活(huo)性(xing)炭(tan)如何影響(xiang)乙醇生產(chan)？

　　活(huo)性炭處理如何(he)影響(xiang)乙醇的生(sheng)產(chan)，乙醇的一般工藝是(shi)(shi)玉米漿，水解(jie)產(chan)品的生(sheng)產(chan)是(shi)(shi)污染(ran)的，我們研究了活(huo)性炭處理和(he)去除有毒物質的*佳條件，以及對乙醇生(sheng)產(chan)的影響(xiang)。

　　由(you)于近期作物(wu)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)價格(ge)上漲（如玉(yu)米(mi)、大(da)米(mi)等），以木纖維素材(cai)料作為生(sheng)(sheng)物(wu)乙醇(chun)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)資源(yuan)引起了極(ji)大(da)的(de)興趣。其(qi)中，甘蔗(zhe)渣(zha)、高粱秸稈、小麥秸稈、稻草、玉(yu)米(mi)秸稈、玉(yu)米(mi)芯和(he)(he)(he)玉(yu)米(mi)殼（即玉(yu)米(mi)纖維）目前正在研究生(sheng)(sheng)物(wu)乙醇(chun)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)資源(yuan)。為此(ci)，研究了其(qi)可發酵糖(tang)含量、*佳發酵工藝(yi)及(ji)其(qi)水解(jie)策(ce)略。稀硫(liu)酸溶液、磷酸或(huo)鹽通常用(yong)于生(sheng)(sheng)物(wu)乙醇(chun)發酵前的(de)水解(jie)。此(ci)外，還采(cai)用(yong)酶水解(jie)和(he)(he)(he)酶和(he)(he)(he)稀酸的(de)組合(he)水解(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(dao)致呋喃(nan)衍生物減少(shao)92%，羥甲基(ji)糠(kang)醛減少(shao)68%，酚類化合物總量減少(shao)約1%.25-0.5克/ 升(sheng)。從水解產物中(zhong)去(qu)除有毒物質非(fei)常可(ke)靠的。

　　水解產物處理活性炭

　　用NaOH水(shui)解(jie)產品pH調(diao)節(jie)至5.5后(hou)，混合100ml水(shui)解(jie)產物(wu)和10g活性炭，然(ran)后(hou)通過(guo)(guo)真空過(guo)(guo)濾去除。

　　去除酚類化合物

　　有毒(du)呋喃衍生(sheng)物(wu)(糠醛和5-羥甲(jia)基糠醛)和酚類化(hua)合(he)物(wu)在酸(suan)解過(guo)程中(zhong)產生(sheng)，已知抑制細(xi)胞生(sheng)長和乙(yi)醇(chun)生(sheng)成。在使用20g玉米殼和4%(v / v)H 2 SO 水(shui)解物(wu)制備后，我們通(tong)過(guo)活性炭去除了這些化(hua)合(he)物(wu)。如(ru)圖4所(suo)示，該(gai)過(guo)程導致2015年(nian)總(zong)酚值.2降至153.3 mg / l，相當于總(zong)酚類化(hua)合(he)物(wu)減少(shao)92.3%。然后用活性炭處理的水(shui)解產物(wu)生(sheng)產生(sheng)物(wu)乙(yi)醇(chun)，并與未處理的水(shui)解產物(wu)進行比較。

　　燒瓶(ping)培養物中嗜熱脂肪桿菌的生(sheng)長曲(qu)線。

　　生產燒(shao)瓶培養(yang)中(zhong)的生物乙醇

　　為(wei)了(le)探索酸水(shui)(shui)解(jie)玉米殼的(de)(de)活(huo)(huo)性炭(tan)處(chu)(chu)理(li)如(ru)(ru)何影響生(sheng)物(wu)乙醇的(de)(de)生(sheng)產，我們進行了(le)兩(liang)種燒瓶培(pei)養(yang)：一(yi)種是(shi)未(wei)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產品(pin)，另(ling)一(yi)種是(shi)活(huo)(huo)性炭(tan)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產品(pin)作為(wei)酵(jiao)母培(pei)養(yang)物(wu)的(de)(de)碳源(yuan)。如(ru)(ru)圖(tu)2所示，嗜(shi)糖(tang)(tang)單(dan)胞(bao)菌的(de)(de)細胞(bao)生(sheng)長曲線在(zai)兩(liang)種培(pei)養(yang)基(ji)中是(shi)相(xiang)似(si)的(de)(de)，盡管(guan)當水(shui)(shui)解(jie)產物(wu)未(wei)經處(chu)(chu)理(li)時(shi)(shi)，OD 600受中等顏色的(de)(de)嚴(yan)重影響。但是(shi)，葡萄糖(tang)(tang)、木糖(tang)(tang)和阿拉伯糖(tang)(tang)的(de)(de)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)量明顯不同(圖(tu)3)。當使用(yong)活(huo)(huo)性炭(tan)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產物(wu)時(shi)(shi)，單(dan)糖(tang)(tang)在(zai)培(pei)養(yang)192小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)后幾乎完(wan)全消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(圖(tu)3B)，即(ji)使在(zai)培(pei)養(yang)480小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)后，當使用(yong)未(wei)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產品(pin)時(shi)(shi)，它們也沒有完(wan)全消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)（圖(tu)3）A)。例如(ru)(ru)，當使用(yong)未(wei)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產品(pin)時(shi)(shi)，葡萄糖(tang)(tang)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)減慢； 具體來說，葡萄糖(tang)(tang)在(zai)72小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)內完(wan)全消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)，而活(huo)(huo)性炭(tan)在(zai)24小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)內完(wan)全消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)。

　　熱脂肪芽(ya)孢桿菌燒(shao)瓶培養(yang)肉湯(tang)TLC分析。G，A和X分別表示葡萄糖(tang)、阿拉伯糖(tang)和木(mu)糖(tang)標(biao)準產(chan)品。

　　活(huo)性炭處理對生物乙醇生產動力學(xue)參(can)數的影響

　　為了評估(gu)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)的(de)活(huo)性(xing)炭處理(li)如何影(ying)響生(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇(chun)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)的(de)動力學參數，如表1所(suo)示(shi)(P)特定生(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇(chun)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)率(lv)和(he)特定生(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇(chun)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)率(lv)(Q p)。當使用(yong)(yong)(yong)活(huo)性(xing)炭處理(li)的(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)，在此(ci)(ci)(ci)期(qi)(qi)間NA1和(he)A(即(ji)葡萄糖(tang)消耗周期(qi)(qi))p略高(gao)和(he)Q p未經(jing)處理(li)的(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)大于1.6倍。此(ci)(ci)(ci)外，當使用(yong)(yong)(yong)活(huo)性(xing)炭處理(li)的(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)時，在此(ci)(ci)(ci)期(qi)(qi)間NA2和(he)A(即(ji)木(mu)糖(tang)和(he)阿(a)拉(la)伯糖(tang)的(de)消耗周期(qi)(qi))P和(he)Q p未經(jing)處理(li)的(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)2.4倍和(he)3.4倍。有趣(qu)的(de)是，木(mu)糖(tang)和(he)阿(a)拉(la)伯糖(tang)在生(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇(chun)中生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)活(huo)性(xing)炭處理(li)的(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(A2，A3和(he)A4)期(qi)(qi)間繼續消耗，使用(yong)(yong)(yong)未處理(li)的(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)品時，木(mu)糖(tang)和(he)阿(a)拉(la)伯糖(tang)只在NA二(er)期(qi)(qi)開(kai)始(shi)消費； 從那時起，生(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇(chun)開(kai)始(shi)與木(mu)糖(tang)和(he)阿(a)拉(la)伯糖(tang)同時消耗()NA3)。然而，當使用(yong)(yong)(yong)活(huo)性(xing)碳處理(li)的(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)時，到(dao)期(qi)(qi)間A5木(mu)糖(tang)和(he)阿(a)拉(la)伯糖(tang)已經(jing)完全(quan)消耗，只有當生(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇(chun)開(kai)始(shi)消耗時。

　　綜上所述，本(ben)研究結(jie)果表明，當(dang)活性炭用(yong)于生(sheng)產嗜熱脂肪芽孢桿菌生(sheng)物乙醇時，P和Q p得(de)到改善(shan)，木糖(tang)/阿拉伯糖(tang)利用(yong)期間生(sheng)物乙醇生(sheng)產的持續(xu)性更好(hao)。