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丝绵脱胶废水中丝胶提取工艺及其应用研究

作　者: 李克弯
导　师: 陈国强
学　校: 苏州大学
专　业: 纺织化学与染整
关键词: 丝胶提取超滤膜棉织物整理
分类号: TS149
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 91次
引　用: 2次
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内容摘要

丝胶是一种宝贵的蛋白质资源,在食品添加、化妆品、医药、生物材料制备等领域有着广泛的应用。丝胶蛋白随丝绸加工废水的排放,不仅污染环境,而且是丝胶蛋白资源的极大浪费,有效回收丝胶蛋白,变废为宝,对环境和资源的循环利用具有重要的意义。本课题针对丝胶蛋白质的两性特点,研究不同条件下的酸析效果,结果表明在pH值为3.8、15℃、搅拌速度60转／min、反应时间为2小时的条件下,丝胶有较高的提取率,为60%左右；并设计了一套由偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride PVDF)中空纤维超滤膜和纳滤膜组成的集成膜浓缩装置,用截留分子量为6000 (Molecular Weight Cut Off MWCO6000)的超滤膜(UF6000)可以实现溶液的浓缩脱盐,使丝胶电导率(420μS·cm-1)接近自来水值(300μS·cm-1)。得到的粗丝胶蛋白经过离子交换树脂脱盐,再经薄膜蒸发和喷雾干燥,可以制成高纯度的丝胶粉。超滤膜出水经截留分子量为200的纳滤膜(NF200)处理,可使其CODcr达到国家工业废水一级排放标准。对于电导率要求不高的情况下,纳滤出水可作为企业的冷却补水。提取的丝胶通过丁烷四羧酸(Butane tetracarboxylic acid BTCA)的交联作用整理在纯棉织物上。本试验中,在BTCA浓度50g／L、催化剂(酒石酸钠：柠檬酸钠为1：1)4%、三乙醇胺浓度10g／L、焙烘温度175℃、焙烘时间120s的工艺条件下,整理后的纯棉织物可获得较佳的增重率和水洗牢度,经SEM和红外谱图分析证实了丝胶在棉织物上的固着。丝胶整理可明显提高纯棉织物的服用舒适性能和附加值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章引言  10-25
  1.1 前言  10
  1.2 丝胶蛋白质的结构和性质  10-12
    1.2.1 丝胶蛋白质的结构和组成  11-12
    1.2.2 丝胶蛋白质的性质  12
      1.2.2.1 丝胶的变性  12
      1.2.2.2 丝胶的膨润和溶解  12
  1.3 丝胶蛋白质的应用  12-16
    1.3.1 护肤、护发与美容  12-13
    1.3.2 食品添加剂  13
    1.3.3 医药功能及医学生物材料  13-14
    1.3.4 丝胶蛋白生物材料  14
    1.3.5 保健纺织品后整理材料  14-16
  1.4 丝胶蛋白的回收方法  16-18
    1.4.1 酸析法  16
    1.4.2 化学混凝法(盐析法)  16-17
    1.4.3 有机溶剂沉淀法  17
    1.4.4 离心法  17
    1.4.5 超滤法  17-18
    1.4.6 冰冻法  18
  1.5 中空纤维膜技术与应用现状  18-22
    1.5.1 膜和膜过程  18-20
      1.5.1.1 膜定义及特点  18-19
      1.5.1.2 膜过程定义及特点  19-20
    1.5.2 膜分离技术在水处理领域的应用  20-22
      1.5.2.1 超滤技术的应用  20-21
      1.5.2.3 纳滤技术的应用  21
      1.5.2.4 纳滤技术在水软化领域的应用  21
      1.5.2.5 纳滤技术在工业废水处理领域的应用  21-22
      1.5.2.6 集成膜技术在水处理领域的应用  22
  1.6 本课题主要研究内容及意义  22-25
    1.6.1 主要研究内容  22-24
      1.6.1.1 最大吸收峰的确定和丝胶浓度标准曲线的绘制  22
      1.6.1.2 脱胶废水液性质的测定  22-23
      1.6.1.3 酸析工艺条件的优化  23
      1.6.1.4 超滤膜截留孔径的选择  23
      1.6.1.5 集成膜技术过滤脱胶废水提取丝胶并处理滤出液  23
      1.6.1.6 高纯度丝胶成品的制备及检测鉴定  23
      1.6.1.7 丝胶粉在棉织物上的整理及服用性能的改善  23-24
    1.6.2 课题研究意义  24-25
第二章实验  25-35
  2.1 实验材料、药品及仪器  25-28
    2.1.1 实验材料  25-26
    2.1.2 实验主要药品  26-27
    2.1.3 实验仪器  27-28
  2.2 实验方法  28-31
    2.2.1 酸析法  28
    2.2.2 超滤膜截留孔径的选择  28-30
    2.2.3 集成膜技术过滤脱胶废水提取丝胶并处理滤出液  30-31
    2.2.4 高纯度丝胶成品的制备  31
    2.2.5 丝胶在棉织物上的整理  31
      2.2.5.1 交联剂整理工艺  31
      2.2.5.2 BTCA整理工艺  31
  2.3 测试方法  31-35
    2.3.1 丝胶浓度测试  31-32
    2.3.2 提取物成分的检测鉴定  32
    2.3.3 增重率测试  32
    2.3.4 白度测试  32
    2.3.5 扫描电镜(SEM)分析  32
    2.3.6 傅立叶变换红外光谱(FT-IR)  32
    2.3.7 舒适性能测试  32-34
      2.3.7.1 透气性测试  32-33
      2.3.7.2 透湿性测试  33
      2.3.7.3 回潮率测试  33
      2.3.7.4 保温性能测试  33-34
      2.3.7.5 吸湿放湿性测试  34
    2.3.8 强力测试  34
    2.3.9 抗紫外性能测试  34-35
第三章结果与讨论  35-56
  3.1 丝胶回收  35-44
    3.1.1 等电点酸析沉降法  35-39
      3.1.1.1 pH值的影响  36-37
      3.1.1.2 温度影响  37-38
      3.1.1.3 放置时间影响  38-39
    3.1.2 超滤浓缩  39-44
      3.1.2.1 不同超滤膜对丝胶蛋白的截留率及通量  39-40
      3.1.2.2 运行压力对超滤膜浓缩过程的影响  40-42
      3.1.2.3 中空纤维膜的通量衰减与清洗后通量恢复  42-43
      3.1.2.4 集成膜工艺对丝胶提纯脱盐及对排放水的处理  43-44
  3.2 氨基酸分析  44-46
  3.3 丝胶对棉织物的整理  46-56
    3.3.1 交联剂的影响  46-47
    3.3.2 催化剂的影响  47
    3.3.3 扫描电镜(SEM)分析  47-48
    3.3.4 红外光谱(FT-IR)分析  48-49
    3.3.5 舒适性能测试  49-54
      3.3.5.1 透气性能分析  50
      3.3.5.2 透湿性能分析  50-52
      3.3.5.3 回潮率  52
      3.3.5.4 吸湿放湿性能分析  52-53
      3.3.5.5 保温性能分析  53-54
    3.3.6 强力分析  54-55
    3.3.7 抗紫外性能分析  55-56
第四章结论与展望  56-58
  4.1 酸析及集成膜工艺法回收丝胶处理废水的研究  56
  4.2 丝胶对纯棉织物的整理及其相关性能研究  56-58
参考文献  58-61
硕士期间发表论文  61-62
致谢  62-63

丝绵脱胶废水中丝胶提取工艺及其应用研究

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