玉米秸稈的青貯及水解方法的研究

【摘要】：在用干秸稈厭氧發(fā)酵制取沼氣的過程中存在著預(yù)處理成本高、利用率低和發(fā)酵速度慢等問題。與干秸稈相比,鮮秸稈中存在更多游離的可溶性糖,可溶性蛋白質(zhì)等物質(zhì),因此,鮮秸稈更加適用于厭氧發(fā)酵制沼氣。本研究通過秸稈的不同尺寸以及不同的添加劑對玉米鮮秸稈進(jìn)行青貯,考察青貯過程中不同參數(shù)的變化,并對青貯秸稈與風(fēng)干秸稈的水解效果進(jìn)行比較,尋求一種高效的青貯方法,以解決秸稈厭氧發(fā)酵制取沼氣過程中的重大困難,更好地實現(xiàn)秸稈的資源化和高效利用。 通過對不同尺寸秸稈進(jìn)行乙酸處理的結(jié)果表明,秸稈的尺寸越小,青貯效果越好,秸稈長度為1 cm的處理組青貯秸稈中可溶性糖和半纖維素含量分別比2 cm高50.75 %、10.35 %,比4 cm處理組(60天后)高143.98 %、22.11 %,而固體損失率分別比2 cm和4 cm處理組(60天后)降低了20.5 %和31.1 %。通過分析不同添加劑對秸稈青貯的效果,發(fā)現(xiàn)添加乙酸能夠較好的抑制青貯秸稈的纖維化和木質(zhì)化程度,取得了較為理想的青貯效果。其中乙酸浸泡組與鮮秸稈相比,可溶性糖和和半纖維素含量僅降低了19.63 %和7.03 %,達(dá)到了優(yōu)質(zhì)青貯的目的。 通過對風(fēng)干秸稈和青貯秸稈的水解效果進(jìn)行比較,得出乙酸浸泡組的青貯秸稈水解液的各單糖含量均高于風(fēng)干組,這也驗證了乙酸浸泡組的青貯效果比較理想。青貯秸稈水解液中的各單糖及總糖含量隨著反應(yīng)時間均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,但達(dá)到最大值的水解時間隨溫度的升高而縮短。130℃、水解時間30 min時,葡萄糖、木糖、阿拉伯糖以及總糖的含量達(dá)到最大值;而150℃時的最大值在20 min,170℃條件下葡萄糖的峰值在5 min取得,而其他單糖以及總糖的峰值在10 min時取得。其中,130℃時的葡萄糖、木糖、阿拉伯糖以及總糖含量的最大值分別為14.18、6.4、1.46和22.04 g/100 gDM,150℃和170℃水解條件下的葡萄糖最大含量比130℃時分別提高了11.57 %和12.62 %,木糖和阿拉伯糖的最大含量則為130℃條件下的1.65倍和1.73倍,而總糖的最大含量在150℃和170℃條件下分別提高了18.28 %和26.32 %。因此,可以得出青貯秸稈的最佳水解條件為:水解溫度170℃,水解時間10 min。 【關(guān)鍵詞】：玉米秸稈 青貯 尺寸 添加劑 水解
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：S816.53
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-26
• 1.1 秸稈的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)特性8-11
• 1.1.1 纖維素8-9
• 1.1.2 半纖維素9-10
• 1.1.3 木質(zhì)素10-11
• 1.2 秸稈預(yù)處理方法研究11-15
• 1.2.1 物理法11-12
• 1.2.2 化學(xué)法12-14
• 1.2.3 物理化學(xué)法14
• 1.2.4 生物處理法14-15
• 1.3 秸稈的青貯技術(shù)15-23
• 1.3.1 離體之后植物組織的生理活動變化15-16
• 1.3.2 青貯的發(fā)酵過程16-18
• 1.3.3 青貯過程中的微生物18-19
• 1.3.4 調(diào)制優(yōu)質(zhì)青貯的關(guān)鍵及影響青貯品質(zhì)的因素19-21
• 1.3.5 青貯添加劑的研究進(jìn)展21-23
• 1.4 研究目的與內(nèi)容23-26
• 第二章 不同尺寸對秸稈青貯效果的影響26-36
• 2.1 材料與方法26-28
• 2.1.1 物料來源26
• 2.1.2 主要實驗試劑和實驗儀器26
• 2.1.3 實驗內(nèi)容和方法26-27
• 2.1.4 分析項目和測定方法27-28
• 2.2 結(jié)果與討論28-34
• 2.2.1 秸稈青貯發(fā)酵過程中pH 的變化28-29
• 2.2.2 秸稈青貯過程中可溶性糖含量的變化29-30
• 2.2.3 秸稈青貯過程中半纖維素含量的變化30-31
• 2.2.4 秸稈青貯過程中纖維素含量的變化31-32
• 2.2.5 秸稈青貯過程中木質(zhì)素含量的變化32-33
• 2.2.6 秸稈青貯過程中固體損失率的變化33-34
• 2.2.7 秸稈青貯過程中灰分含量的變化34
• 2.3 小結(jié)34-36
• 第三章 不同青貯添加劑對青貯效果的影響36-46
• 3.1 材料與方法36-38
• 3.1.1 物料來源36
• 3.1.2 主要實驗試劑和實驗儀器36-37
• 3.1.3 實驗內(nèi)容和方法37
• 3.1.4 分析項目和測定方法37-38
• 3.2 結(jié)果與討論38-44
• 3.2.1 秸稈青貯發(fā)酵過程中pH 的變化38-39
• 3.2.2 秸稈青貯發(fā)酵過程中可溶性糖含量的變化39-40
• 3.2.3 秸稈青貯發(fā)酵過程中半纖維素含量的變化40-41
• 3.2.4 秸稈青貯發(fā)酵過程中纖維素含量的變化41-42
• 3.2.5 秸稈青貯發(fā)酵過程中木質(zhì)素含量的變化42
• 3.2.6 秸稈青貯發(fā)酵過程中固體損失率的變化42-43
• 3.2.7 秸稈青貯過程中灰分含量的變化43-44
• 3.3 小結(jié)44-46
• 第四章 風(fēng)干秸稈與青貯秸稈的水解效果對比以及最佳水解條件的探索46-58
• 4.1 材料與方法46-48
• 4.1.1 物料來源46
• 4.1.2 主要實驗試劑和實驗儀器46-47
• 4.1.3 實驗內(nèi)容和方法47
• 4.1.4 分析項目與測定方法47-48
• 4.2 結(jié)果與討論48-57
• 4.2.1 風(fēng)干秸稈以及青貯秸稈的水解效果分析48-52
• 4.2.2 不同水解條件下青貯秸稈水解液的成分組成52-57
• 4.3 小結(jié)57-58
• 第五章 結(jié)論與展望58-60
• 5.1 結(jié)論58-59
• 5.2 展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明65-66
• 致謝66

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