活(huo)性炭如(ru)何影(ying)響乙醇(chun)生產？

　　活(huo)性(xing)炭處理如何影響乙醇(chun)的(de)生(sheng)產(chan)(chan)，乙醇(chun)的(de)一般工藝(yi)是(shi)玉米漿，水解(jie)產(chan)(chan)品的(de)生(sheng)產(chan)(chan)是(shi)污染的(de)，我們研究(jiu)了活(huo)性(xing)炭處理和(he)去(qu)除有(you)毒(du)物質(zhi)的(de)*佳(jia)條件，以及對(dui)乙醇(chun)生(sheng)產(chan)(chan)的(de)影響。

　　由于近期作(zuo)物(wu)生(sheng)(sheng)產(chan)價格上漲（如玉(yu)(yu)米(mi)、大(da)米(mi)等），以木(mu)纖維(wei)素材料(liao)作(zuo)為(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)產(chan)資源引起了極大(da)的興趣。其(qi)中，甘(gan)蔗渣、高粱秸稈、小麥(mai)秸稈、稻(dao)草(cao)、玉(yu)(yu)米(mi)秸稈、玉(yu)(yu)米(mi)芯和(he)玉(yu)(yu)米(mi)殼（即玉(yu)(yu)米(mi)纖維(wei)）目前正在研究生(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)產(chan)資源。為(wei)此，研究了其(qi)可(ke)發酵糖含量、*佳發酵工藝(yi)及其(qi)水解(jie)策略(lve)。稀硫酸(suan)溶液、磷酸(suan)或鹽(yan)通(tong)常(chang)用于生(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇發酵前的水解(jie)。此外，還(huan)采(cai)用酶水解(jie)和(he)酶和(he)稀酸(suan)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(li)導致呋喃衍生物(wu)減少92%，羥甲基糠(kang)醛減少68%，酚類化合物(wu)總量減少約1%.25-0.5克/ 升。從(cong)水解產物(wu)中去除(chu)有(you)毒(du)物(wu)質非常(chang)可靠的。

　　水解產物處理活性炭

　　用(yong)NaOH水(shui)解(jie)產(chan)品pH調(diao)節(jie)至(zhi)5.5后，混合100ml水(shui)解(jie)產(chan)物(wu)和10g活性炭，然后通過真空過濾(lv)去除。

　　去除酚類化合物

　　有毒呋喃衍生物(糠醛(quan)和(he)(he)5-羥甲基糠醛(quan))和(he)(he)酚類(lei)化(hua)合(he)物在(zai)酸解過(guo)程(cheng)中產生，已知(zhi)抑制細胞生長和(he)(he)乙(yi)醇生成。在(zai)使(shi)用(yong)20g玉米殼和(he)(he)4%(v / v)H 2 SO 水(shui)解物制備(bei)后，我們通過(guo)活(huo)性炭(tan)去除了這些化(hua)合(he)物。如圖4所示(shi)，該過(guo)程(cheng)導(dao)致2015年總酚值(zhi).2降至153.3 mg / l，相當于總酚類(lei)化(hua)合(he)物減少92.3%。然后用(yong)活(huo)性炭(tan)處理的水(shui)解產物生產生物乙(yi)醇，并與(yu)未(wei)處理的水(shui)解產物進行比較。

　　燒瓶培養(yang)物中嗜(shi)熱脂肪(fang)桿菌的生長曲線。

　　生產燒瓶培養中的生物乙醇

　　為了探索酸水解玉米殼的(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)處理(li)(li)(li)如(ru)何影響(xiang)生物乙醇(chun)的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)，我們(men)(men)進行了兩(liang)種燒瓶培(pei)(pei)養：一種是(shi)未處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)水解產(chan)品(pin)，另一種是(shi)活性(xing)炭(tan)處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)水解產(chan)品(pin)作為酵母培(pei)(pei)養物的(de)(de)(de)(de)(de)碳源。如(ru)圖2所示，嗜(shi)糖(tang)(tang)(tang)單(dan)胞菌的(de)(de)(de)(de)(de)細胞生長曲線在(zai)兩(liang)種培(pei)(pei)養基中是(shi)相似的(de)(de)(de)(de)(de)，盡管(guan)當(dang)(dang)水解產(chan)物未經處理(li)(li)(li)時(shi)，OD 600受中等顏色的(de)(de)(de)(de)(de)嚴重(zhong)影響(xiang)。但是(shi)，葡(pu)萄(tao)糖(tang)(tang)(tang)、木(mu)糖(tang)(tang)(tang)和阿(a)拉(la)伯糖(tang)(tang)(tang)的(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)耗(hao)(hao)量明顯不同(圖3)。當(dang)(dang)使用(yong)活性(xing)炭(tan)處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)水解產(chan)物時(shi)，單(dan)糖(tang)(tang)(tang)在(zai)培(pei)(pei)養192小(xiao)(xiao)時(shi)后(hou)幾乎完(wan)(wan)全(quan)消(xiao)耗(hao)(hao)(圖3B)，即使在(zai)培(pei)(pei)養480小(xiao)(xiao)時(shi)后(hou)，當(dang)(dang)使用(yong)未處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)水解產(chan)品(pin)時(shi)，它(ta)們(men)(men)也沒有完(wan)(wan)全(quan)消(xiao)耗(hao)(hao)（圖3）A)。例(li)如(ru)，當(dang)(dang)使用(yong)未處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)水解產(chan)品(pin)時(shi)，葡(pu)萄(tao)糖(tang)(tang)(tang)消(xiao)耗(hao)(hao)減慢； 具體來說(shuo)，葡(pu)萄(tao)糖(tang)(tang)(tang)在(zai)72小(xiao)(xiao)時(shi)內完(wan)(wan)全(quan)消(xiao)耗(hao)(hao)，而活性(xing)炭(tan)在(zai)24小(xiao)(xiao)時(shi)內完(wan)(wan)全(quan)消(xiao)耗(hao)(hao)。

　　熱(re)脂肪芽(ya)孢桿菌燒瓶培養肉湯TLC分析。G，A和X分別(bie)表示(shi)葡萄(tao)糖、阿拉伯糖和木(mu)糖標準(zhun)產品。

　　活性(xing)炭處理對生物乙醇生產動力學(xue)參數的(de)影響

　　為了(le)評(ping)估(gu)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)活性炭處(chu)理(li)(li)如(ru)何(he)影響生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)(de)動力(li)學參數(shu)，如(ru)表1所示(P)特(te)(te)定生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)率和(he)(he)(he)特(te)(te)定生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)率(Q p)。當使(shi)用(yong)活性炭處(chu)理(li)(li)的(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)，在(zai)(zai)此期(qi)間(jian)NA1和(he)(he)(he)A(即葡萄糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)消耗(hao)(hao)周(zhou)(zhou)期(qi))p略(lve)高(gao)和(he)(he)(he)Q p未(wei)經處(chu)理(li)(li)的(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)大(da)于(yu)1.6倍。此外，當使(shi)用(yong)活性炭處(chu)理(li)(li)的(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)時(shi)，在(zai)(zai)此期(qi)間(jian)NA2和(he)(he)(he)A(即木糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)和(he)(he)(he)阿(a)拉(la)(la)伯糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)的(de)(de)消耗(hao)(hao)周(zhou)(zhou)期(qi))P和(he)(he)(he)Q p未(wei)經處(chu)理(li)(li)的(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)2.4倍和(he)(he)(he)3.4倍。有(you)(you)趣的(de)(de)是，木糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)和(he)(he)(he)阿(a)拉(la)(la)伯糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)在(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇中生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)活性炭處(chu)理(li)(li)的(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(A2，A3和(he)(he)(he)A4)期(qi)間(jian)繼續(xu)消耗(hao)(hao)，使(shi)用(yong)未(wei)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)品時(shi)，木糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)和(he)(he)(he)阿(a)拉(la)(la)伯糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)只在(zai)(zai)NA二期(qi)開始(shi)消費； 從那時(shi)起，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇開始(shi)與木糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)和(he)(he)(he)阿(a)拉(la)(la)伯糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)同時(shi)消耗(hao)(hao)()NA3)。然而，當使(shi)用(yong)活性碳處(chu)理(li)(li)的(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)時(shi)，到期(qi)間(jian)A5木糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)和(he)(he)(he)阿(a)拉(la)(la)伯糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)已經完全消耗(hao)(hao)，只有(you)(you)當生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇開始(shi)消耗(hao)(hao)時(shi)。

　　綜上所述(shu)，本研究(jiu)結(jie)果表明，當活(huo)性炭用于生產嗜熱脂肪(fang)芽孢(bao)桿菌生物(wu)乙(yi)醇(chun)時，P和Q p得到改善，木(mu)糖(tang)/阿拉伯糖(tang)利(li)用期間生物(wu)乙(yi)醇(chun)生產的持(chi)續性更好。