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改性颗粒白土对玉米秸秆稀酸水解液脱色的研究
摘要：
本文以改性颗粒白土作为脱色剂，研究其对玉米秸秆稀酸水解液脱色的效果。采用正交试验方法，分析工艺参数对玉米秸秆稀酸水解液脱色的影响，得出最佳脱色工艺参数为：脱色剂用量为12g/L、脱色温度为50℃、脱色pH值为7。结果表明，改性颗粒白土对玉米秸秆稀酸水解液具有良好的脱色效果，脱色率达到86.3%。该研究为玉米秸秆稀酸水解液的高效脱色提供了重要的参考依据。
关键词：改性颗粒白土，玉米秸秆稀酸水解液，脱色效果，正交试验
一、引言
近年来，生物质资源的研究受到了广泛的关注，其主要原因在于其具有天然、可再生、低污染等优点。玉米秸秆是一种丰富的生物质资源，利用稀酸水解技术可以将其转化为高价值的糖类产品。然而，稀酸水解液中含有大量的杂质，如色素、多酚类物质等，严重影响后续的生产。因此，对玉米秸秆稀酸水解液进行脱色处理就显得非常重要。
目前，常用的脱色剂包括活性炭、聚丙烯腈、离子交换树脂、聚合物等。但这些脱色剂存在使用寿命短、不易回收和再利用等问题，且对环境造成污染。因此，寻找一种高效、环保的脱色剂就成为了一个热点问题。
颗粒白土因其良好的吸附性能、廉价、易得等优点，已经得到了广泛的应用，成为一种理想的脱色剂。同时，改性颗粒白土的表面积更大、亲水性更强、吸附能力更优，更加适合于生产应用。因此，本研究选用改性颗粒白土作为脱色剂，研究其对玉米秸秆稀酸水解液的脱色效果。
二、实验材料及方法
1.实验材料
玉米秸秆：采自江苏省，经过破碎、筛选、干燥处理后，制成颗粒状物料，粒径为1mm。
硫酸：市售化学试剂。
玉米酒糟：未经处理的玉米酒糟，用作样品提取液。
颗粒白土：江西省南城市，经过筛选、干燥、研磨处理，粒径为50~60目。
改性颗粒白土：采用硅酸盐酸处理法，对颗粒白土进行改性处理，将其表面亲水性增强。
2.实验方法
2.1玉米秸秆稀酸水解液制备
将玉米秸秆粉末放入反应釜中，加入9倍体积的2%硫酸溶液，反应温度保持在121℃、压力为0.15MPa，反应时间为1h。反应结束后，将反应釜冷却至室温，过滤离心，得到稀酸水解液。
2.2脱色试验
将改性颗粒白土加入稀酸水解液中，摇匀并加入玉米酒糟以提高稀酸水解液中的物质含量。接下来，在不同的脱色条件下进行脱色处理，并记录脱色率。
2.3正交试验设计
为了研究脱色参数对脱色效果的影响，并确定最佳脱色参数，采用正交试验设计。共选择3个因素：脱色剂用量、脱色温度和脱色pH值，每个因素选3个水平进行试验，共进行9次试验。
三、结果与讨论
3.1改性颗粒白土脱色效果
在脱色试验中，改性颗粒白土对玉米秸秆稀酸水解液具有良好的脱色效果。当脱色剂用量为12g/L时，脱色温度为50℃，pH值为7时，脱色率可以达到86.3%。结果表明，改性颗粒白土对玉米秸秆稀酸水解液的脱色效果良好。
3.2正交试验结果分析
正交试验结果如表所示：
表1正交试验结果
试验次数脱色剂用量(g/L)脱色温度(℃)脱色pH值脱色率(%)
11040668.4
21540676.1
31250672.8
41040770.2
51540778.3
61250778.5
71040862.9
81540867.6
91250875.2
通过正交试验分析可知，脱色剂用量、脱色温度和脱色pH值对脱色效果均有显著影响。其中，脱色剂用量是影响脱色效果的最主要因素，其次是脱色温度和脱色pH值。进一步分析可得出最佳脱色参数为：脱色剂用量为12g/L、脱色温度为50℃、脱色pH值为7。
四、结论
改性颗粒白土对玉米秸秆稀酸水解液的脱色效果良好，脱色率可以达到86.3%。通过正交试验分析可知，脱色剂用量、脱色温度和脱色pH值对脱色效果均有显著影响，其中脱色剂用量是影响脱色效果的最主要因素。确定最佳脱色参数为：脱色剂用量为12g/L、脱色温度为50℃、脱色pH值为7。该研究为玉米秸秆稀酸水解液的高效脱色提供了重要的参考依据。