４０河南化工
２０１１年第２８卷
木糖渣稀酸水解製取還原糖條件的研究
鄭利字，李園園，曹曉偉
（鄭州拓洋實業****，河南鄭州
４５００００）
摘要：在高溫條件下通過對木糖渣稀硫酸水解的研究，**了影響水解還原糖產率的因素如固液比、硫酸濃度、
時間和溫度，得到了水解還原糖的較優條件是固液比為１：１５（質量體積比），硫酸濃度為８％，反應溫度為１２０℃，
反應時間為１２０ ｍｉｎ。在此條件下，得到還原糖產率為４５．６％。證明通過稀酸水解處理木糖渣是一條重要和環境
友好型的途徑。
關鍵詞：水解；稀硫酸；木糖渣；還原糖中圖分類號：ｔｓ２４４
文獻標識碼：ａ
文章編號
木糖渣是木糖生產中產生的廢渣，木糖的生產上多個國家投入了大量的資金進行研究。近年來，過程中伴有大量的木糖廢渣產生，它是一種優質的圍繞生物質利用的研究多集中於玉公尺秸稈、水稻秸木質纖維素資源。木質纖維素是地球上積累的最具
稈和松木屑等材料，而對製糖殘渣木質纖維素材料潛力的可再生能源。如何合理的利用開發這種資研究較少。木糖渣在制木糖過程中已經經過酸水解源，在國際上受到了極大的關注。對它的利用世界
預處理，因此它更易利用。一般情況下，生產１ｔ結
固體製劑具有較好的穩定性。
［２］黃君禮，李海波，王麗．二氧化氯的發生技術［ｊ］．環
境科學進展
３ 結論
［３］李東平，桂芳．固態二氧化氯研究進展［ｊ］．甘肅科技
採用包膜技術，選用高分子聚乙烯醇為穩定劑
［４］陳茂生，寧
平，許燕．二氧化氯製備工藝的開發研
對亞氯酸鈉進行包膜，穩定劑的用量在７％以上均究［ｊ］．有色金屬
起到包膜穩定的作用，選擇６０℃為乾燥溫度，然後【５］高磊紅，雷和穩，郭光美，等．固體二氧化氯的製備方
和活化劑進行復合一元化處理，並對其一元化固體法和穩定性研究［ｊ］．河北化工製劑進行了穩定性研究。［６］韓文愛，
蔡莊紅．一元固體二氧化氯的製備及其特性參考文獻：
研究［ｊ］．石家莊職業技術學院學報
［１］田建華．高效殺菌劑穩態二氧化氯獲准推廣應用［ｊ］．
２９—３１．
中國化５－．資訊
第３期（上）鄭利宇等：木糖渣稀酸水解製取還原糖條件的研究
晶木糖排放含水７０％一８０％的廢渣１３～２６ ｔ，按我國企業的年生產能力１萬ｔ計算，每年有１３萬～２６萬ｔ木糖廢渣排放。廢渣的露天堆放不僅占用了大量的耕地，而且對周邊環境造成了嚴重汙染。大風吹起廢渣，造成大氣汙染；雨水沖刷廢渣流入農田，
２結果與討論
２．１木糖渣成分分析（見表１）
表１木糖渣成分分析結果％成分
含量水分灰分纖維素
４８．５
半纖維素
２．３木質素
２１．３
其它１３．２
造成土壤的汙染；滲入地下，造成水體汙染。因此合理的利用和處置這些木糖廢渣，不但保護了環境，而１０．１４．６
且變廢為寶，能夠創造巨大經濟效益。
目前木糖廢渣的能源利用方式大致有以下幾種：直接燃燒、壓縮成型製炭、採用熱化學方式轉化為氣體或液體燃料、厭氧發酵製取沼氣、製取生物有機肥料、栽培食用菌、製作纖維板、草板等¨ｊ。王關斌等以木糖生產中產生的廢渣為原料，採用化學活化法製備活性炭，同時將所製備活性炭直接應用
於木糖生產過程中水解液脫色，既降低了木糖生產成本，又保護了環境。張來新等用玉公尺芯制木糖後的廢渣經加酸加熱水解製取乙醯丙酸，收率為１６．４％，產品純度可達９０％。其殘渣經硫酸炭化制得了木素活性炭，收率為８３％。
但是以上處理方式都沒有很好利用木糖渣的有效成分。
目前可以通過化學的方法將其中的纖維素等成分水解成各種可以直接利用的醣類物質，為人類提供綠色的資源和化工產品等。水解生物質資源的方法是一種成熟的技術，尤其是酸水解技術。本實驗中採取稀硫酸水解的技術對木糖渣水解條件進行研
究１材料與方法
１．１材料及儀器
實驗所用木糖渣在１０５ ｏｃ，烘箱中烘至恒重，粉碎至４０目後備用。實驗主要儀器：ｕｖ一２１０２ ｐｃｓ
紫外可見光分光光度計，優尼柯（上海）公司生產。
１．２實驗方法
１．２．１木糖渣各種成分的分析
採取重量法 ｉ６ 測定木糖渣中各種成分的含
量。１．２．２水解方法
稱取一定量粉碎後的木糖渣和一定濃度、一定量的稀硫酸加到高壓反應釜中，加熱反應一定時問，
反應結束後，取出反應液，再用離心機在５ ０００ ｒ／
ａｒｉｎ，處理１０ ｍｉｎ，取出上清液測量其中的還原糖。
１．２．３還原糖濃度測定
木糖渣中水解的還原糖用ｄｎｓ法測定。
２．２葡萄糖溶液標準曲線
採用紫外可見光分光光度計測定不同濃度下的葡萄糖標準溶液的吸光度，以吸光度值為縱座標，葡
萄糖濃度為橫座標，得到葡萄糖溶液的標準曲線為：
一０．０１５ ３７
（１）由實驗資料擬合出的直線方程（１）的復相關係
數將測定的水解溶液的吸光度值代入標準曲線方程中，即可得到水解液中還原糖的產率。
２．３各種因素對水解還原糖產率的影響２．３．１ 固液比對水解還原糖產率的影響
在溫度為１２０℃，酸濃度為８％，時問為１２０
ｍｉｎ的條件下，考察固液比（質量體積比）對水解液中還原糖產率的影響，實驗結果如圖１所示。從圖１中看出，在固液比為１：１５之前，還原糖產率是隨著固液比的增大而公升高，固液比高於１：
１５時，還原糖產率則隨著固液比的增大而降低。固液比較小時，木糖渣和硫酸混合不均勻，硫酸不能完全浸入木
糖渣中，不利於水解；但較高的固液比會降低還原糖的濃度，而且對後續的單醣利用也不利。因此，實驗中固液比為１：１５最合適。
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３０２５２０ｌ
：５固液比
圖１固液比對還原糖產率的影響
２．３．２酸濃度對水解還原糖產率的影響
採用不同的酸濃度在固液比為１：１５、溫度為１２０℃、水解１２０ ｍｉｎ，所得的水解液中還原糖的產率與硫酸濃度的關係如下頁圖２所示。從圖２可
知，隨著酸濃度的增加，水解還原糖產率不斷增加。這是因為在水解中是靠酸的ｈ 水解和催化的雙重
河南化工
２０１１年
第２８卷
作用實現，酸濃度越高，ｈ 離子濃度越大，ｈ 離子與木糖渣接觸越充分，更有利於水解的進行。考慮
到酸濃度越高，對實驗儀器的腐蝕越強，而且糖產率上公升幅度不大，所以實驗中稀酸水解研究中適宜的酸濃度為８％。＼禱
臻隧酸濃度／％
圖２酸濃度對水解還原糖產率的影響
２．３．３ 溫度對水解還原糖產率的影響
在固液比為１：１５，酸濃度為８％，水解１２０ａｒｉｎ，溫度對水解還原糖產率的影響如圖３所示，隨著溫度的公升高，反應速率加快，還原糖產率先是快速
公升高，１２０℃時到達最大值，之後隨著溫度的公升高，還原糖產率反而下降，主要是因為在高溫下，生成的單醣會受熱降解，生成其它產物。因此，最適宜溫度
為１２０℃。
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２ｏ１５
圖３溫度對水解還原糖的影響
２．３．４時間對水解還原糖產率的影響
從圖４可以看出，在固液比為１：１５，酸濃度為８％，水解溫度１２０ ｏｃ的條件下，隨著反應時間的延
長，還原糖的產率不斷地公升高，在１２０ ｒａｉｎ時還原糖的產率達到最大值，繼續延長時間，反應還原糖產率反而降低，主要是在高溫下纖維素和少量的半纖維素被水解生成單醣，隨著反應的繼續進行，部分的單醣又被進一步降解為糠醛等其它物質，導致還原糖
產率的降低。因此，在實驗中，要選擇合適的反應時間。＼
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囂圖４水解時間對水解還原糖產率的影響
３ 結論
通過研究實驗中固液比、反應酸濃度、溫度和時間，確定木糖渣水解的較優條件為固液比為１：１５，酸濃度為８％，水解溫度為１２０ ｏｃ，水解時間為１２０ａｒｉｎ，水解還原糖產率最大可達到４５．６％，因此酸水解方法處理木糖渣是一條利用木糖渣的有效途徑。參考文獻：
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利用方式［ｊ］．農村能源
［２］王關斌，趙光輝，賀東海，等．木糖廢渣的綜合利用
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炭［ｊ］．陝西化工李
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維素、纖維素、木素的定量分析程式［ｊ］．微生物學通
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分析方法［ｍ］．北京：科學出版社楊貴明，蔣愛華，薛秋生．用ｄｎｓ光度法測定還原糖的
條件研究［ｊ］．安徽農業科學
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收稿日期
作者簡介：鄭利字（１９８４一），女，助理工程師，從事化工研究工作
動態排渣稀酸過濾器設計方案
動態排渣稀酸過濾器 dpz xx型 設計方案 李建生 一 現狀分析 目前，硫鐵礦 硫精砂 制酸工藝中，淨化工段稀酸淨化工藝是影響生產的重要環節，從最初的開路水洗工藝，到現在流行的封閉酸洗工藝，稀酸淨化工藝逐步完善，稀酸淨化裝置不斷更新換代，稀酸淨化成本逐年下降。隨著環保壓力的不斷公升高，對硫鐵礦制酸...