由稻草中回收半纖維素之研究

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Title:	由稻草中回收半纖維素之研究
Authors:	李靜宜
Contributors:	化學工程與材料科技系
Keywords:	稻草、生物質、半纖維素、微波、鹼處理、過氧化氫
Date:	2011-12
Issue Date:	2012-05-11 09:35:35 (UTC+8)
Abstract:	稻草是台灣最大宗的農業剩餘物，估計 98年度全台約有 140萬公噸稻草產生。稻草的主要成分為木質纖維素，它是由纖維素、半纖維素和木質素所構成。稻草是生產纖維酒精的重要原料，也是生物精煉的重要資材。纖維酒精的製造須將木質纖維素水解成單醣，再進一步發酵產生酒精。在木質纖維素中，纖維素水解的產物葡萄糖，很容易就可以被酵母菌等微生物代謝利用並產生酒精，但是半纖維素的水解產物如木糖、阿拉伯糖等五碳糖則不易被微生物利用。因此，如果能將半纖維素及木質素分解或提取出來，另外開發其用途，而剩餘的纖維素則進一步水解之後用於酒精發酵或其他用途，將可避免五碳糖不易發酵的問題。半纖維素是由五碳糖和六碳糖構成的多醣。它是一種具有黏稠性、不為人體所分解但微生物可分解的高分子，可作為食品增稠劑、膳食纖維等用途。近年來，也有研究團隊將它與其他高分子共聚合，製成水膠或薄膜，作為藥物載體、食品包裝膜、造紙添加劑等。半纖維素若進一步分解成木寡醣，可作為機能性食品，促進益生微生物如比菲德氏菌的繁殖。本研究以稻草為原料，藉由微波輔助鹼處理和過氧化氫處理回收半纖維素，探討回收條件對半纖維素的回收量、組成及分子量分佈的影響。由實驗結果發現在 40~80 oC溫度範圍中以 0~5 %氫氧化鈉及 0~5 %過氧化氫恆溫反應 0 ~ 5 min的條件下，稻草消耗率隨著濃度、溫度及反應時間的增加而由 28 %增加到 59.8 %，但半纖維素的平均分子量則漸增至最高約 390000 g/mol後下降，並且伴隨有較多的木糖產生。
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