学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

葡聚糖对碳酸饱充和蔗糖成核过程影响机理的研究

作　者: 张平军
导　师: 于淑娟
学　校: 华南理工大学
专　业: 制糖工程
关键词: 葡聚糖模拟烟道气碳酸钙饱充超声蔗糖结晶
分类号: TS241
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
下　载: 28次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

制糖行业是涉及国计民生的重要行业。污染排放已成为影响我国甘蔗制糖业生存与可持续发展的瓶颈问题。制糖过程产生的葡聚糖，引起加工困难的同时也影响食糖产品的产量和质量，如何消除或减少葡聚糖对制糖工业的影响，是行业非常关注的问题。本论文以制糖工业中葡聚糖为主线。研究了葡聚糖分子量对模拟烟道气饱充糖液生成的碳酸钙的物化性质及蔗糖成核过程的影响机理。利用超声场辅助饱充蔗糖钙生成碳酸钙过程工艺和分段式饱充技术工艺，可解决采用锅炉烟道气中CO₂存在其纯度低、浓度波动大和吸收率低等共性关键问题，为实现制糖产业的绿色加工和节能减排提供理论和技术依据。用乙醇沉淀法提取砂糖中葡聚糖，体积排阻色谱法测定的重均分子量范围为：1.04×10⁴-2.24×10⁶Da。葡聚糖分子量对模拟烟道气饱充石灰乳生成碳酸钙的影响为：碳酸钙颗粒的弦长范围和不加权中位数弦长，都随葡聚糖分子量的增大而增加；葡聚糖的存在，可使生成的方解石型的碳酸钙的晶格发生畸变；葡聚糖与碳酸钙之间存在物理吸附作用。葡聚糖分子量对模拟烟道气饱充蔗糖钙生成的碳酸钙的影响：随着葡聚糖分子量的增加，碳酸钙颗粒形状，从分叉钟乳石状变为不规则状；碳酸钙颗粒的弦长范围和不加权中位数弦长，都随着葡聚糖分子量的增大而减小；葡聚糖不引起方解石型碳酸钙晶格的变化；糖液中存在分子量T40的葡聚糖时，生成的碳酸钙有利于糖液清净。超声辅助葡聚糖对烟道气饱充蔗糖钙的影响：随着超声波功率的增加，不规则形状的碳酸钙颗粒数目增加，而颗粒的弦长分布范围和不加权中位数的弦长减小；超声场和葡聚糖的存在，方解石型的碳酸钙的晶格没有发生畸变；在2W/cm²的超声功率作用下，饱充生成的碳酸钙有利于糖液清净，并可缩短饱充时间。葡聚糖对碳酸氢钙制备碳酸钙的影响。将Ca（HCO₃）₂加热分解制备碳酸钙：碳酸钙颗粒中有方解石和文石相，其中文石相的质量百分比为67.0±0.5%；碳酸钙颗粒的形状主要是立方体状、柱状和纺锤形等；存在的葡聚糖和蔗糖，碳酸钙不发生晶型变化。通过Ca（HCO₃）₂与Ca（OH）₂反应制备碳酸钙：生成方解石型碳酸钙，形状主要有球状和立方体状等；葡聚糖和蔗糖的存在，能使碳酸钙的晶格发生畸变。用Ca（HCO₃）₂与Ca（OH）₂反应制备的碳酸钙，对糖液澄清的效果较优。蔗糖在水溶液中的超溶解度，随着葡聚糖分子量的增加而增加。糖液中存在高分子量的葡聚糖时，能抑制蔗糖自发成核，减缓和减少生成蔗糖晶体的颗粒数。随着添加葡聚糖分子量的增加，可显著抑制蔗糖晶体（110）和（110）面的生长。通过中心组合优化结果分析，表明糖液锤度一次项、添加酶量一次项和糖浆温度一次项对糖浆中葡聚糖酶解率的影响，达极显著水平。通过控制末效蒸发罐的糖浆锤度和添加葡聚糖酶的量，可降低糖浆中葡聚糖的含量。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-14
第一章绪论  14-39
  1.1 糖业发展状况及趋势  14-16
    1.1.1 世界糖业发展状况  14-15
    1.1.2 中国糖业现状  15
    1.1.3 糖业发展趋势  15-16
  1.2 制糖工业中烟道气 CO_2的研究进展  16-18
    1.2.1 国家减排政策和 CO_2排放现状  16
    1.2.2 制糖工业烟道气排放污染问题  16-17
    1.2.3 制糖工业烟道气 CO_2的利用进展  17-18
  1.3 制糖工业中葡聚糖的研究进展  18-22
    1.3.1 葡聚糖的结构特点  18-19
    1.3.2 制糖工业中的葡聚糖  19-22
  1.4 制糖工业中烟道气饱充生成碳酸钙的研究进展  22-28
    1.4.1 碳酸钙的分类和性质  22-23
    1.4.2 碳酸钙的表征及研究进展  23-26
    1.4.3 制糖工业中碳酸法的研究进展  26-28
  1.5 立题背景和研究内容  28-30
    1.5.1 立题背景和研究意义  28
    1.5.2 主要研究内容  28-30
    1.5.3 技术路线图  30
  参考文献  30-39
第二章蔗糖晶体中葡聚糖分子量的研究  39-52
  2.1 前言  39
  2.2 实验材料和方法  39-43
    2.2.1 实验原料  39-40
    2.2.2 主要化学试剂  40-41
    2.2.3 仪器与设备  41
    2.2.4 实验方法  41-43
  2.3 结果与讨论  43-48
    2.3.1 葡聚糖的结构分析  43-46
    2.3.2 葡聚糖的相对分子量分析  46-48
  2.4 本章小结  48-49
  参考文献  49-52
第三章葡聚糖对烟道气饱充石灰乳的影响  52-69
  3.1 前言  52-53
  3.2 实验材料与方法  53-56
    3.2.1 实验原料与试剂  53
    3.2.2 实验仪器  53-54
    3.2.3 实验设备  54-55
    3.2.4 模拟烟道气饱充石灰乳的方法  55
    3.2.5 碳酸钙颗粒的表征  55-56
  3.3 结果与讨论  56-65
    3.3.1 模拟烟道气饱充石灰乳的分析  56-61
    3.3.2 碳酸钙的粒度分布分析  61-62
    3.3.3 扫描电子显微镜观察碳酸钙的形态  62-63
    3.3.4 碳酸钙晶体结构的分析  63-64
    3.3.5 碳酸钙的 IR 分析  64-65
    3.3.6 葡聚糖诱导形成碳酸钙的机理  65
  3.4 本章小结  65-66
  参考文献  66-69
第四章葡聚糖对烟道气饱充蔗糖钙的影响  69-87
  4.1 前言  69-70
  4.2 实验材料与方法  70-73
    4.2.1 实验原料与试剂  70
    4.2.2 实验仪器  70-71
    4.2.3 模拟烟道气饱充蔗糖钙的方法  71
    4.2.4 糖液澄清效果的表征  71-72
    4.2.5 碳酸钙颗粒的表征  72-73
  4.3 结果与讨论  73-84
    4.3.1 模拟烟道气饱充蔗糖钙的分析  73-79
    4.3.2 碳酸钙的粒度分布分析  79-80
    4.3.3 扫描电子显微镜观察碳酸钙颗粒的形态  80-81
    4.3.4 碳酸钙晶体结构的分析  81-82
    4.3.5 碳酸钙的 IR 分析  82-83
    4.3.6 糖液澄清效果的分析  83-84
  4.4 本章小结  84-85
  参考文献  85-87
第五章超声辅助葡聚糖对烟道气饱充蔗糖钙的影响  87-102
  5.1 前言  87-88
  5.2 实验材料与方法  88-91
    5.2.1 实验原料与试剂  88
    5.2.2 实验仪器  88-89
    5.2.3 实验设备  89
    5.2.4 超声辅助模拟烟道气饱充蔗糖钙的方法  89-90
    5.2.5 糖液澄清效果的表征  90-91
    5.2.6 碳酸钙颗粒的表征  91
  5.3 结果与讨论  91-98
    5.3.1 超声辅助烟道气饱充蔗糖钙的分析  91-93
    5.3.2 碳酸钙的粒度分布分析  93
    5.3.3 扫描电子显微镜观察碳酸钙颗粒的形态  93-94
    5.3.4 碳酸钙晶体结构分析  94-95
    5.3.5 碳酸钙颗粒的 IR 分析  95-96
    5.3.6 糖液澄清效果的分析  96-97
    5.3.7 超声辅助清净混合汁分析  97-98
  5.4 本章小结  98-99
  参考文献  99-102
第六章葡聚糖对碳酸氢钙制备碳酸钙的影响  102-119
  6.1 前言  102
  6.2 实验材料与方法  102-107
    6.2.1 实验原料与试剂  102-103
    6.2.2 实验仪器  103
    6.2.3 实验设备  103-104
    6.2.4 碳酸氢钙和碳酸钙的制备  104-106
    6.2.5 糖液澄清效果的表征  106
    6.2.6 碳酸钙颗粒的表征  106-107
  6.3 结果与讨论  107-116
    6.3.1 Ca(HCO_3)_2分解制备 CaCO_3的分析  107-110
    6.3.2 Ca(HCO_3)_2与 Ca(OH)_2反应制备 CaCO_3的分析  110-114
    6.3.3 糖液澄清效果分析  114-115
    6.3.4 分段式饱充清净混合汁分析  115-116
  6.4 本章小结  116-117
  参考文献  117-119
第七章葡聚糖对蔗糖介稳区及成核过程的影响  119-136
  7.1 前言  119-120
  7.2 实验材料和方法  120-124
    7.2.1 实验原料  120
    7.2.2 实验设备  120-121
    7.2.3 实验方法  121-124
  7.3 结果与讨论  124-132
    7.3.1 葡聚糖分子量对蔗糖溶解度的影响  124-125
    7.3.2 葡聚糖浓度对蔗糖溶解度的影响  125
    7.3.3 葡聚糖分子量对蔗糖超溶解度的影响  125-126
    7.3.4 葡聚糖对蔗糖成核的影响  126-130
    7.3.5 葡聚糖对蔗糖形态和晶体结构的影响  130-132
  7.4 本章小结  132
  参考文献  132-136
第八章糖浆中应用葡聚糖酶的研究  136-153
  8.1 前言  136-137
  8.2 实验材料与方法  137-139
    8.2.1 实验原料与试剂  137-138
    8.2.2 实验设备  138
    8.2.3 实验方法  138-139
  8.3 实验结果与讨论  139-150
    8.3.1 葡聚糖酶解的单因素试验  139-143
    8.3.2 葡聚糖酶酶解糖浆中葡聚糖的工艺优化  143-150
  8.4 本章小结  150
  参考文献  150-153
结论与展望  153-156
  结论  153-154
  创新点  154-155
  展望  155-156
攻读博士学位期间取得的研究成果  156-158
致谢  158-159
答辩委员会对论文的评定意见  159

葡聚糖对碳酸饱充和蔗糖成核过程影响机理的研究

内容摘要

全文目录

相似论文