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穿山龙皂甙酸解废水中鼠李糖的分离工艺

作　者: 肖芳
导　师: 谭远友
学　校: 武汉纺织大学
专　业: 环境工程
关键词: 穿龙薯蓣薯蓣皂甙鼠李糖工艺污染优势
分类号: X787
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

鼠李糖是穿山龙提取薯蓣皂素时产生的副产物,存在于酸水解后的废液中。在现在皂素的生产过程中,鼠李糖是作为废水的一部分被排出,这不仅污染了环境,同时也造成了不必要的浪费。目前,已经有人从废水中提取葡萄糖,而事实上,L-鼠李糖价值要远远高于葡萄糖。从皂甙酸解废水中提取鼠李糖,既处理了皂素生产废水,又可以得到高附加值的产品,并且经过工艺的改进,就可以实现以较低的消耗获得鼠李糖的目的,把治理污水的费用用于鼠李糖提取过程,既可以实现污水的低排放甚至零排放,又可以生产鼠李糖。本研究先对穿山龙进行预处理得到酸解废水,然后通过对酸解废水进行中和、脱色、利用酵母菌去除葡萄糖后,经过过滤、浓缩、结晶,最终获得鼠李糖晶体。实验表明,采用磨碎过筛、离心沉淀、醇提,除去纤维素、水溶物、淀粉,得到总皂甙,酸水解总皂甙,过滤后直接得到皂甙元,滤液中和后,用酵母菌消耗葡萄糖,得到鼠李糖。分离鼠李糖的最佳条件为:每100 g鲜穿龙薯蓣的总皂甙使用0.5 mol/L的H₂SO₄ 120 mL,0.14 Mpa下水解1h,酵母菌发酵时无需添加营养盐,发酵时间不少于17 h,鼠李糖的产率为0.196%。采用经薄层层析对鼠李糖定性,用DNS测定发酵液中鼠李糖具有准确性和易操作性。并就所得到的穿龙薯蓣提取皂素的新工艺,研究了该工艺所产生的固体废物污染和水污染情况。首先,用重量法对三种固体废物分别进行了测定,含量分别为原料重量的35.6%、24.4%、3.4%。固体废物弃置占用大量土地,污染环境,产生严重的环境危害,将固体废物分离后,探寻了各种固体废物的成分性质主要为纤维素、淀粉、木质素,并按照废物性质分别进行了资源化利用,建议纤维素类废物用于用于生产微晶纤维素和羧甲基纤维素等,淀粉类废物可以用于生产食品及进行微生物发酵,木质素类废物可以用于生产活性炭等。其次,对新工艺废水的各项指标进行测定,得到第一道废水COD_Cr为27876 mg/L,BOD₅为19791 mg/L,NH₃-N为86 mg/L,总磷为157 mg/L,SS为466 mg/L。第二道废水COD_Cr 21412 mg/L,BOD₅ 14642 mg/L,NH₃-N 84 mg/L,总磷为28 mg/L,SS为374 mg/L,同时通过总量计算与传统工艺污染程度进行比较,得出新工艺总磷和色度减排达50%以上,废水总量、CODCr和悬浮物（SS）减排达70%以上,铵氮减排达83%,耗酸量减少85%,废水可生化性提高,易于生化处理。最后,分析了污染减轻的原因。总磷、色度、COD_Cr和铵氮污染减轻的原因在于工艺中间环节产生的固体废物带走了大部分此类污染,酸用量减少是由于分离出固体废物导致待水解的原料减量所致。

穿山龙皂甙酸解废水中鼠李糖的分离工艺

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