纤维素水解ppt课件.ppt
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1、篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统纤维素的水解 分享人:分享人:TELTEL:V V信:信:篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1921年Mener-Willians用浓H2SO4水解纯的棉花纤维,分离出得率为:90.7%的结晶D-葡萄糖。另外也有人将纤维素先溶于40%HCl或72%H2SO4中,放置1224hr,然后冲稀至含酸低于1%的水解液,再煮沸数小时,纤维素几乎完全成葡萄糖,其得率达理论值的96%98%。回顾回顾篮球比赛是根据运动队在规定的比
2、赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统纤维素的酸水解纤维素的碱降解纤维素的酶分解 纤维素水解的几种方式篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.1定义:定义:指纤维素其相邻两葡萄糖单体间指纤维素其相邻两葡萄糖单体间的碳原子和氧原子形成的苷键被酸所裂断,的碳原子和氧原子形成的苷键被酸所裂断,纤维素聚合度下降,还原能力提高。纤维素聚合度下降,还原能力提高。酸液无定形
3、区进入结晶区表面快慢纤维素 低聚糖葡萄糖1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.2无机酸催化纤维素分解的机理:v 酸在水中解离产生氢离子;酸在水中解离产生氢离子;v 氢离子与水结合为不稳定的水和氢离子;氢离子与水结合为不稳定的水和氢离子;v 纤维素链上的纤维素链上的-1,4-1,4葡萄糖苷键与水和氢离子结合,后葡萄糖苷键与水和氢离子结合,后者把一个氢离子交给者把一个氢离子交给-1,4-1,4葡萄糖苷键上的氧,使之变为葡萄糖苷键上的氧,使之变为不稳定的四价;不稳定的四价;v 氧键断裂时,四价的氧与水反应生产
4、氧键断裂时,四价的氧与水反应生产2 2羟基,重新释放羟基,重新释放出氢离子。出氢离子。1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1 纤维素的酸水解1.3木质纤维素水解的产物篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统浓酸水解稀酸水解序列阶段酸水解1.4 酸水解主要分为:酸水解主要分为:1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统浓酸水解:纤维素在浓酸中的水解是均相水解
5、。纤维素晶体结构在酸中润胀或溶解后,通过形成酸的复合物再水解成低聚糖和葡萄糖。纤维素酸复合物低聚糖葡萄糖催化剂:硫酸或盐酸;浓硫酸浓度:72%75%;浓盐酸浓度:39%41%;压力:常压 1 纤维素的酸水解1.4.1浓酸水解的简单介绍篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统浓酸水解纤维素浓酸水解纤维素的过程如下:的过程如下:纤维素膨胀和溶解部分水解生成低分子多糖和少量单糖浓酸加水稀释加热进一步水解生成单糖单糖进一步分解缺点:酸必须回收,而且回用要经济上能过关,回收过程通常是高成本的,要求防腐蚀的容器,体积也要较大。浓酸水分较少
6、,浓酸水分较少,纤维素分解生成纤维素分解生成的是寡糖,其中的是寡糖,其中主要是纤四糖主要是纤四糖10020013h1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统稀酸水解:稀酸水解属多相水解。水解发生于固相纤维素和酸溶液之间,在高温高压下,稀酸可将纤维素完全水成葡萄糖。1.4.2稀酸水解的简单介绍1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统稀酸高压水解方法:硫酸浓度:0.3%0.5%;水解温度:151174 或179194(根据原料情况
7、);压力:400800kPa 和9001300kPa(根据原料情况)。稀酸常压水解法:一般采用硫酸;硫酸浓度:3%以下;水解温度:100103。1.4.2.1稀酸水解工艺1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.4.2.2 1.4.2.2 稀酸水解的几种常用方法稀酸水解的几种常用方法纤维原料稀酸水解稀酸加压水解稀酸常压水解固定水解法分段水解法渗滤水解法1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统v固定水解法是最原始的方法。水解
8、液是在整个水解过程完成后一次性排出。生成糖的分解现象严重、得率低、质量差、纯度低,但对设备和操作的要求低。v分段水解法生成糖的分解少。v渗滤水解法是将稀酸溶液从水解器上部不断淋入,水解液从下部连续排除。v稀酸常压水解主要用于木质纤维素的预处理和玉米蕊等半纤维素含量高的原料的酸水解,可使大部分半纤维素分解。1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.氢离子浓度越低,水解速度越快。2.在一定的酸浓度范围内,纤维素水解反应的速度与酸的浓度成正比。3.温度增加酸水解反应的速度也加快;一般温度增加10,水解速度提高1.
9、2倍。其中值得注意的是:4.由于氢离子是由酸解离来,而强酸解离完全,故水解时都用强酸。v温度愈高,纤维素酸水解的速度愈快,但已生成的单糖的分解速度也愈快。v采用分段水解法或渗虑水解法,以缩短生成单糖在水解器中停留时间,达到减少单糖分解造成损失的目的。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.4.3 序列阶段酸水解序列阶段酸水解美国普度大学ladish提出采用浓酸和稀酸水解的纤维素序列三阶段酸水解法。1、预水解,它是水解和萃取木质纤维素中的半纤维素阶段;2、主水解阶段,将纤维素水解成寡糖和葡萄糖单体的阶段;3、后水解阶段,它是
10、保证寡糖水解的阶段,而寡糖中主要是纤维四糖v寡糖和葡萄糖之间的比例则决定于所用酸的浓度寡糖和葡萄糖之间的比例则决定于所用酸的浓度1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.5 酸水解纤维素性质变化酸水解纤维素性质变化l1 1、DPDP降为降为200200左右,成粉末状;左右,成粉末状;l2 2、吸湿能力改变,先下降后上升;、吸湿能力改变,先下降后上升;l3 3、碱溶能力增加,、碱溶能力增加,l4 4、还原性增强;、还原性增强;l5 5、机械强度下降。、机械强度下降。1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定
11、的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.6 影响酸水解的因素影响酸水解的因素影响纤维素酸水解时糖的产率的主要因素是:(1)原料的种类和粉碎度;(2)酸的种类和用量;(3)液比系数;(4)水解时采用的温度和时间。1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.6.1 原料的种类和粉碎度原料的种类和粉碎度 原料与酸的接触面愈大,有利于酸渗入纤维束内部,水解效果愈理想。但粉碎过细,一则会增加电能的消耗,二则在进行水解时也会因密度过大而影响到滤出速度。一般稻草切成23,棉子壳
12、可以不粉碎。1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.6.2 酸的种类和用量酸的种类和用量盐酸催化能力较高,但价格较高,腐蚀性也强。因此工业生产上一般使用粗盐酸作为水解用酸。理论上,在其他条件不变时,酸的浓度提高一倍,水解时间可缩短。通常采用稀酸常压水解时,酸的浓度为23;稀酸加压水解时,酸浓度为0.51。1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.6.3 液比系数液比系数 水解时液体和纤维素原料的比例叫比例系数液比系数公
13、式:液比系数公式:式中水解过程中加入的稀酸量()ABCDM加热酸、原料、设备等消耗的蒸汽()原料内的水分()水解反应所消耗的水()纤维原料的绝干量()液比系数增加,单位原料的产糖量也增加,一般液比系数是液比系数增加,单位原料的产糖量也增加,一般液比系数是510510。1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统浓酸水解稀酸水解小结:酸水解整体成线理解1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统l纤维素多相水解所得残渣为水解纤维素多相
14、水解所得残渣为水解纤维素,所得溶液为低聚糖和单糖纤维素,所得溶液为低聚糖和单糖溶液。在高温作用下,降解后的单溶液。在高温作用下,降解后的单糖分解,成为有机酸,使得溶液显糖分解,成为有机酸,使得溶液显酸性。酸性。铺垫:铺垫:篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.7 1.7 seamanseaman动力学动力学1、酸水解动力学是一级反应纤维素糖糖分解产物2、动力学公式式中生成的净还原糖量起始纤维素浓度t时间、反应常数1 纤维素的酸水解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一
15、种得分类型的系统下图列示了在180下,0.6溶液酸水解曲线由图可知,想达到理想水解动力曲线B,要尽快地将从纤维素分子链中释放出来的糖移去。要做到这一点,就要往水解质中无限量的萃取液体,使萃取液中的糖浓度接近等于零,这对生产实际没有意义。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2 纤维素的碱降解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 在一般情况下,纤维素的苷键对在一般情况下,纤维素的苷键对碱是比较稳定的。制浆过程中,随着碱是比较稳定的。制浆过程中,随着蒸煮温度
16、的升高和木质素的脱除,纤蒸煮温度的升高和木质素的脱除,纤维素会发生碱性降解。维素会发生碱性降解。主要为碱性水主要为碱性水解和剥皮反应。解和剥皮反应。2 纤维素的碱性降解纤维素的碱性降解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2.1 碱性水解碱性水解l 碱性水解使纤维素的部分苷键断裂,产碱性水解使纤维素的部分苷键断裂,产生新的还原性末端基,聚合度降低,纸浆生新的还原性末端基,聚合度降低,纸浆的强度下降。的强度下降。l 纤维素碱水解的程度与用碱量、温度和纤维素碱水解的程度与用碱量、温度和时间等有关,其中温度的影响最大。当温时间等有
17、关,其中温度的影响最大。当温度较低时,碱性水解反应甚微,温度越高,度较低时,碱性水解反应甚微,温度越高,水解越强烈。水解越强烈。2 纤维素的碱性降解纤维素的碱性降解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统l 剥皮反应指在碱性条件下,纤维素具有还剥皮反应指在碱性条件下,纤维素具有还原性的末端基一个个掉下来使纤维素大分子原性的末端基一个个掉下来使纤维素大分子逐步降解的过程。逐步降解的过程。l 终止反应:纤维素末端基变为稳定的偏变终止反应:纤维素末端基变为稳定的偏变糖酸基,不再产生剥皮反应。糖酸基,不再产生剥皮反应。2.2 剥皮反应
18、剥皮反应 2 纤维素的碱性降解纤维素的碱性降解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统剥皮反应剥皮反应纤维素葡萄糖末端基在碱作用下转变为果糖末端基2.3 醛酮糖互变及醛酮糖互变及-烷氧基消除反应烷氧基消除反应 2 纤维素的碱性降解纤维素的碱性降解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2.3 上述上述-烷氧基消除反应的机理是:烷氧基消除反应的机理是:对于纤维素中具有对于纤维素中具有-烷氧基羰基结构时,在碱性条件下,烷氧基羰基结构时,在碱性条件下,迅速消去烷氧基
19、,进行剥皮反应。迅速消去烷氧基,进行剥皮反应。而而OH-(G)n-1具有具有新的还原性末端基,可继续上述反应,逐个脱掉末端基。新的还原性末端基,可继续上述反应,逐个脱掉末端基。2 纤维素的碱性降解纤维素的碱性降解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2.4 反应反应:终止反应:终止反应 2 纤维素的碱性降解纤维素的碱性降解篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分
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