活性炭(tan)如何影響乙醇生產？

　　活(huo)性(xing)炭處(chu)理如(ru)何影(ying)響(xiang)乙醇的(de)生產，乙醇的(de)一般工藝是玉米漿，水(shui)解產品(pin)的(de)生產是污染的(de)，我(wo)們研(yan)究了活(huo)性(xing)炭處(chu)理和去除有毒(du)物質的(de)*佳條(tiao)件，以及對乙醇生產的(de)影(ying)響(xiang)。

　　由于(yu)近(jin)期作物生(sheng)(sheng)產(chan)價(jia)格上漲（如玉(yu)(yu)米、大米等），以(yi)木(mu)纖維素(su)材料作為(wei)生(sheng)(sheng)物乙醇(chun)生(sheng)(sheng)產(chan)資源引起了(le)極大的興(xing)趣。其(qi)中(zhong)，甘蔗渣(zha)、高粱秸稈(gan)(gan)、小麥秸稈(gan)(gan)、稻草、玉(yu)(yu)米秸稈(gan)(gan)、玉(yu)(yu)米芯和玉(yu)(yu)米殼（即玉(yu)(yu)米纖維）目前正在研究生(sheng)(sheng)物乙醇(chun)生(sheng)(sheng)產(chan)資源。為(wei)此，研究了(le)其(qi)可發酵糖含(han)量、*佳發酵工藝及其(qi)水解(jie)策略。稀硫酸溶液、磷酸或鹽通常用于(yu)生(sheng)(sheng)物乙醇(chun)發酵前的水解(jie)。此外(wai)，還采用酶(mei)水解(jie)和酶(mei)和稀酸的組合水解(jie)。

　　去除酚類化合物(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)(wu)減(jian)少92%，羥(qian)甲(jia)基(ji)糠醛減(jian)少68%，酚(fen)類化合物(wu)(wu)總量減(jian)少約(yue)1%.25-0.5克/ 升。從水解產物(wu)(wu)中(zhong)去除有(you)毒物(wu)(wu)質非常可靠的。

　　水解產物處理活性炭

　　用(yong)NaOH水解產品pH調節至5.5后，混(hun)合100ml水解產物和10g活性炭，然后通過真空過濾(lv)去除。

　　去除酚類化合物

　　有(you)毒呋喃衍生(sheng)物(wu)(糠醛(quan)和5-羥(qian)甲基糠醛(quan))和酚(fen)類化合物(wu)在酸解(jie)過程中(zhong)產(chan)生(sheng)，已知抑制細胞(bao)生(sheng)長和乙醇生(sheng)成(cheng)。在使用20g玉米殼(ke)和4%(v / v)H 2 SO 水(shui)解(jie)物(wu)制備后(hou)，我們通過活(huo)性(xing)炭(tan)去除了(le)這(zhe)些化合物(wu)。如圖4所示(shi)，該過程導(dao)致2015年總酚(fen)值.2降(jiang)至153.3 mg / l，相當(dang)于總酚(fen)類化合物(wu)減少(shao)92.3%。然后(hou)用活(huo)性(xing)炭(tan)處理的水(shui)解(jie)產(chan)物(wu)生(sheng)產(chan)生(sheng)物(wu)乙醇，并(bing)與未處理的水(shui)解(jie)產(chan)物(wu)進行比較(jiao)。

　　燒(shao)瓶培養(yang)物(wu)中(zhong)嗜(shi)熱脂肪桿菌的生長曲線。

　　生產燒瓶培養中的生物乙醇(chun)

　　為了探(tan)索(suo)酸水解(jie)(jie)(jie)玉米殼的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性炭(tan)處(chu)理(li)(li)如(ru)何影(ying)響生(sheng)(sheng)物(wu)乙醇的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)，我(wo)們(men)進(jin)行了兩(liang)種燒瓶培養(yang)(yang)：一(yi)(yi)種是未處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水解(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)品，另一(yi)(yi)種是活(huo)(huo)性炭(tan)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水解(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)品作為酵(jiao)母培養(yang)(yang)物(wu)的(de)(de)(de)碳源。如(ru)圖2所示，嗜糖(tang)(tang)單(dan)(dan)胞菌(jun)的(de)(de)(de)細胞生(sheng)(sheng)長曲(qu)線在兩(liang)種培養(yang)(yang)基中(zhong)是相似的(de)(de)(de)，盡管當(dang)水解(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)未經處(chu)理(li)(li)時(shi)(shi)，OD 600受中(zhong)等(deng)顏色的(de)(de)(de)嚴重影(ying)響。但是，葡(pu)萄(tao)糖(tang)(tang)、木糖(tang)(tang)和阿拉(la)伯糖(tang)(tang)的(de)(de)(de)消耗(hao)(hao)量明顯(xian)不同(圖3)。當(dang)使用(yong)(yong)(yong)活(huo)(huo)性炭(tan)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水解(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)時(shi)(shi)，單(dan)(dan)糖(tang)(tang)在培養(yang)(yang)192小時(shi)(shi)后幾乎完(wan)全消耗(hao)(hao)(圖3B)，即使在培養(yang)(yang)480小時(shi)(shi)后，當(dang)使用(yong)(yong)(yong)未處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水解(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)品時(shi)(shi)，它們(men)也沒有完(wan)全消耗(hao)(hao)（圖3）A)。例如(ru)，當(dang)使用(yong)(yong)(yong)未處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水解(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)品時(shi)(shi)，葡(pu)萄(tao)糖(tang)(tang)消耗(hao)(hao)減慢； 具體來(lai)說，葡(pu)萄(tao)糖(tang)(tang)在72小時(shi)(shi)內完(wan)全消耗(hao)(hao)，而(er)活(huo)(huo)性炭(tan)在24小時(shi)(shi)內完(wan)全消耗(hao)(hao)。

　　熱脂肪芽孢(bao)桿菌燒瓶(ping)培(pei)養肉湯TLC分析。G，A和(he)X分別表(biao)示葡(pu)萄糖(tang)、阿拉伯糖(tang)和(he)木糖(tang)標準產品。

　　活性炭處(chu)理對生物(wu)乙醇生產動力學參數的(de)影響

　　為了(le)評估水(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)物的(de)(de)活(huo)性(xing)炭處理(li)如何影響(xiang)生(sheng)(sheng)(sheng)物乙(yi)醇生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)動力學參數，如表1所示(P)特定(ding)生(sheng)(sheng)(sheng)物乙(yi)醇生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)率和(he)特定(ding)生(sheng)(sheng)(sheng)物乙(yi)醇生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)率(Q p)。當使(shi)用(yong)活(huo)性(xing)炭處理(li)的(de)(de)水(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)物，在此(ci)期(qi)(qi)間(jian)NA1和(he)A(即葡萄糖(tang)(tang)(tang)消(xiao)耗(hao)周期(qi)(qi))p略高和(he)Q p未(wei)(wei)經(jing)處理(li)的(de)(de)水(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)物大于1.6倍。此(ci)外，當使(shi)用(yong)活(huo)性(xing)炭處理(li)的(de)(de)水(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)物時，在此(ci)期(qi)(qi)間(jian)NA2和(he)A(即木糖(tang)(tang)(tang)和(he)阿拉伯糖(tang)(tang)(tang)的(de)(de)消(xiao)耗(hao)周期(qi)(qi))P和(he)Q p未(wei)(wei)經(jing)處理(li)的(de)(de)水(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)物2.4倍和(he)3.4倍。有趣的(de)(de)是，木糖(tang)(tang)(tang)和(he)阿拉伯糖(tang)(tang)(tang)在生(sheng)(sheng)(sheng)物乙(yi)醇中生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)活(huo)性(xing)炭處理(li)的(de)(de)水(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)物(A2，A3和(he)A4)期(qi)(qi)間(jian)繼續消(xiao)耗(hao)，使(shi)用(yong)未(wei)(wei)處理(li)的(de)(de)水(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)品時，木糖(tang)(tang)(tang)和(he)阿拉伯糖(tang)(tang)(tang)只在NA二期(qi)(qi)開始(shi)消(xiao)費(fei)； 從那時起(qi)，生(sheng)(sheng)(sheng)物乙(yi)醇開始(shi)與木糖(tang)(tang)(tang)和(he)阿拉伯糖(tang)(tang)(tang)同時消(xiao)耗(hao)()NA3)。然而，當使(shi)用(yong)活(huo)性(xing)碳處理(li)的(de)(de)水(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)物時，到期(qi)(qi)間(jian)A5木糖(tang)(tang)(tang)和(he)阿拉伯糖(tang)(tang)(tang)已(yi)經(jing)完全消(xiao)耗(hao)，只有當生(sheng)(sheng)(sheng)物乙(yi)醇開始(shi)消(xiao)耗(hao)時。

　　綜(zong)上所述，本(ben)研究結(jie)果表明，當活(huo)性炭用于(yu)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)嗜熱脂肪芽孢(bao)桿菌生(sheng)(sheng)(sheng)物乙醇(chun)時(shi)，P和Q p得到改善，木糖(tang)/阿(a)拉伯糖(tang)利用期間生(sheng)(sheng)(sheng)物乙醇(chun)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)的持續性更好。