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2023年, 第57卷, 第3期　刊出日期：2023-05-30 上一期    下一期

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本期目次和封面 请点击下方pdf查看或下载 2023 (3):  0-0.  摘要 ( 44 )   PDF(19234KB) ( 227 )   相关文章 | 计量指标

特邀专论

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新型纤维化单板高性能木质重组材料制造工艺研究进展 郭明辉, 钟昊, 张浩 2023 (3):  1-7.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.03.001 摘要 ( 208 )   HTML ( 10 )   PDF(1874KB) ( 340 )   简述了木质重组材料的起源与发展, 主要对我国提出的新型纤维化单板高性能木质重组材料制造工艺具体环节的研究进展进行了综述。在原始木材碾压疏解阶段, 随着疏解度的提高, 木质重组材料的物理力学性能也随之增强。在纤维化单板改性阶段, 改性处理提高了木质重组材料的防火、防霉性能, 赋予了木质重组材料多功能性。总结了不同树种在浸胶阶段, 浸胶方法和浸胶量对木质重组材料力学强度和功能性的差异。分析了组坯阶段的组坯方式和设备对木质重组材料强度及尺寸稳定性的影响。归纳了压制阶段中热压法和冷压热固化法两种压制方式各自的优势与不足。最终围绕木质重组材料的缺陷和现有的木质材料高附加值利用案例, 针对提高木质重组材料的强度以及拓宽其应用提出了一些新设想。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

研究报告

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再生纤维素/聚乙烯醇/壳聚糖/二氧化钛抗菌复合膜的制备及性能 张群利, 仙鸽, 崔琳琳 2023 (3):  8-14.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.03.002 摘要 ( 245 )   HTML ( 10 )   PDF(4518KB) ( 335 )   以微晶纤维素(MCC)和聚乙烯醇(PVA)为原料, 1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)为溶剂, 通过MCC溶解再生与PVA共混制备再生纤维素(RGC)/PVA基膜, 并利用壳聚糖(CS)和纳米二氧化钛(TiO2)共混液包覆方法制备RGC/PVA/CS/TiO2抗菌复合膜。通过FT-IR、XRD和SEM对复合膜的形貌和结构进行表征, 并对复合膜的热学、力学、光学、阻隔和抑菌等性能进行测试分析。研究结果表明: 壳聚糖和二氧化钛成功复合于纤维素基膜, RGC/PVA/CS/TiO2复合膜的热分解主要由CS-TiO2包覆层和RGC/PVA基膜的分解构成。与再生纤维素(RGC)膜相比, 当TiO2质量分数为0.2%时, RGC/PVA/CS/TiO2复合膜的拉伸强度提升了39.28%, 断裂伸长率提升了51.66%, 透光率保持在88.72%, 氧气透过率下降了47.77%, 且对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草杆菌具有良好的抑制作用。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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超声波喷雾干燥微胶囊化橄榄油的存储稳定性研究 张彩虹, 黄立新, 谢普军, 邓叶俊 2023 (3):  15-22.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.03.003 摘要 ( 132 )   HTML ( 5 )   PDF(950KB) ( 308 )   采用超声波喷雾干燥方法对橄榄油进行微胶囊化研究, 探讨进风温度对橄榄油微胶囊含水量及包埋率的影响, 进而评价微胶囊化橄榄油的存储稳定性。橄榄油的超声波喷雾微胶囊化研究结果显示: 进风温度过高造成橄榄油微胶囊色泽加深, 油脂析出, 包埋率降低; 进风温度过低导致橄榄油微胶囊干燥不充分, 含水量较高。对喷雾干燥条件进行优化后获得橄榄油超声波喷雾微胶囊化条件: 进风温度180 ℃, 进料速率6 r/min。此条件下制备的橄榄油微胶囊包埋率可达98.2%。存储稳定性研究结果表明: 橄榄油在不同光照、温度和湿度等条件下存储至30 d时, 光照下微胶囊化橄榄油的过氧化值约是未包埋橄榄油的1/5, 酸值约是未包埋橄榄油的1/3;避光下微胶囊化橄榄油过氧化值及酸值约是未包埋橄榄油的2/3;因温度升高, 未包埋橄榄油氧化值增加1倍左右, 酸值最大值可增加77.8%, 而微胶囊化橄榄油过氧化值增加仅15%, 酸值最大增加40.5%。微胶囊化橄榄油的过氧化值及酸值均低于未包埋橄榄油, 微胶囊对橄榄油起到延缓氧化的作用, 提高了橄榄油的存储稳定性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于㶲分析的陈化稻谷全粉碎发酵工艺节能优化 刘梦婷, 陈圆圆, 刘红, 李一馨, 张青瑞 2023 (3):  23-30.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.03.004 摘要 ( 111 )   HTML ( 8 )   PDF(2355KB) ( 258 )   基于Aspen Plus设计并建立了处理量为40万吨/年的陈化稻谷全粉碎发酵工艺流程。采用分析法对工艺的热力学性能进行了研究, 明确㶲损失来源并进行了优化改造, 研究结果表明: 优化前工艺㶲损失为106 477.62 kW, 优化后损失为79 108.84 kW, 经优化㶲损失减少27 368.78 kW, 㶲效率提高了5.97%。生产1 t燃料乙醇总能耗为1 424.69 MJ, 消耗原料4.25 t, 耗水量和废水量分别为2.99和0.37 t, 在满足生产过程中蒸汽用量需求的基础上产生电力15.03 MW, 系统消耗1.29 MW。通过对优化前后工艺进行经济性分析发现, 优化后的工艺经济性较好, 工艺优化后公用工程的费用减少了52.76%, 总成本降低了49.73元/吨, 每年的净利润升高了2.85%。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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典型预处理对甘草渣酶解产糖及其结构的影响 刘梦佳, 魏高杰, 于晨曦, 邢建民, 刘新育, 杨茂华 2023 (3):  31-38.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.03.005 摘要 ( 112 )   HTML ( 3 )   PDF(3421KB) ( 309 )   采用稀酸、水热、离子液体和蒸汽爆破4种典型预处理方式处理甘草渣, 通过HPLC、SEM、FT-IR、XRD分析, 比较不同预处理方法对甘草渣产糖及结构的影响。研究结果表明: 离子液体预处理对甘草渣中纤维素作用明显, 酶水解液中葡萄糖、木糖和木二糖含量最高, 其纤维素得率达到77.08%±2.12%, 是未处理的2.05倍; 水热预处理对甘草渣中半纤维素作用明显, 预处理液中木糖、阿拉伯糖和木二糖含量最多, 半纤维素得率最高, 达到82.37%±1.13%, 是未处理的8.90倍; 蒸汽爆破预处理对甘草渣中木质素作用明显, 预处理液中葡萄糖得率最高。结构分析结果与组分分析结果相一致, 相比于其他预处理方式, 离子液体预处理过程有效打破了甘草渣纤维结构, 更有利于甘草渣的进一步高值化利用。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于机理和数据驱动建立牛粪厌氧发酵产气预测混合模型 赵停停, 杨世品, 李丽娟, 潘星宇, 陈宇 2023 (3):  39-48.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.03.006 摘要 ( 144 )   HTML ( 4 )   PDF(1102KB) ( 283 )   厌氧发酵过程作为一种微生物参与的质能传递过程, 其复杂性、时变性以及严重非线性使得纯机理或纯数据方式所建立预测模型的精确性和实用性大大降低。为解决该问题, 以牛粪发酵产甲烷过程为研究对象, 提出一种厌氧发酵产气预测混合模型: 首先建立水解、酸化、产氢产乙酸阶段的清晰动力学方程, 再结合随机森林回归(RFR)构建产甲烷及液-气传质过程的数据驱动模型, 并运用麻雀搜索优化算法(SSA)对RFR算法的超参数进行最优估计, 最后将发酵机理动力学模型和随机森林回归模型两个子模型级联, 形成厌氧发酵产气预测全过程混合模型。利用该混合模型对牛粪厌氧消化实验进行动态仿真模拟, 结果表明: 混合模型仿真下的甲烷产率与实验数据吻合良好, 且经过麻雀搜索优化算法优化的机理和数据驱动混合模型(SSA-RFR-ADM)的预测精度更接近复杂纯机理模型的预测精度, 模型预测均方误差为0.003 035。所提出的混合模型有效克服了单一模型存在的局限性, 可作为复杂纯机理模型的代理模型, 为实际厌氧发酵产甲烷工艺提供正确的理论指导。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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水蒸气气氛下牦牛粪动力学特性研究 倪子昂, 符祝富, 薛渊 2023 (3):  49-55.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.03.007 摘要 ( 111 )   HTML ( 6 )   PDF(656KB) ( 308 )   采用热重分析法对水蒸气气氛下牦牛粪热失重特性进行了研究, 并运用Flynn-Wall-Ozawa法、主曲线法/Kissinger法和分布活化能模型(DAEM)连续耦合的方法对热解过程进行反应机理分析以及动力学参数计算。研究结果表明: 牦牛粪水蒸气气化过程主要分为两个阶段, 即热解阶段和气固反应阶段; 水蒸气对前者有轻微的抑制作用, 对后者有显著的促进作用。动力学分析表明, 反应级数机理模型(热解阶段和气固反应阶段反应级数分别为2.40和1.17)对牦牛粪水蒸气气化动力学过程有较好适应性; 热解阶段的半纤维素、纤维素和木质素热解对应的活化能分别为169.32、185.76和219.52 kJ/mol; 气固反应阶段的热解炭缩合反应和水蒸气气固反应对应的活化能分别为275.59和312.44 kJ/mol。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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一步热解法制备葵花秆基磷掺杂多孔炭及其性能研究 刘艳艳, 张羽涵, 王贵龙, 夏启华, 孙康, 林冠烽 2023 (3):  56-60.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.03.008 摘要 ( 127 )   HTML ( 22 )   PDF(1477KB) ( 297 )   以葵花秆为碳源，植酸为磷掺杂剂和活化剂，采用一步热解法制备磷掺杂多孔炭。讨论浸渍比、活化温度、保温时间对磷掺杂多孔炭得率和碘吸附值的影响，并采用全自动比表面积及孔径分析仪、X射线光电子能谱仪对其孔隙结构、表面化学结构及结合状态进行表征。研究结果表明：随着浸渍比、活化温度、保温时间的增加，葵花秆基磷掺杂多孔炭的碘吸附值呈先增大后减小的趋势；植酸的活化有利于多孔炭比表面积和孔容积的提升；植酸作为磷源，实现了多孔炭的磷掺杂，其磷元素的结合形式为C—PO3、C—P—O、C3—PO、C—P＝O和C—P。较佳工艺条件即浸渍比(质量比)值2，活化温度900 ℃，保温时间2 h下制备的磷掺杂多孔炭的比表面积为992.7 m2/g, 总孔容积为1.33 cm3/g, 碘吸附值为1 099.8 mg/g。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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响应面法优化双电层电极槐木炭的制备 孔繁铸, 高丽娟, 苏英杰, 赵开创, 钱程 2023 (3):  61-65.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.03.009 摘要 ( 176 )   HTML ( 9 )   PDF(1242KB) ( 292 )   以刺槐树枝为原料, 采用水蒸气活化法, 以电流密度1 A/g下的比电容为指标, 响应面法优化双电层电极活性炭的活化工艺, 并利用恒电流充/放电、循环伏安曲线和交流阻抗方法对所制得的双电层电极槐木炭的电化学性能进行研究。实验结果表明: 活化条件对活性炭比电容影响的显著性大小为活化温度＞水蒸气流量＞活化时间。制备双电层电极槐木炭的最佳工艺为1 g槐木炭, 活化温度674.85 ℃、活化时间82.42 min、水蒸气流量0.92 g/min, 模型预测比电容为133.2 F/g(电流密度1 A/g); 优化条件下制备的双电层电极槐木炭, 电阻较小, 导电性强, 其孔结构有利于离子的电极表面迁移, 在10~50 mV/s扫速范围内保持较好的双电层特性和倍率性能。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

综述评论

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植物靛蓝提取物的分析检测方法研究进展 刘丹阳, 王成章 2023 (3):  66-72.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.03.010 摘要 ( 165 )   HTML ( 9 )   PDF(724KB) ( 354 )   以植物靛蓝提取物为研究对象, 对有效成分的检测方法的国内外研究进展和发展趋势进行了综述。文章概述了植物靛蓝提取物的主要成分及其功能; 介绍了高效液相色谱法、薄层色谱法、薄层扫描法、双波长分光光度法、滴定分析法、气相色谱-质谱联用法和多种检测方法联用等用于靛蓝提取物分析测试的方法, 重点分析了高效液相色谱法的应用(色谱柱、流动相、检测波长和评价参数的选择); 同时针对现有分析方法中存在的问题进行了分析, 并展望了植物靛蓝提取物分析检测未来发展趋势。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标