细菌纤维素湿膜的分散方法及分散过程研究

细菌纤维素湿膜极强的抗拉和抗撕裂能力对其解离丝化、配抄成形带来极大不利。本研究对比了BC湿膜的不同分散方法和分散效果,并对各方法的分散过程进行了探索。研究发现,高温下酸、碱法处理使BC分子链出现降解而产生多糖甚至单糖,但不能使纤维束状态和絮结的纤维得到解离;超声法处理时其"空化作用"仅使BC湿膜表面结合不紧密的纤维絮体剥离脱落,却难以打开细菌纤维素纤维之间的氢键连接,不适于分散细菌纤维素;而高速组织捣碎机和PFI磨两种机械设备利用强剪切力和摩擦效应可使细菌纤维间的氢键发生位移,进而纤维丝化离解,达到较好的分散效果,且捣碎机分散后细菌纤维与植物纤维配抄,可提高成纸强度达35%左右。     

细菌纤维素与针叶木浆配抄对纸张性质的影响

分别采用标准纤维解离器及PFI磨对细菌纤维素进行分散,并添加到针叶木浆中,比较这两种方法分散后的细菌纤维素纤维对纸张物理强度的影响。结果表明,当用标准纤维解离器高速疏解分散的细菌纤维素添加量达到3%左右时,纸张的强度指标综合评定较好,其中抗张指数增加了40.7%,撕裂指数增加了40.9%,耐破指数增加了38.3%,耐折度增加了23.2%;当添加经PFI磨12000转处理过的细菌纤维素时,纸张各项强度指标也都得到较明显的提高,其中,抗张指数增加了77.6%,撕裂指数增加了20.4%,耐破指数增加了38.2%,耐折度增加了25.3%。两种分散方法比较,后者较前者好。     

细菌纤维素与针叶木配抄可改善纸张性能

陕西科技大学造纸工程学院吕瑾等人分别采用标准纤维解离器及PFI磨对细菌纤维素进行分散,并添加到针叶木浆中,发现用标准纤维解离器高速疏解分散的细菌纤维素添加量达到3%左右时,纸张的强度指标综合评定较好,其中抗张指数提高了40.7%,撕裂指数提高了40.9%,     

细菌纤维素与针叶木浆配抄可改善纸张性能

陕西科技大学造纸工程学院吕瑾等人分别采用标准纤维解离器及PFI磨对细菌纤维素进行分散,并添加到针叶木浆中,发现用标准纤维解离器高速疏解分散的细菌纤维素添加量达到3％左右时,纸张的强度指标综合评定较好,其中抗张指数提高了40．7％,撕裂指数提高了40．9％,     

高速组织捣碎机处理对细菌纤维素湿膜分散性能影响的研究

研究了高速组织捣碎机处理细菌纤维素湿膜的分散效果及细菌纤维与植物纤维配抄成纸的性能。结果表明,在BC湿膜中细菌纤维以无序形态相互交织,形成致密三维网状结构。经组织捣碎机处理20min后,可取得良好的分散效果,且阳电荷需求量达3.0×10-5mol/g,细菌纤维长度为0.2mm,宽度为12μm,直线平均长度约达0.1mm。同时,经处理后的细菌纤维,在添加量为3%时,其与植物纤维配抄成纸的抗张指数、撕裂指数、耐破指数相较纯植物纤维抄造的空白纸样有大幅提高。     

细菌纤维素纤维成形工艺与性质研究

采用湿法纺丝工艺在LiCl/DMAc溶剂体系下制备细菌纤维素纤维,探讨纺丝液浓度、凝固浴温度和凝固时间对纤维断裂强度的影响,确定纺丝的最佳工艺条件,并且对纤维的聚集态结构、形貌、热学稳定性、物理机械性能等进行了表征。结果表明当细菌纤维素浓度为3%,水凝固浴温度为35℃,纤维浸没长度为2.5m,浸没时间为5.2s时,能够得到性能优异的细菌纤维素纤维。     

超吸水改性棉纤维膜的制备及其性能

为制备具有较高吸水性及稳定性的超吸水纤维膜,首先利用氯乙酸对NaOH碱化处理后的棉纤维进行改性制备吸水纤维,然后通过溶液分散法将吸水纤维在水中分散成膜制备超吸水纤维膜材料.对纤维膜材料的表面结构、化学结构、结晶结构、热稳定性、羧甲基取代度、吸水性能及力学性能进行表征与分析.结果表明:对棉纤维进行碱化处理可促进氯乙酸与棉...     

不同机械设备处理细菌纤维素湿膜的分散效果研究

研究了不同机械设备处理细菌纤维素(BC)湿膜的分散效果。研究结果表明,BC湿膜中细菌纤维以无序形态交织分布,致密纤细,粗度均匀。经PFI磨打浆处理后,细菌纤维长度为0.2mm,宽度为20μm,直线平均长度约达0.1mm,分散效果良好,且最佳打浆转数为35000r,阳电荷需求量1.6×10-5eq.g-1;而高速组织捣碎机最佳处理时间为20min,阳电荷需求量3.0×10-5eq.g-1,细菌纤维长度与PFI磨打浆后相差不大,但宽度仅为12μm,具有更为纤细的纤维形态。可知,高速组织捣碎机处理BC湿膜的分散性能优于PFI磨。     

白泥纤维的软化改性及其对配抄纸张性能的影响

针对白泥纤维脆性大的特性,合成了PVA-KH560软化剂;采用傅里叶红外光谱仪对软化剂进行了表征;利用此软化剂对白泥纤维进行软化改性,并通过扫描电镜等方法分析纤维的软化改性效果;再将软化前后的白泥纤维分别与植物纤维进行配抄,测定白泥纤维对纸张性能的影响。并探讨不同浓度羧甲基纤维素纳（CMC）对纤维的分散及纸张的增强作用。结果表明,随白泥纤维用量的增加,纸张抗张强度、环压强度均降低;CMC最佳分散浓度为0.8%（质量分数）;用此分散纤维配抄纸张性能比未进行分散的明显提高,当添加30%改性纤维时,纸张抗张指数提高了40%,环压指数提高了42%。     

差异预处理对竹浆纤维分散性能的影响行为研究

纸浆纤维的分散性能直接影响机械法均质制备纳米纤维素的效率。本研究分析了生物酶解预处理、TEMPO氧化预处理和PFI磨浆预处理对竹浆纤维分散性能的影响。通过表征预处理纤维的表面形态和表面电荷,探讨了引起竹浆纤维分散性能差异的原因。结果表明,TEMPO氧化预处理和PFI磨浆预处理的竹浆纤维分散性好,生物酶解预处理的竹浆纤维分散性差;PFI磨浆预处理的纤维表面分丝帚化好;TEMPO氧化预处理的纤维具有较高的羧基含量和Zeta电位绝对值;0.5%CMC分散剂可以显著提高生物酶解预处理纤维的分散性。     

微细化纤维素改性技术研究进展

未改性的微细化纤维素存在分散性差、热稳定性差、持水性差等不足,需对其进行改性,才能运用于工业生产中。本文综述了微细化纤维的改性方法及改性后的性质与应用,并展望了其发展前景。      

序贯设计优化佛手瓜汁生产细菌纤维素工艺

在以佛手瓜汁为原料利用木醋杆菌(Acetobacter xylinus)发酵生产细菌纤维素的过程中,利用Plackett-Burman分部析因试验设计确定出蔗糖质量浓度和pH值对产量具有显著影响,再利用最速爬坡试验确定出这两个因素的中心点,最后以中心点进行中心组合试验设计,建立试验空间下的模型,优化出最佳的因素水平为温度28℃、(NH4)2SO4质量浓度0.3g/100mL、佛手瓜汁用量(体积分数)100%、蔗糖质量浓度6.54g/100mL、pH4.19。在最优条件下可得最大干基产量为4.18g/L。     

Characterization of Bacterial Cellulose by Gluconacetobacter hansenii CGMCC 3917

In this study, comprehensive characterization and drying methods on properties of bacterial cellulose were analyzed. Bacterial cellulose was prepared by Gluconacetobacter hansenii CGMCC 3917, which was mutated by high hydrostatic pressure (HHP) treatment. Bacterial cellulose is mainly comprised of cellulose Iα with high crystallinity and purity. High‐water holding and absorption capacity were examined by reticulated structure. Thermogravimetric analysis showed high thermal stability. High tensile strength and Young's modulus indicated its mechanical properties. The rheological analysis showed that bacterial cellulose had good consistency and viscosity. These results indicated that bacterial cellulose is a potential food additive and also could be used for a food packaging material. The high textural stability during freeze–thaw cycles makes bacterial cellulose an effective additive for frozen food products. In addition, the properties of bacterial cellulose can be affected by drying methods. Our results suggest that the bacterial cellulose produced from HHP‐mutant strain has an effective characterization, which can be used for a wide range of applications in food industry.     

Insitu Self-Assembly of Bacterial Cellulose on Banana Fibers Extracted from Peels

ABSTRACT

In this research work, in-situ self-assembly approach was used the first time, to cultivate bacterial cellulose on the surface of fibers, extracted from banana peels. The characterization was performed using SEM, FTIR, and single fiber tensile test in order to determine the surface morphology and mechanical properties of modified fibers. As-prepared hybrid fibers exhibited comparatively better mechanical properties, which can be attributed to the self-assembly of bacterial cellulose on banana fibers’ surface. Overall, this research work suggests a novel route for fiber extraction from banana peels and to use them for the preparation of bio nano-composites with improved mechanical properties.     

细菌纤维素在草浆纸中应用的探讨

利用电子显微镜观察了细菌纤维素的微观结构，其为典型的空间网络结构，利用显微镜观测纤维素湿膜打浆分散成单根纤维的横断面形态，末端呈锯齿型，其有利于纤维的分丝帚化。在浆料中加入细菌纤维素能够有效地提高填料的一次留着率。在苇浆中加入10%（g/g）的细菌纤维素可提高裂断长22%，耐破指数8%，撕裂指数5%。     

木薯水解液为原料静置发酵制备细菌纤维素的研究

以木薯水解液作为发酵培养基基质,通过木葡萄糖酸醋杆菌(Komagataeibacter xylinus)发酵制备细菌纤维素(BC),利用单因素实验研究了温度、装液量、初始pH、木薯水解液添加量、接种量等对细菌纤维素产量的影响,并对发酵过程中的细菌纤维素产量、还原糖消耗量、pH、细菌纤维素含水率与复水率等指标进行了检测,采用元素分析、红外光谱分析、热重分析、扫描电镜、X射线晶体衍射(XRD)等对发酵得到的细菌纤维素进行表征。结果表明,木薯水解液发酵生产细菌纤维素的最优条件为:温度30℃、装液量75 mL、初始pH6.0、木薯水解液添加量3%、接种量6%;在细菌纤维素发酵过程中,pH从5.51下降到2.66,还原糖含量从32.1 g/L降到10.2 g/L,发酵9 d可得到5.75 g/L的细菌纤维素;所得细菌纤维素的含水率为96%~98%,复水率为50%~58%;元素分析结果表明细菌纤维素主要由C、H、O三种元素构成,符合纤维素中各元素含量;红外光谱揭示了细菌纤维素的特征吸收峰;热重分析表明细菌纤维素在290℃处具有最大失重,失重率达32.33%;扫描电镜观察到细菌纤维素的直径在100~500 nm之间;XRD分析得到细菌纤维素的结晶度为93.4%。因此木薯水解液是可以替代葡萄糖作为发酵生产细菌纤维素的碳源。     

细菌纤维素在传统豆腐中的应用

目的：改善传统豆腐中纤维素含量及豆腐品质。方法：将细菌纤维素作为一种膳食纤维应用到传统豆腐加工中,研究其对传统豆腐凝胶强度、保水性、感官等品质特性的影响。结果：当细菌纤维素添加量为3.0g/100mL时,豆腐品质特性较好。豆腐凝胶强度为181g,失水率为17.2%,与未添加细菌纤维素豆腐样品相比,凝胶强度无显著变化,但失水率降低了9.5%。结论：添加细菌纤维素的豆腐质地细腻光滑,有弹性,无明显粗糙感,其膳食纤维含量得到进一步强化。     

Overview of bio nanofabric from bacterial cellulose

Nanofibers and bio-nonwoven fabrics of pure cellulose can be made from some bacteria such as Acetobacter xylinum. Bacterial cellulose fibers are very pure, 10?nm in diameter and about 0.5?micron long. The molecular formula of bacterial cellulose is similar to that of plant cellulose. Its fibers are very stiff and it has high tensile strength, high porosity, and nanofibrillar structure. They can potentially be produced in industrial quantities at greatly lowered cost and water content, and with triple the yield by a new process. This article presents a critical review of the available information on bacterial cellulose as a biological nonwoven fabric with special emphasis on its fermentative production and applications. Characteristics of bacterial cellulose biofabric with respect to its structure and physicochemical properties are discussed. Current and potential applications of bacterial cellulose in textile, nonwoven cloth, paper, films, synthetic fiber coating, food, pharmaceutical, and other industries are also presented.     

一株细菌纤维素生产菌的分离鉴定

获得一株细菌纤维素高产菌株并对其进行鉴定.从自制醋醅、红茶菌液及残次水果等材料中筛选细菌纤维素高产菌株.采用生理生化鉴定结合16S rDNA序列的系统发育学分析确定该菌株的系统发育地位.获得的菌株AXB(X)为好氧性的革兰氏阴性杆菌,菌体大小为(0.6μm～0.8μm)×(1.5μm～2.0μm),单个、成对或成链.菌株AXB (X)与Gluconacetobacter sp.的16S rDNA序列同源性为98％.经鉴定菌株AXB (X)为葡糖杆菌属.     

细菌纤维素对纸张印刷适性影响的研究

将不同比例的细菌纤维素和麦草浆混合抄造试样。研究了细菌纤维素对纸张白度、光泽度、平滑度、表面强度、油墨吸收性和表面效率等印刷适性指标的影响。结果表明：纸浆中添加3%的细菌纤维素时,表面强度提高了4.34%,光泽度提高了36.89%,平滑度提高了87.88%,表面效率提高了4.37%,可以较好地改善纸张的印刷适性。