活性炭如何影響乙(yi)醇(chun)生產？

　　活性炭(tan)處(chu)理(li)如(ru)何影(ying)(ying)響乙醇(chun)的(de)生(sheng)產(chan)，乙醇(chun)的(de)一般(ban)工藝(yi)是玉(yu)米漿(jiang)，水解產(chan)品(pin)的(de)生(sheng)產(chan)是污染(ran)的(de)，我們(men)研究了活性炭(tan)處(chu)理(li)和去除有毒(du)物質的(de)*佳條件(jian)，以(yi)及對乙醇(chun)生(sheng)產(chan)的(de)影(ying)(ying)響。

　　由于近期(qi)作物生(sheng)產價格(ge)上漲（如玉(yu)米(mi)、大(da)米(mi)等），以木(mu)纖維素材料作為(wei)生(sheng)物乙(yi)醇(chun)(chun)生(sheng)產資(zi)源引起(qi)了極大(da)的興趣。其(qi)中，甘(gan)蔗渣、高粱秸(jie)稈(gan)、小麥秸(jie)稈(gan)、稻草(cao)、玉(yu)米(mi)秸(jie)稈(gan)、玉(yu)米(mi)芯和玉(yu)米(mi)殼（即玉(yu)米(mi)纖維）目前正在研究生(sheng)物乙(yi)醇(chun)(chun)生(sheng)產資(zi)源。為(wei)此，研究了其(qi)可(ke)發(fa)酵(jiao)糖含量、*佳發(fa)酵(jiao)工藝及其(qi)水(shui)(shui)解(jie)(jie)策略。稀硫酸溶液、磷酸或(huo)鹽通常用于生(sheng)物乙(yi)醇(chun)(chun)發(fa)酵(jiao)前的水(shui)(shui)解(jie)(jie)。此外，還采用酶水(shui)(shui)解(jie)(jie)和酶和稀酸的組合水(shui)(shui)解(jie)(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(fu)喃衍生物減(jian)(jian)少(shao)92%，羥甲基糠(kang)醛減(jian)(jian)少(shao)68%，酚類化合物總量減(jian)(jian)少(shao)約1%.25-0.5克/ 升。從水解產(chan)物中(zhong)去除有毒(du)物質非(fei)常可靠(kao)的。

　　水解產物處理活性炭

　　用NaOH水解產品pH調節(jie)至5.5后(hou)(hou)，混合100ml水解產物和10g活(huo)性炭，然后(hou)(hou)通過真空(kong)過濾去(qu)除。

　　去除酚類化合物

　　有毒(du)呋喃衍生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(糠(kang)(kang)醛(quan)和(he)5-羥甲基糠(kang)(kang)醛(quan))和(he)酚類化合物(wu)(wu)(wu)(wu)在酸解(jie)過程中產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)，已知(zhi)抑制細胞生(sheng)(sheng)長和(he)乙醇(chun)生(sheng)(sheng)成。在使用20g玉米(mi)殼和(he)4%(v / v)H 2 SO 水(shui)解(jie)物(wu)(wu)(wu)(wu)制備后(hou)，我們通過活(huo)性(xing)炭(tan)去除(chu)了這些(xie)化合物(wu)(wu)(wu)(wu)。如圖4所示(shi)，該(gai)過程導致2015年(nian)總(zong)酚值.2降至(zhi)153.3 mg / l，相當于總(zong)酚類化合物(wu)(wu)(wu)(wu)減少92.3%。然后(hou)用活(huo)性(xing)炭(tan)處理(li)的(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙醇(chun)，并(bing)與(yu)未處理(li)的(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)進行比較。

　　燒瓶培(pei)養物中嗜熱脂肪桿菌的生長曲線。

　　生產燒(shao)瓶培(pei)養(yang)中(zhong)的生物乙(yi)醇

　　為了探索酸水(shui)(shui)解(jie)玉米(mi)殼的(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)處(chu)(chu)(chu)理如(ru)何影響生(sheng)物乙醇(chun)的(de)(de)(de)生(sheng)產，我們進行了兩種(zhong)(zhong)燒瓶培(pei)(pei)養(yang)：一種(zhong)(zhong)是(shi)未處(chu)(chu)(chu)理的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產品，另一種(zhong)(zhong)是(shi)活性(xing)炭(tan)處(chu)(chu)(chu)理的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產品作為酵母(mu)培(pei)(pei)養(yang)物的(de)(de)(de)碳源。如(ru)圖(tu)2所(suo)示，嗜糖(tang)單胞菌(jun)的(de)(de)(de)細胞生(sheng)長曲線(xian)在(zai)兩種(zhong)(zhong)培(pei)(pei)養(yang)基中是(shi)相似(si)的(de)(de)(de)，盡管當(dang)水(shui)(shui)解(jie)產物未經(jing)處(chu)(chu)(chu)理時(shi)(shi)，OD 600受中等(deng)顏色的(de)(de)(de)嚴重影響。但(dan)是(shi)，葡萄(tao)糖(tang)、木(mu)糖(tang)和阿拉伯糖(tang)的(de)(de)(de)消耗(hao)量明顯(xian)不同(圖(tu)3)。當(dang)使用活性(xing)炭(tan)處(chu)(chu)(chu)理的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產物時(shi)(shi)，單糖(tang)在(zai)培(pei)(pei)養(yang)192小(xiao)時(shi)(shi)后幾乎(hu)完(wan)(wan)全消耗(hao)(圖(tu)3B)，即使在(zai)培(pei)(pei)養(yang)480小(xiao)時(shi)(shi)后，當(dang)使用未處(chu)(chu)(chu)理的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產品時(shi)(shi)，它(ta)們也沒有(you)完(wan)(wan)全消耗(hao)（圖(tu)3）A)。例如(ru)，當(dang)使用未處(chu)(chu)(chu)理的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產品時(shi)(shi)，葡萄(tao)糖(tang)消耗(hao)減(jian)慢； 具體來(lai)說，葡萄(tao)糖(tang)在(zai)72小(xiao)時(shi)(shi)內完(wan)(wan)全消耗(hao)，而活性(xing)炭(tan)在(zai)24小(xiao)時(shi)(shi)內完(wan)(wan)全消耗(hao)。

　　熱(re)脂肪芽孢(bao)桿菌燒(shao)瓶(ping)培養肉湯TLC分析。G，A和X分別表示葡萄糖、阿拉伯糖和木糖標準產品。

　　活性炭處(chu)理對(dui)生物乙醇(chun)生產動(dong)力(li)學參數(shu)的(de)影響

　　為了(le)評估(gu)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)產物(wu)(wu)(wu)的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)處(chu)理(li)(li)如(ru)何影響生(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇生(sheng)產的(de)動(dong)力學參(can)數，如(ru)表(biao)1所示(P)特定(ding)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇生(sheng)產率(lv)和(he)特定(ding)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇生(sheng)產率(lv)(Q p)。當(dang)使(shi)用活(huo)性(xing)炭(tan)處(chu)理(li)(li)的(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)產物(wu)(wu)(wu)，在(zai)此(ci)期(qi)間NA1和(he)A(即(ji)葡萄糖消(xiao)耗(hao)周期(qi))p略高和(he)Q p未經(jing)處(chu)理(li)(li)的(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)產物(wu)(wu)(wu)大于1.6倍(bei)。此(ci)外，當(dang)使(shi)用活(huo)性(xing)炭(tan)處(chu)理(li)(li)的(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)產物(wu)(wu)(wu)時(shi)，在(zai)此(ci)期(qi)間NA2和(he)A(即(ji)木糖和(he)阿拉(la)(la)伯(bo)(bo)糖的(de)消(xiao)耗(hao)周期(qi))P和(he)Q p未經(jing)處(chu)理(li)(li)的(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)產物(wu)(wu)(wu)2.4倍(bei)和(he)3.4倍(bei)。有趣(qu)的(de)是(shi)，木糖和(he)阿拉(la)(la)伯(bo)(bo)糖在(zai)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇中(zhong)生(sheng)產活(huo)性(xing)炭(tan)處(chu)理(li)(li)的(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)產物(wu)(wu)(wu)(A2，A3和(he)A4)期(qi)間繼續消(xiao)耗(hao)，使(shi)用未處(chu)理(li)(li)的(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)產品時(shi)，木糖和(he)阿拉(la)(la)伯(bo)(bo)糖只在(zai)NA二期(qi)開始(shi)(shi)消(xiao)費； 從那時(shi)起(qi)，生(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇開始(shi)(shi)與木糖和(he)阿拉(la)(la)伯(bo)(bo)糖同(tong)時(shi)消(xiao)耗(hao)()NA3)。然(ran)而，當(dang)使(shi)用活(huo)性(xing)碳(tan)處(chu)理(li)(li)的(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)產物(wu)(wu)(wu)時(shi)，到期(qi)間A5木糖和(he)阿拉(la)(la)伯(bo)(bo)糖已經(jing)完全消(xiao)耗(hao)，只有當(dang)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇開始(shi)(shi)消(xiao)耗(hao)時(shi)。

　　綜上所述(shu)，本(ben)研究結果表明，當活性炭用于生產嗜(shi)熱脂(zhi)肪芽孢(bao)桿(gan)菌生物乙醇時，P和Q p得(de)到改善，木(mu)糖(tang)(tang)/阿拉伯糖(tang)(tang)利用期間(jian)生物乙醇生產的持續性更好。