活性(xing)炭如何影響(xiang)乙(yi)醇(chun)生產？

　　活(huo)性(xing)炭處(chu)理(li)如何影響乙(yi)醇的生(sheng)產，乙(yi)醇的一(yi)般工藝是(shi)玉(yu)米漿，水解產品(pin)的生(sheng)產是(shi)污染的，我們研究(jiu)了活(huo)性(xing)炭處(chu)理(li)和去(qu)除(chu)有毒物質的*佳(jia)條件(jian)，以及對乙(yi)醇生(sheng)產的影響。

　　由于(yu)(yu)近期作(zuo)(zuo)物(wu)生(sheng)產(chan)價格上漲(zhang)（如玉(yu)米(mi)(mi)(mi)(mi)、大米(mi)(mi)(mi)(mi)等），以木纖維素材(cai)料作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)生(sheng)物(wu)乙醇生(sheng)產(chan)資源引起(qi)了極大的(de)興趣。其(qi)中，甘(gan)蔗渣、高粱秸(jie)稈、小麥秸(jie)稈、稻草、玉(yu)米(mi)(mi)(mi)(mi)秸(jie)稈、玉(yu)米(mi)(mi)(mi)(mi)芯和玉(yu)米(mi)(mi)(mi)(mi)殼（即玉(yu)米(mi)(mi)(mi)(mi)纖維）目前正在研究(jiu)生(sheng)物(wu)乙醇生(sheng)產(chan)資源。為(wei)(wei)此，研究(jiu)了其(qi)可發酵糖含量、*佳發酵工(gong)藝及其(qi)水(shui)解(jie)策略。稀硫酸(suan)溶(rong)液(ye)、磷酸(suan)或鹽通常用于(yu)(yu)生(sheng)物(wu)乙醇發酵前的(de)水(shui)解(jie)。此外，還采用酶水(shui)解(jie)和酶和稀酸(suan)的(de)組合水(shui)解(jie)。

　　去除酚類化(hua)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(fu)喃(nan)衍生物(wu)(wu)減少92%，羥甲基糠醛減少68%，酚類化合物(wu)(wu)總量減少約(yue)1%.25-0.5克/ 升。從水解產物(wu)(wu)中去(qu)除(chu)有毒物(wu)(wu)質非(fei)常可(ke)靠的。

　　水解產物處理活性炭

　　用NaOH水解產(chan)品pH調節至(zhi)5.5后(hou)，混合100ml水解產(chan)物和10g活性(xing)炭，然后(hou)通過真空過濾去除(chu)。

　　去除酚類化合物

　　有毒呋(fu)喃衍生(sheng)物(wu)(糠醛和(he)(he)5-羥甲(jia)基糠醛)和(he)(he)酚類化(hua)合物(wu)在酸解過(guo)(guo)程中產生(sheng)，已(yi)知抑(yi)制細胞(bao)生(sheng)長和(he)(he)乙醇生(sheng)成。在使用(yong)20g玉米殼(ke)和(he)(he)4%(v / v)H 2 SO 水(shui)解物(wu)制備后(hou)，我們通過(guo)(guo)活(huo)性炭去(qu)除了這些化(hua)合物(wu)。如圖(tu)4所示，該過(guo)(guo)程導(dao)致2015年總酚值.2降(jiang)至153.3 mg / l，相(xiang)當于(yu)總酚類化(hua)合物(wu)減少92.3%。然后(hou)用(yong)活(huo)性炭處(chu)理的(de)水(shui)解產物(wu)生(sheng)產生(sheng)物(wu)乙醇，并與未處(chu)理的(de)水(shui)解產物(wu)進行比較。

　　燒(shao)瓶培養(yang)物中嗜熱脂肪桿菌的生長曲線。

　　生(sheng)產燒瓶(ping)培養中(zhong)的(de)生(sheng)物乙醇

　　為了探索酸水解(jie)玉米殼的活(huo)性炭(tan)(tan)處理(li)(li)(li)如何影響(xiang)生(sheng)物乙醇的生(sheng)產(chan)(chan)(chan)，我們進行了兩(liang)種(zhong)燒(shao)瓶(ping)培(pei)(pei)養：一種(zhong)是未處理(li)(li)(li)的水解(jie)產(chan)(chan)(chan)品，另一種(zhong)是活(huo)性炭(tan)(tan)處理(li)(li)(li)的水解(jie)產(chan)(chan)(chan)品作為酵(jiao)母(mu)培(pei)(pei)養物的碳源。如圖(tu)2所示(shi)，嗜糖(tang)單(dan)胞(bao)菌的細(xi)胞(bao)生(sheng)長曲線在(zai)兩(liang)種(zhong)培(pei)(pei)養基中是相(xiang)似(si)的，盡(jin)管當(dang)(dang)水解(jie)產(chan)(chan)(chan)物未經處理(li)(li)(li)時(shi)，OD 600受中等顏色的嚴重(zhong)影響(xiang)。但是，葡(pu)萄(tao)糖(tang)、木糖(tang)和阿拉伯糖(tang)的消(xiao)(xiao)耗(hao)量明顯(xian)不同(圖(tu)3)。當(dang)(dang)使用活(huo)性炭(tan)(tan)處理(li)(li)(li)的水解(jie)產(chan)(chan)(chan)物時(shi)，單(dan)糖(tang)在(zai)培(pei)(pei)養192小(xiao)時(shi)后(hou)幾乎完全(quan)消(xiao)(xiao)耗(hao)(圖(tu)3B)，即使在(zai)培(pei)(pei)養480小(xiao)時(shi)后(hou)，當(dang)(dang)使用未處理(li)(li)(li)的水解(jie)產(chan)(chan)(chan)品時(shi)，它們也沒(mei)有完全(quan)消(xiao)(xiao)耗(hao)（圖(tu)3）A)。例如，當(dang)(dang)使用未處理(li)(li)(li)的水解(jie)產(chan)(chan)(chan)品時(shi)，葡(pu)萄(tao)糖(tang)消(xiao)(xiao)耗(hao)減(jian)慢； 具體(ti)來說，葡(pu)萄(tao)糖(tang)在(zai)72小(xiao)時(shi)內完全(quan)消(xiao)(xiao)耗(hao)，而活(huo)性炭(tan)(tan)在(zai)24小(xiao)時(shi)內完全(quan)消(xiao)(xiao)耗(hao)。

　　熱脂(zhi)肪芽孢桿(gan)菌燒瓶培養肉湯TLC分析。G，A和X分別表示葡萄糖、阿拉伯糖和木糖標準產品。

　　活性炭處理對生物乙醇生產(chan)動力(li)學參數的(de)影響

　　為了(le)評估(gu)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性炭處(chu)理(li)(li)如何影響(xiang)生(sheng)物(wu)(wu)乙醇(chun)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)動力學參數(shu)，如表1所(suo)示(P)特(te)定(ding)生(sheng)物(wu)(wu)乙醇(chun)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)率和(he)(he)特(te)定(ding)生(sheng)物(wu)(wu)乙醇(chun)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)率(Q p)。當(dang)使用活(huo)性炭處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)，在(zai)此(ci)期(qi)間NA1和(he)(he)A(即(ji)葡(pu)萄糖消耗(hao)周(zhou)期(qi))p略高(gao)和(he)(he)Q p未(wei)經處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)大于1.6倍。此(ci)外，當(dang)使用活(huo)性炭處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)時(shi)(shi)，在(zai)此(ci)期(qi)間NA2和(he)(he)A(即(ji)木(mu)糖和(he)(he)阿(a)拉(la)伯(bo)(bo)糖的(de)(de)(de)(de)(de)(de)消耗(hao)周(zhou)期(qi))P和(he)(he)Q p未(wei)經處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)2.4倍和(he)(he)3.4倍。有趣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是，木(mu)糖和(he)(he)阿(a)拉(la)伯(bo)(bo)糖在(zai)生(sheng)物(wu)(wu)乙醇(chun)中生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)活(huo)性炭處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(A2，A3和(he)(he)A4)期(qi)間繼續(xu)消耗(hao)，使用未(wei)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)品時(shi)(shi)，木(mu)糖和(he)(he)阿(a)拉(la)伯(bo)(bo)糖只(zhi)在(zai)NA二期(qi)開始消費； 從那(nei)時(shi)(shi)起，生(sheng)物(wu)(wu)乙醇(chun)開始與木(mu)糖和(he)(he)阿(a)拉(la)伯(bo)(bo)糖同時(shi)(shi)消耗(hao)()NA3)。然而，當(dang)使用活(huo)性碳處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)時(shi)(shi)，到期(qi)間A5木(mu)糖和(he)(he)阿(a)拉(la)伯(bo)(bo)糖已經完(wan)全消耗(hao)，只(zhi)有當(dang)生(sheng)物(wu)(wu)乙醇(chun)開始消耗(hao)時(shi)(shi)。

　　綜上所述，本研(yan)究結(jie)果表明，當(dang)活(huo)性炭用于生(sheng)產嗜(shi)熱脂肪(fang)芽(ya)孢(bao)桿菌生(sheng)物(wu)乙醇時，P和Q p得到(dao)改善，木糖/阿(a)拉(la)伯(bo)糖利用期(qi)間(jian)生(sheng)物(wu)乙醇生(sheng)產的(de)持續性更好。