[發明專利]一種蔗糖水解反應過程動力學研究方法

有效

• 申請號: 201910886907.5
• 申請日: 2019-09-19
• 公開（公告）號: CN110596074B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 粟暉;馬金鴿;劉柳;黃火蘭;姚志湘
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N21/21
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠

1.一種蔗糖水解反應過程動力學研究方法，其特征在于，采用拉曼光譜結合角度轉換法快速跟蹤蔗糖水解過程中組分含量，在此基礎上進行蔗糖水解過程動力學研究，該研究方法按下列步驟進行：

1)通過采集蔗糖、果糖、葡萄糖不同濃度配比下的混合溶液拉曼光譜，對光譜進行求二階導、平滑降噪后，利用角度轉換算法，建立蔗糖水解過程體系中蔗糖含量分析模型；

2)通過拉曼光譜結合角度轉換法可快速跟蹤蔗糖水解過程中組分含量，利用所建立的模型監測不同條件下的蔗糖水解過程，進行反應速率常數計算；

反應活化能Ea的計算所述步驟1)的具體步驟為：

a.建模樣本配制，根據蔗糖水解反應中的計量數關系，以一定物質的量變化值配比，蔗糖濃度由1mol/L到0mol/L，果糖、葡萄糖濃度分別由0mol/L到1mol/L，每隔0.05mol/L配制多份不同濃度梯度的蔗糖、果糖、葡萄糖混合溶液C_x1-C_x21；

b.樣本光譜采集，選擇積分時間、中心波長，分別采集樣本C_x1-C_x21和蔗糖標準品B的拉曼光譜數據xi和b；

c.模型建立，將所測得的建模樣本拉曼光譜數據導入計算平臺中，取其中多個樣品光譜，截取特定區域處的光譜數據，經過二階求導平滑降噪；

設置此區間波長的1/11寬度為移動窗口，從最小波數點開始，計算樣本光譜與蔗糖對照品光譜的系列夾角方差值Dxi，建立樣本中蔗糖含量與Dxi的標準曲線，即蔗糖含量分析模型；

同樣計算其余樣本的夾角方差值Dyi，帶入標準曲線中，計算得到各樣本的預測濃度，并與樣本配制濃度進行誤差分析，對所建立的蔗糖含量分析模型進行驗證。

2.根據權利要求1所述的一種蔗糖水解反應過程動力學研究方法，其特征在于，所述反應速率常數的計算方法為：

取100mL錐形瓶，放入反應液；分別進行不同蔗糖初始濃度下的蔗糖水解過程分析；將拉曼探頭從瓶口伸入直射到液面，使激光聚焦在溶液內，每隔一定時間采集一次拉曼數據；

參照建模過程數據處理條件進行數據處理，將得到的夾角值方差代入蔗糖含量分析模型中，得到反應過程蔗糖濃度，通過蔗糖濃度與反應的時間關系方程斜率的求得速率常數。

3.根據權利要求1所述的一種蔗糖水解反應過程動力學研究方法，其特征在于，所述反應活化能Ea的計算方法為：

分別在不同溫度下，采集HCl催化蔗糖的水解反應過程的拉曼光譜；參照建模過程數據處理條件進行數據處理，將得到的夾角值方差代入蔗糖含量分析模型中，得到反應過程蔗糖濃度；

利用㏑C₀/C＝Kt或㏑C＝－kt+㏑C₀，分別計算不同溫度下的反應速率常數K₁，K₂，再根據阿侖尼烏斯方程求出反應活化能Ea。