【摘 要】
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油茶（Camellia oleifera）果蒲（CFS）是我国茶油产业加工产生的主要副产物,占油茶果质量的50-60%,全国每年有大约两百万吨油茶蒲产生。油茶果蒲中含有丰富的茶皂素、半纤维素和纤维素等。当前,油茶果蒲除了一小部分用于制备活性炭、有机肥等外,绝大部分被直接丢弃或被直接焚烧,开发利用率非常低,造成油茶果蒲这类资源的极大浪费。茶皂素具有良好的表面活性,已在食品、日化、建材等行业广泛应用。
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油茶（Camellia oleifera）果蒲（CFS）是我国茶油产业加工产生的主要副产物,占油茶果质量的50-60%,全国每年有大约两百万吨油茶蒲产生。油茶果蒲中含有丰富的茶皂素、半纤维素和纤维素等。当前,油茶果蒲除了一小部分用于制备活性炭、有机肥等外,绝大部分被直接丢弃或被直接焚烧,开发利用率非常低,造成油茶果蒲这类资源的极大浪费。茶皂素具有良好的表面活性,已在食品、日化、建材等行业广泛应用。糠醛（FF）和5-羟甲基糠醛（5-HMF）是一类重要的平台化合物,二者分别可通过半纤维素和纤维素的转化获得。因此,本研究以茶油产业加工副产物油茶果蒲为原料,通过醇提的方法先获得茶皂素,然后将残渣中的半纤维素和纤维素在双相体系中实现向糠醛类平台化合物的高效转化。本研究将对有效开发高值化利用茶油生产中的副产物油茶果蒲和对促进茶油产业的健康可持续发展提供重要理论依据。本研究的主要结论如下:（1）先对油茶果蒲采取石油醚抽提以去除少量脂质,然后醇提获得茶皂素,并对醇提茶皂素的工艺条件进行优化。研究结果显示,当使用80%（v/v）乙醇溶液作为提取剂、料液比为1:20（g/m L）、提取温度为80 oC、提取时间为8 h时,可得到最大的茶皂素得率,基于固体原料的茶皂素得率为4.2wt%。对获得茶皂素后的醇提浓缩上清液进行冷冻干燥后获得的样品中多糖占52.0%,黄酮占32.0%,多酚占14.4%。（2）通过预处理去除脂质、蛋白质等的油茶果蒲（PCFS）为原料,微波加热下在1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[Bmim]HSO4）/H2O/1,4-二氧六环双相催化反应体系中生产FF和5-HMF。研究结果显示,FF和5-HMF的最高产率分别为67.54 mol%和20.97 mol%;在相同反应条件下,FF的产率远高于5-HMF。动力学分析表明,[Bmim]HSO4催化半纤维素水解生成木糖是FF生成中的限速步骤,纤维素水解成葡萄糖和随后葡萄糖异构化成果糖是5-HMF生成中的限速步骤,副产物的快速形成是5-HMF产率低的原因之一。[Bmim]HSO4在3次循环后仍表现出优异的稳定性和催化活性。1,4-二氧六环萃取相减压蒸馏纯化后可得到纯度为95.26%的FF。制备FF和5-HMF后的残渣中半纤维素和纤维素的相对含量以及纤维素的结晶度指数随着反应温度的升高和保留时间的延长而降低。（3）进行了以油茶果蒲为原料年产300吨糠醛的工厂设计,茶皂素为副产品。在前期的实验结果基础上进行了工艺流程设计、物料衡算、设备选型和技术经济估算等,并使用Auto CAD软件绘制了工厂平面布置图、工艺流程图、生产车间平面布置图等。
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