一种采用可溶性纤维低聚糖制取六碳糖的亚临界水解方法

摘要

一种可溶性纤维低聚糖制取六碳糖的亚临界水解方法，该方法首先将纤维素或木质纤维进行预处理和初级水解，得到含有可溶性纤维低聚糖的混合物，并测定混合物中的低聚糖和六碳糖等组分浓度。根据低聚糖、六碳糖浓度和设定的反应温度等亚临界条件，利用低聚糖亚临界水解反应动力学规律计算并预测出六碳糖产率最大的反应时间，之后在设定的亚临界条件下进行低聚糖水解为葡萄糖的反应，在达到预测的反应时间后冷却产物终止反应，收集获得液态产物。本发明工艺简单、反应迅速，能有效控制和优化亚临界工艺条件，提高目标产物六碳糖的产率，为纤维素和木质纤维废物资源化提供了新的高效水解技术途径，是后续发酵产乙醇等技术的基础，应用前景广阔。

主权项

一种采用可溶性纤维低聚糖制取六碳糖的亚临界水解方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1)首先将纤维素或木质纤维进行预处理和初级水解，得到含有可溶性纤维低聚糖的混合物，并测定混合物中可溶性低聚糖和六碳糖浓度；2)以含有可溶性纤维低聚糖的混合物作为反应原料，设定反应温度为260～360℃、反应压力为5～10MPa，利用如下公式计算并预测六碳糖产率最大的反应时间： t m = ln [ k 1 k 2 C A , 0 - ( k 2 2 - k 1 k 2 ) C B , 0 k 1 2 C A , 0 ] k 2 - k 1 式中：CA，0——混合原料中低聚糖的浓度，单位g·L-1；CB，0——混合原料中六碳糖的浓度，单位g·L-1；tm——六碳糖产率最大的反应时间，单位s；k1——低聚糖水解反应速率常数，单位s-1；k2——六碳糖分解反应速率常数，单位s-1。上式中低聚糖水解反应速率常数与六碳糖分解反应速率常数由下列二式计算得到： k 1 = e ( 3.371 - 3448.9 T ) k 2 = e ( 15.528 - 11182 T ) 式中：T——亚临界反应的热力学温度，单位K。3)考虑由反应器引起的反应原料升温时间t0，在设定的亚临界条件下，控制反应时间在优化后的亚临界反应时间tm+t0±3s范围内，进行亚临界水解反应；4)在达到设定反应时间后对反应产物进行冷却，终止亚临界水解和分解反应，收集含有六碳糖的液态水解产物。