發(fā)布時間：2020-07-08 07:47

【摘要】：本文以油茶果殼為原材料,通過宏觀、微觀和超微觀多尺度的觀察,分析了油茶果殼的生物結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,油茶果殼主要由外果皮、中果皮和內(nèi)果皮三部分構(gòu)成,中果皮為油茶果殼的主要部分。果殼外果皮呈深褐色,堅硬密實,中果皮和內(nèi)果皮顏色較淺,質(zhì)地疏松。油茶果殼中主要的細胞類型為:纖維細胞、石細胞與薄壁細胞。各細胞組織比量分別為65.75%、14.62%和19.63%。纖維細胞是油茶果殼中最重要的細胞類型,不同果皮部位的纖維形態(tài)特征差異較大。油茶果殼纖維屬短而粗的纖維,柔韌性差,不適合用于制漿造紙行業(yè)。油茶果殼外表面存在突起,附角質(zhì)層和蠟質(zhì)層,含微裂隙和表皮毛;內(nèi)表面存在瘤狀突起,附角質(zhì)層和蠟質(zhì)層,具有不規(guī)則孔隙分布。油茶果殼細胞排列無方向性,雜亂無章。石細胞和纖維細胞壁上存在大量納米孔分布。果殼不同部位的微纖絲角存在差異,外果皮、中果皮和內(nèi)果皮的微纖絲角均值分別為31.41°、32.83°和20.22°。中果皮微纖絲角與杉木相近,高于楊木、桉木和毛竹。本研究應(yīng)用氮氣吸附-脫附的方法研究了油茶果殼的孔隙結(jié)構(gòu)分布特性。結(jié)果表明,油茶果殼的氮氣吸附-脫附等溫線屬Ⅳ型等溫線,回滯環(huán)類型屬于H3型,氮氣吸附容量為17.43cm3/g,BET比表面積為75.82g/m2。果殼孔隙以中孔為主,另有一定量的大孔和少量的微孔,具有平板狹縫或楔形結(jié)構(gòu),呈微漏斗狀,主要來源于細胞壁纖維素微纖絲間以及非結(jié)晶區(qū)中。油茶果殼中,平均中孔孔徑為3～15nm,孔徑范圍處于3～4nm的孔隙體積約占孔總體積的57.35%,孔徑范圍處于4～15nm的孔隙體積約占孔總體積的32.43%,孔徑大于15nm的孔體積約占孔總體積的10.22%。由t-圖法計算的油茶果殼中孔體積為12cm3/g,總表面積為75.87m2/g,外表面積為75.29m2/g。根據(jù)孔徑分析可得,油茶果殼內(nèi)流體的滲透效率優(yōu)于闊葉材楊木,但與針葉材樟子松和非木材毛竹相比,其滲透效率較不理想。本文基于分形理論分析了孔隙結(jié)構(gòu)的分形特征。結(jié)果表明,油茶果殼孔隙具有一定的分形結(jié)構(gòu)。孔隙比表面積具有明顯的分形特征,ln(V/Vm)與ln[ln(p0p)]的線性擬合方程為y=0.3293x+0.8676,分形維數(shù)為2.67,相關(guān)系數(shù)為0.9451,擬合程度較好。不同孔徑級對應(yīng)的孔隙體積也呈現(xiàn)出一定的分形特征�？讖椒秶鸀�3～4nm的lnV與ln[ln(p0p)]雙對數(shù)曲線的線性擬合方程為y-0.3752x-0.6326,孔體積分形維數(shù)為2.62,相關(guān)系數(shù)為0.9968;孔徑范圍為4～15nm的lnV與ln[ln(p0/p]雙對數(shù)曲線的線性擬合方程為y=-0.5349x-1.3194,孔體積分形維數(shù)為2.47,相關(guān)系數(shù)為0.9974;孔徑范圍大于15nm的lnV與ln[ln(p0/p)]雙對數(shù)曲線的線性擬合方程為y=0.2551x-0.8717,孔體積分形維數(shù)為2.74,相關(guān)系數(shù)為0.9788,三種孔徑級的直線擬合程度均較好。油茶果殼孔隙的綜合分形維數(shù)均值為2.55�？紫扼w積和綜合分形維數(shù)呈一定的正相關(guān)關(guān)系,線性擬合方程為y=0.0035x-0.0048,相關(guān)系數(shù)為0.67,數(shù)據(jù)較為離散。油茶果殼孔隙比與綜合分形維數(shù)也存在著正相關(guān)的線性關(guān)系,線性擬合方程為y=52.36x-111.96,相關(guān)系數(shù)為0.81�；诜中文Ｐ屠碚�,預(yù)測油茶果殼的孔隙率范圍為0.425～0.441,滲透系數(shù)為0.016m/d,并推斷油茶果殼為弱透水材料。
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TS229
【圖文】：

２．３結(jié)果與討論逡逑２．３．１油茶果殼宏觀結(jié)構(gòu)特征逡逑新鮮的油茶果通常呈橢球形，大小不一（見圖２．１），尺寸較小的油茶果直徑范逡逑圍通常在２０￣３０ｎ＿〃ｒ？，而尺寸較大的油茶殼直徑可達到４５？５０ｍ／７７。油茶果由種子和果逡逑皮（果殼）兩部分構(gòu)成。隨著油茶果的成熟，油茶果殼往往從果實底部向果蒂部產(chǎn)生逡逑開裂，由果蒂部連接，形成類似花瓣的形狀（如圖２．２所示）。氣干后的油茶果殼質(zhì)逡逑地較脆，很容易徒手使其產(chǎn)生破壞。在肉眼和放大鏡下，油茶果殼的外表面呈深褐色，逡逑而內(nèi)表面呈現(xiàn)出淺棕黃色，這與油茶果殼細胞腔或細胞壁中的物質(zhì)有關(guān)。油茶果生長逡逑時會發(fā)生一系列的生物化學(xué)反應(yīng)，生成的色素、單寧、氧化物等物質(zhì)沉積于細胞腔內(nèi)逡逑或滲進細胞壁中，從而使油茶果殼呈現(xiàn)這樣的顏色。油茶果殼外表面由于長期暴露于逡逑空氣中

逡逑由果殼橫切面（圖２．３ｂ）可以看出，油茶果殼由外果皮、中果皮和內(nèi)果皮三部分逡逑構(gòu)成。外果皮與中果皮連接緊密，而內(nèi)果皮易產(chǎn)生翹曲，并與中果皮分離。油茶果殼逡逑外果皮較薄，表面附有角質(zhì)層、蠟質(zhì)層、突起和表皮毛等。內(nèi)果皮較厚于外果皮。中逡逑果皮厚度占據(jù)整個果殼的絕大部分，質(zhì)地較松，含有大量孔隙。邋邐逡逑畫懌畫逡逑（ａ）外表面；（ｂ）橫切面；（ｃ）內(nèi)表面；ＥＸ外果皮；Ｍ屮果皮：ＥＮ內(nèi)果皮；標(biāo)尺１／極逡逑圖２．３體視顯微鏡下的油茶果殼逡逑Ｆｉｇ．２．３邋Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈ邋ｏｆ邋Ｃ．ｏ／ｅｉｆｅｒａ邋ｆｒｕｉｔ邋ｓｈｅｌｌ，邋ｕｎｄｅｒ邋ａ邋ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ邋ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ逡逑２．３．２油茶果殼微觀結(jié)構(gòu)特征逡逑２．３．２邋］油茶果殼微觀結(jié)構(gòu)逡逑圖２．４表示油茶果殼外果皮的微觀結(jié)構(gòu)，從圖中可以看出，油茶果殼外果皮主要逡逑包含三種類型的細胞：短棒狀細胞、不規(guī)則形細胞以及細胞壁上具有大量紋孔的細長逡逑形細胞，此外，還有少量的薄壁細胞。其中，短棒狀細胞為油茶果殼外果皮主要的細逡逑胞組織，細胞壁薄，推測是較為粗短的纖維。不規(guī)則形細胞細胞壁很厚，細胞腔很小，逡逑推測是石細胞。細長形細胞胞壁上具有大量紋孔

（ａ、ｂ、ｃ）油茶果殼中果皮解剖結(jié)構(gòu)；（ａ�。┍”诩毎�；（ｂｄ纖維細胞；（ｄ）石細胞；圖ａ、逡逑ｂ、ｃ標(biāo)尺為２０／／＂７；圖ａ］、ｂｉ、ｃｉ標(biāo)尺為１００，極逡逑圖２．５油茶果殼中果皮微觀結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．２．５邋Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋Ｃ．ｏｌｅｉｆｅｒａ邋ｆｍｉｔ邋ｓｈｅｌｌ邋ｍｅｓｏｃａｒｐ逡逑■

本文編號：2746289