[发明专利]一种蔗糖水解反应过程动力学研究方法

权利要求书

1.一种蔗糖水解反应过程动力学研究方法，其特征在于，采用拉曼光谱结合角度转换法快速跟踪蔗糖水解过程中组分含量，在此基础上进行蔗糖水解过程动力学研究，该研究方法按下列步骤进行：

1)通过采集蔗糖、果糖、葡萄糖不同浓度配比下的混合溶液拉曼光谱，对光谱进行求二阶导、平滑降噪后，利用角度转换算法，建立蔗糖水解过程体系中蔗糖含量分析模型；

2)通过拉曼光谱结合角度转换法可快速跟踪蔗糖水解过程中组分含量，利用所建立的模型监测不同条件下的蔗糖水解过程，进行反应速率常数计算；

反应活化能Ea的计算所述步骤1)的具体步骤为：

a.建模样本配制，根据蔗糖水解反应中的计量数关系，以一定物质的量变化值配比，蔗糖浓度由1mol/L到0mol/L，果糖、葡萄糖浓度分别由0mol/L到1mol/L，每隔0.05mol/L配制多份不同浓度梯度的蔗糖、果糖、葡萄糖混合溶液C_x1-C_x21；

b.样本光谱采集，选择积分时间、中心波长，分别采集样本C_x1-C_x21和蔗糖标准品B的拉曼光谱数据xi和b；

c.模型建立，将所测得的建模样本拉曼光谱数据导入计算平台中，取其中多个样品光谱，截取特定区域处的光谱数据，经过二阶求导平滑降噪；

设置此区间波长的1/11宽度为移动窗口，从最小波数点开始，计算样本光谱与蔗糖对照品光谱的系列夹角方差值Dxi，建立样本中蔗糖含量与Dxi的标准曲线，即蔗糖含量分析模型；

同样计算其余样本的夹角方差值Dyi，带入标准曲线中，计算得到各样本的预测浓度，并与样本配制浓度进行误差分析，对所建立的蔗糖含量分析模型进行验证。

2.根据权利要求1所述的一种蔗糖水解反应过程动力学研究方法，其特征在于，所述反应速率常数的计算方法为：

取100mL锥形瓶，放入反应液；分别进行不同蔗糖初始浓度下的蔗糖水解过程分析；将拉曼探头从瓶口伸入直射到液面，使激光聚焦在溶液内，每隔一定时间采集一次拉曼数据；

参照建模过程数据处理条件进行数据处理，将得到的夹角值方差代入蔗糖含量分析模型中，得到反应过程蔗糖浓度，通过蔗糖浓度与反应的时间关系方程斜率的求得速率常数。

3.根据权利要求1所述的一种蔗糖水解反应过程动力学研究方法，其特征在于，所述反应活化能Ea的计算方法为：

分别在不同温度下，采集HCl催化蔗糖的水解反应过程的拉曼光谱；参照建模过程数据处理条件进行数据处理，将得到的夹角值方差代入蔗糖含量分析模型中，得到反应过程蔗糖浓度；

利用㏑C₀/C＝Kt或㏑C＝－kt+㏑C₀，分别计算不同温度下的反应速率常数K₁，K₂，再根据阿仑尼乌斯方程求出反应活化能Ea。