.2 盾叶薯蓣的化学成分及药用价值  9-12
  1.2 薯蓣皂素提取工艺概述  12-14
    1.2.1 传统的直接水解法  12
    1.2.2 预发酵酸水解法  12-13
    1.2.3 超临界萃取法  13-14
    1.2.4 其他方法  14
  1.3 薯蓣皂素生产过程中的废水处理  14-18
    1.3.1 薯蓣皂素废水的基本特征  14-15
    1.3.2 薯蓣皂素废水处理研究现状  15-16
    1.3.3 活性炭在废水处理中的应用  16-17
    1.3.4 聚合氯化铝在废水处理中的应用  17-18
    1.3.5 薯蓣皂素清洁生产研究  18
  1.4 本文研究的目的和意义  18-19
第2章薯蓣皂素的提取工艺研究  19-29
  2.1 材料与方法  19-20
    2.1.1 材料  19
    2.1.2 试验方法  19-20
    2.1.3 试验仪器及试剂  20
  2.2 试验设计  20-21
  2.3 试验结果  21-27
    2.3.1 水洗法和中和法的比较  21
    2.3.2 单因素试验结果  21-26
    2.3.3 正交试验结果  26-27
  2.4 本章小结  27-29
第3章薯蓣皂素废水的处理研究  29-41
  3.1 材料与仪器  29
    3.1.1 试验材料  29
    3.1.2 试验所用的试剂及仪器  29
  3.2 试验设计及方法  29-30
  3.3 测定项目及其方法  30-33
    3.3.1 COD的测定  30-31
    3.3.2 色度的测定  31-33
  3.4 试验结果  33-39
    3.4.1 原废液及不同处理的测定结果  33-34
    3.4.2 聚合氯化铝处理废水的试验结果分析  34-36
    3.4.3 活性炭处理废水的试验结果分析  36-38
    3.4.4 聚合氯化铝和活性炭共同处理废水的试验结果  38-39
  3.5 本章小结  39-41
第4章结论与讨论  41-43
  4.1 提取工艺条件对薯蓣皂素得率的影响  41
  4.2 聚合氯化铝、活性炭处理对色度和COD的影响  41-42
  4.3 讨论与展望  42-43
参考文献  43-49
致谢  49-51
攻读学位期间的研究成果  51

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