甲酸催化玉米芯水解生成木糖的动力学

化工进展

甲酸催化玉米芯水解生成木糖的动力学

朱涛1，2，李凭力1，2，马赛1，2，王晓伟1，2

1天津大学化工学院化学工程研究所，天津 300072；2天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室，天津 300072

出版日期:2014-07-05 发布日期:2014-07-25

Kinetic studies on production of xylose from corn cob using formic acid

ZHU Tao 1，2，LI Pingli1，2，MA Sai1，2，WANG Xiaowei 1，2

1Chemical Engineering Research Center School of Chemical and Technology，Tianjin University，Tianjin 300072，China；2Tianjin Key Laboratory of Membrane Science and Desalination Technology，Tianjin 300072，China

Online:2014-07-05 Published:2014-07-25

摘要/Abstract

摘要： 玉米芯是一种价格低廉、可再生的资源，其可以被用来生产高附加值的化工产品。本文主要研究在甲酸质量分数3%、液固比为10mL/g、反应温度（120～150℃）、反应时间（0～240min）条件下玉米芯中半纤维素水解过程。采用两相模型对玉米芯水解过程中木糖浓度进行拟合并得到反应过程的动力学参数。木糖降解反应的活化能大于其生成反应的活化能，这表明高温不利于木糖的生产。对得到动力学方程进行分析，获得最佳的反应条件：甲酸质量分数3%、液固比10mL/g、反应温度140℃、反应时间180min。最佳反应条件下得到的木糖浓度为26.9 g/L。

关键词: 生物质, 水解, 动力学, 甲酸, 木糖

Abstract: Corn cob is a kind of abundant and sustainable resource which can be used to produce high-value chemical products. In this study，formic acid（3%） was used as catalyst to hydrolyse corn cob. Several conditions of reaction time （0—240 min） and reaction temperature （120—150℃） were studied to produce xylose at a constant liquid to soild ratio of 10 mL/g. Kinetic parameters of two-phase model for predicting the concentration of xylose in the hydrolysates were established. The activation energy of xylose degradation was higher than that of xylose formation，indicating that higher temperature was negative to xylose production. The maximum xylose concentration of 26.9 g/L was achieved under the optimal conditions （3% acid mass ratio，180 min，140℃，and 10 mL/g liquid to soild ratio）.

Key words: biomass, hydrolysis, kinetics, formic acid, xylose

朱涛1，2，李凭力1，2，马赛1，2，王晓伟1，2. 甲酸催化玉米芯水解生成木糖的动力学[J]. 化工进展.

ZHU Tao 1，2，LI Pingli1，2，MA Sai1，2，WANG Xiaowei 1，2. Kinetic studies on production of xylose from corn cob using formic acid[J]. Chemical Industry and Engineering Progree.

[1]	毕丽森, 刘斌, 胡恒祥, 曾涛, 李卓睿, 宋健飞, 吴翰铭. 粗糙界面上纳米液滴蒸发模式的分子动力学研究[J]. 化工学报, 2023, 74(S1): 172-178.
[2]	于宏鑫, 邵双全. 水结晶过程的分子动力学模拟分析[J]. 化工学报, 2023, 74(S1): 250-258.
[3]	金正浩, 封立杰, 李舒宏. 氨水溶液交叉型再吸收式热泵的能量及分析[J]. 化工学报, 2023, 74(S1): 53-63.
[4]	程成, 段钟弟, 孙浩然, 胡海涛, 薛鸿祥. 表面微结构对析晶沉积特性影响的格子Boltzmann模拟[J]. 化工学报, 2023, 74(S1): 74-86.
[5]	肖明堃, 杨光, 黄永华, 吴静怡. 浸没孔液氧气泡动力学数值研究[J]. 化工学报, 2023, 74(S1): 87-95.
[6]	郑佳丽, 李志会, 赵新强, 王延吉. 离子液体催化合成2-氰基呋喃反应动力学研究[J]. 化工学报, 2023, 74(9): 3708-3715.
[7]	范孝雄, 郝丽芳, 范垂钢, 李松庚. LaMnO₃/生物炭催化剂低温NH₃-SCR催化脱硝性能研究[J]. 化工学报, 2023, 74(9): 3821-3830.
[8]	杨越, 张丹, 郑巨淦, 涂茂萍, 杨庆忠. NaCl水溶液喷射闪蒸-掺混蒸发的实验研究[J]. 化工学报, 2023, 74(8): 3279-3291.
[9]	汪林正, 陆俞冰, 张睿智, 罗永浩. 基于分子动力学模拟的VOCs热氧化特性分析[J]. 化工学报, 2023, 74(8): 3242-3255.
[10]	曾如宾, 沈中杰, 梁钦锋, 许建良, 代正华, 刘海峰. 基于分子动力学模拟的Fe₂O₃纳米颗粒烧结机制研究[J]. 化工学报, 2023, 74(8): 3353-3365.
[11]	李锦潼, 邱顺, 孙文寿. 煤浆法烟气脱硫中草酸和紫外线强化煤砷浸出过程[J]. 化工学报, 2023, 74(8): 3522-3532.
[12]	陈佳起, 赵万玉, 姚睿充, 侯道林, 董社英. 开心果壳基碳点的合成及其对Q235碳钢的缓蚀行为研究[J]. 化工学报, 2023, 74(8): 3446-3456.
[13]	张蒙蒙, 颜冬, 沈永峰, 李文翠. 电解液类型对双离子电池阴阳离子储存行为的影响[J]. 化工学报, 2023, 74(7): 3116-3126.
[14]	吴文涛, 褚良永, 张玲洁, 谭伟民, 沈丽明, 暴宁钟. 腰果酚生物基自愈合微胶囊的高效制备工艺研究[J]. 化工学报, 2023, 74(7): 3103-3115.
[15]	何宣志, 何永清, 闻桂叶, 焦凤. 磁液液滴颈部自相似破裂行为[J]. 化工学报, 2023, 74(7): 2889-2897.