玉米秸秆发酵生产乙醇的研究

以1.5%硫酸120℃处理60min、又被1%氢氧化钠80℃处理60min的玉米秸秆为底物。正交优化了利用其糖化液发酵产乙醇的条件,在温度34℃、酵母接种量4%(体积分数)、玉米浆加量0.4%(体积分数)的发酵条件下反应48h产生乙醇40.2g/L,纤维素乙醇转化率为86%。     

纤维素水热炭化液相与玉米秸秆混合发酵有机物转化与产气特性

为实现生物质资源的无害化处理与多级利用,本研究旨在探究纤维素水热炭化液相和玉米秸秆混合发酵过程中有机物转化及产气特性。为探究水热反应条件对混合发酵过程的影响,开展了不同条件水热炭化液相与玉米秸秆混合发酵实验。结果表明,与秸秆单发酵相比,在200℃(保温30min、60min、120min)和230℃(保温60min)条件下制备的水热液相和秸秆混合发酵的产气分别提升了7.32%、4.42%、22.08%、21.76%,其中甲烷最大累积量为1387mL。水热时间的延长和水热温度升高对最终产甲烷量都具有正向的促进作用;液相中的呋喃及其衍生物等抑制物并未对混合厌氧发酵产生明显的负面效果,反而被微生物分解为糠基醇等有机物,促进产气。水热炭化液相的加入促进了氢还原二氧化碳途径产甲烷菌的生长,协同乙酸产甲烷途径,促进了甲烷的生产。本研究结果可为优化水热炭化有机废液与秸秆混合发酵工艺提供理论基础。     

玉米秸秆发酵制氢影响因素及变化规律研究

在批式和小试实验的基础上,以牛粪堆肥作为菌种来源,以玉米秸秆作为发酵底物,进行了5L和30L规模的产氢对比实验,对玉米秸秆厌氧发酵制氢的影响因素及变化规律进行了研究。结果表明,前期小试实验条件在放大试验产氢过程中能够取得很好的产氢效果,影响因素的变化也有类似的规律性。其中主要影响因素为温度、pH、底物浓度、底物停留时间、搅拌转速以及溶液中的微量营养元素-重金属离子等,最适宜的温度为37℃,最佳pH为5.0～5.2。     

多菌种共发酵体系的建立及生物转化玉米秸秆

利用氨处理酸中和方法对玉米秸秆进行预处理,再通过几种微生物绿色木霉TB101、假丝酵母（321、1817）、啤酒酵母2.339构成混合菌共发酵体系,依据多种微生物生长及代谢特性,利用正交实验法,优化出一套完整可行的混合菌发酵的技术路线和工艺方法,以实现玉米秸秆微生物的有效利用。在发酵温度为30℃,培养基的最初pH5.0,木霉接种72小时后接酵母,再发酵5天后测得蛋白质在绝干产物中的含量可达成21%,纤维素的利用率72%。这些为开发自然界这一重要秸秆资源奠定坚定的基础。     

稻草秸秆厌氧干发酵产沼气的工艺参数优化

以稻草秸秆为原料,沼气产量和甲烷产量为指标,采用4因素3水平的正交实验设计方法对沼气发酵工艺参数优化配置进行了实验研究,结果表明原料碳氮比（C／N）、发酵料总固体浓度（TS）、发酵温度（T）、pH值对沼气发酵均有不同程度的影响,其中,发酵温度和pH值对沼气产量和甲烷产量的影响显著。最优工艺条件为原料碳氮比25：1,固体浓度25％,发酵温度35℃,pH值7．5。     

玉米秸秆稀酸水解与水解液发酵的实验研究

研究了玉米秸秆的稀酸水解性能,考察了底物浓度、反应温度、反应时间、硫酸浓度和秸秆粒径对水解得率和木糖得率的影响.在硫酸浓度为1.0%、水解温度126℃、水解时间1 h、底物浓度为50～80g/L情况下,玉米秸秆的水解得率为21.7%～24.6%,木糖得率为68.0%-77.1%.所得水解液主要成分为木糖和葡萄糖,经处理后可直接用于微生物的发酵培养.     

稻草秸秆干发酵产沼气工艺条件的优化

通过单因素实验和正交实验,研究了以稻草秸秆为主要原料的干发酵产气工艺。确定稻草秸秆干发酵产沼气的最佳工艺条件如下:pH值7.5、温度33℃、污泥接种量35%、含水率80%,在此条件下,100 g稻草秸秆粉干发酵20d的累积产气量达到了1250 mL。     

玉米秸秆发酵制备燃料乙醇生产工艺的思考

玉米秸秆属于再生资源的一种,并且具有原材料廉价和资源数量丰富的特点,主要由纤维素和木质素构成,秸秆在经过一定加工工艺后,如预处理、水解处理、发酵处理会分解产生乙醇,这种乙醇极其适合应用在工业燃料制作中。为此,本文分析了玉米秸秆的成分,以及其预处理、水解、发酵等相关加工工艺,旨在为玉米秸秆制备燃料乙醇提供技术参考。     

农村废弃物厌氧干发酵技术研究进展

开发和利用厌氧干发酵处理农村废弃物,对于解决我国环境污染、能源的可持续发展具有深远的意义。本文综述了国内外有关农村废弃物厌氧干发酵处理技术研究现状,并展望了其发展前景。     

汽爆玉米秸秆脱毒及发酵丁醇工艺的实验研究

研究了不同脱毒方法对汽爆玉米秸秆发酵产丁醇的影响及发酵工艺。实验共考查了十种不同的脱毒工艺路线,结果表明:汽爆玉米秸秆经水洗预处理脱毒后,经酶解、离心去除沉淀物,并补加营养物质是一条较佳的工艺路线。在此基础上,进一步利用单因素实验和正交实验,考察了发酵温度、pH值、接种量、菌种种龄、培养基组成、发酵时间对丁醇发酵的影响,得到较优的丁醇发酵工艺条件为,发酵温度37℃,pH7.0,接种量7%,菌种种龄27h,培养基组成:酵母抽提物1.0g·L-1、KH2PO40.8g·L-1、MgSO4·7H2O 0.1g·L-1、(NH4)2SO42.0 g·L-1、FeSO4.7H2O 0.03g·L-1、尿素2.0g·L-1,发酵时间48 h。在此优化条件下,发酵液中起始糖浓度为50g·L-1时,丁醇的发酵浓度达到了9.42g·L-1。     

氧气辅助湿热预处理对玉米秸秆酒精发酵的影响

为了解氧气（O₂）在玉米秸秆湿热预处理中的作用,优化玉米秸秆酒精生产工艺,本文采用三种不同湿热预处理条件处理玉米秸秆,即条件1（195℃,15min）、条件2（195℃,15min,12bar O₂）和条件3（195℃,15min,12bar O₂,2g/L Na₂CO₃）,并利用酿酒酵母对预处理后的玉米秸秆同步糖化发酵酒精工艺（SSF）进行了研究。实验结果表明：经过预处理,玉米秸秆分为固体滤饼与水解液两部分,其中绝大部分纤维素以固体形式保留在滤饼中,而半纤维素和木质素由于不稳定则发生了部分水解或降解。三种预处理条件下纤维素总体收率分别为91.2%、94.6%和95.9%,半纤维素总体收率分别为74.5%、50.3%和68.2%,固体滤饼中木质素质量分数分别为25.2%、17.5%和13.7%,纤维素酶解葡萄糖率分别为64.8%、65.8%和67.6%。表明氧气对纤维素收率影响不大,能够促进半纤维素的溶出。氧气主要与木质素发生反应,尤其与碱性物质碳酸钠（Na₂CO₃）结合,能够促进木质素降解,从而获得了较高的纤维素收率和纤维素酶解葡萄糖率。因此在底物质量分数8%,经过酿酒酵母142h发酵,经条件3处理的玉米秸秆获得的酒精浓度最高,最终酒精浓度达到25.0g/L,并且整个发酵过程没有明显的抑制作用产生。     

玉米芯与鸡粪混合发酵提高甲烷发酵性能

为提高玉米芯和鸡粪厌氧发酵甲烷产率,研究了玉米芯和鸡粪混合发酵性能。实验结果表明,玉米芯与鸡粪最佳混合比为5∶1,沼气和甲烷产率最高,分别是200mg/g和121.2mL/g（玉米芯/鸡粪,VS,下同),与单一鸡粪厌氧发酵相比,沼气产量提高了700%,玉米芯与鸡粪混合发酵有助于更多的生物质向甲烷转化。玉米芯与鸡粪在最佳比例下混合发酵时挥发性脂肪酸（VFAs）最高达2.56g/L,乙酸在VFAs中起主导作用。适当的鸡粪添加有助于体系氨氮含量增大和甲烷菌活性提高,过多鸡粪添加不利于甲烷总产量的提高。氨氮与VFAs的中和作用促进了体系的pH稳定。底物进料量对沼气产率有明显的影响,混合底物进料量为50g/L时总产气量最高,为7800mL,对应的甲烷体积分数为68.7%,而进料量为20g/L时沼气产率和甲烷产率最高,分别为325mg/g和184.3mL/g。玉米芯与鸡粪混合发酵能够改善碳氮底物（C/N）的发酵比、提高微量金属元素含量,是甲烷产率提高的主要原因。     

玉米秸秆暗发酵产氢研究

为了提高秸秆与牛粪混合发酵的产氢量,以牛粪堆肥为混合菌种来源,未经处理的玉米秸秆为唯一底物,采用单因素优化法,对玉米秸秆发酵产氢过程中的一些关键参数进行优化,考察的关键参数有NH4HCO3质量浓度、K2HPO4质量浓度、营养质量液浓度、秸秆质量浓度和发酵初始pH等.结果表明,在37±1℃、转速150 r/min的条件下...     

利用树干毕赤酵母发酵玉米秸秆制备燃料酒精

采用湿热预处理(195℃,15min)与同步糖化发酵对玉米秸秆制备酒精进行了研究。结果表明:玉米秸秆经过湿热预处理后,86.5%纤维素保留在滤饼中,而大部分半纤维素被溶解。在底物质量体积含量50g/L,温度30℃,pH值5.5,摇床转速130r/min条件下,树干毕赤酵母(Pichia stipitis)利用预处理后的玉米秸秆经过192h同步糖化发酵,酒精浓度达到了12.12g/L,对应的酒精产量和生产效率分别为0.34g/g(葡萄糖+木糖)和0.065g/(L·h)。该项研究为工业化生产打下了基础。     

预处理方法对玉米秸秆发酵产氢的影响及其机理分析

研究了不同预处理方法对玉米秸秆发酵产氢气的影响和秸秆降解产氢的机理。实验分别采用酸解(AP)、酸解耦合固态酶解(AEP)、高温蒸煮(HP)和高温蒸煮耦合固态酶解(HEP)的玉米秸秆进行发酵产氢,分析预处理后秸秆累积产氢量与可溶性糖含量的关系。在此基础上,通过秸秆化学组成成分分析、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X-射线衍射分析,探讨了秸秆降解的机理。结果表明,秸秆的累积产氢量与可溶性糖含量基本正相关,秸秆糖化效率是影响秸秆累积产氢量的主要因素。四种预处理方法主要作用于秸秆半纤维素和纤维素的无定型区,预处理过程皆在不同程度上提高了秸秆的结晶度,并在极大程度上提高了玉米秸秆的累积产氢量。其中AEP方法预处理秸秆效果最好,累积产氢量达到了226.1 m L·(g·TS)-1。     

猪血鸡粪混合饲料的制备

对猪血、鸡粪废弃物的蛋白质进行开发再利用,通过在一定温度、湿度、pH的条件下对鸡粪采用类人工瘤胃发酵方式以改变其营养价值,增强适口性并与防腐、除嗅处理后的猪血及小量玉米相混合制成富含蛋白质、铁、锌等微量元素的动物饲料。     

垃圾焚烧发电厂储坑渗滤液与NaOH预处理秸秆混合厌氧消化试验研究

本研究将垃圾焚烧发电厂储坑渗滤液视做可再生资源,其与碱处理后的秸秆进行的中温混合厌氧消化表现出典型的水解酸化和甲烷化过程。高浓度储坑渗滤液能产生相对较高的VFA,可提高系统的产气率和产气量。其产气率比未加入渗滤液的厌氧消化系统高出60.15m L/g VS,总产气量高出1868m L。表明该储坑渗滤液可与碱处理后秸秆混合进行再生能源化利用。     

玉米秸秆在乙醇/水混合溶剂中液化制生物油的研究

在间歇式高压反应釜中,在镍基催化剂NiMoS/Al₂O₃催化下研究了反应温度（180~340℃）对乙醇水蒸气重整制氢的影响,并以乙醇/水为混合溶剂,玉米秸秆为原料研究了其在混合溶剂下的直接液化行为。结果表明：在添加NiMoS/Al₂O₃催化剂的条件下,当反应温度提高到320℃时,乙醇水蒸气重整反应发生,伴随着CO、CO₂、CH₄、H₂和C_nH_m的产生,其中H₂产量最高为47 mmol,进一步提高温度至340℃,H₂产量增加到122 mmol。反应温度为340℃条件下,玉米秸秆液化油的收率由未添加催化剂时的21.26%增加到添加催化剂后的29.57%,热值由32.14 MJ/kg提高到33.89 MJ/kg。GC-MS分析得出生物油的主要成分为酚类、酯类和酮类,且添加催化剂后酚类的量下降了23%,有助于提高生物油稳定性。     

汽爆玉米秸秆发酵丁醇的酶解工艺优化

为了提高秸秆酶解后的还原糖浓度和酶解液发酵后的丁醇产量,研究了不同因素对汽爆玉米秸秆酶解的影响,优化汽爆玉米秸秆秸秆发酵丁醇的酶解工艺。结果表明汽爆玉米秸秆的最佳酶解工艺为:反应温度50℃、原始底物浓度15%(wt)、酶用量60 IU·(g底物)-1、酶解时间48 h、搅拌器转速100 r·min-1。通过考察分步加料方式,三次加料方式最高表观黏度和反应后期表观黏度都低于两次加料的方式,而其糖浓度则略高于两次加料方式。当底物从原始浓度15%(wt)分三次加入到25%(wt)时,还原糖浓度、丁醇产量分别为89.23、9.82 mg·mL-1,分别增加了58.63%、44.20%。     

玉米秸秆氨化汽爆处理及其固态发酵

在加氨条件下对玉米秸秆进行了汽爆处理(简称氨化汽爆)和固态发酵. 结果表明: 氨化汽爆同样可使秸秆中的半纤维素降解,并使玉米秸秆的酶解率提高到42.97%, 同时可使秸秆的有机氮含量提高1.27倍. 利用氨化汽爆秸秆进行固态发酵,可提高蛋白含量到23.45%,比不加氨汽爆的玉米秸秆提高了1倍. 而加过氧化氢的氨化汽爆不利于微生物发酵.