采用SO42-/Fe2O3/γ-Al2O3负载型固体酸催化剂,催化玉米皮半纤维素水解,对反应工艺条件进行研究。选择催化剂用量、水解温度、水解时间、料液比进行单因素试验,在此基础上采用Box-Behnken试验设计,以戊糖收率为响应值进行响应面分析试验,确定最优工艺参数。结果表明:各因素对戊糖收率的影响主次顺序为:催化剂用量>水解温度>水解时间>料液比;通过响应面法优化并修正得最佳工艺条件为催化剂用量12 m L/10 g玉米皮、水解温度120℃、水解时间4 h、料液比1∶10,在此条件下戊糖最高收率为22.45%,与理论预测值基本一致。高效液相色谱分析结果表明,玉米皮水解液主要由葡萄糖、木糖、阿拉伯糖3种单糖组成,比例为葡萄糖4.99%、木糖34.78%、阿拉伯糖55.90%;玉米皮及其水解后残渣红外光谱分析表明,半纤维素中木糖基和阿拉伯糖基结构均发生了变化,说明半纤维素发生了降解。
