活性炭(tan)如何影(ying)響乙醇生產？

　　活(huo)性炭處(chu)(chu)理如何影(ying)響乙醇的(de)生產，乙醇的(de)一般工藝是(shi)玉米漿，水(shui)解產品(pin)的(de)生產是(shi)污(wu)染的(de)，我們(men)研究了活(huo)性炭處(chu)(chu)理和去除(chu)有毒物質的(de)*佳(jia)條件，以及對(dui)乙醇生產的(de)影(ying)響。

　　由于(yu)近(jin)期(qi)作物生產價格上(shang)漲(zhang)（如玉米、大米等），以木纖維素材料作為生物乙(yi)(yi)醇(chun)生產資源引(yin)起了極(ji)大的(de)興趣(qu)。其中，甘蔗渣(zha)、高粱秸稈、小(xiao)麥秸稈、稻草、玉米秸稈、玉米芯和(he)(he)玉米殼（即玉米纖維）目前(qian)正(zheng)在研究生物乙(yi)(yi)醇(chun)生產資源。為此，研究了其可(ke)發(fa)酵(jiao)糖含量、*佳發(fa)酵(jiao)工藝及其水(shui)(shui)解策(ce)略。稀硫(liu)酸(suan)溶液、磷酸(suan)或鹽通常用于(yu)生物乙(yi)(yi)醇(chun)發(fa)酵(jiao)前(qian)的(de)水(shui)(shui)解。此外，還采用酶(mei)水(shui)(shui)解和(he)(he)酶(mei)和(he)(he)稀酸(suan)的(de)組合水(shui)(shui)解。

　　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(dao)致呋喃衍(yan)生物減(jian)少92%，羥甲基糠醛減(jian)少68%，酚類化合(he)物總量減(jian)少約1%.25-0.5克/ 升。從水解產物中去(qu)除有毒(du)物質非常(chang)可靠的。

　　水解產物處理活性炭

　　用NaOH水解(jie)產(chan)品(pin)pH調節至5.5后，混合100ml水解(jie)產(chan)物和10g活性炭，然后通(tong)過真空過濾去除(chu)。

　　去除酚類化合物

　　有(you)毒呋喃衍(yan)生(sheng)物(wu)(wu)(糠(kang)(kang)醛和(he)5-羥甲(jia)基糠(kang)(kang)醛)和(he)酚(fen)類化(hua)合(he)物(wu)(wu)在(zai)酸解(jie)過程(cheng)中產生(sheng)，已知抑制細胞生(sheng)長和(he)乙醇生(sheng)成。在(zai)使(shi)用20g玉米殼(ke)和(he)4%(v / v)H 2 SO 水(shui)解(jie)物(wu)(wu)制備后，我們通過活性炭去除(chu)了這些(xie)化(hua)合(he)物(wu)(wu)。如圖4所(suo)示，該(gai)過程(cheng)導致2015年總(zong)酚(fen)值(zhi).2降至153.3 mg / l，相當于總(zong)酚(fen)類化(hua)合(he)物(wu)(wu)減少92.3%。然后用活性炭處(chu)理的(de)水(shui)解(jie)產物(wu)(wu)生(sheng)產生(sheng)物(wu)(wu)乙醇，并與未(wei)處(chu)理的(de)水(shui)解(jie)產物(wu)(wu)進行比較。

　　燒瓶培養物中嗜熱脂肪桿菌的生長曲(qu)線。

　　生(sheng)產(chan)燒瓶培養(yang)中的(de)生(sheng)物乙醇

　　為了探(tan)索酸(suan)水(shui)(shui)解(jie)玉(yu)米(mi)殼的(de)(de)活(huo)性(xing)炭處(chu)(chu)理(li)如何影響(xiang)生物(wu)(wu)乙醇的(de)(de)生產(chan)，我們(men)進行了兩種(zhong)(zhong)燒(shao)瓶培養：一種(zhong)(zhong)是(shi)未(wei)(wei)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產(chan)品(pin)，另一種(zhong)(zhong)是(shi)活(huo)性(xing)炭處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產(chan)品(pin)作為酵母培養物(wu)(wu)的(de)(de)碳源。如圖2所(suo)示，嗜(shi)糖(tang)(tang)單(dan)胞(bao)菌的(de)(de)細胞(bao)生長曲線在兩種(zhong)(zhong)培養基中是(shi)相似的(de)(de)，盡管(guan)當水(shui)(shui)解(jie)產(chan)物(wu)(wu)未(wei)(wei)經處(chu)(chu)理(li)時，OD 600受中等顏色的(de)(de)嚴重影響(xiang)。但(dan)是(shi)，葡萄糖(tang)(tang)、木糖(tang)(tang)和阿拉伯糖(tang)(tang)的(de)(de)消(xiao)耗(hao)量明顯不同(圖3)。當使(shi)(shi)用活(huo)性(xing)炭處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產(chan)物(wu)(wu)時，單(dan)糖(tang)(tang)在培養192小(xiao)時后幾乎(hu)完(wan)全(quan)(quan)(quan)(quan)消(xiao)耗(hao)(圖3B)，即使(shi)(shi)在培養480小(xiao)時后，當使(shi)(shi)用未(wei)(wei)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產(chan)品(pin)時，它們(men)也(ye)沒有完(wan)全(quan)(quan)(quan)(quan)消(xiao)耗(hao)（圖3）A)。例如，當使(shi)(shi)用未(wei)(wei)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產(chan)品(pin)時，葡萄糖(tang)(tang)消(xiao)耗(hao)減(jian)慢； 具體來說(shuo)，葡萄糖(tang)(tang)在72小(xiao)時內完(wan)全(quan)(quan)(quan)(quan)消(xiao)耗(hao)，而活(huo)性(xing)炭在24小(xiao)時內完(wan)全(quan)(quan)(quan)(quan)消(xiao)耗(hao)。

　　熱脂肪(fang)芽(ya)孢桿(gan)菌燒瓶培養肉湯TLC分析(xi)。G，A和X分別表示葡萄糖、阿拉伯糖和木(mu)糖標準產品(pin)。

　　活性炭處(chu)理對(dui)生(sheng)(sheng)物乙醇生(sheng)(sheng)產動力(li)學參數的(de)影響

　　為了評估水(shui)解產(chan)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)處理(li)(li)如何影響生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)動力學參數，如表1所示(shi)(P)特(te)定生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)生(sheng)(sheng)產(chan)率和特(te)定生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)生(sheng)(sheng)產(chan)率(Q p)。當使用(yong)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)處理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)解產(chan)物(wu)(wu)，在(zai)此(ci)期(qi)(qi)(qi)間NA1和A(即(ji)葡萄糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)周期(qi)(qi)(qi))p略高和Q p未經(jing)處理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)解產(chan)物(wu)(wu)大于1.6倍(bei)。此(ci)外，當使用(yong)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)處理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)解產(chan)物(wu)(wu)時，在(zai)此(ci)期(qi)(qi)(qi)間NA2和A(即(ji)木(mu)(mu)糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)和阿(a)拉伯(bo)(bo)糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)的(de)(de)(de)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)周期(qi)(qi)(qi))P和Q p未經(jing)處理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)解產(chan)物(wu)(wu)2.4倍(bei)和3.4倍(bei)。有趣的(de)(de)(de)是，木(mu)(mu)糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)和阿(a)拉伯(bo)(bo)糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)在(zai)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)中生(sheng)(sheng)產(chan)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)處理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)解產(chan)物(wu)(wu)(A2，A3和A4)期(qi)(qi)(qi)間繼續消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)，使用(yong)未處理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)解產(chan)品時，木(mu)(mu)糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)和阿(a)拉伯(bo)(bo)糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)只(zhi)在(zai)NA二期(qi)(qi)(qi)開始消(xiao)費； 從(cong)那時起，生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)開始與木(mu)(mu)糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)和阿(a)拉伯(bo)(bo)糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)同時消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)()NA3)。然而(er)，當使用(yong)活(huo)(huo)(huo)性碳處理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)解產(chan)物(wu)(wu)時，到期(qi)(qi)(qi)間A5木(mu)(mu)糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)和阿(a)拉伯(bo)(bo)糖(tang)(tang)(tang)(tang)(tang)已經(jing)完(wan)全消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)，只(zhi)有當生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)開始消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)時。

　　綜上(shang)所述(shu)，本(ben)研究結果表明，當活性炭用于生(sheng)產(chan)嗜熱脂肪芽(ya)孢(bao)桿(gan)菌(jun)生(sheng)物(wu)乙醇(chun)時，P和Q p得到改善，木糖/阿拉(la)伯糖利用期間生(sheng)物(wu)乙醇(chun)生(sheng)產(chan)的持續性更好。