活(huo)性炭如何影響乙醇生產？

　　活性(xing)炭處理如何(he)影響乙醇(chun)的生產，乙醇(chun)的一般工藝(yi)是玉米漿(jiang)，水解產品(pin)的生產是污(wu)染的，我們研究了活性(xing)炭處理和去除(chu)有毒物質(zhi)的*佳條件(jian)，以及對乙醇(chun)生產的影響。

　　由(you)于近期(qi)作物(wu)生(sheng)產價(jia)格上漲（如(ru)玉(yu)米(mi)、大米(mi)等），以木纖維素材料(liao)作為生(sheng)物(wu)乙醇(chun)生(sheng)產資(zi)源(yuan)(yuan)引起了極大的(de)(de)興趣。其中，甘(gan)蔗渣、高(gao)粱秸(jie)(jie)稈(gan)、小(xiao)麥秸(jie)(jie)稈(gan)、稻草、玉(yu)米(mi)秸(jie)(jie)稈(gan)、玉(yu)米(mi)芯和玉(yu)米(mi)殼（即玉(yu)米(mi)纖維）目前(qian)(qian)正(zheng)在研(yan)究生(sheng)物(wu)乙醇(chun)生(sheng)產資(zi)源(yuan)(yuan)。為此(ci)，研(yan)究了其可發酵(jiao)(jiao)糖含量、*佳發酵(jiao)(jiao)工(gong)藝(yi)及其水解策略。稀(xi)硫酸溶(rong)液、磷酸或鹽通常用(yong)于生(sheng)物(wu)乙醇(chun)發酵(jiao)(jiao)前(qian)(qian)的(de)(de)水解。此(ci)外，還采用(yong)酶水解和酶和稀(xi)酸的(de)(de)組合水解。

　　去除(chu)酚類化合物(wu)(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)致呋喃(nan)衍(yan)生物(wu)(wu)減少(shao)92%，羥甲基(ji)糠醛(quan)減少(shao)68%，酚類化合物(wu)(wu)總量減少(shao)約1%.25-0.5克/ 升(sheng)。從水解(jie)產物(wu)(wu)中去除有毒物(wu)(wu)質(zhi)非常可靠的。

　　水解產物處理活性炭

　　用NaOH水解產品pH調(diao)節至5.5后，混合100ml水解產物和10g活性炭，然(ran)后通過(guo)(guo)真空過(guo)(guo)濾去除。

　　去除酚類化合物

　　有毒呋喃衍(yan)生(sheng)(sheng)物(wu)(糠醛和5-羥甲基糠醛)和酚(fen)(fen)類化合(he)物(wu)在酸(suan)解過(guo)程(cheng)中產(chan)生(sheng)(sheng)，已知抑(yi)制細胞(bao)生(sheng)(sheng)長和乙(yi)醇(chun)(chun)生(sheng)(sheng)成。在使用20g玉米殼和4%(v / v)H 2 SO 水(shui)解物(wu)制備后(hou)(hou)，我們通(tong)過(guo)活性(xing)炭(tan)去(qu)除了這些(xie)化合(he)物(wu)。如圖(tu)4所示，該過(guo)程(cheng)導致(zhi)2015年總(zong)酚(fen)(fen)值(zhi).2降至153.3 mg / l，相(xiang)當于總(zong)酚(fen)(fen)類化合(he)物(wu)減少92.3%。然后(hou)(hou)用活性(xing)炭(tan)處理的水(shui)解產(chan)物(wu)生(sheng)(sheng)產(chan)生(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇(chun)(chun)，并與未處理的水(shui)解產(chan)物(wu)進行比較。

　　燒瓶培養物中嗜熱(re)脂(zhi)肪桿菌的(de)生長曲線。

　　生(sheng)產燒(shao)瓶培養中的(de)生(sheng)物乙醇

　　為(wei)了(le)探(tan)索酸水解(jie)(jie)玉米殼的(de)(de)(de)活(huo)性炭處理(li)如(ru)何影(ying)響生物(wu)(wu)乙醇的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)(chan)，我們(men)進行(xing)了(le)兩種(zhong)(zhong)(zhong)燒瓶培(pei)(pei)養(yang)：一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)是(shi)未處理(li)的(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)品，另一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)是(shi)活(huo)性炭處理(li)的(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)品作為(wei)酵母(mu)培(pei)(pei)養(yang)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)碳源。如(ru)圖2所示(shi)，嗜糖(tang)單(dan)胞菌的(de)(de)(de)細胞生長曲線(xian)在兩種(zhong)(zhong)(zhong)培(pei)(pei)養(yang)基中是(shi)相(xiang)似的(de)(de)(de)，盡管當水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)未經處理(li)時(shi)，OD 600受中等顏(yan)色的(de)(de)(de)嚴重(zhong)影(ying)響。但是(shi)，葡萄糖(tang)、木糖(tang)和阿拉伯糖(tang)的(de)(de)(de)消(xiao)耗(hao)(hao)量明顯不同(圖3)。當使(shi)用(yong)活(huo)性炭處理(li)的(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)時(shi)，單(dan)糖(tang)在培(pei)(pei)養(yang)192小(xiao)(xiao)時(shi)后幾(ji)乎完(wan)(wan)全消(xiao)耗(hao)(hao)(圖3B)，即使(shi)在培(pei)(pei)養(yang)480小(xiao)(xiao)時(shi)后，當使(shi)用(yong)未處理(li)的(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)品時(shi)，它(ta)們(men)也沒有完(wan)(wan)全消(xiao)耗(hao)(hao)（圖3）A)。例如(ru)，當使(shi)用(yong)未處理(li)的(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)品時(shi)，葡萄糖(tang)消(xiao)耗(hao)(hao)減(jian)慢(man)； 具體來說，葡萄糖(tang)在72小(xiao)(xiao)時(shi)內完(wan)(wan)全消(xiao)耗(hao)(hao)，而活(huo)性炭在24小(xiao)(xiao)時(shi)內完(wan)(wan)全消(xiao)耗(hao)(hao)。

　　熱(re)脂(zhi)肪芽孢(bao)桿菌燒瓶(ping)培養肉(rou)湯TLC分析。G，A和(he)X分別表示葡萄糖(tang)、阿(a)拉伯糖(tang)和(he)木糖(tang)標準產(chan)品(pin)。

　　活性炭處理對生物(wu)乙醇生產動力學參數(shu)的影響

　　為了評估(gu)水(shui)(shui)解產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)處(chu)理(li)(li)(li)如何(he)影響生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)乙醇(chun)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)的動力(li)學參數，如表1所示(P)特定(ding)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)乙醇(chun)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)率(lv)和(he)(he)(he)特定(ding)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)乙醇(chun)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)率(lv)(Q p)。當使(shi)用(yong)(yong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)處(chu)理(li)(li)(li)的水(shui)(shui)解產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)，在(zai)此(ci)(ci)期(qi)間NA1和(he)(he)(he)A(即葡萄糖消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)周(zhou)期(qi))p略高和(he)(he)(he)Q p未經(jing)處(chu)理(li)(li)(li)的水(shui)(shui)解產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)大于1.6倍。此(ci)(ci)外，當使(shi)用(yong)(yong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)處(chu)理(li)(li)(li)的水(shui)(shui)解產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)時(shi)(shi)(shi)，在(zai)此(ci)(ci)期(qi)間NA2和(he)(he)(he)A(即木(mu)糖和(he)(he)(he)阿(a)拉伯糖的消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)周(zhou)期(qi))P和(he)(he)(he)Q p未經(jing)處(chu)理(li)(li)(li)的水(shui)(shui)解產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)2.4倍和(he)(he)(he)3.4倍。有趣的是，木(mu)糖和(he)(he)(he)阿(a)拉伯糖在(zai)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)乙醇(chun)中生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)處(chu)理(li)(li)(li)的水(shui)(shui)解產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(A2，A3和(he)(he)(he)A4)期(qi)間繼續消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)，使(shi)用(yong)(yong)未處(chu)理(li)(li)(li)的水(shui)(shui)解產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)時(shi)(shi)(shi)，木(mu)糖和(he)(he)(he)阿(a)拉伯糖只(zhi)在(zai)NA二期(qi)開始(shi)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)費； 從那時(shi)(shi)(shi)起，生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)乙醇(chun)開始(shi)與木(mu)糖和(he)(he)(he)阿(a)拉伯糖同時(shi)(shi)(shi)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)()NA3)。然而，當使(shi)用(yong)(yong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)碳處(chu)理(li)(li)(li)的水(shui)(shui)解產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)時(shi)(shi)(shi)，到期(qi)間A5木(mu)糖和(he)(he)(he)阿(a)拉伯糖已經(jing)完全消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)，只(zhi)有當生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)乙醇(chun)開始(shi)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)時(shi)(shi)(shi)。

　　綜上所述，本研(yan)究結果表明，當活性炭用(yong)于生(sheng)(sheng)產嗜熱脂肪芽孢桿(gan)菌生(sheng)(sheng)物乙(yi)醇時，P和(he)Q p得到改善，木糖(tang)/阿拉伯糖(tang)利用(yong)期(qi)間生(sheng)(sheng)物乙(yi)醇生(sheng)(sheng)產的持續性更好。