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[硕士论文] 张家硕
公共服务管理 西北农林科技大学 2017(学位年度)
摘要:2016年,国家发改委以及农业部共同出台了《编制“十三五”秸秆综合利用实施方案的指导意见》。该意见中明确提到,各个省应当根据自身的资源特色,同时立足于实际情况以及发展潜力,对本省的“十三五”秸秆综合利用实施方案进行编制,并在方案中对秸秆综合利用所要达成的目标以及未来发展方向加以明确,同时对当地秸秆综合利用的总体建设内容进行统筹协调以及安排,并配以各种健全的扶持政策,想方设法解决秸秆综合利用中所涌现出的各类疑难杂症。同时,意见对秸秆综合利用还进一步明确了目标,力求到2020年,在全国范围内构建起较为健全的秸秆还田、收储运社会化服务体系以及综合利用新格局,确保该格局符合合理布局、多元利用以及可持续发展三方面重要标准,确保秸秆综合利用率突破85%。近年来,虽然我国的秸秆综合利用工作取得积极成效,露天焚烧现象得到有效遏制,但是还面临着配套政策相对滞后,扶持政策不完善、政策原则性规定较多,政策执行度较低等问题。因此,对秸秆综合利用的支持政策进行完善,从现有政策的不足出发,分析秸秆综合利用对潜在政策的需求具有重要的理论意义和现实意义。
  通过对实践进行调研,运用公共政策相关理论对铜山区秸秆综合利用的支持政策进行全面研究。从铜山区秸秆综合利用的政策现状、政策成效等方面对铜山区秸秆综合利用的支持政策进行了分析,指出了铜山区秸秆综合利用支持政策执行过程中存在的问题。通过借鉴农业发达国家秸秆综合利用支持政策的经验,提出了完善铜山区秸秆综合利用支持政策的思路与途径,从加大对秸秆综合利用的财政支持政策、金融支持政策,加强对秸秆综合利用的先进技术推广、完善秸秆综合利用的政策法规建设、建立和健全秸秆的交易市场五个方面完善秸秆综合利用的支持政策。为推动全国秸秆综合利用工作的持续发展提供理论和实践参考。
[硕士论文] 董冰哲
农业工程;农业生物环境与能源工程 东北农业大学 2016(学位年度)
摘要:秸秆纤维制取机是一种新型的秸秆利用装置,这种秸秆纤维制取机能够将预粉碎、清洗、浸泡之后的秸秆原料加工制成粗纤维状态,用以制造秸秆纤维基地膜。但是,该型秸秆纤维制取机的附属装置由于其原料——农作物秸秆具有与其他粒状、粉状物料不同的特性,因此对于其附属装置的要求相对比较特殊,现在市场上主流的输送装置无法满足其特殊的物料特性,为了实现对秸秆物料的浸泡、清洗、输送及连续稳定的喂入,本文以传统输送带装置和螺旋输送装置为基础,在此基础上对传统输送装置进行改进设计,取得的成果及内容如下:
  (1)以水稻、大豆、玉米秸秆为研究对象,使处理后秸秆达到饱和的含水状态,然后测定不同秸秆长度的堆积密度,试验结果表明,三种农作物秸秆的堆积密度均随着秸秆长度的减小而增加,同时对三种秸秆与钢板和胶皮平带之间的滑动摩擦角进行了单因素试验,分别以含水率为60%、65%、70%、75%和饱和含水率的五种秸秆为试验对象,经过试验之后得到结果:对于这三种试验秸秆,在五个不同的含水的状态,研究对象与钢板的摩擦角都普遍小于其和胶皮平带之间滑动摩擦角。
  (2)在广泛查阅资料和对秸秆特性进行研究之后,同时根据秸秆的物理特性,提出了原料供给系统的总体设计方案。
  (3)设计了一种竖直向下输送的螺旋喂入装置,以水稻秸秆、玉米秸秆和大豆秸秆三种农作物秸秆为试验对象,以螺旋输送效率为评价指标,选择螺旋轴转速、秸秆长度和秸秆物料喂入量为影响因素,采用3因素5水平正交旋转中心组合试验方法,试验结果表明:就水稻秸秆,每个试验因素对水稻秸秆输送效率影响程度的顺序为秸秆长度、喂入量、螺旋轴转速,满足纤维制取机的喂入效率1000 kg/h工作条件组合是秸秆长度40~140 mm,螺旋轴旋转速度120~240 r/min,喂入量800~1200 kg/h。对于玉米秸秆,对输送效率的影响程度由高到低排序为秸秆长度、喂入量、螺旋轴转速,满足秸秆纤维制取机喂入效率1000 kg/h的参数组合为秸秆长度45~60 mm、螺旋轴转速210r/min、喂入量1100~1200 kg/h。对于大豆秸秆,对输送效率的影响程度由高到低排序为喂入量、秸秆长度、螺旋轴转速,满足秸秆纤维制取机喂入效率1000kg/h的参数组合为秸秆长度70~100mm、螺旋轴转速215r/min、喂入量1000~1050kg/h。
  (4)设计了与螺旋喂入装置配套的捞取装置及浸泡清洗装置,利用ANSYS对捞取装置的机架进行了有限元分析,保证了装置结构的可靠性;同时,对浸泡装置和搅拌清洗装置的工作参数进行了试验研究,以水稻秸秆为试验对象,采用正交试验方法,以搅拌装置的转速、捞取装置转速和秸秆浸泡量为试验因素,以单位时间捞取量为试验指标,试验结果表明:各因素对捞取量的影响均呈现正比关系,随着各因素的增加,捞取量不断变大,且对捞取量影响大小顺序为:捞取速度、搅拌速度、浸泡量,当捞取装置转速为110r/min、搅拌装置转速为90r/min、浸泡量为30kg时,可以满足纤维制取机要求1000kg/h的喂入量。
[硕士论文] 庞庆阳
农业资源利用 石河子大学 2016(学位年度)
摘要:【目的】研究以新疆优势资源棉粕为材料,进行棉粕中腐植酸和氨基酸物质的提取和工艺优化,结合腐植酸和氨基酸水溶性肥料标准,开发新型棉粕型水溶性肥料,解决棉粕资源深加工开发利用的关键技术问题,并为土壤培肥和改良提供技术依据。
  【方法】试验以棉粕为原材料,包括2部分试验,一是室内试验:提取棉粕中腐植酸和氨基酸,并通过不同固液比、提取剂浓度、提取时间和提取温度,探索最佳工艺。二是大田试验:腐植肥大田试验,设棉粕型腐植酸肥追施处理、常规化肥追施处理和不施肥处理,其中总施肥量为N270 kg·hm-2、P2O5165 kg·hm-2、K2O165 kg·hm-2。氨基酸肥大田试验,设棉粕型氨基酸肥喷施处理、常规氨基酸肥喷施处理和喷施清水处理,每公顷每次600 mL兑水450 kg,稀释750倍喷施。
  【结论】
  1.通过对腐植酸提取工艺试验中固液比、KOH浓度、时间和温度主要因素进行探索,得到了最佳工艺为固液比1:8,4%的KOH溶液,加热60 min,提取温度70℃。
  2.通过对氨基酸提取工艺试验中固液比、时间和温度主要因素进行探索,最佳工艺为固液比1:20,提取1h,提取温度90℃。
  3.施用棉粕腐植酸肥使小麦株高、叶面积、叶绿素、干物质和产量都增加。与不施肥处理和等养分常规复合肥处理相比,施用棉粕腐植酸肥的小麦的株高、叶面积、叶绿素、干物质均有所提高,使小麦产量显著增加,与不施肥处理和等养分常规复合肥处理相比,增幅分别为51.36%和13.56%,同时对肥料利用率也有显著促进作用,氮肥、磷肥和钾肥都有所提高。
  4.施用棉粕型腐植酸肥使土壤团聚体粒级向2-0.25 mm和>2 mm粒级转移,增加了大团聚体含量。棉粕型腐植酸肥增加了土壤中碱解氮、速效钾和速效磷的含量。与不施肥处理相比较,腐植酸肥处理能平均提高全生育期0~20 cm土层碱解氮37.27%,速效磷提高42.24%,速效钾提高37.02%,20~40 cm土层碱解氮提高15.55%,速效磷提高61.52%,速效钾提高57.36%。与常规肥处理相比,腐植酸肥处理可平均提高全生育期0~20 cm土层碱解氮5.92%,速效磷提高8.8%,速效钾提高4.29%,20~40 cm土层碱解氮提高1.9%,速效磷提高15.39%,速效钾提高8%。
  5.与喷施清水处理和喷施常规氨基酸水溶肥处理相比,喷施棉粕氨基酸肥的小麦的株高、叶面积、叶绿素、干物质均有所提高,促进了小麦的分蘖和成穗,使小麦产量显著增加,比后二者分别增加15.2%和4.97%。
[硕士论文] 金文筠
农产品加工及贮藏工程 华中农业大学 2016(学位年度)
摘要:藕节为睡莲科植物莲的根茎节部,在加工过程中常作为废弃物丢弃。藕节富含大量的膳食纤维(Dietary Fiber,DF),本文选用藕节为试验材料,运用超微粉碎对干燥后的藕节粉末进行改性,采用酸酶法分别提取原料中的总膳食纤维(TotalDietary Fiber,TDF)、可溶性膳食纤维(Soluble Dietary Fiber,SDF)及不可溶性膳食纤维(Insoluble Dietary Fiber,IDF),研究藕节TDF、SDF及IDF对小鼠预防肥胖及减肥作用,为藕节综合利用提供新思路。主要研究结论如下:
  1.比较直接干燥与灭酶干燥两种不同预处理对藕节膳食纤维含量及理化性质影响。结果显示直接干燥预处理优于灭酶干燥预处理,虽然灭酶干燥后的藕节粉末色泽较好,但TDF、IDF、SDF含量及理化性质皆不如直接处理法。
  2.用行星式球磨机对预处理后的藕节粉末进行超微粉碎,测定不同研磨时间、转速及介质物料比下的持油性、持水性、溶胀性、膳食纤维含量。结果显示最佳超微粉碎条件为:研磨时间12h、介质物料比8∶1 g/g、转速300 r/min。在此条件下得到的膳食纤维粉末,颗粒粒度减少至15.3μm,持油性,持水性及溶胀性分别为:2.23g/g、3.62 g/g、5.97 mL/g。TDF、IDF及SDF含量分别为40.66%、29.17%、10.16%。分别利用酸法,酸酶法及超声辅助碱酶法对改性后藕节膳食纤维进行提取,比较膳食纤维提取率及纯度,结果显示:酸酶法具有较好的提取率与纯度。利用此法TDF、IDF、SDF提取率分别为53.00%、38.94%、10.82%,纯度分别为68.48%、76.62%、63.90%。
  3.研究藕节TDF、IDF、SDF对小鼠肥胖的预防作用。在小鼠未肥胖时,喂食高脂饲料,同时用TDF、IDF、SDF混悬液或溶液进行灌胃。根据体重、血脂、肝功能等指标,综合评价TDF、IDF、SDF的预防肥胖效果。试验结果显示:TDF与SDF能显著延缓小鼠增重趋势(P<0.05)。TDF对单位体质量的脂肪控制作用最为有效。TDF具有最佳的调节血脂作用,能降低动脉粥样硬化几率。TDF、IDF、SDF均能增加粪便中胆固醇含量,以SDF效果最佳。SDF与TDF能降低肝脏细胞肥大几率,同时防止脂肪组织细胞体积增大。综上所述,TDF对预防小鼠肥胖效果最佳。
  4.研究藕节TDF、IDF、SDF对营养性肥胖小鼠的减肥作用,在成功建立肥胖模型后,用TDF、IDF、SDF及汤臣倍健纤巧芊芊胶囊混悬液或溶液进行灌胃。根据体重、血脂、肝功能等指标,综合评价TDF、IDF、SDF的减肥效果。试验结果显示:TDF与SDF能有效延缓小鼠增重趋势,显著降低营养性肥胖小鼠肥胖度(P<0.05),与汤臣倍健公司的纤纤胶囊作用无显著性差异;TDF、IDF、SDF均能控制小鼠单位体质量的脂肪,其中TDF与SDF对小鼠脂肪堆积控制最为显著;SDF能显著降低低密度脂蛋白胆固醇含量,提高高密度脂蛋白胆固醇含量,具有最佳调节血脂作用,能降低动脉粥样硬化几率,且作用效果优于纤纤胶囊;SDF能抑制肝脏细胞肥大、受损,防止脂肪组织细胞体积增大。综上所述,SDF对营养性肥胖小鼠减肥效果最佳。
[硕士论文] 彭春艳
自然地理学 四川师范大学 2015(学位年度)
摘要:中国是传统的农业大国,秸秆资源量巨大,合理利用秸秆资源具有良好的经济效益、生态效益和社会效益。本文以位于川中丘陵地区的四川省安岳县为例,采用农田样方观测法、模型估算法、实地走访调查法等方法估算安岳县的秸秆资源总量、秸秆总密度,以及各主要作物秸秆资源量和密度,并分析2008~2012年该县秸秆的动态变化。估算安岳县大、小春作物秸秆资源量占总量的比重并分析其动态变化。归纳分析安岳县秸秆资源的区域差异。总结秸秆资源的主要利用方式,估算可收集秸秆资源量,并对秸秆资源利用理论效益进行评价。分析当前安岳县秸秆资源利用存在的问题,并提出合理利用秸秆资源的措施。通过研究得到如下结论:
  (1)2008~2012年安岳县平均秸秆资源总量为58.15万吨,平均秸秆资源总密度达6240.49 kg/hm2。近5年秸秆资源总量呈上升趋势,秸秆总密度略有上升,年际变化较小。安岳县作物秸秆以大春为主(占秸秆资源总量的55.99%),且大春作物秸秆资源量有持续增加趋势,小春作物秸秆资源量略有波动。
  (2)2008~2012年安岳县5种主要农作物平均秸秆资源量排序为:水稻>玉米>油菜>小麦>红薯,其中水稻秸秆资源量最大(占秸秆资源总量的29.60%),玉米、油菜和小麦秸秆资源量略少(分别占秸秆资源总量的24.43%、22.80%和21.22%),红薯秸秆资源量最少(仅占秸秆资源总量的1.96%)。5种主要农作物的秸秆密度排序为:油菜>玉米>水稻>小麦>红薯。其中,油菜秸秆密度最大,红薯秸秆密度最小。各种作物的秸秆资源量和秸秆资源密度均有年际差异。各主要农作物秸秆资源总量动态变化由大到小排序为:玉米>油菜>小麦>水稻>红薯。各主要农作物秸秆资源密度变化由大到小排序为:小麦>油菜>玉米>水稻>红薯。
  (3)2008~2012年安岳县作物秸秆总密度区域差异较大,除白水乡分布在安岳县东部以外,秸秆密度较大的文化镇、悦来乡、共和乡以及自治乡都集中分布在安岳县西部,秸秆密度较小的乡镇分布比较分散。69个乡镇中,秸秆总密度最大的是文化镇(为8308.08kg/hm2),秸秆总密度最小的是天宝乡(为5161.89 kg/hm2)。大春作物占秸秆资源总量比重区域差异较大,69个乡镇中,毛家镇大春秸秆比重最大(为72.81%),通贤镇大春秸秆比重最小(为44.80%)。各主要农作物秸秆资源5年平均密度存在区域差异,秸秆资源密度最大乡镇与最小乡镇的差值由大到小排序为:油菜>玉米>水稻>小麦>红薯。秸秆资源密度最大乡镇和最小乡镇倍数差异由大到小排序为玉米>红薯>油菜>水稻>小麦。
  (4)安岳县主要农作物秸秆资源利用方式以秸秆还田和秸秆做饲料为主,其次是秸秆做栽培食用菌基料和秸秆制沼,极少有秸秆做工业原料,没有秸秆发电项目。2008~2012年安岳县近5年平均可收集量为44.69万吨,占秸秆资源总量的76.85%。2008~2012年秸秆做肥料的平均理论经济效益为6166.59万元,秸秆做能源的平均理论经济效益为7509.17万元,秸秆造纸具有可观的经济效益但污染严重,秸秆栽培食用菌的平均理论经济效益为108亿元,秸秆焚烧污染物理论排放量为72.583万吨。
  (5)安岳县秸秆利用的问题主要有:利用率较低;利用方式粗放,效益低;技术落后,转化率低;环境污染严重;产业化水平低等。促进安岳县秸秆资源合理利用的措施有:加强秸秆资源宣传,提高秸秆资源利用率;推广秸秆综合利用技术,提高秸秆转化率;优化秸秆利用方式,提高秸秆利用效益;提高秸秆综合利用产业化水平;禁止秸秆焚烧,保护生态环境;制定秸秆综合利用优惠政策等。
[硕士论文] 吴从稳
农产品加工及贮藏工程 烟台大学 2015(学位年度)
摘要:农作物秸秆作为国家重要的可再生资源,使其综合、高效利用是发展循环农业、低碳经济的重要途径之一。根据黄河三角洲地区土地资源特点和农业生产状况,建立了秸秆资源从调查、评价到综合利用,再到还田模式试验的完整评价体系,并与滨海盐碱土改良有机结合,有利于加快当地循环农业发展步伐和土地资源开发进程。
  本文在秸秆资源调查与评价理论体系的指导下,首先,根据相关历史研究和统计资料对东营市秸秆资源及利用模式进行综合分析,再者,通过棉秆堆腐试验、滨海棉田土壤盐分特征分析以及还田小区试验等方法,探索了秸秆利用和对滨海盐土改良的可行性。主要研究内容与结论如下:
  (1)以东营市为例,依据相关统计年鉴与调查资料获得2009年–2012年东营市及各县区主要农作物产量,通过相应草谷比和可收集系数计算出2009年–2012年东营市秸秆理论资源量、秸秆可收集资源量、秸秆资源构成及各县区分布;采用灰色预测系统理论模型GM(1,1)对其未来5年秸秆资源进行预测;对当地秸秆资源利用现状进行综合评价。结果表明:东营市每年产秸秆理论资源量为140万t左右,可收集资源量为110万t,主要来源麦秆、玉米秸秆、棉秆以及蔬菜、瓜果类残余物。小麦、稻谷类秸秆和玉米秸秆利用效率较高,分别主要用于直接粉碎还田和青贮饲料等,棉秆和蔬菜、瓜果残余物的利用效率较低。从不同地区分布来看,广饶县秸秆资源最为丰富,且资源密度最大,有利于降低秸秆资源的收集成本,提高综合利用率。
  (2)以粉碎棉秆为主要有机原料,调节物料含水量和碳氮比(C/N)进行试验,参照外观评价、总碳(TOC)、总氮(TN)、碳氮比(C/N)和碳氮比变化(T值)等评价指标得出结论:满足物料C/N为25:1,含水量为60%时,有利于棉秆快速腐熟,而最终达到堆腐要求。
  (3)通过相关分析和主成分分析方法对试验区蕾铃期棉田土壤盐分特征进行研究,探索滨海盐土的主要影响因子和积盐影响因素。分析结论得出:在0~1m土壤深度,土壤平均含盐量在3.321~3.970 g/kg之间,属中度盐渍化,呈表聚性特点。Na+、Cl-及SO42-是影响试验棉田盐渍化的主要特征因子,并以氯化物和硫酸盐等形式存在,通过调节盐分含量和土壤结构进而对土壤盐渍化产生影响。
  (4)通过对比棉秆直接粉碎还田(FS)和堆腐还田(FC)两种模式,并分别设置不同还田量进行试验,得出结论:两种还田模式均能有效增加0~10 cm土层土壤孔隙度,降低土壤容重,且与还田量分别呈正相关和负相关的关系;当还田量为9 t/hm2时能有效增大土层粒度中黏粒和粉粒所占比重。FS类比FC类对棉花吐絮期表层(0~10 cm)pH的降低效果更明显。两种还田处理的降盐效果显著,并随着还田量增大而不断加强。还田处理可以有效降低0~10 cm和10~20 cm土层土壤中Na+和Cl-含量,而当还田量为9 t/hm2时对降低0~10 cm土层中SO42+含量及增加K+、Ca2+、Mg2+含量的效果最为明显。土壤有机质、速效磷、速效钾含量在蕾铃期时明显高于其他时期,两种还田模式均能显著增加土壤有机质含量但差异性不大,FS类较FC类在增加全氮和速效钾含量方面效果显著,而在增加速效磷含量方面表现刚好相反。
  (5) FC类和FS类两种还田模式对于棉花叶片中叶绿素含量影响不大。当还田量为9 t/hm2时对棉花株高、茎粗以及干重增幅明显。FS类相对与FC类对小区棉株果枝数、桃数以及产量方面的影响更显著,且与还田量呈正相关。
[硕士论文] 王军
应用化学 东北大学 2014(学位年度)
摘要:农作物秸秆是生物质资源中的重要组成部分,我国秸秆储量巨大,但是大部分以焚烧的方式被处理,产生的烟尘对环境的危害很大。厌氧消化是一种以复合菌种对秸秆的降解作用为基础,将秸秆资源转化为有机肥料、沼气能源的技术。但秸秆中木质纤维素的复杂的交联结构会抑制厌氧消化速率,同时重金属的存在也会对消化产生产生很大影响。
  本课题采用中温厌氧消化系统来降解玉米秸秆。首先以世纪生态菌(简称EM菌)作为接种物,采用高温NaOH预处理的方式来对秸秆进行初步降解。结果表明,80-85℃温控范围下NaOH消煮玉米秸1h后,红外吸收光谱中有明显的峰的消失,说明NaOH对木质纤维素的化学结构造成了破坏。在秸秆添加量为30g的条件下,经预处理后的料液在EM复合菌的消解作用下累计产气1225mL,产气率为40.8mL/g。
  NaOH、KOH、Ca(OH)2预处理对玉米秸秆的化学结构破坏显著,碱类室温浸泡的预处理方式适用于中温厌氧消化系统,产气运行稳定。室温条件下(17±2℃)下分别采用NaOH、KOH、Ca(OH)2、Al(OH)3对玉米秸杆进行湿法浸泡处理,浸润时间为5d,处理后的料液以白腐菌复合沼液为接种物进行中温(35±2℃)厌氧消化。结果表明,在秸秆添加量为15g的条件下,经Al(OH)3处理后的料液累计产气最多,为3885mL;KOH产气运行时间最长为50d,经NaOH处理后的料液的日产气量最大,为235mL。
  Pb2+、Cr3+的含量对中温厌氧消化产气有很大的抑制作用。以白腐菌复合沼液为接种物,预处理方式为NaOH室温浸泡5d,CrCl3添加量分别为0,50,100,150,200,250,300mg;Pb(NO3)2的添加量分别为10,20,30,40,50,100,150mg,进行中温厌氧消化实验。结果表明,消化系统中添加Cr3+料液累计产气量由大到小的顺序为0mg(3540mL)>150mg(3220mL)>200mg(2900mL)>50mg(2785mL)>100mg(2370mL),250、300mg的料液以及加入定量Pb(NO3)2的料液均不产气,说明添加量较高的Cr3+以及添加量较低的Pb2+均会造成厌氧消化菌类的死亡。
[硕士论文] 彭洋平
科学技术史 郑州大学 2012(学位年度)
摘要:秸秆是成熟农作物收获种子后留下的茎叶(穗)部分的总称。农作物秸秆最常见的有粮食作物小麦秸、水稻穰、玉米秆、薯类穰和油料作物棉花秆、花生穰和豆秆等作物秸秆。农作物秸秆含有丰富的有机质,是一种具有多用途的可再生的生物资源。现今农作物秸秆一部分用于回收,大部分都被燃烧掉,造成了一定程度上的环境污染。本文从所学学科背景出发,立足史料对古代农作物秸秆利用方式作了专门的讨论,期望从古代农作物秸秆利用方式中得到启发,找出更多适合现今的农作物秸秆利用方式,达到资源的合理循环利用。
   古代秸秆的利用方式主要可用来作为燃料、肥料、在军事作战中也常常用到;秸秆具有吸湿干燥保温作用,生物方面的作用常用来作为保鲜、保温、干燥防虫,其燃烧后产生的草木灰可用来拌种子、作为洗涤剂;农作物秸秆还是很好的饲料;其柔软还常常用来编织;也是很好的建筑材料;从清代开始大规模用来治河,作为治河的软料之一;农作物秸秆就地取材方便,且含有一定的纤维,也用来造纸;在古代社会中秸秆也是赋税的一种;另外农作物秸秆及其由其燃烧而产生的草木灰是很好的医药用材,特别是在古代利用历史悠久和利用范围极广。
   总结古代农作物秸秆利用中的优点和弊端,同时结合现代农业水平和社会状况,肯定古代农作物合理的利用方式,纠正其不利的方式,给现代秸秆的利用以启示,从而开发更多资源重复循环渠道,对环境保护做出一点点贡献。
[硕士论文] 葛明华
环境科学 东北师范大学 2011(学位年度)
摘要:吉林省是我国重要的商品粮基地,实有耕地面积596万hm2,耕地土质肥沃,集中连片,素有“黄金玉米带”和“大豆之乡”的美称。玉米播种面积占粮食作物面积的65%,产量占粮食总产的76%,玉米播种面积已占全国玉米播种面积12%左右,产量已达到全国总产量的15%左右。吉林省在农业发展上取得可喜成绩的同时,由于资源利用的不合理,大量农业生产的副产物,特别是秸秆,给生态环境造成严重污染。根据调查,除一少部分由农户收集作为生活燃料外,绝大部分在田间随意焚烧和堆积,这种处理方式即造成了资源的浪费,同时易造成火灾风险与环境大气的污染,对周围环境、人类健康、交通运输和周围的植物成长都会造成一定影响。如何改变传统的秸秆利用形式,将秸秆作为资源,既创造经济效益,又减少对环境的污染成为一项重要的研究课题。
  本论文通过文献阅读,对国内外玉米秸杆综合利用现状、方法及发展趋势进行了研究。通过调查吉林省稻谷、小麦、玉米等农作物秸秆资源的产量、分布、收集方式和利用途径等,对秸秆资源进行全面、科学的评价,摸清吉林省作物秸秆资源状况,并分析未来发展趋势,为开展吉林省秸秆综合利用和农业资源总体评价工作提供基础信息,同时为制定秸秆综合利用专项规划和秸秆综合利用项目评估提供依据。
  论文通过对各种秸秆利用方法的综合分析,探索行之有效的适合吉林省的秸秆综合利用方式和污染防治对策,总结提出适合吉林省的秸秆综合利用方案,并从资金、技术和环境保护等方面提出了相应的应对措施。
  本论文的研究不仅可以促进吉林省经济的发展,更对加快推进吉林省秸秆综合开发利用,促进秸秆转化增值、改变农民用能方式、改善农村环境、发展低碳农业和提高农民收入具有重要的战略意义和巨大的现实作用。
[硕士论文] 王士超
作物栽培学与耕作学 河北农业大学 2011(学位年度)
摘要:河北平原秸秆量丰富,是世界第一大可再生资源。由于未能高效利用秸秆资源,不仅浪费了宝贵的资源,对环境也产生了不良影响。本文以河北平原的顺平、栾城、定州和黑龙港地区的曲周、河间5个县农户的正规调查和专家问卷调查为依据,从秸秆资源化利用的角度,对河北平原秸秆主要利用途径的经济效益、能量利用效率和养分循环效率进行了系统的分析,并结合农户自身因素和外部环境等因素研究,深入探讨影响农户选择秸秆资源利用技术的主要因素。其中,采用定性分析的方法对专家、秸秆利用技术推广部门和企事业单位的访谈资料进行归纳整理与统计描述,对农户采用秸秆技术的影响因素进行实证研究和模型估算,从中提炼出阻碍秸秆资源利用效率提高的主要影响因素,有针对性的改善影响秸秆技术扩散的内外部因素,以期对秸秆产业化潜力发挥的限制因素有一个系统、客观的认识,为相关的科研机构、技术推广部门和政府部门提供研究和决策的依据。研究结果表明:
   1.利用2009-2010年对河北平原6个代表县(市)429个农户的调查数据,统计了农作物秸秆数量,结果表明:秸秆总量为3488.03万吨,其中小麦秸秆为1285.82万吨,占秸秆总量的36.40%;玉米秸秆为1511.60万吨,占秸秆总量的42.79%。
   2.河北平原秸秆资源利用的主要途径及利用比例:秸秆利用途径主要有还田、饲料、生活能源和工业原料、堆弃等。在秸秆资源利用中,秸秆还田比例高达91.29%,秸秆饲用和生活用能的比例分别为2.59%和1.91%,秸秆有效利用率为98.61%。
   3.利用调查数据和文献资料分析了河北平原秸秆主要利用途径的经济效益,结果表明:玉米秸秆还田每年的收益增加值为237.82元/hm2;小型户用沼气每年生产沼气分别可替代电力、液化气、煤炭、薪柴、秸秆的效益为:1831.2元、1559.25元、1301.74元、418.75元、720.3元;大型商业化沼气用户使用沼气比使用液化气每年可节省292.82元。
   4.秸秆资源养分流向:河北平原年产小麦秸秆1285.82万吨,秸秆中含氮6.56万吨,磷1.54万吨,钾3.47万吨。通过秸秆还田的形式返还到农田中养分的占秸秆养分的99.25%,生活用能、堆弃秸秆养分仅占0.75%;河北平原玉米秸秆产量为1511.06万吨,秸秆中含氮0.76万吨,磷3.02万吨,钾9.07万吨。通过直接还田的形式返还到农田中的养分占秸秆养分的91.04%,其次是饲用,占秸秆养分的4.07%。生活用能秸秆养分仅占1.79%,工业原料、堆弃两种秸秆利用方式共占3.1%左右。
   5.秸秆制作沼气与直接燃烧的能量效率比较:沼气发酵的有效热量与直接燃烧时有效热量基本相等。
   6.依据调查结果,运用二元Logistic模型对农户采用小型户用沼气意愿的影响因素进行筛选,得出影响小型户用沼气技术扩散效率的关键因素,结果表明:在其他条件不变的情况下,年龄越大的农户采用小型户用沼气的可能性越高;建设户用沼气环境变化程度是影响农户对户用沼气认可程度的重要因素之一;沼气服务站服务越到位,农户参与小型户用沼气的概率就会越高;完善管理体制,为农户提供全面、及时、到位的服务,将极大地提高农民的认知认可水平,促进农民积极采用小型户用沼气。
[硕士论文] 安峰
农业推广 山东农业大学 2011(学位年度)
摘要:随着国民经济的迅速发展,能源的需求量越来越大。传统能源如煤炭、石油、天然气巳无法满足国民经济的发展需求。农作物秸秆作为生物质能,绿色、可循环,其地位也愈加重要。我国是农业大国,秸秆资源的总量十分丰富,同时也有较高的利用价值,但是由于秸秆资源回收渠道不畅通,秸秆利用比较利益较低等问题的存在,导致秸秆焚烧现象屡禁不止。秸秆资源的焚烧不仅污染环境、浪费资源,同时也不符合循环经济发展的理念与要求。那么,我国秸秆资源化的现状到底如何?面临的困境与制约因素有哪些?实现秸秆资源化的出路又在哪里?这些问题迫切需要找到答案。为此,本文拟以泰安市为例,通过对泰安市秸秆资源化现状的调查与剖析,找出目前导致秸秆资源化举步维艰的原因,并结合泰安市实际,构建有助于实现秸秆资源化利用的长效机制。以期对全国其他地区具有一定的借鉴与启示意义。
   本文研究共包括以下几个部分:
   第一部分:引言。首先,阐明了研究的目的与意义,在此基础上,通过对国内外大量资料的查阅和筛选,收集符合秸秆资源化研究方向的资料。并通过对相关资料的阅读和整理,了解国内外研究动态,为研究思路的形成、技术路线的安排、研究框架的构建以及论文的撰写打下了坚实的基础。
   第二部分:理论基础。同其他社会经济现象的形成于演进过程一样,秸秆资源化同样也需要一定的理论支撑。本文认为,发展秸秆资源化的理论基础主要应涵盖可持续发展理论、生态理论和循环农业理论。并结合相关理论,寻找理论与农作物秸秆资源综合之间的联系。
   第三部分:绩效分析部分。以泰安市为例,在对泰安市农作物秸秆资源的种类、分布、产量进行实地调研的基础上,客观分析了泰安市秸秆资源化利用的现状、途径以及不同利用方式所取得的经济效益、社会效益与生态效益,同时也从农户、企业和政府等不同层面指出了目前存在的问题或瓶颈。
   第四部分:长效机制构建部分。在前文研究的基础上,本文认为,秸秆资源化利用是好事,但是要把好事办好却并非易事。为此,本部分笔者尝试构建一套适合于实现秸秆资源化利用的长效机制。主要包括:①秸秆资源的收集-存储-使用体系构建:②秸秆资源化经济机制的构建;③秸秆资源化技术机制的构建;④秸秆资源化法律机制的构建。
   本文的主要研究结论如下:
   结论一:秸秆能源化能缓解能源危机,有利于变废为宝,促进农业的可持续发展,增加农民的收入,带动农村剩余劳动力的就业,符合可持续发展、循环经济的要求,有利于建设资源节约型与环境友好型社会,然而由于相关的政策法规不健全、行业标准缺乏、政府重视程度不足、补贴标准不明确、技术水平不高等因素的影响,我国农作物秸秆资源化过程中尚存在许多亟待解决。
   结论二:理论支持实践,实践则有利于进一步丰富、完善与发展理论,这是任何经济现象都必须遵守的客观规律,农作物秸秆资源化当然也不例外。本文认为发展农作物秸秆资源化的理论基础主要包括可持续发展理论、生态经济理论、循环经济理论。
   结论三:泰安市目前秸秆资源化秸秆利用的方式主要有秸秆还田、秸秆能源化、秸秆饲料化、秸秆制板、秸秆燃料等,不同利用方式均取得了一定的经济效益、社会效益与生态效益,但同时也存在观点、组织、技术、市场等方面的许多问题亟待解决。
   结论四:农作物秸秆资源化需要政府、企业、农户三个层面共同努力。政府层面:一是政府政策要进一步完善;二是政府的支持保护力度要进一步加强。企业层面:一是要不断参与秸秆资源化新技术的研发推广;二是要加大对秸秆资源化项目的投资。农户层面:主要是环境保护意识的提高和社会责任感的增加。
   结论五:从长远看,农作物秸秆资源化应建立一套较为完整的长效保障机制,具体包括:①秸秆资源的收集-存储-使用体系构建;②秸秆资源化经济机制的构建;③秸秆资源化技术机制的构建;④秸秆资源化法律机制的构建。
[硕士论文] 王春雨
蔬菜学 山东农业大学 2010(学位年度)
摘要:茄果类蔬菜一般采用穴盘育苗,育苗基质通常用草炭、珍珠岩和蛭石按照一定比例组配。由于草炭等资源有限,价格较高,大大限制了穴盘育苗技术的推广应用。本试验利用农业废弃资源玉米秸秆和棉籽壳菇渣,经过堆沤发酵后,与草炭、蛭石按照一定比例组配,进行番茄和甜椒育苗试验,筛选出适宜茄果类蔬菜的最佳育苗基质配方,并在此配方基础上研究了不同保水剂用量(0、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、4%)对番茄穴盘苗生育的影响,主要结果如下:
   1.为了加快腐熟速度,在加入0.5%秸秆腐熟剂的前提下,玉米秸秆添加0.7%的尿素较好。玉米秸秆腐熟时间在28天左右,棉籽壳菇渣腐熟时间在21天左右。
   2.利用腐熟玉米秸秆和棉籽壳菇渣组配的5种育苗基质配方,干容重在0.2-0.3G/cm3之间,总孔隙度在50-70%之间,pH在6-7之间,均符合育苗的需要;棉籽壳菇渣可以增加复合基质的容重和总孔隙度,玉米秸秆使基质的容重和孔隙度较低;根据费素娥等(2005)对番茄和甜椒育苗基质最佳氮磷钾养分分配方案,各基质配方的速效氮含量适中,速效钾含量较高,速效磷含量偏低,含有玉米秸秆的复合基质速效磷含量更低。
   3.从育苗效果看,T4(棉籽壳菇渣:草炭:蛭石=1:1:1,V/V)、T5(玉米秸秆:棉籽壳菇渣:蛭石=1:1:1,V/V)培育的幼苗长势较好,番茄的壮苗指数分别达到29.43和14.33,甜椒分别达到7.76和5.00;两个基质配方培育的幼苗叶绿素含量、根系活力、净光合速率均高于其它处理,以T4最高。
   4.以棉籽壳菇渣、草炭、蛭石按照1:1:1比例配成复合基质,分别加入不同用量保水剂,用于番茄育苗,结果表明,番茄出苗率随着保水剂用量增加首先增加,当用量达到2%后,出苗率开始下降。番茄株高在1%的保水剂用量下最高,而茎粗则随着保水剂用量增加而增加。保水剂用量在1-1.5%条件下,叶绿素含量、根系活力和光合速率均高于其它处理。当保水剂用量在1%时,壮苗指数最大,达到7.23。
[硕士论文] 程士润
特种经济动物饲养 安徽农业大学 2010(学位年度)
摘要:我国有十分丰富的农业废弃物资源,尤其是农作物秸秆,据统计,我国每年有8亿吨农作物秸秆。近年来,我国广大农村在田间焚烧秸秆,不仅浪费了宝贵的资源,而且严重污染了环境,成为社会一大公害。此外,随着石油和煤等资源的紧缺,人们为了寻求更多的可利用资源,植物纤维素这一巨大的可再生资源,已成为世界上许多国家正在积极探索的课题。农用地膜是是一项优良的农业增产技术,地膜可以有效的控制土壤的湿度和温度,减少营养的流失和水分的减少,防止杂草生长,同时由于温度的增加,增加了有机物的分解,提高了土壤的养分。因此开发可降解地膜对农业的可持续发展有着重要的意义。
   常用秸秆纤维的提取一般都采用氢氧化钠对秸秆的蒸煮制浆,其方法即高耗能,同时对环境的污染也大。本文采用了两种不同的处理方法来制取稻秸秆纤维,分别又对不同方法提取的稻秸秆纤维制作了农用地膜,通过对纤维性能和地膜性能的比较,选择较优的处理方法。
   处理稻秸秆的第一种方法是用氢氧化钠和硫化钠共混对稻秸秆进行蒸煮。本实验之所以在氢氧化钠中加入硫化钠,主要是由于硫化钠在溶液中离解时,溶液中同时存在氢氧根离子、硫氢离子和硫离子。而硫氢离子和硫离子对木质素比氢氧根离子有更强的亲核作用,因此硫化钠对木质素的降解作用要氢氧化钠强。由此得出的实验结论为:处理时间为25min,处理温度为90℃,混合溶液的浓度为10%,混合溶液的比例为70%:30%。得到的实验结果最为理想:提取的稻秸秆纤维平均长13.6mm,宽度38.4um,纤维的纤维素含量为67.83%。
   处理秸秆的第二种方法是碱-酶复合法提取稻秸秆纤维。由于本实验所采用的酶为漆酶酶粉,其活性很低,若果直接处理稻秸秆的话,其脱胶的效果很差。所以先用低浓度的碱对稻秸秆进行预处理,此步处理的主要目的是稻秸秆膨胀,分散开来,为下一步的酶处理做准备。通过对碱处理时间、处理温度和碱浓度以及酶的处理时间、处理温度、酶浓度和PH值对纤维的长度、宽度和纤维素含量影响的讨论,综合分析等到的最佳方案为:碱浓度为2%,碱处理时间为10min,碱处理温度为为95C,酶处理时间为60min,酶处理温度为50℃,酶浓度为1.5%,PH值为5.得到的实验结果最为理想:提取的稻秸秆纤维平均长度为18.6mm,纤维宽度为44.6um,纤维素含量为68.53%。
   用上述两种方法提取的纤维分别制作地膜,所采用的工艺为师姐缪宏超先前所得到的最优工艺:粘合剂浓度为8%,废丝量为13.4g/m2,平方米克重为80g/m2。对两种地膜分别做了物理机械性能测试。从测试结果得出:碱-酶复合处理的稻秸秆纤维制作的地膜在断裂强度和回潮率变化比较大,这主要是因为本实验采用了酶处理,由于碱浓度、碱处理时间和处理温度都比较低,对纤维的损伤比较小,并且漆酶只降解木质素而不损伤纤维素纤维,因此改善了单根纤维的强力,因此地膜的断裂强度有所增加。由上述的结果可以看出碱-酶复合法提取稻秸秆纤维的方法较好,并且由于酶是蛋白质物质,其废液对环境无污染,应积极推广使用。
[硕士论文] 朱峰
农产品加工与贮藏工程 西南大学 2009(学位年度)
摘要:近年来中国柑橘产业发展很快,柑橘栽培面积和年产量均以跃居世界第一位,中国柑橘加工产业的规模也在不断扩大,2007年柑橘果实的年加工量已达到80万t左右。作为柑橘加工制品的副产物,柑橘皮渣、种子的产量也随着柑橘加工量的增加而增加。然而目前,这些皮渣和种子只有少部分被用作饲料或提取功能性成分,大部分都被废弃扔掉,成为环境的污染源。柑橘种子中含有丰富的油脂和蛋白质,尤其是亚油酸等不饱和脂肪酸和限制性氨基酸甘氨酸和胱氨酸含量很高,是制取优质油脂和蛋白质一种很好原料。此外柑橘种子中也含有丰富的类柠檬苦素等功能性成分,有较高的利用价值。 本研究通过预备试验设计了先后梯度提取红橘种子油,种子蛋白和类柠檬苦素的工艺,力求红橘种子的充分资源化利用。本文采用溶剂法对红橘种子油进行提取,对不同提取溶剂、时间、粉碎粒度、料液比和温度下的得油率、脂肪酸组成和品质进行了比较。其中提取温度和提取时间对红橘种子油的得油率影响较大。最佳提取工艺是:提取温度90℃,提取时间3h,料液比1:15,得油率为40.30%。通过GC—MS分析,由正己烷提取得到的红橘种子油的主要脂肪酸组成为:油酸(31.40%)、亚油酸(50.01%)、硬脂酸(3.50%)、二十碳三烯酸(3.39%)。通过测定红橘种子油的过氧化值、酸价、碘价、皂化值和不皂化值,表明油具有较好的品质。 对脱脂的红橘种子采用碱溶法和盐溶法提取红橘种子蛋白。经过正交和优化试验得到碱溶法优于盐溶法。碱溶法提取蛋白提取的最佳条件:pH10.0,料液比为1:12(m/v),在40℃条件下搅拌浸提40min,蛋白质提取率达78.35%。还对所提取的红橘种子蛋白的溶解性、乳化型、起泡性持水力和持油力等功能性质进行了测定。结果表明,红橘种子蛋白和大豆蛋白在不同pH值条件下溶解度不同,红橘种子蛋白和大豆蛋白在pH为5左右时溶解度最小,红橘种子蛋白的溶解度稍差于大豆蛋白。随着浓度的增加大豆蛋白和红橘种子蛋白的起泡性都有一定的增加,红橘种子的起泡性优于大豆蛋白,但是泡沫稳定性却比大豆蛋白差。相同的蛋白质浓度下,红橘种子蛋白和大豆蛋白的乳化性及乳化稳定性相差不大。对红橘种子蛋白而言,随着浓度的增加,其乳化性和稳定性都有增大的趋势,其乳化性和乳化稳定性稍强于大豆蛋白。红橘种子蛋白和大豆蛋白都具有较强的持水力和持油力,但是红橘种子蛋白的持水力和持油力稍微弱于大豆蛋白。 本研究最后对经提取过油脂和蛋白质的种子渣中的柠檬苦素进行了提取。经过对提取物吸收光谱的测定,得出提取物是柠檬苦素。最佳的提取工艺条件是在温度为提取75℃,料液比为1:80的条件下进行提取3h,提取物的吸光度为1.597。
[硕士论文] 张殿宇
生态学 新疆农业大学 2009(学位年度)
摘要:本研究根据乌鲁木齐市农产品加工业废弃物的特点,利用蘑菇渣和酱渣作为无土栽培复合基质的主要材料。以提高废弃物的利用价值,减少对环境的污染,为乌鲁木齐市育苗基质的开发利用提供参考依据。 本试验以国际上公认的最佳配方(草炭:蛭石=2:1)作为对照(CK),首先,筛选出对番茄、辣椒育苗效果较好的蘑菇渣、酱渣复合基质配方:其次,对筛选出的蘑菇渣、酱渣复合基质与市场上常用的不同商品基质进行番茄、辣椒育苗效果的对比试验;再次,通过不同施肥水平试验,进一步筛选出适宜番茄、辣椒育苗的蘑菇渣、酱渣复合基质配方;最后,对筛选出的配方基质进行经济可行性分析。其结果如下: 1、通过试验分析,蘑菇渣、酱渣复合基质的理化性状良好。复合基质容重在基质适宜的0.1~0.8 g/cm3范围之内,总孔隙度、通气孔隙度、持水空隙度也均在育苗基质适宜的范围内。育苗基质适宜的EC值为0.5~0.65m/cm,蘑菇渣、酱渣复合基质的EC值都大于这一范围,但也取得了良好的育苗效果。 2、根据茎粗、地下干重、壮苗指数等生理指标,筛选出对番茄、辣椒育苗效果较好的复合基质配方。筛选出适合番茄育苗的蘑菇渣复合基质配方:M1(菇渣:蛭石:珍珠岩=1:1:1)、M6(菇渣:蛭石:珍珠岩=2:1:2);适合辣椒育苗的蘑菇渣复合基质配方:M1'(菇渣:蛭石:珍珠岩=1:1:1)、M3'(菇渣:蛭石:珍珠岩=3:1:1)。蘑菇渣复合基质番茄、辣椒育苗效果显著优于CK,番茄育苗指标茎粗、地下干重、壮苗指数分别比CK高出19.2~27.6%、95.4~121%、107~131%;辣椒育苗指标茎粗、地下干重、壮苗指数分别比CK高出16.8~18.3%、98.2~124%、119~125%。 3、筛选出适合番茄育苗的酱渣复合基质配方:J1(酱渣:蛭石:珍珠岩=1:1:1);适合辣椒育苗的酱渣复合基质配方:J1'(酱渣:蛭石:珍珠岩=1:1:1)、J4'(酱渣:蛭石:珍珠岩=2:2:1)。酱渣复合基质番茄、辣椒育苗效果也优于CK,番茄育苗指标茎粗、地下干重、壮苗指数分别比CK高出17.5%、36.2%、39.6%;辣椒育苗指标茎粗、全株干重、壮苗指数分别比CK高出11.2~10.8%、51.5~60.8%、58.5~59.2%。但酱渣复合基质的番茄、辣椒育苗效果略差于蘑菇渣,酱渣复合基质还存在EC值过高的问题,有待于进一步研究。 4、根据不同肥力水平育苗试验结果表明,在不同肥力水平条件下,蘑菇渣复合基质育苗效果均显著优于CK,蘑菇渣复合基质适宜作为番茄、辣椒育苗基质。番茄、辣椒育苗分别选用C2(菇渣:蛭石:珍珠岩=2:1:2)、C1'(菇渣:蛭石:珍珠岩=1:1:1)配方时,采用肥力水平二(尿素250mg/kg,磷酸二氢钾150mg/kg)施肥,就可取得较好的育苗效果。 5、通过成本分析,三种蘑菇渣复合基质成本低于市场上常用的商品基质的价格,在一定程度上有开发价值。除了应用效果,酱渣复合基质的成本也高于市场上常用商品基质价格。因此,酱渣废弃物应用于育苗基质的资源化开发还有待于进一步研究。
[硕士论文] 姜树
管理科学与工程 合肥工业大学 2009(学位年度)
摘要:合肥市多年来一直受到秸秆焚烧带来的环境污染问题。如何利用好秸秆,不仅可以解决秸秆焚烧问题,而且还能带来一定的经济利益。因此,加快合肥市秸秆综合利用具有十分重要的现实意义。 本文首先阐述了秸秆综合利用的方法,并且对国内外秸秆综合利用进行研究,了解了目前秸秆利用的先进技术和方法。其次,介绍了合肥市的秸秆概况和目前秸秆综合利用现状及其利用规划。再次,从秸秆利用各个项目开始分析其详细概况、实施规模,然后从经济效益、环境效益、社会效益的角度分析这些项目,再结合这些项目在具体实施中存在的问题,总结提出适合合肥市秸秆综合利用的项目。在本文的最后提出了关于确保实施秸秆综合利用的政策法规和相关对策。 因此,本文的总体框架就是在秸秆利用效益的基础上结合合肥市自身情况,提出关于合肥市发展秸秆综合利用产业的项目,以及如何确保这些项目的实施,提出有针对性的对策。对推动合肥市秸秆综合利用产业健康、可持续发展具有一定的实际意义和参考价值。
[博士论文] 汪学荣
农产品加工及贮藏工程 西南大学 2008(学位年度)
摘要:缺铁性贫血是体内贮存铁不足,影响血红蛋白合成所引起的一种细胞低色素性贫血,是世界各地贫血中最常见的一种。据WHO报道,全世界约有10%~30%的人群有不同程度的缺铁,男性发病率约10%,女性大于20%。目前,缺铁性贫血的防治主要通过摄入补铁剂来实现。常见的补铁剂有硫酸亚铁、氯化亚铁、葡萄糖酸亚铁、乳酸亚铁、琥珀酸亚铁和富马酸亚铁等,这些补铁剂虽然铁含量高,补铁效果较好,但是由于它们在体内的利用率较低,毒副作用大,并且有特殊的金属铁锈味。多肽螯合铁是蛋白质水解生成的多肽与二价铁离子螯合而生成的生物态铁,在体内不受碳酸盐、单宁酸和纤维素等干扰物质的影响,在体内始终处于可吸收的二价状态,可以直接被肠粘膜细胞吸收,无毒副作用,不产生任何消化道刺激症状,生物利用率高,是一种理想的补铁剂。 我国是世界上生猪出栏数最多的国家,年出栏生猪4~5亿头,每头猪约有2kg猪血,因此每年由屠宰生猪而产生的副产物猪血大约有8~10亿kg,这相当于400万吨猪肉或460万吨全蛋所含的蛋白质。猪血虽然营养丰富,但因其色泽差,血腥味重,适口性差,血红蛋白不易消化吸收,因而未被很好利用。目前,我国的猪血除部分作食用和加工血粉外,还有约70%的猪血被废弃掉,不但浪费了宝贵的资源,而且污染了环境。 因此,本论文以猪血粉为原料,使用碱性蛋白酶进行水解,再将膜分离纯化得到的猪血多肽与亚铁盐进行螯合反应,然后对制得的猪血多肽铁螯合盐进行理化性质研究、功能性质研究和食品毒理学安全性评价,以期为缺铁性贫血人群提供理想的补铁制剂,并为其推广和应用提供理论依据和有益参考。本论文主要获得了以下研究结果: 1、猪血酶法水解制备猪血多肽的研究 1.12709碱性蛋白酶对猪血粉具有较好的水解效果,其水解最佳工艺参数为:pH值10.5,水解温度45℃,底物浓度2%,酶与底物质量比3.0%,水解时间6h。 1.2活性炭对猪血粉酶解液具有理想的脱色效果,其最佳脱色工艺参数为活性炭用量2.5%,pH4.0,脱色温度60℃,吸附时间1.0h,在此最佳脱色工艺条件下猪血粉酶解液的脱色率达92.20%,同时氮损失率为10.42%。 1.3离子交换树脂对猪血粉酶解脱色液具有较好的除盐效果。当猪血粉酶解脱色液进样速度为2BV/h时,除盐率达82.11%,同时氮损失率为6.59%。聚丙烯中空纤维超滤膜对除盐后的猪血粉酶解多肽液具有很好的截留分离效果,超滤的最佳操作压力为0.15MPa,多肽液最适温度为25℃,在最佳操作压力和最适温度条件下得到了10kDal以上、5~10kDal、1~5kDal和1kDal以下4个相对分子质量段的猪血多肽,多肽得率分别为4.38%,13.97%,74.76%和6.89%。可见,猪血多肽相对分子质量主要集中于1~5kDal之间。 1.4制备得到的猪血多肽呈浅黄色粉末状,无血腥气味,口感较细腻,味道适中,略带苦味。 2、猪血多肽铁螯合盐的制备及成分分析 2.1从硫酸亚铁和氯化亚铁在不同浓度乙醇中的溶解性可知,氯化亚铁能完全溶于不同浓度的乙醇溶液中,更适合作为螯合反应的铁源。 2.2猪血多肽铁螯合盐制备的最佳工艺参数为:pH值5,多肽与氯化亚铁质量比4:1,多肽溶液浓度3.0%。 2.3通过硫化钠法定性检测螯合反应产物可知,猪血多肽铁是以多肽螯合物形式存在的,是不同于猪血多肽和氯化亚铁的一种新物质,并且其主要成分是多肽和铁,二者质量百分数分别为70.02%和12.23%。 3、猪血多肽铁螯合盐的理化性质研究 3.1猪血多肽铁螯合盐能溶于水中,在中性条件下其溶解度最小,随着酸性或碱性的增强,溶解度增加;猪血多肽铁螯合盐难溶于有机溶剂。 3.2猪血多肽铁螯合盐的外观、固体和溶液的稳定性均优于硫酸亚铁。 3.3经过初步的紫外扫描分析和红外光谱分析可知,猪血多肽铁螯合盐与猪血多肽、氯化亚铁不同,是一种新型螯合物。 4、猪血多肽铁螯合盐的抗氧化和抗贫血功能研究 4.1猪血多肽铁螯合盐能清除超氧阴离子自由基(O2-·)和过氧化氢(H2O2),维生素C、猪血多肽铁和猪血多肽这三种物质对超氧阴离子自由基(O2-·)和过氧化氢(H2O2)清除能力的强弱顺序为维生素C>猪血多肽铁>猪血多肽,因此猪血多肽铁螯合盐具有较强的清除超氧阴离子自由基(O2-·)和过氧化氢(H2O2)的能力。 4.2通过低铁饲料喂养,辅以每周尾静脉放血的方法,4周后可以成功建立大鼠缺铁性贫血模型。用猪血多肽铁螯合盐灌胃缺铁性贫血大鼠4周后可使缺铁性贫血大鼠的血红蛋白、红细胞计数、血清铁水平显著升高(P<0.05),故猪血多肽铁螯合盐可以明显改善大鼠缺铁性贫血,并且其抗贫血效果明显优于葡萄糖酸亚铁和氯化亚铁。 5、猪血多肽铁螯合盐的安全性评价 5.1经口急性毒性(LD50)试验表明,小鼠经口灌喂猪血多肽铁螯合盐后无毒性反应,由寇氏改良法计算公式得到猪血多肽铁螯合盐的LD50=30998mg/kg,大于15000mg/kg,故猪血多肽铁螯合盐为实际无毒物质。 5.2Ames试验表明,猪血多肽铁螯合盐的5个剂量组在加S-9或不加S-9活化的情况下,4个菌株TA97、TA98、TA100和TA102的回变菌落数与阴性对照组较接近,并且没有超过阴性对照组的2倍,而与阳性对照组相比要低很多,故猪血多肽铁螯合盐不能使鼠伤寒沙门氏菌移码突变株和碱基置换突变株发生回复突变的现象,未呈现致突变性。微核试验和畸形试验表明,阳性对照组(环磷酰胺组)细胞微核率和精子畸形率与阴性对照组相比较,差异具有极显著性(p<0.01),而猪血多肽铁螯合盐各剂量组细胞微核率和精子畸形率与阴性对照组相比较,差异均不显著(p>0.05),并且无剂量-效应关系。因此,猪血多肽铁螯合盐对小鼠骨髓细胞染色体无断裂效应,对小鼠精子的畸形无影响。 5.3大鼠30天喂养试验表明,三个剂量试验组的大鼠生长发育与行为活动正常,动物体重和食物利用率与阴性对照组比较均无显著性差异(P>0.05);各剂量组大鼠血液生化指标与阴性对照组比较均无显著性差异(p>0.05),且无剂量-效应关系;各剂量组的脏体比与阴性对照组相比较均无显著性差异(p>0.05),器官组织病理学检查未见异常。
[硕士论文] 薛雪萍
发酵工程 西北农林科技大学 2007(学位年度)
摘要:本论文研究了葡萄籽超微粉胶囊的最佳生产工艺和HACCP体系在葡萄籽超微粉胶囊生产过程中的建立和实施。 葡萄籽超微粉胶囊最佳生产工艺研究: 在葡萄籽超微粉胶囊生产工艺的研究过程中,利用超微粉碎技术,建立了生产基本工艺流程:原料接收-储藏-选拣-清洗-干燥-冷冻-粉碎-包装,通过单因素实验和对比实验确定出最佳干燥温度为40℃,通过单因素实验和正交实验确定出最佳冷冻温度-20℃、冷冻时间80 min、粉碎温度-20℃、粉碎时间30 min。 为了解决葡萄籽超微粉的结块问题,通过对影响葡萄籽超微粉结块的葡萄籽水分含量、脂肪含量、葡萄籽的粉碎时间、抗结剂的选择等因素的研究,结果表明:葡萄籽水分含量大于50.0 mg/g时,结块量增加越多脂肪含量为116 mg/g时,结块较少;粉碎时间超过25 min时,结块量增多,延长到55 min后趋于稳定;储藏时间对葡萄籽超微粉结块的影响不大:使用抗结剂可减少葡萄籽超微粉中的结块,在微晶纤维素、硬脂酸钙、二氧化硅等几种抗结剂中,微晶纤维素的抗结块能力最好,以30~35 g/kg微晶纤维素对结块抑制作用最为显著。 对葡萄籽的杀菌消毒,选择浓食盐水效果比较好。通过试验表明,14~16%食盐水对葡萄籽消毒杀菌效果最好。 最终确定出的葡萄籽超微粉胶囊的生产工艺为: 葡萄籽-原料接收-原料储藏(或进入车间)-选拣-清洗-消毒杀菌(14~16%食盐水)-冲洗-干燥(温度40℃)-称量-冷冻(温度-20℃,时间80 min)-添加微晶纤维素(30~35 g/kg)-粉碎(温度-20℃,时间30 min)-检验(理化、卫生指标)-包装(硬胶囊)HACCP体系在葡萄籽超微粉胶囊生产中的建立和实施: 为了保证葡萄籽超微粉胶囊的质量安全,建立了HACZCP体系。 在HACCP体系的的管理控制下,我们的产品葡萄籽超微粉胶囊不仅达到《中华人民共和国国家标准保健(功能)食品通用标准 GB 16740-1997》的要求,而且,经官方(西安市质量技术监督局)测定,我们的各个指标都达到比较满意的效果。
[硕士论文] 张丽萍
野生动植物保护与利用 西北农林科技大学 2007(学位年度)
摘要:本研究以陕西恒兴果汁有限公司眉县分公司在2005年8月下旬生产苹果浓缩汁后产生的苹果渣为原料,采用一次多级提取工艺提取制备苹果多糖,并与酸提果胶工艺提取果胶多糖相对比、经过分离纯化,然后对各均一多糖组分进行体外自由基消除活性分析,并采用FTIR对其结构进行初步的测定。结果表明: (1)多糖提取液以TCA法,沉淀3次脱蛋白效果最好,脱蛋白率达到23.87%,多糖损失率仅为0.40%。多糖脱色则以透析法效果最佳,脱色处理后可使多糖液透光率提高20.70%,多糖达到乳白色,符合生产上的要求。 (2)采用TOYOPEARL DEAE-650M纤维素柱和TOYOPEARL HW-55F凝胶柱分别对苹果多糖进行分离纯化结果为:水提苹果多糖WMPP含WMPP1、WMPP2和 WMPP3三种组分,得率分别为72、312.6和80.2g/kg。酸提苹果多糖HAMPP含HAMPP1、 HAMPP2、HAMPP3以及HAMPP'1、HAMPP'2、HAMPP'3六种组分,得率分别为367.6、176.2、79.7g/kg以及141.4、237.4、101.3g/kg。酸提果胶多糖HAMPPE含 HAMPPE1、HAMPPE2和HAMPPE3三种组分,得率分别为190.1、314.2和73.7g/kg。 (3)水提苹果多糖WMPP、酸提苹果多糖HAMPP和酸提果胶多糖HAMPPE三种多糖半纯品以及纯品对DPPH·自由基都有一定的消除能力,并在一定的浓度范围内随着浓度增大,其消除能力也增强。 (4)半抑制浓度测定结果显示,水提苹果多糖WMPP及其3种组分WMPP1、WMPP2和WMPP3对DPPH·自由基都有一定的消除能力,对自由基DPPH·的半抑制浓度IC50分别为2mg/mL、3.6 mg/mL、10mg/mL和4.8mg/mL。其中水提多糖粗品的半抑制浓度最低,也就是说其消除自由基(DPPH·)的能力最强,其次才是各纯品组分,其中最强的是 WMPP1,WMPP3次之,最差的是WMPP2。 (5)酸提多糖HAMPP以及其各组分HAMPP1、HAMPP2和HAMPP3对自由基(DPPH·)的半抑制浓度IC50分别为1.7mg/mL、3.4 mg/mL、6.9mg/mL和5mg/mL。其中酸提多糖粗品的半抑制浓度最低,也就是说其消除自由基(DPPH·)的能力最强,其次才是各纯品组分其中最强的是HAMPP1,HAMPP3次之,最差的是HAMPP2。 (6)酸提多糖HAMPP'以及其各组分HAMPP'1、HAMPP'2和HAMPP'3对自由基 (DPPH·)的半抑制浓度IC<,50>分别为0.6mg/mL、0.5 mg/mL、4.6mg/mL和4.9mg/mL。其中HAMPP'1的半抑制浓度最低,也就是说其消除自由基(DPPH·)的能力最强,其次是酸提多糖粗品HAMPP,纯品:HAMPP'2次之,最差的是HAMPP'3。 (7)酸提果胶多糖HAMPPE以及其各组分HAMPPE1、HAMPPE2和HAMPPE3对自由基(DPPH)的半抑制浓度IC<,50>分别为4.4mg/mL、5.5 mg/mL、11mg/mL和8.4mg/mL。其中酸提果胶多糖粗品的半抑制浓度最低,也就是说其消除自由基(DPPH·)的能力最强,其次才是各纯品组分其中最强的是HAMPPE1,HAMPPE3次之,最差的是HAMPPE2。 (8)各多糖纯品的FTIR红外谱均显示了多糖的结构特征,除此之外,水提多糖组分1-WMPP1的红外光谱显示了氨基结构的特征吸收峰,WMPP1很可能为一种氨基多糖并同时由α和β-D-型的吡喃甘露糖以及α-木糖组成;组分2-WMPP2可能也是一种氨基多糖,但主要由D-吡喃葡萄糖脱氧鼠李糖和α-D-吡喃木糖组成,组分3-WMPP3是一种更为简单的主要由α-D-吡喃木糖组成。 (9)酸提多糖HAMPP和IHAMPP'各自的三个纯品组分的FTIR红外光谱图表现出极为一致的对应相似性。它们的组分2为含有D-甘露糖及β-D-吡喃葡萄糖和α-D-吡喃木糖组成的酸性多糖;组分3则为含有β-D-甘露糖、α-D-吡喃半乳糖、β-D-吡喃葡萄糖和α-D-吡哺木糖的酸性多糖。组分1(HAMPP1和HAMPP'1)则主要由呋喃果糖以及α-D-吡喃木糖组成的含复合蛋白质组分的蛋白多糖,复合蛋白结构是其具有高活性自由基消除活性的主要原因。 (10)酸提果胶多糖的三种组分均为含有D-甘露糖的两种差向异构体以及β-D-吡喃葡萄糖和α-D-吡喃木糖组成的酸性多糖。不过,从他们的红外光谱来看,这三种糖还是有差异的,可能是由于他们的分子量,单糖组成的比例不同。
[硕士论文] 何明海
农产品加工及贮藏工程 合肥工业大学 2007(学位年度)
摘要:番茄红素具有防癌抗癌,提高免疫力,延缓衰老等多种保健功能.番茄榨汁后产生的大量下脚料---番茄皮渣富含番茄红素,因而解决番茄皮渣深加工技术,开发高附加值产品具有重要的研究价值. 本文以番茄皮渣为原料,重点进行超临界流体提取番茄红素的前处理工艺研究. 稳定性实验结果表明:榨汁后的番茄皮渣经过干燥(含水量10﹪左右),真空包装,在-1~-3℃避光冷藏效果比较好,在此条件下储存一个月,番茄红素残存率为92.1﹪.温度对提取物中番茄红素的稳定性影响很大,但是低于40℃贮藏番茄红素残存率较高;可见光对番茄红素的稳定性影响不大,紫外、红外等不可见光对番茄红素稳定性影响很大;金属离子对提取物中番茄红素的稳定性有一定影响,提取物中添加Cu<'2+>、Fe<'2+>6h后,番茄红素基本损失殆尽. 皮渣预处理工艺研究结果表明:醇处理对湿料提取效果影响较大,粉碎处理对干料提取效果影响比较大,加酶处理未能改善提取效果. 以石油醚为溶剂,从干燥、粉碎处理过的皮渣中提取番茄红素,确定最佳工艺为:料液比1:6,提取时间2h,提取温度30℃,提取级数3次.影响因素从主到次依次为:提取级数>料液比>提取时间>提取温度. 先用溶剂处理后再用超临界进行.萃取,提取率高达978﹪,纯度达到14.7﹪.
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