活性炭(tan)如何影響(xiang)乙(yi)醇生產？

　　活性(xing)炭處理(li)如何影響(xiang)乙(yi)醇(chun)的(de)生(sheng)產(chan)，乙(yi)醇(chun)的(de)一般工藝是玉米(mi)漿，水解產(chan)品的(de)生(sheng)產(chan)是污染的(de)，我們研究了活性(xing)炭處理(li)和去除有(you)毒物質的(de)*佳條件，以及對乙(yi)醇(chun)生(sheng)產(chan)的(de)影響(xiang)。

　　由于近期作物(wu)生(sheng)產價格上漲（如玉(yu)(yu)(yu)(yu)米(mi)(mi)、大米(mi)(mi)等），以木纖維素(su)材料作為生(sheng)物(wu)乙醇生(sheng)產資(zi)源引(yin)起(qi)了極大的興(xing)趣。其中，甘(gan)蔗渣、高粱(liang)秸稈、小麥秸稈、稻草、玉(yu)(yu)(yu)(yu)米(mi)(mi)秸稈、玉(yu)(yu)(yu)(yu)米(mi)(mi)芯和(he)玉(yu)(yu)(yu)(yu)米(mi)(mi)殼（即玉(yu)(yu)(yu)(yu)米(mi)(mi)纖維）目前正(zheng)在研(yan)究(jiu)生(sheng)物(wu)乙醇生(sheng)產資(zi)源。為此，研(yan)究(jiu)了其可發(fa)酵(jiao)糖含量、*佳發(fa)酵(jiao)工藝及其水(shui)解(jie)策(ce)略。稀硫酸溶液、磷酸或鹽通常用(yong)于生(sheng)物(wu)乙醇發(fa)酵(jiao)前的水(shui)解(jie)。此外，還采用(yong)酶水(shui)解(jie)和(he)酶和(he)稀酸的組合(he)水(shui)解(jie)。

　　去除酚類(lei)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(chu)理導致呋(fu)喃衍生(sheng)物(wu)(wu)(wu)減(jian)少(shao)92%，羥甲基糠醛減(jian)少(shao)68%，酚類化合物(wu)(wu)(wu)總(zong)量(liang)減(jian)少(shao)約1%.25-0.5克/ 升(sheng)。從(cong)水解產物(wu)(wu)(wu)中(zhong)去除有(you)毒(du)物(wu)(wu)(wu)質非(fei)常可靠的。

　　水解產物處理活性炭

　　用NaOH水(shui)解產品(pin)pH調(diao)節(jie)至(zhi)5.5后(hou)，混合100ml水(shui)解產物和10g活性炭(tan)，然后(hou)通過真空過濾(lv)去除(chu)。

　　去除酚類化合物

　　有毒呋(fu)喃衍生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(糠醛和(he)(he)(he)5-羥甲基糠醛)和(he)(he)(he)酚類化合(he)物(wu)(wu)在酸解過程中產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)，已知(zhi)抑(yi)制(zhi)細(xi)胞生(sheng)(sheng)長和(he)(he)(he)乙(yi)醇(chun)生(sheng)(sheng)成。在使用(yong)20g玉米殼和(he)(he)(he)4%(v / v)H 2 SO 水(shui)解物(wu)(wu)制(zhi)備后，我們通過活(huo)性炭去除了這些化合(he)物(wu)(wu)。如圖4所示，該過程導致2015年(nian)總(zong)酚值(zhi).2降至153.3 mg / l，相當(dang)于總(zong)酚類化合(he)物(wu)(wu)減少(shao)92.3%。然(ran)后用(yong)活(huo)性炭處(chu)理的(de)(de)水(shui)解產(chan)(chan)物(wu)(wu)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)醇(chun)，并與未(wei)處(chu)理的(de)(de)水(shui)解產(chan)(chan)物(wu)(wu)進行比較。

　　燒瓶(ping)培養物中(zhong)嗜熱脂肪桿菌的生(sheng)長曲線。

　　生產燒瓶培(pei)養中的生物乙醇

　　為了探(tan)索酸水(shui)(shui)解(jie)玉米殼的(de)活性炭處理(li)(li)如何影響生(sheng)物(wu)乙醇(chun)的(de)生(sheng)產，我們進(jin)行(xing)了兩種(zhong)燒瓶培(pei)養：一種(zhong)是未處理(li)(li)的(de)水(shui)(shui)解(jie)產品(pin)，另一種(zhong)是活性炭處理(li)(li)的(de)水(shui)(shui)解(jie)產品(pin)作為酵母培(pei)養物(wu)的(de)碳源(yuan)。如圖(tu)2所示，嗜糖(tang)(tang)單胞(bao)菌的(de)細胞(bao)生(sheng)長曲線(xian)在(zai)(zai)兩種(zhong)培(pei)養基中是相(xiang)似的(de)，盡管當(dang)水(shui)(shui)解(jie)產物(wu)未經處理(li)(li)時(shi)，OD 600受中等顏色的(de)嚴重影響。但(dan)是，葡(pu)萄糖(tang)(tang)、木糖(tang)(tang)和阿拉伯(bo)糖(tang)(tang)的(de)消(xiao)耗(hao)(hao)量明顯不同(圖(tu)3)。當(dang)使(shi)用(yong)活性炭處理(li)(li)的(de)水(shui)(shui)解(jie)產物(wu)時(shi)，單糖(tang)(tang)在(zai)(zai)培(pei)養192小(xiao)時(shi)后(hou)幾乎(hu)完全消(xiao)耗(hao)(hao)(圖(tu)3B)，即使(shi)在(zai)(zai)培(pei)養480小(xiao)時(shi)后(hou)，當(dang)使(shi)用(yong)未處理(li)(li)的(de)水(shui)(shui)解(jie)產品(pin)時(shi)，它們也沒有完全消(xiao)耗(hao)(hao)（圖(tu)3）A)。例如，當(dang)使(shi)用(yong)未處理(li)(li)的(de)水(shui)(shui)解(jie)產品(pin)時(shi)，葡(pu)萄糖(tang)(tang)消(xiao)耗(hao)(hao)減慢； 具體來說，葡(pu)萄糖(tang)(tang)在(zai)(zai)72小(xiao)時(shi)內(nei)(nei)完全消(xiao)耗(hao)(hao)，而(er)活性炭在(zai)(zai)24小(xiao)時(shi)內(nei)(nei)完全消(xiao)耗(hao)(hao)。

　　熱脂肪芽孢桿(gan)菌燒(shao)瓶培養肉湯TLC分析。G，A和X分別表示葡萄糖(tang)(tang)、阿拉(la)伯(bo)糖(tang)(tang)和木糖(tang)(tang)標準(zhun)產(chan)品。

　　活性(xing)炭處理對(dui)生(sheng)物乙(yi)醇生(sheng)產動力學(xue)參數的影響

　　為了(le)評估水(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)活(huo)性炭(tan)處(chu)(chu)理如何影響生物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇生產(chan)(chan)的(de)(de)動力(li)學參數，如表(biao)1所示(P)特定生物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇生產(chan)(chan)率和(he)(he)特定生物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇生產(chan)(chan)率(Q p)。當(dang)使(shi)用(yong)活(huo)性炭(tan)處(chu)(chu)理的(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)，在(zai)此期間(jian)NA1和(he)(he)A(即(ji)葡(pu)萄糖(tang)(tang)(tang)(tang)消耗(hao)(hao)周期)p略(lve)高和(he)(he)Q p未經(jing)處(chu)(chu)理的(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)大于1.6倍。此外，當(dang)使(shi)用(yong)活(huo)性炭(tan)處(chu)(chu)理的(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)時，在(zai)此期間(jian)NA2和(he)(he)A(即(ji)木(mu)糖(tang)(tang)(tang)(tang)和(he)(he)阿拉(la)伯糖(tang)(tang)(tang)(tang)的(de)(de)消耗(hao)(hao)周期)P和(he)(he)Q p未經(jing)處(chu)(chu)理的(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)2.4倍和(he)(he)3.4倍。有(you)(you)趣的(de)(de)是，木(mu)糖(tang)(tang)(tang)(tang)和(he)(he)阿拉(la)伯糖(tang)(tang)(tang)(tang)在(zai)生物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇中(zhong)生產(chan)(chan)活(huo)性炭(tan)處(chu)(chu)理的(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(A2，A3和(he)(he)A4)期間(jian)繼續消耗(hao)(hao)，使(shi)用(yong)未處(chu)(chu)理的(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)品時，木(mu)糖(tang)(tang)(tang)(tang)和(he)(he)阿拉(la)伯糖(tang)(tang)(tang)(tang)只在(zai)NA二期開(kai)始(shi)消費； 從那時起，生物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇開(kai)始(shi)與木(mu)糖(tang)(tang)(tang)(tang)和(he)(he)阿拉(la)伯糖(tang)(tang)(tang)(tang)同時消耗(hao)(hao)()NA3)。然而，當(dang)使(shi)用(yong)活(huo)性碳處(chu)(chu)理的(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)時，到期間(jian)A5木(mu)糖(tang)(tang)(tang)(tang)和(he)(he)阿拉(la)伯糖(tang)(tang)(tang)(tang)已經(jing)完全消耗(hao)(hao)，只有(you)(you)當(dang)生物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇開(kai)始(shi)消耗(hao)(hao)時。

　　綜(zong)上(shang)所述，本研(yan)究結(jie)果表明，當活性炭用(yong)于生(sheng)產嗜熱(re)脂肪芽孢(bao)桿菌生(sheng)物乙醇(chun)時(shi)，P和Q p得(de)到改(gai)善，木(mu)糖/阿(a)拉(la)伯糖利(li)用(yong)期間生(sheng)物乙醇(chun)生(sheng)產的持續性更(geng)好。