一种汉逊酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法.pdf

本发明公开了一种汉逊酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法，包括以下步骤：茶叶副产品破碎处理→和汉逊酵母属微生物及粘结剂→混合物料→培养改性→得到吸附剂，用于吸附甲醛、苯和甲苯等。在培养过程中，汉逊酵母属微生物得到生长，对茶粉中的纤维素、果胶和萜烯类等物质进行发酵，产生氧化、降解、分解和裂解等反应，从而对茶叶副产物的表面化学性质和孔隙结构进行改性，有利于吸附剂的化学吸附性能和物理吸附性能的同步提高。经过测定，在放本发明吸附剂的空间，甲醛、苯和甲苯下降幅度明显，说明汉逊酵母属微生物的改性，提高了茶叶副产物的吸附性能。

权利要求书
1.  一种汉逊酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法，其特征在于， 该方法包括以下步骤：
破碎：
将茶叶副产品粉碎成粒径为0.075mm～2.0mm的茶粉；
配料：
将破碎后的茶粉、汉逊酵母属微生物和粘结剂按重量比100：0.5～3：10～40 配合，形成混合料；所述汉逊酵母属微生物为宣威汉逊酵母和中国汉逊酵母的 一种或几种的混合物；所述粘结剂为羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧甲基 淀粉钠或淀粉的其中一种；
捏合成型：
将混合料进行捏合，直至物料均匀混合，并形成一定粘性的粘合料，将粘 合料进行成型，形成片状、圆形或圆柱形；
培养改性：
将成型的原料在以下条件进行培养：温度20-40℃、时间3-10天制得吸附 剂。

2.  根据权利要求1所述的汉逊酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的 方法，其特征在于，配料步骤中，将破碎后的茶粉、宣威汉逊酵母-中国汉逊酵 母混合物和淀粉按重量比100：1～2：20配合，形成混合料；所述宣威汉逊酵母 -中国汉逊酵母混合物为重量比25～45：65～85宣威汉逊酵母和中国汉逊酵母混 合。

3.  根据权利要求2所述的汉逊酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的 方法，其特征在于，配料步骤中，将破碎后的茶粉、宣威汉逊酵母-中国汉逊酵 母混合物和淀粉按重量比100：1～2：20配合，形成混合料；所述宣威汉逊酵母 -中国汉逊酵母混合物为重量比40：60宣威汉逊酵母和中国汉逊酵母混合。

4.  根据权利要求1所述的汉逊酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的 方法，其特征在于，配料步骤中，将破碎后的茶粉、宣威汉逊酵母和淀粉按重 量比100：3：40配合，形成混合料。

5.  根据权利要求1所述的汉逊酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的 方法，其特征在于，配料步骤中，将破碎后的茶粉、中国汉逊酵母和淀粉按重 量比100：3：40配合，形成混合料。

说明书一种汉逊酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法
技术领域
本发明涉及茶叶副产物改性领域，尤其涉及一种汉逊酵母属微生物改性茶 叶副产物制备吸附剂的方法。
背景技术
茶叶是我国大宗农林副产品，在国民经济中发挥着不可替代的基础性作用。 随着茶叶产业的发展，必将带来大量的初老茶叶、茶梗和茶末等加工副产物。 如果这些茶副产物没法得到综合利用，将造成极大的资源浪费和经济损失。茶 叶副产物的循环利用既有助于调整茶产业结构，延伸茶产业链，又能增加茶农 收入，解决“三农问题”，提高广大茶农和企业的种植、加工、经营积极性，符 合助农增收和发展农林产业化的政策，也符合我国中长期科学和技术发展规划 纲要的发展目标。因此，茶叶副产物的综合利用具有重要的社会意义，是一项 有战略意义的工作。
目前，茶叶副产物在环保吸附领域上的应用主要有三种方式：直接利用、 炭化改性和化学药品改性。直接利用对污染物质的去除效果较差，炭化改性和 化学药品改性虽然能有效提高吸附性能，但却破坏了茶叶自身的香气。
茶叶副产物的综合利用主要在食品、化工、医药和建材等领域得以广泛开 发利用，并取得显著成效。鉴于茶叶是一种具有网状结构、多孔的材料，并且 含有大量的多元酚等活性羟基，其在环保吸附领域的应用越来越广泛。 Amarasinghe等采用茶叶副产物吸附水溶液中的铜离子和铅离子。结果表明，在 pH值5-6范围，茶叶副产物具有较好的吸附性能，在初始的15-20分钟，去除 率可达90％。王金权等利用茶叶水对胶黏剂进行改性，并涂覆于胶合板上，测 量了甲醛释放量、胶合强度及水煮开胶时间。研究结果表明，茶叶水改性后， 胶合板的甲醛释放量得到有效的降低，开胶时间得到提高，且强度几乎不受影 响。为了进一步提高茶叶的吸附性能，Gokce等采用茶叶制备活性炭，并用硝酸 进行改性，改性后的产品用于吸附亚甲基蓝和苯酚。结果表明，改性增加了活 性炭表面的含氧官能团，碱性官能团和羧酸官能团抑制活性炭对苯酚的吸附。 Auta等采用乙酸钾活化制备茶叶剩余物活性炭，用于吸附酸性蓝25。结果表明， 活性炭对酸性蓝25的吸附率高达97.88％。官九红等以茶叶粉为原料，在 250-400℃下炭化制得茶叶炭化物。研究结果表明，随着温度的升高，氨和甲醛 的吸附值呈现先升后降的趋势，在300℃时达到最大，而苯吸附值呈现不断上升 的趋势。Yang等采用碱改性茶叶剩余物，用于吸附水溶液中的铅离子。研究结 果表明，改性后茶叶具有发达的孔隙结构。黄泱等采用盐酸改性茶叶粉，并对 其吸附甲基紫溶液进行研究。结果表明，改性后茶叶粉对甲基紫的去除率达到 98％。赵秀琴等采用甲醛对茶叶渣进行改性并用于吸附废水中的重金属铬。结果 表明，甲醛改性茶叶渣对铬具有良好的吸附作用。结果表明，氯化铁浓度为 0.3mol/L时处理效果最好，吸附过程符合Freundlich模型。综上所述，采用微生 物改性并茶叶副产物，并应用于吸附领域的研究，国内外鲜有报道。通过炭化 和化学药剂改性虽然提高了茶叶的吸附性能，但却破坏了茶叶本身具有的香气。
发明内容
本发明的发明目的在于解决上述技术问题，提供一种采用微生物对茶叶副 产物进行改性，既能提高茶叶副产物吸附性能又能保持其香气的吸附剂制备方 法。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种汉逊酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法，该方法包括以 下步骤：
破碎：
将茶叶副产品粉碎成粒径为0.075mm～2.0mm的茶粉；
配料：
将破碎后的茶粉、汉逊酵母属微生物和粘结剂按重量比100：0.5～3：10～40 配合，形成混合料；所述汉逊酵母属微生物为宣威汉逊酵母和中国汉逊酵母的 一种或几种的混合物；所述粘结剂为羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧甲基 淀粉钠或淀粉的其中一种；
捏合成型：
将混合料进行捏合，直至物料均匀混合，并形成一定粘性的粘合料，将粘 合料进行成型，形成片状、圆形或圆柱形；
培养改性：
将成型的原料在以下条件进行培养：温度20-40℃、时间3-10天制得吸附 剂。
其中，配料步骤中，将破碎后的茶粉、宣威汉逊酵母-中国汉逊酵母混合物 和淀粉按重量比100：1～2：20配合，形成混合料；所述宣威汉逊酵母-中国汉逊 酵母混合物为重量比25～45：65～85宣威汉逊酵母和中国汉逊酵母混合。
其中，配料步骤中，将破碎后的茶粉、宣威汉逊酵母-中国汉逊酵母混合物 和淀粉按重量比100：1～2：20配合，形成混合料；所述宣威汉逊酵母-中国汉逊 酵母混合物为重量比40：60宣威汉逊酵母和中国汉逊酵母混合。
其中，配料步骤中，将破碎后的茶粉、宣威汉逊酵母和淀粉按重量比100： 3：40配合，形成混合料。
其中，配料步骤中，将破碎后的茶粉、中国汉逊酵母和淀粉按重量比100： 3：40配合，形成混合料。
本发明的有益效果为：在培养过程中，汉逊酵母属微生物得到生长，对茶 粉中的纤维素、果胶和萜烯类等物质进行发酵，产生氧化、降解、分解和裂解 等反应，从而对茶叶副产物的表面化学性质和孔隙结构进行改性，有利于吸附 剂的化学吸附性能和物理吸附性能的同步提高。经过测定，在放本发明吸附剂 的空间，甲醛、苯和甲苯下降幅度明显，说明汉逊酵母属微生物的改性，提高 了茶叶副产物的吸附性能。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合 实施方式详予说明。
茶叶副产物：为红茶、绿茶、乌龙茶、黑茶等的粗老茶叶、茶梗和茶末等 加工副产物。
汉逊酵母属微生物(Hansenula polymorpha)：又名多形汉逊，是一种特殊的 甲醇营养型酵母，如宣威汉逊酵母、中国汉逊酵母等。
粘结剂：为羧甲基纤维素、或羧甲基纤维素钠、或羧甲基淀粉钠、或淀粉 的其中一种。实施例中粘结剂的质量分数为：1.0～10％。在考虑成本的情况下， 实施例中粘结剂采用淀粉。
本发明汉逊酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法主要技术线路 为：茶叶副产品破碎处理→和微生物及粘结剂→混合物料→培养改性→得到吸 附剂，用于吸附甲醛、苯和甲苯等。
实施例1
破碎：
将茶叶副产品粉碎成粒径为0.075mm～2.0mm的茶粉；
配料：
将破碎后的茶粉、宣威汉逊酵母-中国汉逊酵母混合物和淀粉按重量比100： 1～2：20配合，形成混合料；所述宣威汉逊酵母-中国汉逊酵母混合物为重量比 25：85宣威汉逊酵母和中国汉逊酵母混合。
捏合成型：
将混合料进行捏合，直至物料均匀混合，并形成一定粘性的粘合料，将粘 合料进行成型，形成片状、圆形或圆柱形；
培养改性：
将成型的原料在以下条件进行培养：温度20-40℃、时间3-10天制得吸附剂。
实施例2
破碎：
将茶叶副产品粉碎成粒径为0.075mm～2.0mm的茶粉；
配料：
将破碎后的茶粉、宣威汉逊酵母-中国汉逊酵母混合物和淀粉按重量比100： 1～2：20配合，形成混合料；所述宣威汉逊酵母-中国汉逊酵母混合物为重量比 40：60宣威汉逊酵母和中国汉逊酵母混合；
捏合成型：
将混合料进行捏合，直至物料均匀混合，并形成一定粘性的粘合料，将粘 合料进行成型，形成片状、圆形或圆柱形；
培养改性：
将成型的原料在以下条件进行培养：温度20-40℃、时间3-10天制得吸附剂。
实施例3
破碎：
将茶叶副产品粉碎成粒径为0.075mm～2.0mm的茶粉；
配料：
将破碎后的茶粉、宣威汉逊酵母和淀粉按重量比100：3：40配合，形成混 合料；
捏合成型：
将混合料进行捏合，直至物料均匀混合，并形成一定粘性的粘合料，将粘 合料进行成型，形成片状、圆形或圆柱形；
培养改性：
将成型的原料在以下条件进行培养：温度20-40℃、时间3-10天制得吸附剂。
实施例4
破碎：
将茶叶副产品粉碎成粒径为0.075mm～2.0mm的茶粉；
配料：
将破碎后的茶粉、宣威汉逊酵母和淀粉按重量比100：1：40配合，形成混 合料；
捏合成型：
将混合料进行捏合，直至物料均匀混合，并形成一定粘性的粘合料，将粘 合料进行成型，形成片状、圆形或圆柱形；
培养改性：
将成型的原料在以下条件进行培养：温度20-40℃、时间3-10天制得吸附剂。
实施例5
破碎：
将茶叶副产品粉碎成粒径为0.075mm～2.0mm的茶粉；
配料：
将破碎后的茶粉、中国汉逊酵母和淀粉按重量比100：3：40配合，形成混 合料；
捏合成型：
将混合料进行捏合，直至物料均匀混合，并形成一定粘性的粘合料，将粘 合料进行成型，形成片状、圆形或圆柱形；
培养改性：
将成型的原料在以下条件进行培养：温度20-40℃、时间3-10天制得吸附剂。
将以上各实施例制备而得的吸附剂和等量的未处理茶叶粉末分别置于密闭 的空间，空间中甲醛、苯和甲苯的含量分别为120ppb、230ppb和245ppb，2h 后进行测定，测试结果如下表：
  实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 未处理 甲醛 12ppb 14ppb 17ppb 25ppb 36ppb 107ppb 苯 26ppb 30ppb 33ppb 42ppb 54ppb 192ppb 甲苯 34ppb 36ppb 37ppb 43ppb 51ppb 221ppb
经过测定，在放本发明吸附剂的空间，甲醛、苯和甲苯下降幅度明显，说 明汉逊酵母属微生物的改性，提高了茶叶副产物的吸附性能。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利 用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其 他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。