活性炭如何影響(xiang)乙(yi)醇生產？

　　活(huo)性(xing)炭(tan)處理(li)如何影響乙醇的(de)生(sheng)產(chan)，乙醇的(de)一般工藝是(shi)玉米漿(jiang)，水解產(chan)品的(de)生(sheng)產(chan)是(shi)污染的(de)，我們研究了活(huo)性(xing)炭(tan)處理(li)和去除有(you)毒物質的(de)*佳條件，以及對乙醇生(sheng)產(chan)的(de)影響。

　　由于(yu)近期作物(wu)生(sheng)(sheng)產(chan)價(jia)格上漲（如玉米(mi)、大(da)米(mi)等），以木(mu)纖(xian)維素材料(liao)作為(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)產(chan)資源引起(qi)了極大(da)的興(xing)趣(qu)。其(qi)中，甘蔗渣(zha)、高粱秸(jie)稈、小(xiao)麥(mai)秸(jie)稈、稻(dao)草(cao)、玉米(mi)秸(jie)稈、玉米(mi)芯和(he)玉米(mi)殼(ke)（即玉米(mi)纖(xian)維）目(mu)前(qian)正在研(yan)究(jiu)生(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)產(chan)資源。為(wei)此，研(yan)究(jiu)了其(qi)可發酵(jiao)糖含量、*佳發酵(jiao)工藝及(ji)其(qi)水解(jie)策略。稀硫(liu)酸(suan)溶液、磷酸(suan)或鹽通常(chang)用(yong)于(yu)生(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇發酵(jiao)前(qian)的水解(jie)。此外，還采用(yong)酶水解(jie)和(he)酶和(he)稀酸(suan)的組(zu)合(he)水解(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(chu)理導(dao)致(zhi)呋(fu)喃衍生物(wu)減少92%，羥(qian)甲(jia)基糠醛減少68%，酚類(lei)化合物(wu)總量減少約1%.25-0.5克/ 升(sheng)。從水(shui)解產物(wu)中去除有毒物(wu)質(zhi)非(fei)常可靠的。

　　水解產物處理活性炭

　　用NaOH水(shui)解產(chan)品(pin)pH調(diao)節至(zhi)5.5后，混合100ml水(shui)解產(chan)物和10g活性炭(tan)，然后通過真空過濾去除。

　　去除酚類化合物

　　有毒(du)呋喃衍生(sheng)物(糠醛和(he)5-羥甲基糠醛)和(he)酚類(lei)化(hua)合物在酸(suan)解(jie)過(guo)程中產生(sheng)，已(yi)知抑制(zhi)細(xi)胞生(sheng)長和(he)乙醇(chun)(chun)生(sheng)成。在使用20g玉米(mi)殼(ke)和(he)4%(v / v)H 2 SO 水解(jie)物制(zhi)備(bei)后(hou)，我(wo)們通過(guo)活(huo)性炭去除(chu)了(le)這些化(hua)合物。如(ru)圖4所示，該過(guo)程導致2015年(nian)總酚值(zhi).2降至153.3 mg / l，相當(dang)于總酚類(lei)化(hua)合物減少92.3%。然后(hou)用活(huo)性炭處(chu)(chu)理(li)(li)的水解(jie)產物生(sheng)產生(sheng)物乙醇(chun)(chun)，并(bing)與未處(chu)(chu)理(li)(li)的水解(jie)產物進行比較(jiao)。

　　燒瓶培養(yang)物中嗜熱脂肪桿菌的(de)生長(chang)曲線。

　　生產(chan)燒(shao)瓶培養中的生物乙(yi)醇(chun)

　　為了(le)探(tan)索酸水解(jie)玉米殼的活性(xing)(xing)炭處(chu)理(li)(li)(li)(li)如(ru)何影(ying)響生物(wu)乙醇的生產(chan)，我(wo)們(men)進(jin)行了(le)兩(liang)種(zhong)燒瓶培養：一(yi)種(zhong)是(shi)未處(chu)理(li)(li)(li)(li)的水解(jie)產(chan)品，另一(yi)種(zhong)是(shi)活性(xing)(xing)炭處(chu)理(li)(li)(li)(li)的水解(jie)產(chan)品作為酵母培養物(wu)的碳源。如(ru)圖2所示，嗜糖(tang)(tang)(tang)單胞(bao)(bao)菌的細(xi)胞(bao)(bao)生長曲線在(zai)兩(liang)種(zhong)培養基中(zhong)是(shi)相似的，盡管當水解(jie)產(chan)物(wu)未經處(chu)理(li)(li)(li)(li)時，OD 600受中(zhong)等(deng)顏(yan)色(se)的嚴重影(ying)響。但是(shi)，葡(pu)萄(tao)(tao)糖(tang)(tang)(tang)、木(mu)糖(tang)(tang)(tang)和阿(a)拉伯糖(tang)(tang)(tang)的消耗(hao)量(liang)明顯不同(圖3)。當使用(yong)(yong)活性(xing)(xing)炭處(chu)理(li)(li)(li)(li)的水解(jie)產(chan)物(wu)時，單糖(tang)(tang)(tang)在(zai)培養192小(xiao)時后幾(ji)乎完(wan)全消耗(hao)(圖3B)，即使在(zai)培養480小(xiao)時后，當使用(yong)(yong)未處(chu)理(li)(li)(li)(li)的水解(jie)產(chan)品時，它們(men)也沒有完(wan)全消耗(hao)（圖3）A)。例如(ru)，當使用(yong)(yong)未處(chu)理(li)(li)(li)(li)的水解(jie)產(chan)品時，葡(pu)萄(tao)(tao)糖(tang)(tang)(tang)消耗(hao)減(jian)慢； 具體來說，葡(pu)萄(tao)(tao)糖(tang)(tang)(tang)在(zai)72小(xiao)時內(nei)完(wan)全消耗(hao)，而活性(xing)(xing)炭在(zai)24小(xiao)時內(nei)完(wan)全消耗(hao)。

　　熱(re)脂肪芽孢桿菌燒瓶培養肉湯TLC分析。G，A和(he)X分別表示(shi)葡(pu)萄糖(tang)、阿(a)拉伯糖(tang)和(he)木糖(tang)標準產品。

　　活(huo)性炭處(chu)理對(dui)生物(wu)乙醇生產(chan)動力學參數(shu)的影響

　　為了評估水解(jie)產(chan)物的(de)活性炭(tan)(tan)(tan)處(chu)理(li)如何(he)影響生(sheng)(sheng)(sheng)物乙(yi)(yi)醇(chun)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)物乙(yi)(yi)醇(chun)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)率(lv)和(he)(he)特定生(sheng)(sheng)(sheng)物乙(yi)(yi)醇(chun)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)率(lv)(Q p)。當(dang)使用活性炭(tan)(tan)(tan)處(chu)理(li)的(de)水解(jie)產(chan)物，在(zai)(zai)此期(qi)間(jian)(jian)NA1和(he)(he)A(即(ji)葡(pu)萄糖(tang)(tang)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)周(zhou)期(qi))p略高和(he)(he)Q p未(wei)經處(chu)理(li)的(de)水解(jie)產(chan)物大于1.6倍。此外，當(dang)使用活性炭(tan)(tan)(tan)處(chu)理(li)的(de)水解(jie)產(chan)物時(shi)，在(zai)(zai)此期(qi)間(jian)(jian)NA2和(he)(he)A(即(ji)木糖(tang)(tang)和(he)(he)阿(a)拉(la)伯(bo)糖(tang)(tang)的(de)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)周(zhou)期(qi))P和(he)(he)Q p未(wei)經處(chu)理(li)的(de)水解(jie)產(chan)物2.4倍和(he)(he)3.4倍。有(you)趣的(de)是，木糖(tang)(tang)和(he)(he)阿(a)拉(la)伯(bo)糖(tang)(tang)在(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)物乙(yi)(yi)醇(chun)中生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)活性炭(tan)(tan)(tan)處(chu)理(li)的(de)水解(jie)產(chan)物(A2，A3和(he)(he)A4)期(qi)間(jian)(jian)繼(ji)續消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)，使用未(wei)處(chu)理(li)的(de)水解(jie)產(chan)品時(shi)，木糖(tang)(tang)和(he)(he)阿(a)拉(la)伯(bo)糖(tang)(tang)只在(zai)(zai)NA二期(qi)開始(shi)消(xiao)(xiao)費； 從那時(shi)起，生(sheng)(sheng)(sheng)物乙(yi)(yi)醇(chun)開始(shi)與木糖(tang)(tang)和(he)(he)阿(a)拉(la)伯(bo)糖(tang)(tang)同時(shi)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)()NA3)。然而，當(dang)使用活性碳(tan)處(chu)理(li)的(de)水解(jie)產(chan)物時(shi)，到(dao)期(qi)間(jian)(jian)A5木糖(tang)(tang)和(he)(he)阿(a)拉(la)伯(bo)糖(tang)(tang)已經完(wan)全消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)，只有(you)當(dang)生(sheng)(sheng)(sheng)物乙(yi)(yi)醇(chun)開始(shi)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)時(shi)。

　　綜上(shang)所述(shu)，本(ben)研究(jiu)結果表明，當活性炭用于生產(chan)嗜熱脂肪芽孢桿(gan)菌生物乙(yi)(yi)醇時，P和(he)Q p得到改善，木糖/阿拉伯糖利用期間生物乙(yi)(yi)醇生產(chan)的持續性更好。