活性(xing)炭如何(he)影(ying)響乙醇生產？

　　活性(xing)炭(tan)處(chu)理(li)如何影響乙(yi)(yi)醇的(de)生產(chan)，乙(yi)(yi)醇的(de)一般工藝是(shi)玉米漿，水解(jie)產(chan)品的(de)生產(chan)是(shi)污染的(de)，我們研究(jiu)了活性(xing)炭(tan)處(chu)理(li)和去(qu)除有毒(du)物質的(de)*佳條件，以及(ji)對乙(yi)(yi)醇生產(chan)的(de)影響。

　　由于(yu)近期作(zuo)物生(sheng)(sheng)產價(jia)格上漲（如玉(yu)(yu)米(mi)(mi)、大米(mi)(mi)等），以木纖維(wei)素材料作(zuo)為生(sheng)(sheng)物乙醇生(sheng)(sheng)產資源(yuan)引(yin)起了極大的(de)興趣。其(qi)中(zhong)，甘蔗渣、高粱(liang)秸稈(gan)、小麥秸稈(gan)、稻草、玉(yu)(yu)米(mi)(mi)秸稈(gan)、玉(yu)(yu)米(mi)(mi)芯和(he)玉(yu)(yu)米(mi)(mi)殼（即玉(yu)(yu)米(mi)(mi)纖維(wei)）目前正在研究(jiu)生(sheng)(sheng)物乙醇生(sheng)(sheng)產資源(yuan)。為此，研究(jiu)了其(qi)可發酵糖(tang)含量、*佳發酵工(gong)藝及其(qi)水(shui)解(jie)策略。稀硫酸溶液、磷酸或鹽通常用于(yu)生(sheng)(sheng)物乙醇發酵前的(de)水(shui)解(jie)。此外(wai)，還采用酶(mei)水(shui)解(jie)和(he)酶(mei)和(he)稀酸的(de)組合(he)水(shui)解(jie)。

　　去(qu)除酚類化合(he)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(zhi)呋喃衍(yan)生物(wu)(wu)減少92%，羥甲基(ji)糠醛減少68%，酚類化(hua)合物(wu)(wu)總量(liang)減少約1%.25-0.5克/ 升(sheng)。從水解產物(wu)(wu)中(zhong)去除(chu)有毒物(wu)(wu)質非常可靠(kao)的。

　　水解產物處理活性炭

　　用NaOH水解產品(pin)pH調(diao)節至5.5后，混合100ml水解產物(wu)和10g活(huo)性炭，然(ran)后通過真空(kong)過濾(lv)去除(chu)。

　　去除酚類化合物

　　有毒(du)呋喃(nan)衍生物(wu)(wu)(糠醛(quan)和(he)5-羥甲基糠醛(quan))和(he)酚類化(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)在酸(suan)解(jie)過(guo)程中產(chan)(chan)生，已知(zhi)抑制細胞生長和(he)乙醇生成。在使(shi)用(yong)20g玉米殼和(he)4%(v / v)H 2 SO 水解(jie)物(wu)(wu)制備后，我(wo)們通過(guo)活性炭(tan)去(qu)除了這些化(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)。如圖4所示，該(gai)過(guo)程導致2015年總(zong)酚值.2降至(zhi)153.3 mg / l，相當(dang)于總(zong)酚類化(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)減少92.3%。然(ran)后用(yong)活性炭(tan)處理的水解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)生產(chan)(chan)生物(wu)(wu)乙醇，并與未處理的水解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)進(jin)行(xing)比較。

　　燒瓶培養物中嗜熱脂肪桿菌的生(sheng)長曲(qu)線(xian)。

　　生產燒瓶培(pei)養(yang)中的(de)生物乙醇

　　為了(le)探(tan)索酸水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)玉米殼的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭處(chu)理如何影響生物乙(yi)醇(chun)的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)(chan)，我們進行了(le)兩種燒瓶培養：一種是(shi)未(wei)處(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)品(pin)(pin)，另一種是(shi)活(huo)性(xing)炭處(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)品(pin)(pin)作為酵(jiao)母培養物的(de)(de)(de)(de)(de)碳源。如圖2所示，嗜(shi)糖(tang)(tang)單胞菌的(de)(de)(de)(de)(de)細胞生長曲線在(zai)(zai)兩種培養基中是(shi)相似的(de)(de)(de)(de)(de)，盡管當(dang)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)物未(wei)經處(chu)理時(shi)(shi)(shi)，OD 600受中等顏色的(de)(de)(de)(de)(de)嚴重影響。但是(shi)，葡萄(tao)糖(tang)(tang)、木糖(tang)(tang)和(he)阿拉伯糖(tang)(tang)的(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)耗量(liang)明(ming)顯不同(圖3)。當(dang)使用活(huo)性(xing)炭處(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)物時(shi)(shi)(shi)，單糖(tang)(tang)在(zai)(zai)培養192小時(shi)(shi)(shi)后幾乎完(wan)(wan)全(quan)消(xiao)耗(圖3B)，即使在(zai)(zai)培養480小時(shi)(shi)(shi)后，當(dang)使用未(wei)處(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)品(pin)(pin)時(shi)(shi)(shi)，它們也沒有完(wan)(wan)全(quan)消(xiao)耗（圖3）A)。例如，當(dang)使用未(wei)處(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)品(pin)(pin)時(shi)(shi)(shi)，葡萄(tao)糖(tang)(tang)消(xiao)耗減(jian)慢； 具體(ti)來說，葡萄(tao)糖(tang)(tang)在(zai)(zai)72小時(shi)(shi)(shi)內完(wan)(wan)全(quan)消(xiao)耗，而(er)活(huo)性(xing)炭在(zai)(zai)24小時(shi)(shi)(shi)內完(wan)(wan)全(quan)消(xiao)耗。

　　熱脂肪芽孢桿(gan)菌(jun)燒瓶培養(yang)肉湯TLC分析。G，A和X分別表示葡萄(tao)糖、阿(a)拉伯糖和木糖標準(zhun)產(chan)品。

　　活性炭(tan)處理(li)對生物乙醇生產動力學參(can)數的影響(xiang)

　　為了評估水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解產(chan)物(wu)的(de)活(huo)性炭(tan)(tan)處(chu)理(li)(li)(li)如何影響生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)的(de)動力學參數，如表1所示(P)特定生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)率和(he)(he)特定生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)率(Q p)。當(dang)使(shi)用活(huo)性炭(tan)(tan)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解產(chan)物(wu)，在此期(qi)(qi)(qi)間(jian)(jian)NA1和(he)(he)A(即(ji)葡萄糖(tang)消(xiao)耗周期(qi)(qi)(qi))p略高(gao)和(he)(he)Q p未(wei)經處(chu)理(li)(li)(li)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解產(chan)物(wu)大于1.6倍(bei)。此外，當(dang)使(shi)用活(huo)性炭(tan)(tan)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解產(chan)物(wu)時，在此期(qi)(qi)(qi)間(jian)(jian)NA2和(he)(he)A(即(ji)木(mu)糖(tang)和(he)(he)阿拉(la)伯(bo)糖(tang)的(de)消(xiao)耗周期(qi)(qi)(qi))P和(he)(he)Q p未(wei)經處(chu)理(li)(li)(li)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解產(chan)物(wu)2.4倍(bei)和(he)(he)3.4倍(bei)。有趣的(de)是，木(mu)糖(tang)和(he)(he)阿拉(la)伯(bo)糖(tang)在生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇中(zhong)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)活(huo)性炭(tan)(tan)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解產(chan)物(wu)(A2，A3和(he)(he)A4)期(qi)(qi)(qi)間(jian)(jian)繼續消(xiao)耗，使(shi)用未(wei)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解產(chan)品時，木(mu)糖(tang)和(he)(he)阿拉(la)伯(bo)糖(tang)只在NA二期(qi)(qi)(qi)開(kai)始(shi)消(xiao)費； 從(cong)那時起，生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇開(kai)始(shi)與木(mu)糖(tang)和(he)(he)阿拉(la)伯(bo)糖(tang)同(tong)時消(xiao)耗()NA3)。然(ran)而(er)，當(dang)使(shi)用活(huo)性碳處(chu)理(li)(li)(li)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解產(chan)物(wu)時，到期(qi)(qi)(qi)間(jian)(jian)A5木(mu)糖(tang)和(he)(he)阿拉(la)伯(bo)糖(tang)已經完全消(xiao)耗，只有當(dang)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇開(kai)始(shi)消(xiao)耗時。

　　綜(zong)上所述，本研究(jiu)結果表明，當活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)用于生(sheng)(sheng)產嗜熱脂肪芽孢桿菌(jun)生(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇時，P和Q p得到改善(shan)，木糖(tang)/阿(a)拉伯糖(tang)利用期(qi)間生(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)產的持續性(xing)(xing)更好。