宁夏活性炭载体转化琥珀酸

　　活性炭载体转化琥珀酸

　　琥珀酸是活性炭载体的转化。目前，琥珀酸的生产能力相对较低，不足以满足细菌固定转化木纤维素材料的供应需求。为了改善需求，我们使用经济有效的活性炭载体与硅藻土、甘油、煤活性炭、椰壳活性炭和蛭石进行比较。作为琥珀酸的重复生物合成，发现椰壳材料的活性炭电势*低，是一种重要的可再生经济材料。

　　琥珀酸是C4-二羧酸家族的高价值分子可以通过不完全还原三羧酸(TCA)生物技术合成循环或乙醛酸分流。椰壳活性炭是一种非常有价值的吸附剂材料，因为它具有相对较高的机械强度、良好的耐磨性、固有的颗粒结构、发达的孔隙和比其他材料更便宜的替代品。活性炭因其优良的天然结构和低灰含量而被选为固定材料。过去，椰壳活性炭配备热厌氧杆菌，用于稳定生物氢的生产，用于苯酚和氰化物的生物吸附或生物积累。本文介绍了活性炭载体通过简单的细胞粘附技术为水解产物生产琥珀酸提供合适的环境，并介绍了各种现有固定载体与活性炭的比较，以证明其活性炭的优势。

　　活性炭载体和其他材料的表面积和孔隙率   总孔体积和材料纯度的标准是决定固定载体正确选择的重要因素。特定材料中低灰含量与高纯度有关。本研究中使用的载体材料的特性概述在表中。材料的表面积和孔隙特征决定了粘附程度(细胞表面相互作用)和内聚力(细胞-细胞相互作用)。与其它材料相比，椰壳活性炭和煤质活性炭材料具有较高的比表面积和总孔体积。值得注意的是，大孔体积意味着更高的容纳能力。

　　椰壳活性炭的平均孔径远大于煤质活性炭，差异近5倍。在这方面，三种内孔与吸附剂材料有关：(i)微孔(直径<2nm)，(ii)中孔(直径=2-50nm)，和(iii)大孔(直径>50nm)。根据目标分子的大小固定化程度，吸附这种孔隙类型。然而，大孔结构可能不会影响材料的吸附。例如，硅藻土一种二氧化硅)有大孔主导结构，但比表面积性能差。实验表明，比表面积高的材料具有较强的吸附性。

　　通过活性炭载体的发酵性能   固定活性炭载体会导致更多的木纤维素糖吸附在活性炭载体上。琥珀酸生产能量高，糖含量高。为了确定每种载体材料的比表面积、孔隙率和电势等因素，尝试进一步的实验来澄清它们对细菌发酵性能的可能影响。煤活性炭虽然比表面积高，但会产生小碳粉，使发酵液变质，一段时间后琥珀酸质量下降，限制了进一步的动力学研究。因此，椰壳活性炭、蛭石和硅藻土仅用于目前的分析。

　　观察椰壳活性炭的细菌。琥珀酸观察130Z椰壳活性炭在菌落32H分批培养后的孔隙中生长检查。图(a和b)椰壳活性炭SEM图像，而图(c和d)描述了负载木纤维素的活性炭载体。这一发现表明琥珀酸可能是圆形、灰色和半透明生物体，约为0.63微米×0.63微米×1.平均尺寸为21微米。确认活性炭中的多孔结构允许细胞生长。

　　图中(a)100倍放大单个多孔活性炭的视图，(b)在1万倍放大倍数下，高度多孔、不规则结构化活性炭C的特写视图，(c)和(d)细菌批量培养后，放大1万倍，负荷固定在活性炭上。

　　琥珀酸发酵中活性炭的孔隙率、表面积和低电势有助于其优异的性能。根据一系列事实，活性炭负载琥珀酸可以提高木纤维素水解产量、生产能力和琥珀酸滴度。活性炭机械性能强，操作稳定性长。从工业角度看，细胞固定化的使用有利于木纤维素生物质的高利用率。