活性炭如何影(ying)響(xiang)乙醇生(sheng)產？

　　活性(xing)(xing)炭(tan)處理如何影(ying)響乙(yi)(yi)醇的生產，乙(yi)(yi)醇的一般工藝(yi)是(shi)玉米漿(jiang)，水解產品的生產是(shi)污染(ran)的，我們研究了活性(xing)(xing)炭(tan)處理和去除有毒物質的*佳條件(jian)，以(yi)及對乙(yi)(yi)醇生產的影(ying)響。

　　由于(yu)近期作物生(sheng)(sheng)產(chan)價格上漲(zhang)（如玉(yu)(yu)米(mi)、大米(mi)等），以木纖維素(su)材料作為(wei)生(sheng)(sheng)物乙(yi)醇(chun)生(sheng)(sheng)產(chan)資源引起了(le)極大的(de)(de)興趣(qu)。其(qi)中，甘蔗渣、高粱秸(jie)稈、小麥秸(jie)稈、稻草、玉(yu)(yu)米(mi)秸(jie)稈、玉(yu)(yu)米(mi)芯(xin)和(he)玉(yu)(yu)米(mi)殼(ke)（即(ji)玉(yu)(yu)米(mi)纖維）目前(qian)(qian)正在(zai)研究生(sheng)(sheng)物乙(yi)醇(chun)生(sheng)(sheng)產(chan)資源。為(wei)此(ci)(ci)，研究了(le)其(qi)可發酵(jiao)(jiao)糖含量、*佳發酵(jiao)(jiao)工(gong)藝(yi)及其(qi)水(shui)解(jie)(jie)策(ce)略。稀硫酸溶液、磷酸或(huo)鹽通常用于(yu)生(sheng)(sheng)物乙(yi)醇(chun)發酵(jiao)(jiao)前(qian)(qian)的(de)(de)水(shui)解(jie)(jie)。此(ci)(ci)外(wai)，還(huan)采用酶水(shui)解(jie)(jie)和(he)酶和(he)稀酸的(de)(de)組合水(shui)解(jie)(jie)。

　　去除酚類(lei)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。活性炭處理導(dao)致呋喃衍(yan)生物減(jian)少(shao)92%，羥甲基糠醛減(jian)少(shao)68%，酚類(lei)化合物總量減(jian)少(shao)約1%.25-0.5克/ 升(sheng)。從水解產物中去除(chu)有(you)毒物質非常(chang)可(ke)靠的。

　　水解產物處理活性炭

　　用NaOH水(shui)(shui)解(jie)產(chan)品pH調節至5.5后(hou)，混合100ml水(shui)(shui)解(jie)產(chan)物和10g活性炭(tan)，然(ran)后(hou)通(tong)過真空(kong)過濾去除。

　　去除酚類化合物

　　有毒呋喃衍生(sheng)(sheng)(sheng)物(糠(kang)醛和(he)5-羥(qian)甲(jia)基糠(kang)醛)和(he)酚(fen)類化合物在(zai)酸解過程中產生(sheng)(sheng)(sheng)，已知(zhi)抑制(zhi)細胞(bao)生(sheng)(sheng)(sheng)長和(he)乙(yi)醇(chun)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)。在(zai)使用(yong)20g玉米殼和(he)4%(v / v)H 2 SO 水(shui)解物制(zhi)備后(hou)，我們通過活(huo)性炭去除了這些化合物。如圖4所示，該過程導致2015年總酚(fen)值.2降至153.3 mg / l，相當于總酚(fen)類化合物減(jian)少(shao)92.3%。然后(hou)用(yong)活(huo)性炭處(chu)理(li)的水(shui)解產物生(sheng)(sheng)(sheng)產生(sheng)(sheng)(sheng)物乙(yi)醇(chun)，并與未處(chu)理(li)的水(shui)解產物進行比(bi)較。

　　燒瓶培養(yang)物中嗜熱脂(zhi)肪(fang)桿菌的生長曲線。

　　生產(chan)燒瓶培養(yang)中的生物(wu)乙醇

　　為了探索(suo)酸水(shui)(shui)解(jie)(jie)玉米殼的(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)處(chu)理如(ru)何影響生(sheng)物(wu)(wu)乙醇的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)，我們進行(xing)了兩種(zhong)燒瓶培(pei)養(yang)：一種(zhong)是未(wei)處(chu)理的(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)品(pin)，另一種(zhong)是活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)處(chu)理的(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)品(pin)作(zuo)為酵母培(pei)養(yang)物(wu)(wu)的(de)(de)碳(tan)源。如(ru)圖2所示，嗜糖(tang)單胞菌的(de)(de)細(xi)胞生(sheng)長曲線在兩種(zhong)培(pei)養(yang)基(ji)中是相似的(de)(de)，盡(jin)管當水(shui)(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)未(wei)經處(chu)理時(shi)(shi)，OD 600受中等顏色(se)的(de)(de)嚴重影響。但(dan)是，葡(pu)萄糖(tang)、木糖(tang)和阿拉伯糖(tang)的(de)(de)消耗(hao)(hao)(hao)量明顯(xian)不同(圖3)。當使(shi)用(yong)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)處(chu)理的(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)時(shi)(shi)，單糖(tang)在培(pei)養(yang)192小(xiao)時(shi)(shi)后幾乎完(wan)全(quan)消耗(hao)(hao)(hao)(圖3B)，即(ji)使(shi)在培(pei)養(yang)480小(xiao)時(shi)(shi)后，當使(shi)用(yong)未(wei)處(chu)理的(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)品(pin)時(shi)(shi)，它們也沒有完(wan)全(quan)消耗(hao)(hao)(hao)（圖3）A)。例(li)如(ru)，當使(shi)用(yong)未(wei)處(chu)理的(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)產(chan)(chan)(chan)品(pin)時(shi)(shi)，葡(pu)萄糖(tang)消耗(hao)(hao)(hao)減慢； 具(ju)體來說，葡(pu)萄糖(tang)在72小(xiao)時(shi)(shi)內(nei)完(wan)全(quan)消耗(hao)(hao)(hao)，而(er)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)在24小(xiao)時(shi)(shi)內(nei)完(wan)全(quan)消耗(hao)(hao)(hao)。

　　熱脂肪芽孢桿菌燒瓶培養肉湯(tang)TLC分析。G，A和X分別表示葡萄糖(tang)(tang)(tang)、阿拉(la)伯(bo)糖(tang)(tang)(tang)和木糖(tang)(tang)(tang)標準產品(pin)。

　　活(huo)性炭處理對生物(wu)乙(yi)醇生產動力學參(can)數的影響

　　為了評估水(shui)(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)活(huo)性炭(tan)處(chu)理(li)(li)如何影(ying)響生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)(de)動力學參數(shu)，如表1所(suo)示(P)特(te)定(ding)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)率(lv)和(he)(he)(he)(he)特(te)定(ding)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)醇生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)率(lv)(Q p)。當使(shi)用(yong)活(huo)性炭(tan)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)，在(zai)此(ci)期(qi)(qi)間(jian)NA1和(he)(he)(he)(he)A(即(ji)葡萄糖(tang)(tang)消(xiao)耗(hao)(hao)周(zhou)期(qi)(qi))p略高(gao)和(he)(he)(he)(he)Q p未(wei)(wei)經(jing)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)大(da)于1.6倍(bei)。此(ci)外，當使(shi)用(yong)活(huo)性炭(tan)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)時，在(zai)此(ci)期(qi)(qi)間(jian)NA2和(he)(he)(he)(he)A(即(ji)木(mu)(mu)糖(tang)(tang)和(he)(he)(he)(he)阿(a)拉(la)伯糖(tang)(tang)的(de)(de)(de)消(xiao)耗(hao)(hao)周(zhou)期(qi)(qi))P和(he)(he)(he)(he)Q p未(wei)(wei)經(jing)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)2.4倍(bei)和(he)(he)(he)(he)3.4倍(bei)。有趣的(de)(de)(de)是，木(mu)(mu)糖(tang)(tang)和(he)(he)(he)(he)阿(a)拉(la)伯糖(tang)(tang)在(zai)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)醇中生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)活(huo)性炭(tan)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(A2，A3和(he)(he)(he)(he)A4)期(qi)(qi)間(jian)繼續消(xiao)耗(hao)(hao)，使(shi)用(yong)未(wei)(wei)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產(chan)(chan)品時，木(mu)(mu)糖(tang)(tang)和(he)(he)(he)(he)阿(a)拉(la)伯糖(tang)(tang)只在(zai)NA二期(qi)(qi)開始消(xiao)費(fei)； 從那時起，生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)醇開始與木(mu)(mu)糖(tang)(tang)和(he)(he)(he)(he)阿(a)拉(la)伯糖(tang)(tang)同(tong)時消(xiao)耗(hao)(hao)()NA3)。然而，當使(shi)用(yong)活(huo)性碳處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)時，到期(qi)(qi)間(jian)A5木(mu)(mu)糖(tang)(tang)和(he)(he)(he)(he)阿(a)拉(la)伯糖(tang)(tang)已經(jing)完全消(xiao)耗(hao)(hao)，只有當生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)醇開始消(xiao)耗(hao)(hao)時。

　　綜上所述，本研究結果表明，當活性炭用于生(sheng)產(chan)嗜熱脂肪芽(ya)孢(bao)桿菌生(sheng)物(wu)乙(yi)醇時，P和Q p得到改善，木糖/阿拉(la)伯糖利用期間生(sheng)物(wu)乙(yi)醇生(sheng)產(chan)的持續性更好。