活性炭(tan)如(ru)何(he)影響乙醇生產(chan)？

　　活(huo)(huo)性(xing)炭處(chu)理如何(he)影響乙(yi)醇(chun)的生產(chan)(chan)(chan)，乙(yi)醇(chun)的一般(ban)工藝是玉米漿，水解產(chan)(chan)(chan)品的生產(chan)(chan)(chan)是污(wu)染的，我們研(yan)究了(le)活(huo)(huo)性(xing)炭處(chu)理和去除(chu)有毒(du)物質(zhi)的*佳條件，以(yi)及對乙(yi)醇(chun)生產(chan)(chan)(chan)的影響。

　　由于近期作(zuo)物(wu)(wu)(wu)生(sheng)(sheng)產價格上漲（如(ru)玉(yu)(yu)米、大(da)米等），以木纖(xian)維素材料作(zuo)為(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙醇(chun)生(sheng)(sheng)產資(zi)源引(yin)起(qi)了極大(da)的(de)興趣。其(qi)中，甘(gan)蔗渣、高粱(liang)秸稈(gan)、小麥(mai)秸稈(gan)、稻草、玉(yu)(yu)米秸稈(gan)、玉(yu)(yu)米芯和(he)(he)玉(yu)(yu)米殼（即玉(yu)(yu)米纖(xian)維）目前正在研究生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙醇(chun)生(sheng)(sheng)產資(zi)源。為(wei)此(ci)，研究了其(qi)可發(fa)酵糖含(han)量、*佳(jia)發(fa)酵工藝及其(qi)水(shui)解(jie)策略。稀硫酸溶液、磷酸或鹽通常用于生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙醇(chun)發(fa)酵前的(de)水(shui)解(jie)。此(ci)外，還采用酶(mei)水(shui)解(jie)和(he)(he)酶(mei)和(he)(he)稀酸的(de)組合水(shui)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。活性炭處理導致呋喃(nan)衍生物減少92%，羥(qian)甲基(ji)糠(kang)醛減少68%，酚(fen)類化(hua)合物總量減少約1%.25-0.5克/ 升。從水解產物中去(qu)除有毒物質非(fei)常可靠的。

　　水解產物處理活性炭

　　用NaOH水(shui)解產品pH調節至5.5后(hou)，混合100ml水(shui)解產物和10g活性(xing)炭(tan)，然后(hou)通過真空過濾去除(chu)。

　　去除酚類化合物

　　有(you)毒呋喃衍生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(糠醛(quan)和5-羥甲(jia)基糠醛(quan))和酚類化(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)在酸解過(guo)程中產(chan)生(sheng)(sheng)，已知抑制細胞(bao)生(sheng)(sheng)長(chang)和乙(yi)醇生(sheng)(sheng)成。在使(shi)用(yong)20g玉米殼和4%(v / v)H 2 SO 水(shui)解物(wu)(wu)(wu)制備后，我們通過(guo)活(huo)性(xing)炭(tan)去(qu)除了(le)這(zhe)些化(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)。如圖4所示，該過(guo)程導致2015年總酚值.2降至153.3 mg / l，相當于總酚類化(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)減少92.3%。然后用(yong)活(huo)性(xing)炭(tan)處理的水(shui)解產(chan)物(wu)(wu)(wu)生(sheng)(sheng)產(chan)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)乙(yi)醇，并與(yu)未(wei)處理的水(shui)解產(chan)物(wu)(wu)(wu)進行比較。

　　燒瓶培養(yang)物中(zhong)嗜熱脂肪桿菌的生長(chang)曲線。

　　生產燒瓶培養中的生物乙醇

　　為(wei)了探索(suo)酸水(shui)(shui)解玉米殼的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭處理(li)如(ru)何影(ying)(ying)響生(sheng)(sheng)物(wu)乙醇的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產，我(wo)們進行了兩種燒(shao)瓶培(pei)(pei)養：一(yi)種是未(wei)(wei)處理(li)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解產品(pin)(pin)，另一(yi)種是活(huo)性(xing)(xing)炭處理(li)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解產品(pin)(pin)作為(wei)酵母培(pei)(pei)養物(wu)的(de)(de)(de)碳源(yuan)。如(ru)圖2所示，嗜糖(tang)單胞菌的(de)(de)(de)細胞生(sheng)(sheng)長(chang)曲線在(zai)(zai)兩種培(pei)(pei)養基中是相似的(de)(de)(de)，盡管當水(shui)(shui)解產物(wu)未(wei)(wei)經處理(li)時(shi)(shi)，OD 600受中等顏(yan)色的(de)(de)(de)嚴(yan)重影(ying)(ying)響。但(dan)是，葡(pu)萄(tao)糖(tang)、木糖(tang)和阿拉伯糖(tang)的(de)(de)(de)消(xiao)耗(hao)(hao)量明(ming)顯不同(圖3)。當使(shi)(shi)用活(huo)性(xing)(xing)炭處理(li)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解產物(wu)時(shi)(shi)，單糖(tang)在(zai)(zai)培(pei)(pei)養192小(xiao)時(shi)(shi)后幾乎(hu)完(wan)(wan)全消(xiao)耗(hao)(hao)(圖3B)，即使(shi)(shi)在(zai)(zai)培(pei)(pei)養480小(xiao)時(shi)(shi)后，當使(shi)(shi)用未(wei)(wei)處理(li)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解產品(pin)(pin)時(shi)(shi)，它(ta)們也沒(mei)有完(wan)(wan)全消(xiao)耗(hao)(hao)（圖3）A)。例(li)如(ru)，當使(shi)(shi)用未(wei)(wei)處理(li)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解產品(pin)(pin)時(shi)(shi)，葡(pu)萄(tao)糖(tang)消(xiao)耗(hao)(hao)減慢(man)； 具體(ti)來說，葡(pu)萄(tao)糖(tang)在(zai)(zai)72小(xiao)時(shi)(shi)內完(wan)(wan)全消(xiao)耗(hao)(hao)，而活(huo)性(xing)(xing)炭在(zai)(zai)24小(xiao)時(shi)(shi)內完(wan)(wan)全消(xiao)耗(hao)(hao)。

　　熱脂肪(fang)芽孢桿(gan)菌燒瓶培養肉(rou)湯TLC分析(xi)。G，A和(he)X分別(bie)表示葡萄糖、阿(a)拉伯糖和(he)木糖標準產品。

　　活性炭處(chu)理對生(sheng)物(wu)乙醇(chun)生(sheng)產動力(li)學參數的影響

　　為了評估水(shui)解(jie)(jie)產(chan)物(wu)的活性炭處理(li)如(ru)何影響生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)的動力學參(can)數(shu)，如(ru)表1所示(shi)(P)特(te)定生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)率和(he)特(te)定生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)率(Q p)。當(dang)使用(yong)活性炭處理(li)的水(shui)解(jie)(jie)產(chan)物(wu)，在此期間NA1和(he)A(即葡萄糖(tang)(tang)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)周期)p略高和(he)Q p未(wei)經(jing)處理(li)的水(shui)解(jie)(jie)產(chan)物(wu)大于1.6倍(bei)。此外，當(dang)使用(yong)活性炭處理(li)的水(shui)解(jie)(jie)產(chan)物(wu)時，在此期間NA2和(he)A(即木糖(tang)(tang)和(he)阿拉(la)伯糖(tang)(tang)的消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)周期)P和(he)Q p未(wei)經(jing)處理(li)的水(shui)解(jie)(jie)產(chan)物(wu)2.4倍(bei)和(he)3.4倍(bei)。有趣的是(shi)，木糖(tang)(tang)和(he)阿拉(la)伯糖(tang)(tang)在生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇中(zhong)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)活性炭處理(li)的水(shui)解(jie)(jie)產(chan)物(wu)(A2，A3和(he)A4)期間繼續消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)，使用(yong)未(wei)處理(li)的水(shui)解(jie)(jie)產(chan)品時，木糖(tang)(tang)和(he)阿拉(la)伯糖(tang)(tang)只(zhi)在NA二(er)期開始(shi)消(xiao)費(fei)； 從那時起(qi)，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇開始(shi)與木糖(tang)(tang)和(he)阿拉(la)伯糖(tang)(tang)同(tong)時消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)()NA3)。然而(er)，當(dang)使用(yong)活性碳處理(li)的水(shui)解(jie)(jie)產(chan)物(wu)時，到期間A5木糖(tang)(tang)和(he)阿拉(la)伯糖(tang)(tang)已經(jing)完全消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)，只(zhi)有當(dang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇開始(shi)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)時。

　　綜上(shang)所(suo)述(shu)，本研究結果表明，當(dang)活性炭(tan)用于生產嗜熱脂肪芽(ya)孢桿菌生物乙(yi)醇時(shi)，P和Q p得(de)到改善，木糖/阿(a)拉伯糖利用期間生物乙(yi)醇生產的持(chi)續(xu)性更好。