活(huo)性炭如何影響乙(yi)醇生產？

　　活性炭(tan)處理(li)如何影響(xiang)乙醇的(de)生(sheng)產，乙醇的(de)一般(ban)工藝是(shi)玉(yu)米漿，水解產品的(de)生(sheng)產是(shi)污(wu)染的(de)，我們研究了活性炭(tan)處理(li)和去除有毒物質的(de)*佳條件，以(yi)及對乙醇生(sheng)產的(de)影響(xiang)。

　　由于(yu)(yu)近期作(zuo)物(wu)生(sheng)產(chan)價格上漲（如玉(yu)米(mi)(mi)、大(da)米(mi)(mi)等），以(yi)木纖維(wei)素材料作(zuo)為生(sheng)物(wu)乙(yi)醇(chun)生(sheng)產(chan)資(zi)(zi)源引起(qi)了(le)極大(da)的興趣。其中，甘蔗(zhe)渣、高粱秸(jie)稈(gan)、小麥秸(jie)稈(gan)、稻草(cao)、玉(yu)米(mi)(mi)秸(jie)稈(gan)、玉(yu)米(mi)(mi)芯和玉(yu)米(mi)(mi)殼(ke)（即玉(yu)米(mi)(mi)纖維(wei)）目(mu)前正在研(yan)究(jiu)生(sheng)物(wu)乙(yi)醇(chun)生(sheng)產(chan)資(zi)(zi)源。為此(ci)，研(yan)究(jiu)了(le)其可發(fa)(fa)酵糖(tang)含量、*佳發(fa)(fa)酵工藝及其水(shui)解(jie)策(ce)略。稀硫酸(suan)溶液、磷酸(suan)或(huo)鹽(yan)通(tong)常(chang)用于(yu)(yu)生(sheng)物(wu)乙(yi)醇(chun)發(fa)(fa)酵前的水(shui)解(jie)。此(ci)外，還采用酶水(shui)解(jie)和酶和稀酸(suan)的組合水(shui)解(jie)。

　　去除(chu)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(li)導(dao)致呋喃衍生物減少92%，羥甲基(ji)糠醛減少68%，酚類化合(he)物總量減少約1%.25-0.5克/ 升。從水解產物中去除有毒物質非常可靠的。

　　水解產物處理活性炭

　　用NaOH水解產品(pin)pH調節至5.5后，混合100ml水解產物和(he)10g活性炭，然后通過(guo)真空過(guo)濾去除。

　　去除酚類化合物

　　有毒(du)呋喃衍生(sheng)物(糠醛和(he)(he)5-羥甲基糠醛)和(he)(he)酚(fen)類(lei)化合(he)物在(zai)酸解過(guo)(guo)程中產(chan)(chan)生(sheng)，已(yi)知抑制(zhi)細胞生(sheng)長和(he)(he)乙(yi)醇(chun)(chun)生(sheng)成。在(zai)使用(yong)20g玉米殼和(he)(he)4%(v / v)H 2 SO 水(shui)解物制(zhi)備后(hou)，我們通過(guo)(guo)活(huo)性炭(tan)去除了這些化合(he)物。如圖(tu)4所示，該過(guo)(guo)程導致2015年總(zong)酚(fen)值.2降至153.3 mg / l，相當于總(zong)酚(fen)類(lei)化合(he)物減(jian)少92.3%。然后(hou)用(yong)活(huo)性炭(tan)處(chu)理(li)的水(shui)解產(chan)(chan)物生(sheng)產(chan)(chan)生(sheng)物乙(yi)醇(chun)(chun)，并與(yu)未處(chu)理(li)的水(shui)解產(chan)(chan)物進行比較(jiao)。

　　燒瓶培養(yang)物中嗜(shi)熱脂肪(fang)桿菌的生長曲線。

　　生(sheng)產燒瓶培養中的生(sheng)物乙醇

　　為了探索酸水(shui)解(jie)玉米殼的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)處(chu)(chu)理(li)(li)如(ru)何影響(xiang)生(sheng)物(wu)(wu)乙醇的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)，我們進行(xing)了兩(liang)種(zhong)燒瓶培養(yang)：一種(zhong)是(shi)未(wei)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)品，另一種(zhong)是(shi)活性(xing)(xing)炭(tan)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)品作為酵(jiao)母培養(yang)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)碳源。如(ru)圖2所(suo)示(shi)，嗜糖(tang)單胞(bao)菌(jun)的(de)(de)(de)細胞(bao)生(sheng)長曲線在(zai)(zai)(zai)兩(liang)種(zhong)培養(yang)基中是(shi)相似的(de)(de)(de)，盡管(guan)當水(shui)解(jie)產(chan)物(wu)(wu)未(wei)經(jing)處(chu)(chu)理(li)(li)時(shi)，OD 600受(shou)中等顏(yan)色的(de)(de)(de)嚴重影響(xiang)。但是(shi)，葡(pu)萄糖(tang)、木糖(tang)和阿拉伯糖(tang)的(de)(de)(de)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)量明顯不同(圖3)。當使(shi)用(yong)(yong)活性(xing)(xing)炭(tan)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)物(wu)(wu)時(shi)，單糖(tang)在(zai)(zai)(zai)培養(yang)192小(xiao)(xiao)時(shi)后幾乎(hu)完(wan)全(quan)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(圖3B)，即使(shi)在(zai)(zai)(zai)培養(yang)480小(xiao)(xiao)時(shi)后，當使(shi)用(yong)(yong)未(wei)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)品時(shi)，它們也(ye)沒有完(wan)全(quan)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)（圖3）A)。例如(ru)，當使(shi)用(yong)(yong)未(wei)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)解(jie)產(chan)品時(shi)，葡(pu)萄糖(tang)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)減(jian)慢(man)； 具體來說，葡(pu)萄糖(tang)在(zai)(zai)(zai)72小(xiao)(xiao)時(shi)內(nei)完(wan)全(quan)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)，而活性(xing)(xing)炭(tan)在(zai)(zai)(zai)24小(xiao)(xiao)時(shi)內(nei)完(wan)全(quan)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)。

　　熱(re)脂肪芽孢(bao)桿菌燒瓶培養肉湯TLC分析(xi)。G，A和X分別表示葡萄糖(tang)(tang)、阿(a)拉伯糖(tang)(tang)和木糖(tang)(tang)標準產品。

　　活性炭處理對(dui)生物乙醇生產動力學參(can)數的影響

　　為(wei)了評估水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)活(huo)性炭處(chu)(chu)理如(ru)何影響生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)(chun)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)動力學(xue)參數，如(ru)表1所示(P)特(te)定生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)(chun)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)率和(he)(he)(he)(he)特(te)定生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)(chun)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)率(Q p)。當(dang)使用(yong)活(huo)性炭處(chu)(chu)理的(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)，在(zai)此(ci)期間NA1和(he)(he)(he)(he)A(即葡萄(tao)糖(tang)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)周期)p略高和(he)(he)(he)(he)Q p未(wei)經處(chu)(chu)理的(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)大于(yu)1.6倍。此(ci)外，當(dang)使用(yong)活(huo)性炭處(chu)(chu)理的(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)時(shi)，在(zai)此(ci)期間NA2和(he)(he)(he)(he)A(即木(mu)糖(tang)和(he)(he)(he)(he)阿拉(la)伯糖(tang)的(de)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)周期)P和(he)(he)(he)(he)Q p未(wei)經處(chu)(chu)理的(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)2.4倍和(he)(he)(he)(he)3.4倍。有趣的(de)是，木(mu)糖(tang)和(he)(he)(he)(he)阿拉(la)伯糖(tang)在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)(chun)中生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)活(huo)性炭處(chu)(chu)理的(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)(A2，A3和(he)(he)(he)(he)A4)期間繼續(xu)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)，使用(yong)未(wei)處(chu)(chu)理的(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)品時(shi)，木(mu)糖(tang)和(he)(he)(he)(he)阿拉(la)伯糖(tang)只在(zai)NA二期開(kai)始(shi)消(xiao)(xiao)費； 從那時(shi)起，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)(chun)開(kai)始(shi)與木(mu)糖(tang)和(he)(he)(he)(he)阿拉(la)伯糖(tang)同時(shi)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)()NA3)。然(ran)而，當(dang)使用(yong)活(huo)性碳處(chu)(chu)理的(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)時(shi)，到期間A5木(mu)糖(tang)和(he)(he)(he)(he)阿拉(la)伯糖(tang)已經完全消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)，只有當(dang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)(chun)開(kai)始(shi)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)時(shi)。

　　綜上所述(shu)，本研究(jiu)結果表明，當活性炭用(yong)于生產嗜(shi)熱脂肪芽孢桿菌生物(wu)乙醇(chun)時，P和Q p得到改(gai)善，木糖(tang)(tang)/阿拉(la)伯糖(tang)(tang)利用(yong)期間生物(wu)乙醇(chun)生產的(de)持續性更好。