一种测定纤维素水解液中还原糖含量的装置及方法

摘要

本发明涉及纤维素处理领域，公开了一种测定纤维素水解液中还原糖含量装置及方法，所述装置包括暗箱，所述暗箱内设置置物架，所述置物架两侧分别设置发光装置与光敏电阻；所述置物架上方设置托盘；所述发光装置、光敏电阻均与单片机连接，所述发光装置、光敏电阻、单片机均与电源连接。本发明有效解决了现有技术中纤维素水解后的含糖量的测定存在测定不准确，难以快速便捷测定的问题。

说明书

技术领域

本发明属于纤维素处理领域，更具体地涉及一种测定纤维素水解液中还原糖含量的装置及方法。

背景技术

纤维素是自然界中储量最大的天然高分子，是“取之不尽、用之不竭的”能源和化工原材料，它是由无数个D-葡萄糖单元以β-1,4-糖苷键组成的大分子多糖，在一定条件下可以水解获得葡萄糖等还原糖，这些水解产物是重要的平台化合物，是重要的化工原料。其中，对于纤维素水解液中还原糖含量检测是评价纤维素水解效果的重要指标。

目前，纤维素水解后的含糖量的测定仍然存在测定不准确，难以快速便捷测定的问题。

发明内容

为解决现有技术中纤维素水解后的含糖量的测定存在测定不准确，难以快速便捷测定的问题。本发明提供一种测定纤维素水解液中还原糖含量的装置及方法。

本发明采用的具体方案为：一种测定纤维素水解液中还原糖含量的装置，所述装置包括暗箱，所述暗箱内设置置物架，所述置物架两侧分别设置发光装置与光敏电阻；所述置物架上方设置托盘；所述发光装置、光敏电阻均与单片机连接，所述发光装置、光敏电阻、单片机均与电源连接。

所述暗箱箱体上设置控制面板；所述控制面板与光装置、光敏电阻、单片机均连接。

所述置物架下方调节锁紧装置。

所述电源为外接5V电源。

所述发光装置、光敏电阻对称设置在箱体的侧壁上。

所述托盘上设置凹槽。

所述暗箱内壁上设置缓冲层。

所述缓冲层为海绵层或气垫层。

另一方面，本发明提供一种测定纤维素水解液中还原糖含量的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)预处理，将标准物还原糖溶液、空白液、纤维素水解液中分别加入二硝基水杨酸；加热煮沸，煮沸后冷却至室温；

(2)依次对标准物还原糖溶液、空白液、纤维素水解液溶液进行如下操作：

将所述预处理完成的溶液放入所述装置内的置物架上，保持黑暗状态5-8分钟；

开始测量，单片机控制发光装置发光，光敏电阻接受信号，将信号转换后传递给单片机，单片机根据通过光敏电阻中电流的大小；

(3)依次完成对标准物还原糖溶液、空白液、纤维素水解液溶液电流信号的测量；

(4)变化的电流流入单片机的信号采集端，单片机根据通过光敏电阻中电流的大小，计算出纤维素水解液溶液的浓度。

所述步骤(1)中的标准物还原糖溶液的浓度为0-1.2mg/ml。

本发明相对于现有技术具有如下有益效果：

1、本发明所述装置为高效快捷测量纤维素水解后还原糖的含量提供了基础。本发明通过在暗箱内待测液两侧分别设置发光装置与光敏电阻，发光装置与光敏电阻与单片机连接，利用水解后的纤维素透光率的不同，完成对纤维素中还原糖的快速稳定的测量，解决了现有技术中纤维素水解后的含糖量的测定仍然存在测定不准确，难以快速便捷测定的问题。

2、本发明所述方法将标准物还原糖溶液、空白液、纤维素水解液中分别加入二硝基水杨酸，采用上述装置，对三份溶液进行测量，测量后根据单片机采集的数据进行分析，测定得到标准物还原糖溶液的浓度。本发明所述的方法测量简便快捷，成本低，克服了现有技术中对纤维素内还原糖测量复杂困难的问题。

附图说明

图1为本发明中暗箱箱体示意图；

图2为本发明中暗箱内部示意图；

图3为本发明中暗箱内部放大图；

图4为本发明原理图。

其中，附图标记分别为：

1.暗箱；2.箱门；3.箱口；4.控制面板；5.测试液；6.置物架；7.发光装置；8.光敏电阻；9.烧杯；10.托盘；11.底板；12.调节锁紧装置；13.单片机。

具体实施方式

在下文将结合附图对本发明做进一步详细地说明，显然此处应该理解的是，所描述的实施方案不是全部的实施方案，仅用于解释说明本发明，而不限制本发明。

一种测定纤维素水解液中还原糖含量的装置，所述装置包括暗箱1，所述暗箱1内设置置物架6，所述置物架6两侧分别设置发光装置7与光敏电阻8；所述置物架6上方设置带有凹槽的托盘10，便于放置盛装待测液的烧杯；所述发光装置7、光敏电阻8均与单片机13连接，所述发光装置7、光敏电阻8、单片机13均与电源连接。所述暗箱1箱体上设置控制面板4；所述控制面板4与发光装置7、光敏电阻8、单片机13均控制连接。控制面板的设置方便了工作人员操作，使控制操作可视化。所述暗箱1内壁上设置缓冲层。所述缓冲层为海绵层或气垫层。所述缓冲层的设置，可以避免外界对暗箱内测试的影响，使测试更加精准。所述置物架6下方调节锁紧装置12。所述调节锁紧装置12选自现有技术产品，调节锁紧装置可以根据待测溶液的位置对其进行上下调解，便于操作与测量。所述电源为外接5V电源。

所述发光装置7、光敏电阻8对称设置在暗箱1箱体的侧壁上。在一种事实方式中，所述发光装置7、光敏电阻8设置在箱体上，避免了额外设置发光装置7、光敏电阻8底座的操作，进一步简化了操作，在此种情况下，使发光装置发出的光透过待测液后摄入光敏电阻中，进行快速便捷的测量。

另一方面，本发明提供一种测定纤维素水解液中还原糖含量的方法，所述方法包括如下步骤：(1)预处理，将标准物还原糖溶液、空白液、纤维素水解液中分别加入二硝基水杨酸；加热煮沸，煮沸后冷却至室温；纤维素水解液中还原糖，在碱性条件下，二硝基水杨酸(DNS)与还原糖发生氧化还原反应，生成3-氨基-5-硝基水杨酸，该产物在煮沸条件下显棕红色，且在一定浓度范围内颜色深浅与还原糖含量成比例关系。

(2)依次对标准物还原糖溶液、空白液、纤维素水解液溶液进行如下操作：将所述预处理完成的溶液放入所述装置内的置物架上，保持黑暗状态静置5-8分钟；打开箱门，将待测承装溶液的烧杯放置在置物架。根据烧杯内溶液的高度，调节置物架托盘高度，使发光装置发出的光束能穿过烧杯内溶液，到达光敏电阻处，保持黑暗状态静置5-8分钟。

开始测量，单片机控制发光装置发光，光敏电阻接受信号，将信号转换后传递给单片机，单片机根据通过光敏电阻中电流的大小；(3)依次完成对标准物还原糖溶液、空白液、纤维素水解液溶液电流信号的测量；(4)变化的电流流入单片机的信号采集端，单片机根据通过光敏电阻中电流的大小，计算出纤维素水解液溶液的浓度。所述步骤(1)中的标准物还原糖溶液的浓度为0-1.2mg/ml。

按控制面板上的开始检测按钮，箱门自动锁紧。单片机控制发光装置的通电开关接通，发光装置接通5V电源开始朝光敏电阻方向水平发射光束。光束穿过专用烧杯内的待测溶液后，光强度发生衰减。穿过待测溶液衰减后的光束照射到光敏电阻，光敏电阻的阻值随着光照强度的改变而变化。5V电源给热敏电阻供电，由于热敏电阻的阻值随光强度而改变，对应的通过热敏电阻的电流也随之变化，变化的电流流入单片机的信号采集端。单片机根据通过光敏电阻中电流的大小，计算出待测溶液的浓度。

烧杯中溶液的高度必须超过烧杯上标注的最低高度，以保证检测光束能顺利穿透溶液。承装待测溶液的烧杯为专用烧杯，符合特定的透光度要求，以降低对检测准确度的干扰。

以上附图及解释说明仅为本发明的一种具体实施方式，但本发明的具体保护范围不仅限以上解释说明，任何在本发明揭露的技术思路范围内，及根据本发明的技术方案加以简单地替换或改变，都应在本发明的保护范围之内。