活(huo)性炭如何影響乙醇(chun)生產？

　　活性(xing)炭處(chu)理如何影響乙醇(chun)(chun)的(de)(de)生產(chan)，乙醇(chun)(chun)的(de)(de)一般工藝(yi)是(shi)玉米(mi)漿，水解產(chan)品的(de)(de)生產(chan)是(shi)污染(ran)的(de)(de)，我(wo)們研究(jiu)了活性(xing)炭處(chu)理和(he)去除(chu)有毒物質的(de)(de)*佳條(tiao)件(jian)，以及對乙醇(chun)(chun)生產(chan)的(de)(de)影響。

　　由于近期作物生(sheng)(sheng)產(chan)價(jia)格上漲（如玉(yu)米(mi)、大米(mi)等），以木纖(xian)維素材(cai)料作為生(sheng)(sheng)物乙(yi)(yi)醇(chun)生(sheng)(sheng)產(chan)資源(yuan)引起了(le)極大的興趣。其中(zhong)，甘(gan)蔗渣、高粱秸(jie)稈、小麥秸(jie)稈、稻草(cao)、玉(yu)米(mi)秸(jie)稈、玉(yu)米(mi)芯(xin)和玉(yu)米(mi)殼（即玉(yu)米(mi)纖(xian)維）目前正在研(yan)究(jiu)生(sheng)(sheng)物乙(yi)(yi)醇(chun)生(sheng)(sheng)產(chan)資源(yuan)。為此(ci)，研(yan)究(jiu)了(le)其可發(fa)(fa)酵糖含量(liang)、*佳發(fa)(fa)酵工藝及其水(shui)解(jie)策略。稀硫(liu)酸(suan)溶(rong)液、磷酸(suan)或鹽(yan)通常(chang)用(yong)于生(sheng)(sheng)物乙(yi)(yi)醇(chun)發(fa)(fa)酵前的水(shui)解(jie)。此(ci)外，還(huan)采用(yong)酶(mei)水(shui)解(jie)和酶(mei)和稀酸(suan)的組合水(shui)解(jie)。

　　去(qu)除酚(fen)類化合物(wu)(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(fu)喃衍生物(wu)減(jian)(jian)少(shao)92%，羥甲基糠醛減(jian)(jian)少(shao)68%，酚類化合物(wu)總量減(jian)(jian)少(shao)約1%.25-0.5克/ 升。從水解產(chan)物(wu)中去除有(you)毒物(wu)質非常可靠的。

　　水解產物處理活性炭

　　用NaOH水解產品(pin)pH調(diao)節至5.5后(hou)，混(hun)合100ml水解產物和10g活性炭，然(ran)后(hou)通過真空過濾去除。

　　去除酚類化合物

　　有(you)毒呋喃衍生(sheng)物(wu)(wu)(糠醛(quan)和5-羥(qian)甲基糠醛(quan))和酚(fen)類化合物(wu)(wu)在(zai)酸解過程中產生(sheng)，已(yi)知抑制(zhi)細胞生(sheng)長和乙醇(chun)(chun)生(sheng)成。在(zai)使用20g玉米殼和4%(v / v)H 2 SO 水(shui)解物(wu)(wu)制(zhi)備(bei)后，我(wo)們通過活(huo)性炭去除了這些化合物(wu)(wu)。如圖(tu)4所示，該過程導致(zhi)2015年(nian)總酚(fen)值.2降至153.3 mg / l，相當于總酚(fen)類化合物(wu)(wu)減少92.3%。然后用活(huo)性炭處理(li)的(de)水(shui)解產物(wu)(wu)生(sheng)產生(sheng)物(wu)(wu)乙醇(chun)(chun)，并(bing)與未處理(li)的(de)水(shui)解產物(wu)(wu)進行比較(jiao)。

　　燒(shao)瓶培養物中嗜熱(re)脂肪桿(gan)菌(jun)的生長曲線。

　　生(sheng)(sheng)產(chan)燒瓶培養中的生(sheng)(sheng)物乙醇

　　為(wei)了探索酸水(shui)(shui)解(jie)(jie)玉(yu)米殼(ke)的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)炭處(chu)理(li)(li)如何影(ying)響(xiang)生(sheng)物(wu)(wu)乙醇的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)，我們進行了兩種(zhong)燒瓶培(pei)(pei)養(yang)(yang)：一(yi)種(zhong)是未處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)品(pin)，另一(yi)種(zhong)是活(huo)(huo)性(xing)炭處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)品(pin)作為(wei)酵母培(pei)(pei)養(yang)(yang)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)源。如圖(tu)(tu)2所示，嗜糖(tang)單胞菌(jun)的(de)(de)(de)(de)細胞生(sheng)長曲線在(zai)兩種(zhong)培(pei)(pei)養(yang)(yang)基中(zhong)是相似的(de)(de)(de)(de)，盡管當(dang)水(shui)(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)未經處(chu)理(li)(li)時(shi)(shi)(shi)，OD 600受中(zhong)等(deng)顏色的(de)(de)(de)(de)嚴重影(ying)響(xiang)。但(dan)是，葡萄糖(tang)、木糖(tang)和阿拉伯糖(tang)的(de)(de)(de)(de)消(xiao)耗(hao)量(liang)明顯不(bu)同(圖(tu)(tu)3)。當(dang)使用(yong)活(huo)(huo)性(xing)炭處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)時(shi)(shi)(shi)，單糖(tang)在(zai)培(pei)(pei)養(yang)(yang)192小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)后(hou)(hou)幾乎(hu)完(wan)(wan)全消(xiao)耗(hao)(圖(tu)(tu)3B)，即使在(zai)培(pei)(pei)養(yang)(yang)480小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)后(hou)(hou)，當(dang)使用(yong)未處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)品(pin)時(shi)(shi)(shi)，它們也沒有完(wan)(wan)全消(xiao)耗(hao)（圖(tu)(tu)3）A)。例如，當(dang)使用(yong)未處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)品(pin)時(shi)(shi)(shi)，葡萄糖(tang)消(xiao)耗(hao)減慢(man)； 具(ju)體來說，葡萄糖(tang)在(zai)72小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)內完(wan)(wan)全消(xiao)耗(hao)，而(er)活(huo)(huo)性(xing)炭在(zai)24小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)內完(wan)(wan)全消(xiao)耗(hao)。

　　熱脂肪芽孢(bao)桿菌(jun)燒瓶培(pei)養(yang)肉湯TLC分析。G，A和(he)X分別表示葡萄糖(tang)、阿拉(la)伯糖(tang)和(he)木糖(tang)標準產(chan)品(pin)。

　　活性炭處理對生(sheng)物乙醇(chun)生(sheng)產動力學參數的影響

　　為了評估水(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)產(chan)物(wu)(wu)的活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)如(ru)何影響生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)(yi)醇(chun)生(sheng)(sheng)產(chan)的動力學參數(shu)，如(ru)表1所示(P)特定(ding)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)(yi)醇(chun)生(sheng)(sheng)產(chan)率和(he)(he)特定(ding)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)(yi)醇(chun)生(sheng)(sheng)產(chan)率(Q p)。當(dang)使(shi)用(yong)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的水(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)產(chan)物(wu)(wu)，在(zai)此期(qi)間(jian)NA1和(he)(he)A(即(ji)葡萄糖(tang)(tang)(tang)(tang)消(xiao)耗(hao)周期(qi))p略高和(he)(he)Q p未經(jing)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的水(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)產(chan)物(wu)(wu)大于1.6倍。此外，當(dang)使(shi)用(yong)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的水(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)產(chan)物(wu)(wu)時(shi)(shi)，在(zai)此期(qi)間(jian)NA2和(he)(he)A(即(ji)木(mu)(mu)(mu)糖(tang)(tang)(tang)(tang)和(he)(he)阿拉(la)(la)伯(bo)糖(tang)(tang)(tang)(tang)的消(xiao)耗(hao)周期(qi))P和(he)(he)Q p未經(jing)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的水(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)產(chan)物(wu)(wu)2.4倍和(he)(he)3.4倍。有趣的是(shi)，木(mu)(mu)(mu)糖(tang)(tang)(tang)(tang)和(he)(he)阿拉(la)(la)伯(bo)糖(tang)(tang)(tang)(tang)在(zai)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)(yi)醇(chun)中生(sheng)(sheng)產(chan)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的水(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)產(chan)物(wu)(wu)(A2，A3和(he)(he)A4)期(qi)間(jian)繼續(xu)消(xiao)耗(hao)，使(shi)用(yong)未處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的水(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)產(chan)品時(shi)(shi)，木(mu)(mu)(mu)糖(tang)(tang)(tang)(tang)和(he)(he)阿拉(la)(la)伯(bo)糖(tang)(tang)(tang)(tang)只在(zai)NA二期(qi)開(kai)(kai)始消(xiao)費； 從那時(shi)(shi)起，生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)(yi)醇(chun)開(kai)(kai)始與木(mu)(mu)(mu)糖(tang)(tang)(tang)(tang)和(he)(he)阿拉(la)(la)伯(bo)糖(tang)(tang)(tang)(tang)同時(shi)(shi)消(xiao)耗(hao)()NA3)。然而，當(dang)使(shi)用(yong)活(huo)性(xing)碳處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的水(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)產(chan)物(wu)(wu)時(shi)(shi)，到期(qi)間(jian)A5木(mu)(mu)(mu)糖(tang)(tang)(tang)(tang)和(he)(he)阿拉(la)(la)伯(bo)糖(tang)(tang)(tang)(tang)已經(jing)完全消(xiao)耗(hao)，只有當(dang)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)(yi)醇(chun)開(kai)(kai)始消(xiao)耗(hao)時(shi)(shi)。

　　綜上(shang)所(suo)述(shu)，本研(yan)究結果表(biao)明，當(dang)活(huo)性炭用于生(sheng)產嗜(shi)熱脂肪芽(ya)孢(bao)桿菌生(sheng)物乙醇時，P和Q p得到(dao)改善，木(mu)糖/阿拉伯糖利用期(qi)間生(sheng)物乙醇生(sheng)產的持續性更好。