活性炭如何影響乙醇生產？

　　活性炭(tan)處理如何(he)影響乙(yi)醇(chun)的(de)(de)生(sheng)產，乙(yi)醇(chun)的(de)(de)一(yi)般工藝是玉米漿，水解產品的(de)(de)生(sheng)產是污染的(de)(de)，我(wo)們研究了活性炭(tan)處理和(he)去除有毒物質的(de)(de)*佳條件，以及對(dui)乙(yi)醇(chun)生(sheng)產的(de)(de)影響。

　　由于近期作物(wu)生(sheng)(sheng)產(chan)價格上漲（如玉米、大米等），以(yi)木纖維(wei)(wei)素材料作為生(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇(chun)生(sheng)(sheng)產(chan)資源引起(qi)了極大的(de)興趣。其中(zhong)，甘蔗渣、高粱秸(jie)(jie)稈(gan)、小(xiao)麥秸(jie)(jie)稈(gan)、稻草、玉米秸(jie)(jie)稈(gan)、玉米芯(xin)和玉米殼(ke)（即玉米纖維(wei)(wei)）目前正在研究(jiu)生(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇(chun)生(sheng)(sheng)產(chan)資源。為此，研究(jiu)了其可發酵糖(tang)含量、*佳發酵工藝及其水解(jie)策略。稀硫酸(suan)溶(rong)液、磷酸(suan)或鹽通常用(yong)于生(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇(chun)發酵前的(de)水解(jie)。此外，還采用(yong)酶水解(jie)和酶和稀酸(suan)的(de)組合水解(jie)。

　　去(qu)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(dao)致(zhi)呋喃衍生物(wu)減少(shao)92%，羥甲基糠醛減少(shao)68%，酚類化合物(wu)總(zong)量減少(shao)約(yue)1%.25-0.5克/ 升(sheng)。從水解產(chan)物(wu)中去除有毒物(wu)質非常可靠的。

　　水解產物處理活性炭

　　用NaOH水(shui)解產品pH調節至(zhi)5.5后，混合100ml水(shui)解產物和10g活性炭(tan)，然后通過(guo)真空過(guo)濾去除。

　　去除酚類化合物

　　有(you)毒呋喃(nan)衍(yan)生(sheng)物(wu)(wu)(糠醛(quan)和(he)5-羥(qian)甲基糠醛(quan))和(he)酚類化合物(wu)(wu)在酸解(jie)過程中產生(sheng)，已(yi)知抑制細胞生(sheng)長(chang)和(he)乙醇(chun)生(sheng)成(cheng)。在使用20g玉米(mi)殼和(he)4%(v / v)H 2 SO 水(shui)解(jie)物(wu)(wu)制備后，我們通過活性炭去除了這些化合物(wu)(wu)。如圖4所示，該過程導致2015年總酚值.2降至153.3 mg / l，相當于總酚類化合物(wu)(wu)減少92.3%。然后用活性炭處理(li)的水(shui)解(jie)產物(wu)(wu)生(sheng)產生(sheng)物(wu)(wu)乙醇(chun)，并與未處理(li)的水(shui)解(jie)產物(wu)(wu)進行比較。

　　燒瓶培(pei)養物(wu)中嗜熱脂肪桿菌的生長曲(qu)線。

　　生(sheng)產燒瓶培養中(zhong)的生(sheng)物乙醇

　　為了探索酸(suan)水(shui)解玉米殼的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性炭處理如(ru)何影響生(sheng)物乙醇(chun)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)，我們進行了兩種(zhong)(zhong)燒瓶培養(yang)：一(yi)種(zhong)(zhong)是未(wei)處理的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)解產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)，另一(yi)種(zhong)(zhong)是活(huo)性炭處理的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)解產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)作(zuo)為酵母培養(yang)物的(de)(de)(de)(de)(de)碳源。如(ru)圖2所示，嗜(shi)糖(tang)單胞(bao)菌的(de)(de)(de)(de)(de)細胞(bao)生(sheng)長曲線在(zai)兩種(zhong)(zhong)培養(yang)基中是相似(si)的(de)(de)(de)(de)(de)，盡管(guan)當(dang)(dang)水(shui)解產(chan)(chan)(chan)物未(wei)經處理時(shi)(shi)，OD 600受中等顏色的(de)(de)(de)(de)(de)嚴重影響。但是，葡(pu)萄(tao)糖(tang)、木糖(tang)和阿拉伯(bo)糖(tang)的(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)量明顯不同(圖3)。當(dang)(dang)使(shi)(shi)(shi)用活(huo)性炭處理的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)解產(chan)(chan)(chan)物時(shi)(shi)，單糖(tang)在(zai)培養(yang)192小(xiao)時(shi)(shi)后幾乎完(wan)全(quan)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)(圖3B)，即(ji)使(shi)(shi)(shi)在(zai)培養(yang)480小(xiao)時(shi)(shi)后，當(dang)(dang)使(shi)(shi)(shi)用未(wei)處理的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)解產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)時(shi)(shi)，它們也沒有完(wan)全(quan)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)（圖3）A)。例如(ru)，當(dang)(dang)使(shi)(shi)(shi)用未(wei)處理的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)解產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)時(shi)(shi)，葡(pu)萄(tao)糖(tang)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)減慢(man)； 具體來說，葡(pu)萄(tao)糖(tang)在(zai)72小(xiao)時(shi)(shi)內完(wan)全(quan)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)，而活(huo)性炭在(zai)24小(xiao)時(shi)(shi)內完(wan)全(quan)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)。

　　熱脂肪(fang)芽孢桿菌燒瓶培養肉湯TLC分析。G，A和X分別表示葡萄(tao)糖(tang)、阿(a)拉伯糖(tang)和木糖(tang)標準產品(pin)。

　　活性(xing)炭處(chu)理對生(sheng)物乙醇生(sheng)產動力學參數的影響

　　為(wei)了評估(gu)水(shui)解(jie)產物(wu)(wu)的活性炭(tan)(tan)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理如何影響生物(wu)(wu)乙(yi)(yi)(yi)醇生產的動力(li)學參數，如表1所示(P)特定生物(wu)(wu)乙(yi)(yi)(yi)醇生產率(lv)和(he)(he)(he)特定生物(wu)(wu)乙(yi)(yi)(yi)醇生產率(lv)(Q p)。當(dang)使用(yong)活性炭(tan)(tan)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理的水(shui)解(jie)產物(wu)(wu)，在(zai)此期(qi)間NA1和(he)(he)(he)A(即(ji)(ji)葡萄糖(tang)消(xiao)耗周期(qi))p略高(gao)和(he)(he)(he)Q p未經(jing)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理的水(shui)解(jie)產物(wu)(wu)大于(yu)1.6倍。此外，當(dang)使用(yong)活性炭(tan)(tan)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理的水(shui)解(jie)產物(wu)(wu)時(shi)(shi)，在(zai)此期(qi)間NA2和(he)(he)(he)A(即(ji)(ji)木糖(tang)和(he)(he)(he)阿拉(la)伯糖(tang)的消(xiao)耗周期(qi))P和(he)(he)(he)Q p未經(jing)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理的水(shui)解(jie)產物(wu)(wu)2.4倍和(he)(he)(he)3.4倍。有趣的是，木糖(tang)和(he)(he)(he)阿拉(la)伯糖(tang)在(zai)生物(wu)(wu)乙(yi)(yi)(yi)醇中(zhong)生產活性炭(tan)(tan)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理的水(shui)解(jie)產物(wu)(wu)(A2，A3和(he)(he)(he)A4)期(qi)間繼續消(xiao)耗，使用(yong)未處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理的水(shui)解(jie)產品時(shi)(shi)，木糖(tang)和(he)(he)(he)阿拉(la)伯糖(tang)只(zhi)在(zai)NA二期(qi)開始消(xiao)費； 從那時(shi)(shi)起(qi)，生物(wu)(wu)乙(yi)(yi)(yi)醇開始與(yu)木糖(tang)和(he)(he)(he)阿拉(la)伯糖(tang)同(tong)時(shi)(shi)消(xiao)耗()NA3)。然而(er)，當(dang)使用(yong)活性碳處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理的水(shui)解(jie)產物(wu)(wu)時(shi)(shi)，到(dao)期(qi)間A5木糖(tang)和(he)(he)(he)阿拉(la)伯糖(tang)已經(jing)完全(quan)消(xiao)耗，只(zhi)有當(dang)生物(wu)(wu)乙(yi)(yi)(yi)醇開始消(xiao)耗時(shi)(shi)。

　　綜(zong)上所(suo)述(shu)，本研究結果表明，當(dang)活性炭用于生(sheng)產嗜熱脂(zhi)肪(fang)芽(ya)孢桿菌生(sheng)物乙醇時，P和Q p得到改(gai)善(shan)，木糖(tang)(tang)/阿拉伯糖(tang)(tang)利用期間(jian)生(sheng)物乙醇生(sheng)產的(de)持(chi)續性更好(hao)。