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干燥方法對細菌纖維素復水性能的影響

[導讀]采用熱風干燥、微波干燥、真空冷凍升華干燥和梯度升溫冷凍干燥四種方法干燥BC ,比較不同干燥處理對BC的溶脹速率、復水率影響,并對BC微觀結構、質構特性、結晶度等指標進行分析。

四種干燥方式的復水 BC 表面微觀結構存在差異,原因可能是干燥過程不同造成,使得經過干燥后BC結構就發生較大改變,引起復水性能差.真空凍干和梯度凍干是物料在凍結狀態下干燥,水分直接通過升華去除,透過 BC 結構縫隙中逸出,使干燥后物料仍能保持原有結構.由于梯度凍干時溫度逐步升高,溫差加大會使冰固體升華速度加快,對內部纖維結構影響小,復水時水分子能夠大量進入,因此梯度凍干的 BC 復水性較好,其復水后表面不平整可能是由于吸水不均勻導致。


熱風干燥這種對流干燥方式會使熱空氣直接與膜接觸,使 BC 膜內部與表面產生濕分差,從而使膜皺縮,纖維不斷聚集,使原始水所占的空隙被堆積的纖維所占據,復水時水分子難以進入;微波干燥是利用微波場使極性水分子產生熱效應,水分子能夠滲透到纖維素非晶區及晶區表面,造成纖維分子鏈間氫鍵的斷裂,并與纖維素分子形成新的氫鍵,且微波可能會造成內部纖維素鏈的斷裂,使得BC纖維排列緊密且雜亂,復水時水分子難以進入 。




采用電熱鼓風干燥(上海一恒科學儀器有限公司)、微波干燥、真空凍干與梯度凍干處理BC ,比較四種干燥方法對 BC 膜復水特性的影響,并通過環境掃描電鏡、 X射線衍射、質構儀表征其結構與性質. 結果表明梯度凍干的 BC 膜復水后纖維束排列疏松,結晶度較低,吸水膨脹較快,復水后基本能恢復到BC原膜狀態,呈現較好的復水性能與質構特性;微波與熱風干燥的 BC復水后纖維排列緊密雜亂,結晶度較高,復水后呈現薄片狀,復水特性較差,各項質構特性與原膜差異較大;真空凍干的BC膜復水后纖維排列略緊密,吸水后能恢復到一定狀態,各項性能次于梯度凍干,但明顯優于熱風與微波干燥。


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