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本文阐述了一种处理生物质固体废弃物、消除环境污染同时进行资源化利用的全新方法,并且建立了相应的以高效液相色谱为主的分析方法,为今后产品的工业化生产提供理论依据。
生物质固体废弃物,主要指海洋、江河、湖泊水产品加工过程中产生的边角料、丢弃物,家畜、家禽加工过程中产生的残余物,餐饮、厨房垃圾中的动物性废弃物等。我国每年产生大量的生物质废弃物。如何正确的利用这些废物,降低生产成本,减少环境污染,具有重要的意义。目前,这些废弃物主要通过填埋、堆放、焚烧等方式进行处理,也有采用酸水解工艺,对低值鱼类及水产加工废弃物进行综合利用,但是这些方法都会对环境造成二次污染。
超临界水技术是近年来发展起来的一门高新技术,在环境保护方面具有广阔的应用前景,利用它可以将废水中的有机污染物快速分解为无害的无机小分子物质如CO2、H2O等。超临界水作为优良的有机反应溶剂适合于针对酸碱催化类型有机反应绿色工艺的开发。同时,近十几年来近临界水(NCW)逐渐成为氧化、加氢、水解等重要工业有机反应的优良溶剂,而变成人们关注的焦点。NCW一般是指t=200℃-350℃、P≥P°(P°为饱和蒸汽压)状态下的水,它除了具有价廉、无毒等优点外,还具有一些独特的优势。水在近临界条件下,介电常数和密度介于过热蒸汽和液态水之间,使大多数有机物在近临界水中是可溶解的,并且随着温度和压力的改变,粘性的减少和扩散系数的增大,使得在近临界水中有机反应速度增大。
基于此,作者进行了生物质废弃物在近临界水中水解研究,使生物大分子(蛋白质等)转化成生物小分子如氨基酸、有机酸等。本文着重研究了在近临界水中水解鱼肉得到氨基酸的最佳反应温度、反应时间及反应压强。根据实验结果,得到六种人体必需氨基酸水解反应的最佳工艺条件。实验证明本项目方法简单,投资少,见效快,具有较大社会、经济效益,是生物固体废弃物综合利用再资源化的有效途径,是一项环境友好且有前景的直接水解生成氨基酸的新方法。
氨基酸结构相似,化学性质相近,一般的化学方法很难同时进行多种氨基酸的分析。随着的科技发展,科学分析手段日益进步,利用HPLC来检测、定量氨基酸已经迅速普及。我们建立了近临界水中生物固体废弃物水解产物中氨基酸的HPLC测定方法,以DNFB为衍生试剂,在碱性范围内,60℃反应1h。色谱柱:HypeoilODS-C18柱(100mm×4.6mmi.d,5μm),流动相溶液为乙酸钠溶液及乙腈—水溶液,采用线性梯度洗脱程序。检测波长:360nm;柱温:45℃。该方法的回收率为90.40%-110.80%,精密度为0.91%-8.58%。17种常见氨基酸在55分钟内得到较好的分离,并测定了鱼类蛋白水解液中的天冬氨酸,甘氨酸,丙氨酸,亮氨酸等14种氨基酸。