資源描述：
《纖維素水解ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、纖維素的水解分享人：TEL：V信：1921年Mener-Willians用濃H2SO4水解純的棉花纖維，分離出得率為：90.7%的結(jié)晶D-葡萄糖。另外也有人將纖維素先溶于40%HCl或72%H2SO4中，放置12~24hr，然后沖稀至含酸低于1%的水解液，再煮沸數(shù)小時，纖維素幾乎完全成葡萄糖，其得率達理論值的96%~98%。回顧纖維素的水解纖維素的酸水解纖維素的堿降解纖維素的酶分解纖維素水解的幾種方式1纖維素的酸水解1.1定義：指纖維素其相鄰兩葡萄糖單體間的碳原子和氧原子形成的苷鍵被酸所裂斷，纖維素聚合度下降，還原能力提高。
2、酸液→無定形區(qū)→進入結(jié)晶區(qū)表面快慢纖維素→低聚糖→葡萄糖1纖維素的酸水解1.2無機酸催化纖維素分解的機理:酸在水中解離產(chǎn)生氫離子；氫離子與水結(jié)合為不穩(wěn)定的水和氫離子；纖維素鏈上的β-1,4葡萄糖苷鍵與水和氫離子結(jié)合，后者把一個氫離子交給β-1,4葡萄糖苷鍵上的氧，使之變?yōu)椴环€(wěn)定的四價；氧鍵斷裂時，四價的氧與水反應(yīng)生產(chǎn)2羥基，重新釋放出氫離子。1纖維素的酸水解1纖維素的酸水解1.3木質(zhì)纖維素水解的產(chǎn)物濃酸水解稀酸水解序列階段酸水解1.4酸水解主要分為：1纖維素的酸水解濃酸水解：纖維素在濃酸中的水解是均相水解。纖維素晶體結(jié)構(gòu)在酸
3、中潤脹或溶解后，通過形成酸的復(fù)合物再水解成低聚糖和葡萄糖。纖維素→酸復(fù)合物→低聚糖→葡萄糖催化劑：硫酸或鹽酸；濃硫酸濃度：72%~75%；濃鹽酸濃度：39%~41%；壓力：常壓1纖維素的酸水解1.4.1濃酸水解的簡單介紹濃酸水解纖維素的過程如下：纖維素膨脹和溶解部分水解生成低分子多糖和少量單糖濃酸加水稀釋加熱進一步水解生成單糖單糖進一步分解缺點：酸必須回收，而且回用要經(jīng)濟上能過關(guān)，回收過程通常是高成本的，要求防腐蝕的容器，體積也要較大。濃酸水分較少，纖維素分解生成的是寡糖，其中主要是纖四糖100~200℃1~3h1纖維素的酸
4、水解稀酸水解：稀酸水解屬多相水解。水解發(fā)生于固相纖維素和酸溶液之間，在高溫高壓下，稀酸可將纖維素完全水成葡萄糖。1.4.2稀酸水解的簡單介紹1纖維素的酸水解稀酸高壓水解方法：硫酸濃度：0.3%~0.5%；水解溫度：151~174℃或179~194℃（根據(jù)原料情況）；壓力：400~800kPa和900~1300kPa（根據(jù)原料情況）。稀酸常壓水解法:一般采用硫酸；硫酸濃度：3%以下；水解溫度：100~103℃。1.4.2.1稀酸水解工藝1纖維素的酸水解1.4.2.2稀酸水解的幾種常用方法纖維原料稀酸水解稀酸加壓水解稀酸常壓水解
5、固定水解法分段水解法滲濾水解法1纖維素的酸水解固定水解法是最原始的方法。水解液是在整個水解過程完成后一次性排出。生成糖的分解現(xiàn)象嚴(yán)重、得率低、質(zhì)量差、純度低，但對設(shè)備和操作的要求低。分段水解法生成糖的分解少。滲濾水解法是將稀酸溶液從水解器上部不斷淋入，水解液從下部連續(xù)排除。稀酸常壓水解主要用于木質(zhì)纖維素的預(yù)處理和玉米蕊等半纖維素含量高的原料的酸水解，可使大部分半纖維素分解。1纖維素的酸水解氫離子濃度越低，水解速度越快。2.在一定的酸濃度范圍內(nèi)，纖維素水解反應(yīng)的速度與酸的濃度成正比。3.溫度增加酸水解反應(yīng)的速度也加快；一般溫度
6、增加10℃，水解速度提高1.2倍。其中值得注意的是：4.由于氫離子是由酸解離來，而強酸解離完全，故水解時都用強酸。溫度愈高，纖維素酸水解的速度愈快，但已生成的單糖的分解速度也愈快。采用分段水解法或滲慮水解法，以縮短生成單糖在水解器中停留時間，達到減少單糖分解造成損失的目的。1.4.3序列階段酸水解美國普度大學(xué)ladish提出采用濃酸和稀酸水解的纖維素序列三階段酸水解法。1、預(yù)水解，它是水解和萃取木質(zhì)纖維素中的半纖維素階段；2、主水解階段，將纖維素水解成寡糖和葡萄糖單體的階段；3、后水解階段，它是保證寡糖水解的階段，而寡糖中主
7、要是纖維四糖寡糖和葡萄糖之間的比例則決定于所用酸的濃度1纖維素的酸水解1.5酸水解纖維素性質(zhì)變化1、DP降為200左右，成粉末狀；2、吸濕能力改變，先下降后上升；3、堿溶能力增加，4、還原性增強；5、機械強度下降。1纖維素的酸水解1.6影響酸水解的因素影響纖維素酸水解時糖的產(chǎn)率的主要因素是：（1）原料的種類和粉碎度；（2）酸的種類和用量；（3）液比系數(shù)；（4）水解時采用的溫度和時間。1纖維素的酸水解1.6.1原料的種類和粉碎度原料與酸的接觸面愈大，有利于酸滲入纖維束內(nèi)部，水解效果愈理想。但粉碎過細(xì)，一則會增加電能的消耗，二則
8、在進行水解時也會因密度過大而影響到濾出速度。一般稻草切成2~3㎝，棉子殼可以不粉碎。1纖維素的酸水解1.6.2酸的種類和用量鹽酸催化能力較高，但價格較高，腐蝕性也強。因此工業(yè)生產(chǎn)上一般使用粗鹽酸作為水解用酸。理論上，在其他條件不變時，酸的濃度提高一倍，水解時間可縮短。通常采用稀酸常壓水解時
