活性(xing)炭如何影響乙醇生(sheng)產？

　　活(huo)性炭處(chu)理如何(he)影(ying)響乙(yi)醇的生產(chan)，乙(yi)醇的一般工藝是(shi)玉米漿，水解產(chan)品的生產(chan)是(shi)污(wu)染(ran)的，我們研究了活(huo)性炭處(chu)理和去除有(you)毒物質的*佳條(tiao)件(jian)，以及對(dui)乙(yi)醇生產(chan)的影(ying)響。

　　由于近期作(zuo)物(wu)生(sheng)產(chan)價格上漲（如玉(yu)(yu)(yu)米(mi)(mi)(mi)、大米(mi)(mi)(mi)等），以木纖維素材料作(zuo)為生(sheng)物(wu)乙醇(chun)(chun)生(sheng)產(chan)資源引起了極大的興趣(qu)。其(qi)中，甘蔗渣、高(gao)粱秸(jie)(jie)稈、小麥秸(jie)(jie)稈、稻草、玉(yu)(yu)(yu)米(mi)(mi)(mi)秸(jie)(jie)稈、玉(yu)(yu)(yu)米(mi)(mi)(mi)芯和(he)玉(yu)(yu)(yu)米(mi)(mi)(mi)殼(ke)（即玉(yu)(yu)(yu)米(mi)(mi)(mi)纖維）目前正在研究生(sheng)物(wu)乙醇(chun)(chun)生(sheng)產(chan)資源。為此，研究了其(qi)可發酵糖含(han)量(liang)、*佳發酵工藝及其(qi)水(shui)解(jie)策略。稀(xi)硫酸溶液(ye)、磷(lin)酸或鹽(yan)通常用于生(sheng)物(wu)乙醇(chun)(chun)發酵前的水(shui)解(jie)。此外，還(huan)采用酶水(shui)解(jie)和(he)酶和(he)稀(xi)酸的組合水(shui)解(jie)。

　　去除酚類(lei)化合物(n = 3)。

　　據報道，酸水解產物中的呋喃衍生物（糠醛和5-羥甲基糠醛）和酚類化合物有毒，可抑制生物乙醇的生產，約0.6-3.0g / l的水平。以前的報告回顧了酸性水解產物的處理。活性炭處理導致呋喃衍生物(wu)減少92%，羥甲基糠醛減少68%，酚類化(hua)合物(wu)總(zong)量減少約1%.25-0.5克/ 升(sheng)。從(cong)水解產物(wu)中去除有毒物(wu)質非(fei)常可靠的(de)。

　　水解產物處理活性炭

　　用NaOH水(shui)解(jie)產(chan)品pH調節至(zhi)5.5后，混(hun)合100ml水(shui)解(jie)產(chan)物和(he)10g活性炭，然后通過(guo)(guo)真空過(guo)(guo)濾去除。

　　去除酚類化合物

　　有毒呋喃(nan)衍(yan)生(sheng)物(wu)(wu)(糠醛和5-羥(qian)甲(jia)基糠醛)和酚(fen)類化合物(wu)(wu)在酸解過(guo)(guo)(guo)程中產生(sheng)，已(yi)知抑(yi)制細胞生(sheng)長(chang)和乙醇生(sheng)成。在使用(yong)20g玉(yu)米殼和4%(v / v)H 2 SO 水(shui)(shui)(shui)解物(wu)(wu)制備后，我(wo)們通過(guo)(guo)(guo)活性(xing)炭去除了這些化合物(wu)(wu)。如圖4所示(shi)，該(gai)過(guo)(guo)(guo)程導致2015年總酚(fen)值.2降至153.3 mg / l，相當于總酚(fen)類化合物(wu)(wu)減少92.3%。然后用(yong)活性(xing)炭處理的水(shui)(shui)(shui)解產物(wu)(wu)生(sheng)產生(sheng)物(wu)(wu)乙醇，并與未處理的水(shui)(shui)(shui)解產物(wu)(wu)進行比較。

　　燒瓶培養物中嗜熱脂肪桿菌的(de)生長曲線(xian)。

　　生(sheng)產燒瓶(ping)培養(yang)中的生(sheng)物乙醇(chun)

　　為了探(tan)索酸(suan)水(shui)解(jie)玉(yu)米殼的(de)(de)(de)(de)活(huo)性炭處理(li)(li)如(ru)何影響生(sheng)物(wu)乙醇的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)，我(wo)們進(jin)行(xing)了兩種(zhong)燒瓶培養：一種(zhong)是(shi)未處理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)品(pin)(pin)，另一種(zhong)是(shi)活(huo)性炭處理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)品(pin)(pin)作(zuo)為酵母培養物(wu)的(de)(de)(de)(de)碳源。如(ru)圖(tu)2所(suo)示，嗜(shi)糖單胞菌的(de)(de)(de)(de)細胞生(sheng)長曲線在兩種(zhong)培養基中是(shi)相似的(de)(de)(de)(de)，盡管當(dang)水(shui)解(jie)產(chan)物(wu)未經處理(li)(li)時(shi)(shi)，OD 600受中等顏色的(de)(de)(de)(de)嚴重影響。但是(shi)，葡(pu)萄糖、木糖和阿拉伯糖的(de)(de)(de)(de)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)量(liang)明顯不同(圖(tu)3)。當(dang)使(shi)用(yong)活(huo)性炭處理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)物(wu)時(shi)(shi)，單糖在培養192小(xiao)時(shi)(shi)后(hou)幾乎完全(quan)(quan)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(圖(tu)3B)，即(ji)使(shi)在培養480小(xiao)時(shi)(shi)后(hou)，當(dang)使(shi)用(yong)未處理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)品(pin)(pin)時(shi)(shi)，它們也沒有完全(quan)(quan)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)（圖(tu)3）A)。例如(ru)，當(dang)使(shi)用(yong)未處理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)品(pin)(pin)時(shi)(shi)，葡(pu)萄糖消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)減(jian)慢； 具體(ti)來說，葡(pu)萄糖在72小(xiao)時(shi)(shi)內完全(quan)(quan)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)，而(er)活(huo)性炭在24小(xiao)時(shi)(shi)內完全(quan)(quan)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)。

　　熱脂肪芽孢桿菌燒瓶培(pei)養肉(rou)湯(tang)TLC分析。G，A和(he)X分別表示葡萄(tao)糖、阿拉伯糖和(he)木糖標(biao)準產品。

　　活(huo)性炭處理對生物(wu)乙(yi)醇生產動力學(xue)參數(shu)的影響(xiang)

　　為了(le)評估水(shui)(shui)(shui)解產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)活(huo)性炭(tan)處理(li)如何影響生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)的(de)動力學(xue)參數，如表1所示(P)特(te)定(ding)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)率和(he)(he)特(te)定(ding)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)率(Q p)。當(dang)使用(yong)活(huo)性炭(tan)處理(li)的(de)水(shui)(shui)(shui)解產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)，在(zai)此(ci)(ci)(ci)期間(jian)(jian)NA1和(he)(he)A(即葡萄糖(tang)消耗(hao)周期)p略高和(he)(he)Q p未經處理(li)的(de)水(shui)(shui)(shui)解產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)大(da)于1.6倍。此(ci)(ci)(ci)外，當(dang)使用(yong)活(huo)性炭(tan)處理(li)的(de)水(shui)(shui)(shui)解產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)時(shi)(shi)，在(zai)此(ci)(ci)(ci)期間(jian)(jian)NA2和(he)(he)A(即木(mu)糖(tang)和(he)(he)阿(a)拉(la)伯糖(tang)的(de)消耗(hao)周期)P和(he)(he)Q p未經處理(li)的(de)水(shui)(shui)(shui)解產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)2.4倍和(he)(he)3.4倍。有趣的(de)是，木(mu)糖(tang)和(he)(he)阿(a)拉(la)伯糖(tang)在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇中生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)活(huo)性炭(tan)處理(li)的(de)水(shui)(shui)(shui)解產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(A2，A3和(he)(he)A4)期間(jian)(jian)繼(ji)續消耗(hao)，使用(yong)未處理(li)的(de)水(shui)(shui)(shui)解產(chan)(chan)(chan)(chan)品時(shi)(shi)，木(mu)糖(tang)和(he)(he)阿(a)拉(la)伯糖(tang)只(zhi)在(zai)NA二期開始消費； 從那(nei)時(shi)(shi)起，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇開始與木(mu)糖(tang)和(he)(he)阿(a)拉(la)伯糖(tang)同時(shi)(shi)消耗(hao)()NA3)。然而，當(dang)使用(yong)活(huo)性碳處理(li)的(de)水(shui)(shui)(shui)解產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)時(shi)(shi)，到(dao)期間(jian)(jian)A5木(mu)糖(tang)和(he)(he)阿(a)拉(la)伯糖(tang)已經完全消耗(hao)，只(zhi)有當(dang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇開始消耗(hao)時(shi)(shi)。

　　綜上所述，本研究結果表明(ming)，當活(huo)性炭用(yong)于生(sheng)(sheng)產嗜熱(re)脂(zhi)肪芽孢桿菌生(sheng)(sheng)物乙醇時(shi)，P和(he)Q p得到改(gai)善，木糖/阿拉伯糖利用(yong)期間生(sheng)(sheng)物乙醇生(sheng)(sheng)產的持續性更好。