Dalam pelbagai industri, proses pemisahan dan penulenan membran menjadi semakin penting: osmosis terbalik, mikro dan ultraturasan, elektrodialisis. Proses ini memungkinkan untuk mencipta kitaran pengeluaran tertutup untuk penggunaan air.
Pengasingan dan penulenan bahan menyumbang kepada penyelesaian masalah yang berkaitan dengan keperluan untuk meningkatkan kualiti produk industri kimia (mengurangkan kandungan kekotoran), menggunakan bahan mentah dengan kandungan sebatian berharga yang rendah, dan keperluan untuk melindungi alam sekitar (mengurangkan pembuangan air sisa industri, rawatan air sisa).
Mengembalikan komponen berharga air sisa industri kepada kitaran pengeluaran membolehkan bukan sahaja melindungi alam sekitar daripada pencemaran, tetapi juga meningkatkan kecekapan pelbagai peringkat pengeluaran perindustrian dan mengurangkan jumlah bahan mentah yang digunakan. Kitar semula komponen berharga air sisa daripada industri makanan dan mikrobiologi merupakan sumber tambahan bahan mentah untuk pengeluaran makanan dan makanan.
Pada masa ini, kualiti perairan semula jadi semakin merosot kerana peningkatan kandungan garamnya. Untuk mengelakkan degradasi perairan semula jadi, sistem peredaran air tertutup diperlukan di perusahaan. Keadaan ekologi semasa adalah sedemikian rupa sehingga tanpa proses membran adalah mustahil untuk mengekalkan kualiti penting air. Walau bagaimanapun, untuk beberapa peringkat teknologi pengeluaran, proses membran belum memberikan kesan yang tinggi, jadi gabungan mereka dengan kaedah pembersihan dan pemisahan tradisional diperlukan, dengan mengambil kira penunjuk teknikal dan ekonomi penggunaan air.
Kecekapan ekonomi dan daya saing proses membran boleh ditingkatkan dengan ketara dengan pendekatan bersepadu untuk pemprosesan proses dan perairan mineral, yang menyediakan pengembalian bukan sahaja komponen utama - air, tetapi juga bahan berharga lain - ke kitaran pengeluaran. Untuk melakukan ini, bukan sahaja pemisahan kekotoran mesti dijalankan, tetapi juga pemisahan mereka, iaitu, adalah perlu untuk meningkatkan selektiviti membran dan proses membran. Dalam banyak proses teknologi kimia, apabila menggunakan asid dan alkali, peneutralan berlaku, iaitu, degradasi kuantiti yang sangat besar sebatian ini, akhirnya membawa kepada pencemaran sumber air semula jadi.
Proses penulenan dan pemisahan membran boleh menjadi asas dalam sintesis sebatian kimia, penyingkiran bahan daripada campuran tindak balas, peraturan keadaan proses: pH, kepekatan reagen, dll. Permukaan membran boleh mempunyai aktiviti pemangkin atau sifat redoks.
Penyelidikan ke dalam proses membran sedang berkembang dalam beberapa arah: pembangunan bahan membran baharu, model fenomena pemindahan, kaedah untuk mengira modul membran, dan menjalankan pengiraan pengoptimuman untuk pelbagai objek dan peringkat pengeluaran. Kesan terbesar dijangka datang daripada penyelidikan dalam bidang hidrodinamik dan kimia permukaan.
Proses membran telah berjaya digunakan untuk memisahkan campuran bahan organik dan bukan organik. Proses ini berbeza terutamanya dalam daya penggeraknya. Perbezaan tekanan hidrostatik - ultrafiltrasi dan osmosis terbalik (proses baromembrane); perbezaan potensi elektrik - elektrodialisis, perbezaan kepekatan - dialisis. Terdapat juga proses membran "silang" yang menggunakan dua atau lebih daya penggerak: piezodialisis, elektroosmosis, dll. Pembahagian proses membran ini dicerminkan dalam bahan membran yang digunakan: separuh telap - untuk osmosis terbalik, ultraturasan - untuk ultrafiltrasi, pertukaran ion - untuk elektrodialisis dsb.
Pengelasan proses membran yang ditubuhkan secara tradisional ini adalah berdasarkan pembahagiannya kepada kumpulan berdasarkan sifat fizikal dan kimia yang digunakan untuk memisahkan campuran kepada komponen. Walau bagaimanapun, pengelasan semula jadi atau semulajadi ini sedikit sebanyak menghalang perkembangan proses membran secara keseluruhan disebabkan oleh lukisan garisan tajam antara proses individu.
Definisi membran.
Pada masa ini, kebanyakan penyelidik yang bekerja dalam bidang teknologi membran memahami membran sebagai kawasan yang memisahkan dua fasa. Dalam hal ini, membran boleh menjadi gas, cecair, pepejal, atau gabungan ketiga-tiga keadaan ini. Konsep "kawasan" dalam definisi ini digunakan dan bukannya konsep biasa "sempadan permukaan". Pada masa yang sama, sempadan antara fasa dua cecair tidak bercampur, gas dan cecair, gas dan pepejal, tidak boleh dianggap sebagai membran. Setiap penyelidik, sebagai peraturan, mempunyai idea sendiri tentang membran. Dalam konteks ini, sukar untuk memberikan definisi yang tepat dan lengkap tentang membran yang merangkumi semua aspeknya. Walau bagaimanapun, menjadi lebih mudah untuk memberikan definisi sedemikian jika kita mengehadkan diri kita kepada struktur sintetik sahaja. Dalam pengertian yang paling umum, membran sintetik berfungsi sebagai sempadan yang memisahkan dua fasa dan mengehadkan pemindahan pelbagai bahan dari satu fasa ke fasa yang lain dengan cara tertentu.
Membran boleh terdiri daripada pelbagai bahan dan mempunyai struktur yang berbeza. Membran boleh menjadi homogen atau heterogen, simetri atau tidak simetri dalam struktur, boleh "neutral", hanya mengalirkan cas negatif atau hanya positif, atau kedua-duanya. Pemindahan jisim merentasi membran boleh disebabkan oleh resapan atau aliran perolakan, yang disebabkan oleh kecerunan tekanan hidrostatik, suhu, potensi kimia atau elektrokimia. Banyak bahan sebenarnya adalah membran, seperti salutan pelindung dan pembungkusan. Semua bahan yang bertindak sebagai membran mempunyai satu persamaan: mereka menyekat laluan pelbagai bahan kimia melalui membran dengan cara yang ditetapkan dengan ketat.
Eduard Buchner dilahirkan pada 20 Mei 1860 di Munich (Jerman) dalam keluarga saintis keturunan yang berasal dari Swabia Bavaria. Bapanya, Ernst Buchner (1812-1872), adalah seorang profesor perubatan forensik, penganjur dan editor Mingguan Perubatan Munich. Beban kerja organisasi saintifik yang berat tidak menghalangnya, bagaimanapun, untuk berkahwin tiga kali. Dari perkahwinan ketiga kepada Frederica Martin, anak perempuan seorang juruwang, dua anak lelaki dilahirkan - Hans pada tahun 1850 dan Eduard, selepas kematian bapanya Hans, yang kemudiannya menjadi ahli kebersihan dan epidemiologi terkenal, menurut Eduard, "melakukan yang mustahil untuk saya mendapat pendidikan.” Persahabatan yang luar biasa, sokongan bersama dan kerjasama saintifik menyatukan saudara sepanjang hayat mereka.
Selepas lulus peperiksaan matrikulasi pada tahun 1877, di Gimnasium Munich Real, Eduard berkhidmat di Rejimen Artileri Medan sebagai pelajar sukarelawan setahun. "Dia adalah seorang askar dalam jiwa dan raga," K. Harry menulis tentangnya Ini benar secara literal dan kiasan - dia sentiasa seorang pejuang, mengatasi sebarang kesulitan dalam mencapai matlamatnya semua hobinya Setelah memasuki makmal kimia Sekolah Politeknik Tinggi, Buchner menumpukan dirinya sepenuhnya kepada pengajian kimia di bawah bimbingan E. Erlenmeyer, tetapi keadaan kewangan yang terhad memaksanya untuk segera mengganggu kerjanya dan memasuki kilang pengetinan , kilang itu dipindahkan ke Mainz, dan Buchner meninggalkan Munich kerja di kilang itu tidak lagi dapat dikesan untuknya, di sini dia meneroka peluang untuk berkenalan dengan kawasan yang kemudiannya menjadi kerja utama sepanjang hidupnya. - kimia pengeluaran penapaian.
Buchner dapat meneruskan aktiviti penyelidikannya hanya pada tahun 1884, apabila dia memasuki makmal A. Bayer yang terkenal di Universiti Munich dan pada masa yang sama Institut Fisiologi Tumbuhan, yang diketuai oleh K. Nägeli. Di sini, di makmal yang diketuai oleh saudara lelaki Buchner, Hans, dia menjalankan kajian "Mengenai pengaruh oksigen pada penapaian", sebagai hasil daripada yang kedua, berbeza dengan L. Pasteur, dia membuat kesimpulan bahawa oksigen tidak menjejaskan penapaian.
Pada tahun-tahun ini, Buchner bertemu G. Peschmann dan T. Curtius. Yang terakhir, yang tidak lama kemudian menjadi kawan rapat dan rakan sekerja Buchner, menjemputnya ke Erlanger selama satu semester, ke makmal kimia, yang menjadi ketuanya atas cadangan O. Fischer. Pengaruh Curtius yang mendalam tercermin dalam fakta bahawa darinya Buchner menerima cinta dan kemahirannya untuk kerja teliti seorang penyelidik. Pada tahun 1888 Buchner menjadi seorang doktor, dan pada tahun 1891 beliau mengambil jawatan privatdozent di Universiti Munich. Pada tahun 1893 Buchner. atas jemputan Curtius, dia mengikutinya ke Kiel, di mana pada tahun 1895 dia menjadi profesor. Setahun kemudian, Peschmann menjemputnya untuk mengambil jawatan kosong profesor luar biasa di Universiti Tübingen, di mana Buchner menjalankan dan menerbitkan pada tahun 1897 karya "Penapaian alkohol tanpa sel yis." Perkembangan seterusnya topik ini di Sekolah Pertanian Berlin, di mana pada tahun 1898 beliau telah dijemput ke jawatan profesor kimia am, dengan cepat membawa pengiktirafan Buchner dalam dunia saintifik. Pada tahun 1905, beliau telah dianugerahkan pingat emas J. Liebig, yang dianugerahkan oleh Persatuan Ahli Kimia Jerman. Pada tahun 1907, Buchner telah dianugerahkan Hadiah Nobel "untuk penyelidikan biokimia dan untuk penemuan penapaian tanpa sel."
Aktiviti penyelidikan yang sengit, perjalanan yang kerap, dan kehidupan yang kaya dengan hobi nampaknya menjadi sebab mengapa Buchner, hanya pada usia 40 tahun pada tahun 1900, berkahwin dengan Lotte Stahl, anak perempuan seorang ahli matematik Tübingen. Dari perkahwinan ini dia mempunyai dua anak lelaki dan seorang anak perempuan.
Buchner tinggal di Berlin selama 11 tahun. Pada tahun 1909, sehubungan dengan pemergian Ladenburg, beliau ditawarkan kerusi di Breslau (kini Wroclaw). Pada tahun 1911, beliau menjadi ketua jabatan di Institut Kimia Würzburg, di mana, menurut Harry, dia "terutama di rumah." Buchner adalah seorang lelaki yang mempunyai perwatakan yang sangat meriah dan mesra. Ciri-ciri perwatakan ini sentiasa menarik ramai kawan yang setia kepadanya dan menyumbang kepada penciptaan persekitaran yang ceria dan bahagia dalam keluarganya. Minat yang mendalam dalam politik (Buchner ialah penyokong kuat Bismarck) digabungkan dengan cinta seni halus. Pada masa mudanya, pematuhan ortodoks kepada Katolik, tetapi pada usia 40 tahun, peralihan yang sepenuhnya sedar kepada Protestantisme, keghairahan yang ghairah untuk memburu dan mendaki gunung (dia mendaki kira-kira seratus puncak gunung!) - semua ini disemai dengan cinta yang istimewa untuk memerangi kesukaran, kegemaran untuk pengembaraan. Memori yang luar biasa dan imaginasi yang jelas, keberanian, kemesraan - ini adalah ciri-ciri tersendiri Buchner, yang disimpan dalam ingatan rakan-rakan dan kolaboratornya. Apabila Perang Dunia Pertama bermula, Kapten Buchner yang berusia 54 tahun dilahirkan pada 11 Ogos 1914. Menyertai tentera. Sudah pada bulan Disember dia telah dianugerahkan Salib Besi, dan pada Januari 1916 dia dinaikkan pangkat ke pangkat major. Pada bulan Februari, Buchner dipanggil dari hadapan ke Würzburg untuk meneruskan aktiviti saintifik dan pengajarannya, tetapi pada Jun 1917 dia kembali ke hadapan. Pada 11 Ogos, di Romania (berhampiran Focsani), Buchner cedera parah. Beliau meninggal dunia pada 12 Ogos 1917 dan dikebumikan di sana di tanah perkuburan saudara.
Aktiviti saintifik Buchner boleh dibahagikan kepada dua bidang: penyelidikan dalam bidang kimia organik; pembangunan kaedah penapaian bebas sel, kajian biokimia beberapa penapaian dan kompleks enzim sel yis.
Tema utama baris pertama penyelidikan yang dijalankan dengan Curtius ialah kajian tindak balas antara ester asid diazoaset dan ester sebatian tak tepu dan ester asid karboksilik asetilena, di satu pihak, dan dengan benzena dan homolognya, di pihak yang lain. Jika pada peringkat pertama kajian ini penulis dapat mengasingkan hanya produk sekunder interaksi ester, kemudian mereka dapat mengasingkan dalam bentuk tulen produk utama, yang mengandungi nitrogen ester diazoacetic - ester asid pyrazolinecarboxylic.
Sebab permulaan penyelidikan ke dalam biokimia penapaian adalah pemerhatian Hans Buchner, yang pada tahun 1890 mendapati bahawa bahan protein boleh diekstrak daripada banyak bakteria dengan rawatan yang sesuai. Disuntik di bawah kulit haiwan, ia menyebabkan proses keradangan, tetapi berfungsi sebagai perlindungan terhadap jangkitan. Pengesahan adalah tuberculin R. Koch, yang diperolehi olehnya dengan mengekstrak jisim bakteria.
Sehubungan dengan keperluan untuk mencipta kaedah untuk memelihara ekstrak sel mikrob, antaranya, seperti yang ditunjukkan oleh Buchner pada tahun 1893, jus yis bir ternyata menjadi yang paling mudah, kaedah untuk mendapatkan jus yis bebas sel steril telah dibangunkan secara terperinci. Untuk mengekalkan jus daripada reput, Hans Buchner mencadangkan pengawetan gula biasa. Semasa percutiannya di Tübingen, E. Buchner menemui tanda-tanda tipikal penapaian dalam campuran gula tanpa sel dan serta-merta memahami kepentingan biologi umum yang sangat besar dari fakta yang ditemui. Tiada apa yang terlepas daripada perhatiannya. Fikiran yang ingin tahu dan gerak hati saintifik mencadangkan kepadanya peluang untuk akhirnya mengetahui kebenaran dalam perdebatan yang sangat asas antara Liebig dan Pasteur tentang sebab di sebalik proses yang rumit seperti penapaian.
Kajian seterusnya oleh Buchner dan rakan-rakannya membawa kepada kesimpulan bahawa adalah mungkin untuk menghasilkan semula penapaian pelbagai gula tanpa ketiadaan organisma hidup menggunakan "hasil transformasi badan protein protoplasma, yang merupakan bahan kimia tanpa metabolisme.” Bukhner memanggil bahan ini "zymaza," menggunakan istilah P. Veshan. Kerja lanjut (dengan kerjasama J. Meisenheimer) juga mendedahkan kemungkinan menghasilkan semula penapaian asid laktik dan asetik menggunakan "zymase bakteria asid laktik" dan "enzim pengoksidaan alkohol" yang diasingkan daripada sel bakteria.
Penemuan Buchner menyebabkan reaksi yang kuat dalam kalangan saintifik dan falsafah. Ia tidak sesuai dengan idea yang diterima umum, yang menurutnya penapaian hanya boleh menjadi hasil daripada aktiviti penting organisma hidup yang lengkap. Penyelidikan Buchner telah dikritik kerana dakwaan ketidaktepatan metodologinya. Sebaliknya, kesimpulan teori Buchner adalah subjek kritikan tajam daripada neovitalist, yang mempergiatkan aktiviti mereka pada akhir abad ke-19. Walau bagaimanapun, keyakinan terhadap kebenaran, keberanian dan kegigihannya yang luar biasa dalam mencapai matlamatnya membolehkan Buchner membuktikan dengan meyakinkan ketaksempurnaan dan kepentingan saintifik penemuannya. Oleh itu, bukan kebetulan bahawa penyelidikan Buchner dengan cepat mendapat pujian yang tinggi, dan kuasa saintifiknya diiktiraf secara meluas. Malah sebelum dianugerahkan Hadiah Nobel pada tahun 1907, Buchner telah dipilih sebulat suara sebagai pengerusi Persatuan Kimia Jerman pada tahun 1904. Ini diikuti dengan pemilihannya sebagai ahli Akademi Sains Bologna yang sepadan. Beliau telah dijemput ke Paris dan Vienna untuk memberikan kursus khas kuliah mengenai kimia penapaian. Beliau memasuki sejarah sains sebagai penyelidik yang, menurut ketua Jawatankuasa Nobel Kimia G. Söderbaum, "melukis garis sempadan antara dua era berbeza, menunjukkan arah ke arah perkembangan fasa baru dalam sejarah penapaian. kimia.”
KESUSASTERAAN
1. Les Prix Nobel pada 1907. Stockholm, 1908.
2. S. Harris. Kimia. Ztg., 41, 753 (1917).
3. S. Harris. Ber. Dtsch. Ges., 50, 1843 (1918).
4. Dtsch. biografi. Jahrb. 1917-1920, Berlin - Leipzig, 1928.
, Kerajaan Bavaria
Semasa Perang Dunia I, Buchner berkhidmat di hospital lapangan di Romania dengan pangkat major. Dia cedera pada 3 Ogos 1917 dan meninggal dunia akibat luka ini sembilan hari kemudian di Munich pada usia 57 tahun.
Tulis ulasan artikel "Buchner, Eduard"
Pautan
- (Bahasa Inggeris)
| Ini ialah draf artikel tentang seorang saintis kimia. Anda boleh membantu projek dengan menambahkannya. |
Petikan yang mencirikan Buchner, Eduard
– Dieu, quelle virulente sortie [Oh! apa serangan yang kejam!] - menjawab, sama sekali tidak malu dengan pertemuan sedemikian, putera yang masuk, di mahkamah, pakaian seragam bersulam, dalam stoking, kasut, dengan bintang, dengan ekspresi cerah di mukanya yang rata. Dia bercakap dalam bahasa Perancis yang halus itu, di mana datuk kita bukan sahaja bercakap, tetapi juga berfikir, dan dengan intonasi yang tenang dan merendahkan yang menjadi ciri orang penting yang telah menjadi tua di dunia dan di mahkamah. Dia berjalan ke arah Anna Pavlovna, mencium tangannya, menawarkan kepala botaknya yang wangi dan bersinar, dan duduk dengan tenang di atas sofa.– Avant tout dites moi, comment vous allez, chere amie? [Pertama-tama, beritahu saya, bagaimana kesihatan awak?] Yakinkan kawan awak,” katanya, tanpa mengubah suaranya dan dengan nada yang, kerana kesopanan dan simpati, sikap acuh tak acuh dan juga ejekan terpancar.
– Bagaimana anda boleh sihat... apabila anda menderita secara moral? Adakah mungkin untuk kekal tenang pada zaman kita apabila seseorang mempunyai perasaan? - kata Anna Pavlovna. - Awak bersama saya sepanjang petang, saya harap?
– Bagaimana dengan cuti utusan Inggeris? Hari Rabu. "Saya perlu menunjukkan diri saya di sana," kata putera raja. "Anak perempuan saya akan menjemput saya dan membawa saya."
– Saya fikir cuti semasa telah dibatalkan. Je vous avoue que toutes ces fetes et tous ces feux d "artifice commencent a devenir insipides. [Saya akui, semua cuti dan bunga api ini menjadi tidak tertanggung.]
"Sekiranya mereka tahu bahawa anda mahukan ini, percutian akan dibatalkan," kata putera itu, di luar kebiasaan, seperti jam yang ditutup, mengatakan perkara yang dia tidak mahu dipercayai.
- Ne me tourmentez pas. Eh bien, qu"a t on decide par rapport a la depeche de Novosiizoff? Vous savez tout. [Jangan seksa saya. Nah, apa yang anda putuskan semasa penghantaran Novosiltsov? Anda tahu segala-galanya.]
- Bagaimana saya boleh memberitahu anda? - kata putera itu dengan nada dingin dan bosan. - Qu "a t on decide? On a decide que Buonaparte a brule ses vaisseaux, et je crois que nous sommes en train de bruler les notres. [Apakah yang mereka putuskan? Mereka memutuskan bahawa Bonaparte membakar kapalnya; dan kita juga, nampaknya , bersedia untuk membakar milik kita.] - Putera Vasily sentiasa bercakap dengan malas, seperti seorang pelakon yang bercakap peranan drama lama Anna Pavlovna Sherer, sebaliknya, walaupun empat puluh tahun, penuh dengan animasi dan dorongan.
Berkat bantuan abangnya Hans, B. dapat menyambung pelajarannya pada tahun 1884. Tidak lama kemudian, dia menerima biasiswa selama tiga tahun. Beliau belajar kimia dengan Adolf von Baeyer di Universiti Munich dan botani dengan Karl von Nägeli di Institut Botani. Saudara saintis itu, Hans Buchner, yang kemudiannya menjadi pakar terkenal dalam kebersihan dan bakteriologi, bekerja di institut ini. B. memulakan penyelidikan tentang proses penapaian alkohol di bawah pimpinannya. Pada tahun 1885, beliau menerbitkan artikel pertamanya mengenai kesan oksigen pada proses penapaian. Eksperimen yang dijalankan oleh B. menyangkal pandangan yang berlaku pada masa itu, yang juga dipegang oleh Louis Pasteur, bahawa penapaian tidak boleh berlaku dengan kehadiran oksigen.
Pada tahun 1888, B. menerima ijazah kedoktorannya, dan dua tahun kemudian, selepas tempoh yang singkat di Erlangen, beliau menjadi pembantu Bayer. Pada tahun 1891, B. telah dilantik sebagai privatdozent (guru bebas) di Universiti Munich. Dengan sumbangan peribadi yang disediakan oleh Bayer, B. mengasaskan makmal kecil, di mana beliau meneruskan penyelidikan dalam bidang kimia penapaian. Pada tahun 1893 beliau meninggalkan Munich dan mengetuai bahagian kimia analisis di Universiti Kiel, dan pada tahun 1895 beliau menjadi profesor di universiti ini. Pada tahun berikutnya, B. mengajar kimia analitik dan farmakologi di Universiti Tübingen. Pada tahun 1898, beliau telah dipilih sebagai profesor kimia am di Sekolah Pertanian Tinggi di Berlin dan dilantik sebagai pengarah Institut Aplikasi Industri Proses Penapaian.
Pada tahun 1893, apabila B. memulakan pencarian bahan aktif yang menggalakkan penapaian, dua teori penapaian yang bersaing berlaku. Menurut teori mekanistik, yis, dengan sentiasa terurai menjadi keadaan cecair, mencipta tekanan kimia yang menyebabkan molekul gula terurai. Selaras dengan sudut pandangan ini, penapaian alkohol adalah, walaupun kompleks, tetapi, secara umum, tindak balas kimia biasa. Teori ini dibantah oleh ahli vitalis, yang, seperti Louis Pasteur, percaya bahawa sel hidup mengandungi bahan penting tertentu yang "bertanggungjawab" untuk penapaian. Pada pendapat mereka, tanpa beberapa "penting", walaupun masih belum ditemui, komponen dalam sel hidup, bahan kimia sahaja tidak boleh menyebabkan proses penapaian. Walaupun penyokong teori mekanistik telah menunjukkan bahawa bahan yang terdapat dalam sel hidup boleh disintesis, tiada siapa yang masih dapat mengasingkan bahan yang menggalakkan penapaian atau mendorong proses ini dalam bahan bukan hidup.
Digalakkan oleh abangnya, B. memutuskan untuk mencari bahan aktif dengan mendapatkan sampel tulen cecair dalaman sel yis. Menggunakan kaedah yang dicadangkan oleh pembantu abangnya Martin Gan, B. menghancurkan yis dalam mortar bersama pasir dan tanah, sekali gus mengelakkan kesan merosakkan suhu tinggi dan tanpa menggunakan pelarut yang memesongkan keputusan yang diperoleh oleh pendahulunya. Bahan selular diperah keluar dalam kain kasa di bawah tekanan cecair yang dikeluarkan. B. mencadangkan bahawa cecair ini mampu menyebabkan penapaian. Walau bagaimanapun, kemudian, apabila dia dan Hahn cuba mengekalkan cecair ini dengan menambahkan larutan sukrosa pekat, karbon dioksida telah dibebaskan. Ini adalah menakjubkan, kerana walaupun sel-sel yis telah mati, adalah jelas bahawa sesuatu dalam cecair yang dirembeskannya telah menyebabkan penapaian. B. membuat hipotesis bahawa bahan aktif adalah enzim, atau enzim, yang dipanggilnya zymase. Penemuannya bermakna bahawa penapaian berlaku akibat aktiviti kimia enzim di dalam dan di luar sel yis, dan bukan di bawah pengaruh daya vital yang dipanggil.
Kerja B., "On Alcoholic Fermentation without Yeast Cells," yang diterbitkan pada tahun 1897, menimbulkan kontroversi di kalangan rakan saintisnya, dan pada tahun-tahun berikutnya, B. menghabiskan banyak masa mengumpul fakta untuk menyokong teorinya. Pada tahun 1902, beliau menerbitkan satu lagi artikel setebal 15 halaman di mana beliau menjelaskan dan mempertahankan karya ini, serta beberapa yang lain, di mana beliau menggariskan hasil penyelidikannya mengenai kesan kimia yis pada gula susu.
Pada tahun 1907, B. telah dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Kimia "untuk kerja penyelidikannya dalam kimia biologi dan penemuan penapaian ekstraselular." Disebabkan kematian Raja Oscar II dari Sweden, majlis anugerah telah ditangguhkan, tetapi dalam pembentangan bertulis bagi pihak Akademi Sains Diraja Sweden, K. A. H. Mörner meringkaskan pandangan yang bercanggah tentang proses penapaian yang telah dikemukakan oleh penyelidikan B. berakhir kepada. "Selagi penapaian dilihat sebagai ekspresi kehidupan," tulis Merner, "ada sedikit harapan untuk dapat menembusi lebih mendalam ke dalam masalah perjalanan proses ini." Itulah sebabnya "sensasi berlaku apabila B. dapat menunjukkan bahawa penapaian alkohol boleh disebabkan oleh jus yang diasingkan daripada sel yis yang tidak mengandungi sel hidup... Kawasan yang tidak boleh diakses sehingga masa itu kini menjadi objek penyelidikan kimia, dan baru. yang dibuka untuk sains kimia, prospek yang sebelum ini tidak kelihatan."
Dalam syarahan Nobelnya, B. menerangkan penemuannya dan memberi penghormatan kepada pendahulu dan rakan sekerjanya. "Kami semakin menyedari bahawa sel tumbuhan dan haiwan adalah seperti kilang kimia," katanya, "di mana produk yang berbeza dihasilkan di bengkel yang berbeza. Enzim di dalamnya bertindak sebagai pengawal. Pengetahuan kita tentang bahagian yang paling penting dalam bahan hidup ini sentiasa meningkat. Dan walaupun kita mungkin masih mempunyai perjalanan yang jauh, kita semakin hampir dengannya selangkah demi selangkah."
Dua tahun selepas menerima Hadiah Nobel, B. pergi bekerja di universiti di Breslau (kini Wroclaw, Poland), di mana beliau menjadi ketua jabatan kimia fisiologi. Pelantikan akademik terakhirnya ialah ke Universiti Würzburg pada tahun 1911. Dengan meletusnya Perang Dunia Pertama, B. secara sukarela memasuki perkhidmatan tentera. Pada tahun 1917, semasa bekerja sebagai jurusan perubatan di hospital lapangan di Romania, dia cedera terkena serpihan dan meninggal dunia di Focsani pada 13 Ogos, hidup lebih lama daripada isterinya Lota (Stahl) Buchner, anak perempuan seorang ahli matematik dari Tübingen. Dari perkahwinan ini, disimpulkan pada tahun 1900, mereka mempunyai dua anak lelaki dan seorang anak perempuan.
Edward Buchner(1860-1917) memulakan penyelidikan ke dalam proses penapaian alkohol di bawah bimbingan saudara saintisnya, Hans Buchner.
Pada tahun 1885 beliau menerbitkan bukunya artikel pertama mengenai kesan oksigen ke atas proses penapaian. Selesai E. Bukhner eksperimen menyangkal sudut pandangan yang berlaku pada masa itu, yang dipegang oleh Louis Pasteur bahawa penapaian tidak boleh berlaku dengan kehadiran oksigen.
Pada tahun 1893, apabila Edward Buchner memulakan pencarian bahan aktif yang menggalakkan penapaian, dua teori penapaian yang bersaing berlaku. mengikut teori mekanistik, yis, sentiasa terurai menjadi keadaan cecair, mencipta tekanan kimia yang menyebabkan molekul gula terurai. Selaras dengan sudut pandangan ini, penapaian alkohol adalah, walaupun kompleks, tetapi, secara umum, tindak balas kimia biasa. Teori ini dibantah oleh ahli vitalis yang, seperti Louis Pasteur, percaya bahawa sel hidup mengandungi bahan penting tertentu, yang "bertanggungjawab" untuk penapaian. Pada pendapat mereka, tanpa beberapa "penting", walaupun masih belum ditemui, komponen dalam sel hidup, bahan kimia sahaja tidak boleh menyebabkan proses penapaian. Walaupun penyokong teori mekanistik telah menunjukkan bahawa bahan yang terdapat dalam sel hidup boleh disintesis, tiada siapa yang masih dapat mengasingkan bahan yang menggalakkan penapaian atau mendorong proses ini dalam bahan bukan hidup.
Didorong oleh abangnya, Edward Buchner memutuskan untuk mencari bahan aktif dengan mendapatkan sampel tulen cecair dalaman sel yis. Menggunakan kaedah yang disarankan oleh pembantu abangnya Martin Gan, dia menghancurkan yis dalam mortar bersama pasir dan tanah, dengan itu mengelakkan kesan merosakkan suhu tinggi dan tanpa menggunakan pelarut yang memesongkan keputusan yang diperoleh oleh pendahulunya. Bahan selular diperah keluar dalam kain kasa di bawah tekanan cecair yang dikeluarkan. Beliau mencadangkan bahawa cecair ini boleh menyebabkan penapaian. Kemudian, bagaimanapun, apabila dia dan pembantunya Martin Gan Saya cuba mengekalkan cecair ini dengan menambahkan larutan pekat sukrosa, karbon dioksida dibebaskan. Ini adalah menakjubkan, kerana walaupun sel yis telah mati, jelas bahawa sesuatu dalam cecair yang dirembeskan telah menyebabkan 
penapaian. Edward Buchner membuat hipotesis bahawa bahan aktif adalah enzim, atau enzim, yang dipanggilnya pada musim sejuk. Penemuannya bermakna bahawa penapaian berlaku akibat aktiviti kimia enzim di dalam dan di luar sel yis, dan bukan di bawah pengaruh daya vital yang dipanggil.
Diterbitkan pada tahun 1897, karya “ Mengenai penapaian alkohol tanpa penyertaan sel yis"menimbulkan kontroversi di kalangan rakan saintisnya, dan pada tahun-tahun berikutnya Edward Buchner menghabiskan banyak masa mengumpul fakta untuk menyokong teorinya.
Pada tahun 1902, beliau menerbitkan satu lagi artikel 15 halaman di mana beliau menjelaskan dan mempertahankan karya ini, serta beberapa yang lain, di mana beliau menggariskan hasil penyelidikannya mengenai kesan kimia yis pada gula susu.
Pada tahun 1907 Edward Buchner telah dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Kimia"untuk kerja penyelidikannya dalam kimia biologi dan penemuannya tentang penapaian ekstraselular."
Disebabkan kematian Raja Oscar II dari Sweden, majlis anugerah telah ditangguhkan, bagaimanapun, dalam penyerahan bertulis bagi pihak Akademi Sains Diraja Sweden, K. A. X. Merner meringkaskan pandangan yang bercanggah tentang proses penapaian, yang telah ditamatkan oleh Buchner penyelidikan. "Selagi penapaian dianggap sebagai ekspresi kehidupan," tulisnya Merner"Terdapat sedikit harapan untuk dapat menembusi lebih mendalam ke dalam masalah bagaimana proses ini berjalan." Itulah sebabnya "terdapat sensasi apabila Buchner adalah mungkin untuk menunjukkan bahawa penapaian alkohol boleh disebabkan oleh jus yang diasingkan daripada sel yis yang tidak mengandungi sel hidup... Kawasan yang tidak boleh diakses sehingga masa itu kini telah menjadi objek penyelidikan kimia, dan prospek baru yang tidak pernah berlaku sebelum ini telah dibuka untuk sains kimia.”
Dalam kuliah Nobel Edward Buchner menerangkan penemuannya dan memberi penghormatan kepada pendahulu dan rakan sekerjanya. "Kami semakin yakin bahawa sel tumbuhan dan haiwan adalah seperti kilang kimia," katanya, "di mana produk yang berbeza dihasilkan di bengkel yang berbeza. Enzim di dalamnya bertindak sebagai pengawal. Pengetahuan kita tentang bahagian yang paling penting dalam bahan hidup ini sentiasa meningkat. Dan walaupun kita mungkin masih mempunyai perjalanan yang jauh, kita semakin hampir dengannya selangkah demi selangkah."
Perkembangan selanjutnya eksperimen saudara Buchner membawa kepada kajian proses penapaian oleh seorang ahli kimia Inggeris Taman Arthur.
Sesetengah saintis masih percaya bahawa penapaian terhasil daripada tindakan "daya vital" misteri pada sel hidup, tetapi menjelang 1904 A. Gardena Ia menjadi jelas bahawa penapaian adalah satu set proses kimia. Untuk mengesahkan hipotesisnya, dia menyediakan penyediaan zymase dan menapisnya di bawah tekanan tinggi melalui porselin berliang yang diresapi dengan gelatin. Dia mendapati bahawa enzim zymase terdiri daripada dua komponen, satu daripadanya melalui penapis sedemikian, dan satu lagi tidak. Taman Arthur juga mendapati bahawa penapaian berhenti apabila dia mengeluarkan sebarang komponen daripada ekstrak yis. Ini adalah bukti pertama bahawa satu komponen enzim memerlukan kehadiran satu saat untuk berfungsi dengan berkesan. Dia meninggalkan nama "zymase" untuk satu komponen, dan mula memanggil komponen lain (atau koenzim) cosimase. Selepas itu, beliau mendapati bahawa zymase adalah protein, manakala cosimase bukan protein (bahan bukan protein).
Pada tahun 1905 Taman Arthur membuat penemuan asas kedua: proses penapaian memerlukan kehadiran fosfat, yang terdiri daripada satu atom fosforus dan empat atom oksigen. Beliau menyatakan bahawa kadar pecahan molekul gula dan pembentukan karbon dioksida dan alkohol perlahan-lahan berkurangan dari semasa ke semasa. Walau bagaimanapun, apabila dia menambah fosfat kepada larutan, aktiviti penapaian meningkat secara mendadak. Berdasarkan pemerhatian ini, Garden membuat kesimpulan bahawa molekul fosfat mengikat molekul gula, mewujudkan keadaan untuk induksi enzimatik penapaian. Selain itu, beliau mendapati bahawa fosfat, yang dipisahkan daripada produk tindak balas, kekal bebas hasil daripada rantaian transformasi yang kompleks.
Pada tahun 1929 Taman Arthur bersama dengan Hans von Euler-Helpin telah dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Kimia « untuk penyelidikannya ke dalam penapaian gula dan enzim penapaian."