活性炭如(ru)何(he)影響乙醇(chun)生產？

　　活(huo)性炭(tan)(tan)處理(li)如何影響乙醇的(de)(de)生(sheng)產(chan)，乙醇的(de)(de)一般(ban)工藝是(shi)玉米漿，水解產(chan)品的(de)(de)生(sheng)產(chan)是(shi)污染的(de)(de)，我們研究了活(huo)性炭(tan)(tan)處理(li)和去除有毒物質(zhi)的(de)(de)*佳條件(jian)，以及對(dui)乙醇生(sheng)產(chan)的(de)(de)影響。

　　由于近期作(zuo)物(wu)(wu)生(sheng)產(chan)(chan)價格(ge)上漲（如玉(yu)米(mi)(mi)、大(da)米(mi)(mi)等），以木纖維(wei)素材料作(zuo)為生(sheng)物(wu)(wu)乙醇生(sheng)產(chan)(chan)資(zi)源引(yin)起(qi)了極大(da)的興趣(qu)。其(qi)中，甘蔗渣、高粱秸稈、小麥秸稈、稻草、玉(yu)米(mi)(mi)秸稈、玉(yu)米(mi)(mi)芯和(he)玉(yu)米(mi)(mi)殼（即玉(yu)米(mi)(mi)纖維(wei)）目前(qian)正在(zai)研究生(sheng)物(wu)(wu)乙醇生(sheng)產(chan)(chan)資(zi)源。為此(ci)，研究了其(qi)可發(fa)酵糖含(han)量、*佳發(fa)酵工藝及其(qi)水解(jie)策(ce)略。稀硫酸(suan)溶液、磷酸(suan)或(huo)鹽(yan)通常用(yong)于生(sheng)物(wu)(wu)乙醇發(fa)酵前(qian)的水解(jie)。此(ci)外(wai)，還采用(yong)酶水解(jie)和(he)酶和(he)稀酸(suan)的組合水解(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。活性炭處理導致呋喃衍生物(wu)(wu)減少(shao)92%，羥甲基糠醛減少(shao)68%，酚類化合物(wu)(wu)總量減少(shao)約(yue)1%.25-0.5克/ 升。從水解產物(wu)(wu)中去除有毒(du)物(wu)(wu)質非常可靠(kao)的。

　　水解產物處理活性炭

　　用NaOH水解產(chan)品pH調(diao)節至5.5后，混合100ml水解產(chan)物(wu)和10g活性(xing)炭，然后通過真空過濾去除。

　　去除酚類化合物

　　有毒呋(fu)喃衍生(sheng)(sheng)物(wu)(糠(kang)(kang)醛(quan)和(he)(he)5-羥甲基糠(kang)(kang)醛(quan))和(he)(he)酚類(lei)化合物(wu)在酸解(jie)過程(cheng)中產(chan)生(sheng)(sheng)，已知(zhi)抑制細胞生(sheng)(sheng)長和(he)(he)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)成(cheng)。在使用20g玉米殼(ke)和(he)(he)4%(v / v)H 2 SO 水(shui)解(jie)物(wu)制備后，我們(men)通過活性(xing)炭去除(chu)了這些化合物(wu)。如圖(tu)4所示，該過程(cheng)導致2015年(nian)總酚值.2降(jiang)至153.3 mg / l，相(xiang)當于總酚類(lei)化合物(wu)減少(shao)92.3%。然后用活性(xing)炭處理的水(shui)解(jie)產(chan)物(wu)生(sheng)(sheng)產(chan)生(sheng)(sheng)物(wu)乙(yi)醇，并(bing)與未(wei)處理的水(shui)解(jie)產(chan)物(wu)進(jin)行比較。

　　燒(shao)瓶培養物中嗜熱脂肪桿菌(jun)的生長曲線。

　　生產燒瓶培養中的生物(wu)乙醇

　　為了(le)探(tan)索(suo)酸水解(jie)(jie)玉米殼的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)處(chu)(chu)理(li)如(ru)(ru)何影響生(sheng)物乙醇的(de)生(sheng)產(chan)(chan)，我們(men)進行了(le)兩種燒瓶培(pei)養：一種是(shi)(shi)未處(chu)(chu)理(li)的(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)，另一種是(shi)(shi)活(huo)性(xing)炭(tan)處(chu)(chu)理(li)的(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)作(zuo)為酵母培(pei)養物的(de)碳(tan)源。如(ru)(ru)圖2所示(shi)，嗜糖單胞菌的(de)細胞生(sheng)長曲線在(zai)兩種培(pei)養基中(zhong)是(shi)(shi)相似的(de)，盡管當水解(jie)(jie)產(chan)(chan)物未經處(chu)(chu)理(li)時(shi)，OD 600受中(zhong)等顏(yan)色的(de)嚴重影響。但是(shi)(shi)，葡萄糖、木糖和阿拉伯糖的(de)消耗(hao)(hao)(hao)量明顯不同(tong)(圖3)。當使(shi)用活(huo)性(xing)炭(tan)處(chu)(chu)理(li)的(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)物時(shi)，單糖在(zai)培(pei)養192小(xiao)(xiao)時(shi)后(hou)幾乎(hu)完(wan)(wan)全(quan)(quan)消耗(hao)(hao)(hao)(圖3B)，即使(shi)在(zai)培(pei)養480小(xiao)(xiao)時(shi)后(hou)，當使(shi)用未處(chu)(chu)理(li)的(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)時(shi)，它們(men)也沒有(you)完(wan)(wan)全(quan)(quan)消耗(hao)(hao)(hao)（圖3）A)。例如(ru)(ru)，當使(shi)用未處(chu)(chu)理(li)的(de)水解(jie)(jie)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)時(shi)，葡萄糖消耗(hao)(hao)(hao)減慢(man)； 具體來(lai)說，葡萄糖在(zai)72小(xiao)(xiao)時(shi)內完(wan)(wan)全(quan)(quan)消耗(hao)(hao)(hao)，而活(huo)性(xing)炭(tan)在(zai)24小(xiao)(xiao)時(shi)內完(wan)(wan)全(quan)(quan)消耗(hao)(hao)(hao)。

　　熱脂肪(fang)芽孢(bao)桿菌燒瓶培養肉湯TLC分析。G，A和X分別表示(shi)葡萄糖、阿拉伯(bo)糖和木糖標準產(chan)品。

　　活性炭(tan)處理對生(sheng)物乙醇生(sheng)產動力(li)學參數的影響

　　為了(le)評估水(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)處理(li)(li)如(ru)何影響生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇生(sheng)產(chan)(chan)的(de)動力學參數，如(ru)表1所示(shi)(P)特(te)定(ding)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇生(sheng)產(chan)(chan)率和(he)特(te)定(ding)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇生(sheng)產(chan)(chan)率(Q p)。當使(shi)(shi)用(yong)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)處理(li)(li)的(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)，在此期間(jian)NA1和(he)A(即葡萄(tao)糖(tang)(tang)消(xiao)(xiao)耗周期)p略(lve)高和(he)Q p未(wei)(wei)經(jing)處理(li)(li)的(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)大于(yu)1.6倍。此外，當使(shi)(shi)用(yong)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)處理(li)(li)的(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)時(shi)，在此期間(jian)NA2和(he)A(即木糖(tang)(tang)和(he)阿拉伯(bo)糖(tang)(tang)的(de)消(xiao)(xiao)耗周期)P和(he)Q p未(wei)(wei)經(jing)處理(li)(li)的(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)2.4倍和(he)3.4倍。有趣的(de)是，木糖(tang)(tang)和(he)阿拉伯(bo)糖(tang)(tang)在生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇中生(sheng)產(chan)(chan)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)處理(li)(li)的(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(A2，A3和(he)A4)期間(jian)繼續消(xiao)(xiao)耗，使(shi)(shi)用(yong)未(wei)(wei)處理(li)(li)的(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)品(pin)時(shi)，木糖(tang)(tang)和(he)阿拉伯(bo)糖(tang)(tang)只在NA二期開始(shi)消(xiao)(xiao)費； 從那時(shi)起，生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇開始(shi)與木糖(tang)(tang)和(he)阿拉伯(bo)糖(tang)(tang)同時(shi)消(xiao)(xiao)耗()NA3)。然而，當使(shi)(shi)用(yong)活性(xing)碳處理(li)(li)的(de)水(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)時(shi)，到期間(jian)A5木糖(tang)(tang)和(he)阿拉伯(bo)糖(tang)(tang)已(yi)經(jing)完全消(xiao)(xiao)耗，只有當生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇開始(shi)消(xiao)(xiao)耗時(shi)。

　　綜上所述，本(ben)研究結(jie)果表明，當活性(xing)炭用于生產(chan)嗜(shi)熱脂(zhi)肪芽孢桿菌生物(wu)乙(yi)醇(chun)時(shi)，P和Q p得到改(gai)善，木(mu)糖(tang)/阿拉伯糖(tang)利用期間生物(wu)乙(yi)醇(chun)生產(chan)的(de)持(chi)續性(xing)更好。