低溫沼氣菌粉制備工藝的研究

【摘要】：沼氣發(fā)酵是以廢棄物(動物糞便、秸稈等)作為原料，產(chǎn)生可再生的能源，能夠有效解決農(nóng)村能源短缺問題。通過真空冷凍干燥技術(shù)將耐低溫產(chǎn)甲烷菌制成凍干菌劑，不僅可以解決北方由于冬季氣溫低而引起的產(chǎn)氣不足的問題；又可以實現(xiàn)長期儲存，是目前農(nóng)村戶用沼氣池推廣急待解決的問題。 本論文研究了菌體的冷凍干燥的工藝條件與離心分離的條件；選擇出了耐低溫產(chǎn)甲烷菌凍干復合保護劑并確定了合適的儲存方式；最后以牛糞為底物培養(yǎng)基，驗證產(chǎn)甲烷凍干菌粉的產(chǎn)氣能力。 研究結(jié)果顯示：產(chǎn)甲烷菌細胞濃縮分離的最佳離心條件為：離心時間10min，離心轉(zhuǎn)速5000rpm。產(chǎn)甲烷菌在此條件下離心，離心收得率為73.53％。產(chǎn)甲烷菌的最適凍干復合保護劑配方為5％蔗糖、10％脫脂奶粉和15％可溶性淀粉。在干燥溫度（-55℃）和真空度（5-10mTorr）下，確定最佳的凍干工藝：凍干厚度為50mm物料在冷凍干燥22h后可獲得凍干存活率為79.62％和含水量為2．4％的菌粉。并在4℃和真空下儲存，產(chǎn)甲烷菌活菌數(shù)和含水量在4個月以后變化很小，細胞活菌數(shù)仍在1×10~(10)cfu/g以上。將最終制得的耐低溫產(chǎn)甲烷菌菌粉進行模擬發(fā)酵，與未經(jīng)凍干的菌液的模擬發(fā)酵進行對比，在氣體的甲烷含量與產(chǎn)甲烷量上均沒有明顯的差別。 【關(guān)鍵詞】：耐低溫 產(chǎn)甲烷菌 真空冷凍 保護劑 存活率
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：Q93;S216.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 引言8-14
• 1.1 概述8-9
• 1.1.1 沼氣發(fā)酵及影響沼氣發(fā)酵的主要因素8
• 1.1.2 低溫微生物8
• 1.1.3 真空冷凍干燥技術(shù)的歷史8-9
• 1.2 真空冷凍干燥的基本過程9-11
• 1.2.1 水和水溶液的性質(zhì)9-11
• 1.2.2 凍結(jié)過程11
• 1.2.3 升華干燥過程11
• 1.2.4 解析干燥過程11
• 1.2.5 凍干藥品的儲存11
• 1.3 藥品冷凍干燥保護劑和添加劑11-12
• 1.4 冷凍干燥設備12-13
• 1.5 真空冷凍干燥的國內(nèi)外研究進展13-14
• 1.5.1 真空冷凍干燥的國外研究進展13
• 1.5.2 真空冷凍干燥的國內(nèi)研究進展13-14
• 1.6 本課題的立題依據(jù)和研究意義14
• 2 材料與方法14-19
• 2.1 材料14-15
• 2.2 低溫產(chǎn)甲烷菌菌群的富集15-17
• 2.2.1 富集培養(yǎng)基15
• 2.2.2 CH_4的測定15
• 2.2.3 產(chǎn)甲烷體積的測定15-16
• 2.2.4 測活菌數(shù)16-17
• 2.3 凍干工藝17-18
• 2.3.1 離心條件的選擇17-18
• 2.3.2 冷凍干燥工藝18
• 2.3.3 凍干菌粉殘余水分含量的測定18
• 2.4 凍干保護劑實驗18
• 2.5 菌劑常溫、低溫保存性實驗18
• 2.6 模擬發(fā)酵實驗18-19
• 3 結(jié)果與分析19-29
• 3.1 離心條件選擇結(jié)果19-20
• 3.2 冷凍干燥工藝的確定20-21
• 3.3 單因素保護劑實驗結(jié)果21-24
• 3.4 凍干保護劑復配結(jié)果24-26
• 3.5 菌劑保存性實驗結(jié)果26-27
• 3.6 模擬發(fā)酵實驗結(jié)果27-29
• 4 結(jié)論與討論29-30
• 4.1 結(jié)論29
• 4.2 討論29-30
• 致謝30-31
• 參考文獻31-34
• 作者簡介34-35
• 附表35

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