双酵母发酵膨化秸秆酶解液产乙醇研究

为了提高玉米秸秆的酶解率,对玉米秸秆进行膨化预处理,以乙醇质量浓度为影响值设计实验,研究时间、含氮量、温度、酵母比例四因素对发酵过程的影响。通过单因素试验及正交试验确定了双酵母发酵的最佳试验条件为48 h、含氮质量分数0.25%、33℃、酿酒酵母与毕赤酵母体积比3∶7,乙醇质量浓度可达10.2 g/L。本试验为秸秆乙醇的产业化生产提供技术依据。     

硝化细菌脱氨氮预处理对鸡粪和玉米秸秆混合厌氧发酵的影响

在发酵温度为40℃,发酵底物TS含量分别为12%,16%和20%的条件下,将经过硝化细菌脱氨氮预处理的鸡粪以及未经预处理的鸡粪分别与玉米秸秆进行混合厌氧发酵,并研究发酵过程中沼气日产量、沼气累计产量、氨氮浓度、TS和VS降解率等参数的变化规律。研究结果表明:在发酵过程的前15 d,当发酵底物的TS含量分别为12%,16%,20%时,经过预处理的试验组的沼气日产量平均值分别为593.1,550.9,355.1 mL/d,未经预处理的试验组的沼气日产量平均值分别为420.8,379.2,433.4 mL/d;与未经预处理的试验组相比,经过预处理的试验组的累积沼气产量更高;在整个发酵过程中,各试验组的氨氮浓度均呈现出逐渐上升的变化趋势;脱氨氮预处理能够提高发酵前物料的挥发性脂肪酸浓度;当发酵底物的TS含量分别为12%,16%和20%时,相比于未经预处理的试验组,经过预处理的试验组的TS降解率分别提高了1.9%,7.9%和17.4%,VS降解率分别提高了2.2%,3.3%和28.4%,纤维素降解率分别提高了1.1%,4.6%和26.0%,半纤维素降解率分别提高了0.1%,1.3%和25.5%。     

PCR-DGGE分析东北自然发酵酸菜中的微生物多样性

为了探明传统的自然发酵酸菜中微生物的多样性和优势菌群,通过聚合酶链式反应–变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)技术分析酸菜发酵过程中微生物群落动态变化。结果表明:东北自然发酵酸菜中的细菌种类比较丰富,真菌在酸菜中存在相对较少。东北自然发酵酸菜在发酵早期的活跃菌为明串珠菌(Leuconostoc sp.),而后是发酵产酸的嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、发酵乳杆菌(L.fermentum)和植物乳杆菌(L.plantarum),最后是由植物乳杆菌完成发酵过程。其中明串菌株为酸菜发酵前期优势细菌,植物乳杆菌为发酵中后期优势细菌,东北自然发酵酸菜发酵过程中主要真菌为汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)、热带假丝酵母(Candida tropicalis)、扩展青霉(Penicillium expansum),真菌数量随发酵时间的增加而减少,且种类也随时间的变化而不断变化。     

通用稳态电路分析平台的设计

电路计算中通常需要进行大量的矩阵计算。现已广泛使用计算机对电路进行辅助分析和设计。平台采用具有通用性的列表法,利用Matlab的强大的计算功能和它的GUI界面开发的功能,实现了对稳态电路的自动求解。用户不需要编程,只需输入电路的相关信息,便可直接计算出电路中的各个结点电压、支路电压、支路电流,并且画出各种所需波形图。平台为稳态电路的分析提供了有效的辅助工具,特别是能应用在模拟电路的教学中。     

猪粪与餐厨废弃物混合厌氧消化工艺优化研究

以猪粪和餐厨废弃物为主要原料,采用统计软件Design-Expert 7.0.0的响应面方法中的Box-Benhken设计模式,分析比较了厌氧发酵过程中两种物料的原料配比、p H、TS浓度3种因素对产气量的影响,拟合出一个三元二次多项式方程。研究结果表明,原料配比与p H的交互作用极显著,原料配比和TS的交互作用极显著,p H和TS的交互作用显著;在试验考察范围内,单个因素对产气量的影响顺序为TS>p H>原料配比。通过对方程的回归分析,得出混合发酵的最优工艺条件:原料配比为1∶1,p H为7.11,TS为10.08%,模型理论预测该条件下产气量为30 459.5 m L。经过模型验证试验,产气量的预测值和实测值的相对误差很小,表明模型拟合良好。     

基于三次曲线模型的我国天然气发展前景预测

分析了我国天然气的供需现状,利用三次曲线拟合模型对我国天然气生产量和消费量进行了预测,提出了促进天然气发展的对策建议。     

牛粪高浓度发酵微氧脱硫过程中的含硫物质研究

针对牛粪沼气发酵进行了微氧法原位脱硫研究。对照组进行严格厌氧发酵,试验组每隔一段时间通入微量空气。试验采用两个容积7 L的发酵罐,各加入纯牛粪4 kg,牛粪的TS为14.96%,发酵温度为40℃,试验组每日通入空气量为18 mL。为分析微氧脱硫法对牛粪高浓度发酵的适用性,重点针对发酵前后发酵液中的含硫物质进行研究。试验结果表明:通入微量空气对纯牛粪发酵进行原位脱硫的平均脱硫率能够达到89.5%。在发酵过程中,含硫物质的转化是硫酸盐还原菌(SRB)和硫化物氧化菌(SOB)的综合作用,当通入空气量与发酵液内的菌群不匹配时,沼气中的硫化氢含量会发生周期性的波动。对发酵前后的发酵物进行硫平衡分析显示,微氧法脱硫后沼液中可计量的含硫物质量明显高于厌氧发酵,说明微氧法脱硫的脱硫效果较好。     

厌氧发酵液中平行气泡间相互作用的数值模拟

在Fluent软件中采用SIMPLE算法,对具有剪切变稀性的厌氧发酵液中平行双气泡间的相互作用进行了数值模拟。探讨了气泡间距、尺寸、流变性质对气泡间相互作用的影响。结果发现:当两气泡间距较大时,气泡相互排斥,直到互相不影响;当两气泡间距较小时,气泡间液相的惯性力起作用,气泡互相吸引、接触进而聚并。临界聚并的距离随着两气泡的体积增大而减小。发酵液的剪切变稀性越高,两气泡之间稳定上升过程中气泡最终达到稳定时速度越低,相互作用的临界距离越小。研究结果可以为生物质及市政垃圾厌氧发酵过程的优化设计提供理论依据。     

基于非线性模型的燃气轮机热参数故障诊断及仿真

燃气轮机气动部件故障的发生会导致机组性能参数的变化,且为复杂的非线性变化。在建立燃气轮机标准模型的基础上,研究了系统的故障性能参数的变化及建立了系统的故障模型。首先通过标准模型仿真数据和机组故障运行数据的对比分析,初步定位机组的故障部件,进而提出了修正部件特征性能参数的方法,通过模块实现机组故障的非线性表达,在EASY5仿真平台上建立了燃气轮机系统的故障模型。利用该模型可通过机组非线性模型定量表达部件性能参数的变化,准确地实现机组的故障定位和仿真。以某联合循环机组的燃气轮机为例对此方法进行了验证,实现了机组故障工况的重现,为机组性能特性研究、故障诊断和故障分析奠定了一定的基础。     

含油污泥修复菌系的筛选及菌剂使用情况研究

文章从含油土壤中分离出7株具有石油烃降解效果的菌种,对其中的3株优势菌种S3,S4和S6进行16S rRNA序列鉴定,这3株菌种分别为产碱杆菌、短波单胞菌和寡养单胞菌。对菌剂添加前后的含油污泥RS1和RS2中的微生物多样性进行分析,结果显示,RS1中丰度最大的为变形菌门,约为75.5%,RS2中丰度最大的为厚壁菌门,约为33.1%,RS2中其它菌门的丰度都有较大变化。经过60 d的处理,含油污泥b和c的最大降解率分别为64.5%和52.5%;为了达到最佳的降解效果,膨松剂的添加量以5%为宜,菌剂的添加量需要根据污泥的含油量和降解时间等因素来确定;利用菌剂大规模处理含油污泥是可行的。