黄姜皂素工业废渣的综合利用技术研究

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1、分类号学号M201271089学校代码10487密级硕士学位论文黄姜皂素工业废渣的综合利用技术研究学位申请人：童瑶学科专业：新能源科学与工程指导教师：余龙江教授答辩日期：2015年5月16日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchontheComprehensiveUtilizationTechnologyofDioscoreazingiberensisC.H.Wright(DZW)Indust

2、rialWasteResidueCandidate:TongYaoMajor:NewEnergyScienceandEngineeringSupervisor:Prof.YuLongjiangHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已

3、在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论

4、文摘要黄姜皂素是一种不可或缺的类甾体激素类药物的前体，传统的黄姜皂素提取方法污染大、成本高，且大量酸和有机溶剂的使用使废渣很难被利用，同时，黄姜皂素黄姜产业面临着另一种甾体激素类药物的原料雄烯二酮的竞争。因此，迫切需要开发新的黄姜皂素提取工艺，以解决黄姜皂素产业面临的固体废渣污染问题，降低黄姜皂素生产成本，使其在雄烯二酮的替代性竞争中具备一定的优势。本研究在清洁生产黄姜皂素技术的基础上，对黄姜皂素工业中废渣的综合利用展开了系统研究，取得了以下研究结果：（1）通过对黄姜皂素工业中的固体废渣进行组分和结构特征分析，确定合理的黄姜废渣降解方案：首

5、先通过稀酸低压蒸汽膨化法去除半纤维素，然后通过有机溶剂提取法提取木质素，最后对经过预处理的黄姜废渣进行纤维素酶水解。（2）优化稀酸低压蒸汽膨化降解黄姜废渣中半纤维素的工艺，最佳条件为：稀盐酸（2mol/L），黄姜废渣与稀盐酸的固液比3:8（g/mL）。该条件下半纤维素的降解效率可达94.71%，纤维素的降解效率为45.61%。酿酒酵母评价表明降解糖液需要进行脱毒处理。X射线衍射法显示该工艺可降低黄姜废渣中纤维素组分的结晶度。（3）优化获得了有机溶剂法提取木质素的最佳工艺条件：溶剂为1,4-丁二醇，黄姜废渣与溶剂的固液比为1:12（g/mL）

6、，反应温度200℃，反应时间2.0h。在该条件下木质素的提取率为73.65%。红外光谱分析显示该工艺提取的黄姜废渣中的木质素主要为紫丁香基型木质素。（4）优化获得了预处理后黄姜废渣纤维素酶解最佳条件：底物浓度为40g/L，柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液（pH4.8，0.1mol/L），酶浓度为20mg/g底物。反应温度50℃，转速125r/min，反应时间60h。在该条件下纤维素降解效率为42.68%。酿酒酵母评价显示该糖液可被微生物较好的转化利用。综上所述，本研究采用的综合预处理结合酶解法将黄姜废渣进行了较为有效的降解，能够有效去除纤维素的一次降

7、解屏障并提高其酶解效率，该方法有望应用于黄姜皂素工业中废渣的高效降解。关键词：黄姜废渣；木质纤维素；降解；预处理；生物转化；I华中科技大学硕士学位论文AbstractDiosgeninisanindispensableprecursorforsteroidhormonedrugs.Traditionaldiosgeninextractionmethodcausedhighpollutionandhighproductioncost.Meanwhile,largeamountofacidandorganicsolventusedintradi

8、tionalextractionmethodmakesthesolidresiduesaredifficulttotreat.What’smore,anotherrawmater