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摘 要

啤酒糟是啤酒企业生产过程中最主要的副产物，本文以此为原料，通过对其进行红外和电镜分析，研究其应用为吸附剂的可能，并对各种吸附条件对刚果红吸附的影响进行了研究。研究发现，啤酒酒糟中的纤维素、半纤维素等成分含有大量的羟基，能够应用于刚果红等染料的吸附，其作用机理主要是与刚果红的氨基之间产生静电吸附作用。三种不同预处理的啤酒酒糟对于刚果红吸附能力大小依次为未处理gt;碱处理gt;酸处理gt;白腐菌，在吸附剂用量gt;0.6g时，啤酒酒糟用量继续提高对于吸附量的改变影响不显著；吸附90min后达到吸附平衡，继续延长吸附时间对于刚果红的去除无显著影响，并且相对于二级动力学模型，一级动力学模型更加符合实际吸附情况；温度的升高，不同预处理的啤酒酒糟对于刚果红的吸附都发生了不同程度的降低；当刚果红浓度从151.37445 mg/L 提高到319.026 mg/L时，未处理、酸处理、碱处理吸附能力都发生不同程度的提高，而白腐菌处理提高不明显，在吸附等温模型的研究实验中，相对于Langmuir吸附等温式，Freundlich吸附等温式和Temkin吸附等温式能够更好的描述啤酒酒糟对刚果红的吸附。

关键词：啤酒糟，刚果红，吸附，吸附平衡，预处理

Abstract： Beer lees are the main by-products in the production process of beer enterprises. In this paper, the application of beer lees as adsorbent was studied through infrared and electron microscopy analysis, and the effects of various adsorption conditions on the adsorption of Congo red were studied. It is found that the cellulose and hemicellulose in beer distillage contain a large number of hydroxyl groups, which can be applied to the adsorption of Congo red and other dyes. The adsorption capacity of three kinds of pre-treated beer lees on Congo red was in order of untreated gt; alkali treated gt; acid treated gt; white rot bacteria. When the amount of adsorbent gt;0.6g, the amount of beer lees continued to increase and the change of adsorption capacity was not significant. After adsorption for 90min, the adsorption equilibrium was reached, and further prolonged adsorption time had no significant effect on the removal of Congo red, and the first-order kinetic model was more in line with the actual adsorption situation compared with the second-order kinetic model. With the increase of temperature, the adsorption of Congo red was decreased by different pretreatment lees. When the concentration of Congo red increased from 151.37445 mg/L to 319.026 mg/L, not treatment, acid treatment, alkali treatment, adsorption capacity are different degree of increase, while the white-rot fungus processing to improve is not obvious, the adsorption isothermal model experiment, compared with the Langmuir adsorption isotherm, Freundlich adsorption isotherm and Temkin adsorption isotherm and Temkin can better describe with the adsorption of Congo red on beer lees.

Keywords：Beer lees; Congo red; adsorption; adsorption equilibrium; pretreatment

目录

1. 前言 3

1.1 研究背景、研究目的和意义 3

1.1.1 研究背景 3

1.1.2 研究目的和意义 4

1.2 研究路线及创新之处 4

1.2.1 研究路线 4

1.2.2 研究的创新点 5

2. 实验材料和方法 6

2.1 实验材料 6

2.1.1 原料 6

2.1.2 药品 6

2.1.3 实验设备 6

2.2 试剂配制方法 6

2.3 啤酒糟制备方法 7

2.4 不同预处理方法 7

2.4.1 酸预处理方法 7

2.4.2 碱预处理方法 7

2.4.3 白腐菌预处理方法 8

2.5 理化结构分析法 8

2.5.1 傅里叶红外光谱仪分析法 8

2.5.2 电子显微镜分析法 8

2.6 刚果红标准曲线制作 8

2.7 刚果红吸附研究 9

2.7.1 吸附能力研究法 9

2.7.2 不同预处理啤酒糟用量对刚果红吸附研究法 9

2.7.3 不同预处理啤酒糟吸附动力学研究法 9

2.7.4 不同预处理啤酒糟吸附热力学研究法 10

2.7.5 不同预处理啤酒糟对刚果红吸附等温模型研究法 10

3 结果与分析 12

3.1 理化结构检测结果分析 12

3.1.1 傅里叶红外光谱仪检测结果分析 12

3.1.2 电子显微镜检测结果分析 14

3.2 刚果红吸附研究结果 15

3.2.1 不同预处理啤酒糟对刚果红吸附能力比较 15

3.2.2 不同预处理啤酒糟用量对刚果红影响的研究结果 16

3.2.3 不同预处理啤酒糟吸附动力学研究结果 17

3.2.4 不同预处理啤酒糟吸附热力学研究结果 18

3.2.5 不同预处理啤酒糟对刚果红吸附等温模型研究 19

4 结论与展望 22

4.1 结论 22

4.2 展望 22

参考文献 23

致谢 25

前言

• 1. 研究背景、研究目的和意义

1.1.1 研究背景

啤酒糟是啤酒企业最主要的副产品，约占啤酒工业产生的总副产品的85%^[1]，通常被认为是农业废弃物，每年全球的啤酒糟产量都十分巨大。啤酒糟平均占原麦芽重量的31%，每100升啤酒约产生20公斤啤酒糟^[2]，据估计，全球啤酒糟的年产量约为3000万吨。目前对于啤酒糟的处理通常有两种处理方法，一是当成垃圾处理，二是用作牲畜饲料。由于啤酒糟中含有较高的蛋白质和纤维素等成分，这就造成了资源的极大浪费。当然由于其高营养价值的特性，Hassona，Miranda，Öztürk等人通过研究成功将其应用于薄片、全麦面包、饼干和开胃小吃的生产，但必须先转化为面粉^[3-5]，其作为蛋白添加剂或面粉部分替代品只能添加很少的量，否则将会引起产品口感和风味的变化，因此其作为食品添加成分的利用受到了很大的限制，难以应对如此庞大的产出，依然有很大一部分作为垃圾而浪费了。

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