預(yù)處理對小麥秸稈糖化及沼氣發(fā)酵的影響

【摘要】：我國農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約有7億噸，將其用于沼氣發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，對于緩解能源危機(jī)和減少焚燒造成的環(huán)境污染有重要意義。本文研究了預(yù)處理方式對小麥秸稈糖化及沼氣發(fā)酵的影響，結(jié)果表明： 1.浸泡預(yù)處理可促進(jìn)小麥秸稈酶解產(chǎn)糖。清水、飽和石灰水及尿素溶液浸泡均能提高小麥秸稈的酶解產(chǎn)糖量。其中經(jīng)尿素溶液浸泡處理，小麥秸稈酶解產(chǎn)糖量較對照提高130.5%～146.1%，飽和石灰水浸泡處理較對照提高49.3%～79.2%，清水浸泡處理較對照提高27.3%～52.8%。尿素溶液浸泡小麥秸稈的適宜溫度為40℃，適宜浸泡時(shí)間為3天，最佳尿素濃度為20g·L~(-1)。 2.纖維素酶用于小麥秸稈預(yù)處理可增加小麥秸稈水解時(shí)的還原糖產(chǎn)量。隨著纖維素酶添加量增加，小麥秸稈水解時(shí)的還原糖產(chǎn)量顯著提高，增幅為96.4%～199.8%。 3.單接真菌或細(xì)菌與真菌混合接種處理小麥秸稈可以提高發(fā)酵液中還原糖含量和秸稈酶解產(chǎn)糖量。①利用細(xì)菌單獨(dú)接種進(jìn)行秸稈預(yù)處理不能增加發(fā)酵液中還原糖含量。②單接真菌A8進(jìn)行秸稈預(yù)處理不能增加總糖產(chǎn)量，而單接真菌Z27預(yù)處理秸稈總糖產(chǎn)量比對照提高14.2%。③細(xì)菌與真菌混合接種預(yù)處理秸稈總糖產(chǎn)量高于單接真菌或細(xì)菌。細(xì)菌NH_0711、N_0H513、N_0H_0511及N_0H514和真菌A8混合接種處理秸稈總糖產(chǎn)量較單接真菌A8分別提高11.9%、28.3%、9.7%及5.9%。細(xì)菌NH_0711、N_0H513、N_0H_0511及N_0H514與真菌Z27混合接種處理的總糖產(chǎn)量較單接相應(yīng)細(xì)菌分別提高16.8%、48.7%、61.6%及40.4%。 4.添加速效養(yǎng)分可提高秸稈酶解產(chǎn)糖量。以純秸稈為原料進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵時(shí)，微生物的生長繁殖能力差，產(chǎn)纖維素酶少，導(dǎo)致秸稈固態(tài)發(fā)酵及發(fā)酵后酶解產(chǎn)生的還原糖較少。向滅菌秸稈固態(tài)發(fā)酵基質(zhì)中添加可溶性淀粉和雞糞均能改善發(fā)酵基質(zhì)營養(yǎng)條件，促進(jìn)纖維素酶產(chǎn)生菌生長繁殖，增加產(chǎn)酶量，提高秸稈酶解時(shí)的產(chǎn)糖量。 5.利用尿素溶液浸泡預(yù)處理小麥秸稈可以提高其沼氣發(fā)酵中的沼氣產(chǎn)量和甲烷產(chǎn)量。①常規(guī)條件下，尿素溶液浸泡秸稈處理沼氣累計(jì)產(chǎn)量較清水對照增加6.8%；在接發(fā)酵劑進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵條件下，尿素浸泡秸稈后沼氣累計(jì)產(chǎn)量較對照提高21.7%。②尿素溶液浸泡秸稈預(yù)處理甲烷產(chǎn)量大于對照。其中常規(guī)條件下尿素溶液浸泡秸稈預(yù)處理甲烷產(chǎn)量較對照高10.9%；固態(tài)發(fā)酵組尿素溶液浸泡秸稈預(yù)處理甲烷產(chǎn)量較對照提高25.0%。 【關(guān)鍵詞】：秸稈預(yù)處理 秸稈糖化 沼氣發(fā)酵
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：S216.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 文獻(xiàn)綜述10-19
• 1.1 沼氣發(fā)酵中秸稈預(yù)處理的意義10-11
• 1.2 秸稈纖維素的組成與結(jié)構(gòu)11-12
• 1.2.1 秸稈中纖維素含量11
• 1.2.2 纖維素的結(jié)構(gòu)11-12
• 1.3 秸稈纖維素的預(yù)處理12-17
• 1.3.1 物理處理方法13-14
• 1.3.2 化學(xué)處理方法14-16
• 1.3.3 生物處理方法16-17
• 1.4 秸稈預(yù)處理存在問題17
• 1.5 研究目的意義、內(nèi)容及技術(shù)路線17-19
• 1.5.1 研究目的、意義17
• 1.5.2 研究內(nèi)容17-18
• 1.5.3 技術(shù)路線18-19
• 第二章 化學(xué)預(yù)處理對小麥秸稈糖化效果的影響19-24
• 2.1 材料與方法19-21
• 2.1.1 材料19
• 2.1.2 方法19-21
• 2.2 結(jié)果與分析21-23
• 2.2.1 不同化學(xué)預(yù)處理對小麥秸稈糖化試驗(yàn)的影響21
• 2.2.2 尿素溶液浸泡對小麥秸稈糖化效果的影響21-23
• 2.3 結(jié)論與討論23-24
• 第三章 纖維素酶預(yù)處理對小麥秸稈糖化效果的影響24-28
• 3.1 材料與方法24-25
• 3.1.1 材料24
• 3.1.2 方法24-25
• 3.2 結(jié)果與分析25-27
• 3.2.1 真菌纖維素酶活25
• 3.2.2 纖維素酶預(yù)處理秸稈糖化效果25-27
• 3.3 結(jié)論27-28
• 第四章 微生物接種預(yù)處理對小麥秸稈糖化效果的影響28-35
• 4.1 材料與方法28-30
• 4.1.1 材料28-29
• 4.1.2 方法29-30
• 4.2 結(jié)果與分析30-34
• 4.2.1 真菌抑菌性試驗(yàn)30-31
• 4.2.2 細(xì)菌預(yù)處理秸稈對酶解糖化的影響31-32
• 4.2.3 細(xì)菌、真菌混菌接種預(yù)處理過程中的產(chǎn)糖量32-33
• 4.2.4 細(xì)菌、真菌混合接種預(yù)處理小麥秸稈的酶解產(chǎn)糖量33-34
• 4.2.5 細(xì)菌、真菌混合接種預(yù)處理小麥秸稈的總糖產(chǎn)量34
• 4.3 結(jié)論與討論34-35
• 第五章 固態(tài)發(fā)酵預(yù)處理對小麥秸稈糖化效果的影響35-41
• 5.1 材料與方法35-37
• 5.1.1 材料35
• 5.1.2 方法35-37
• 5.2 結(jié)果與分析37-39
• 5.2.1 秸稈固態(tài)發(fā)酵37-38
• 5.2.2 秸稈添加基質(zhì)固態(tài)發(fā)酵38-39
• 5.3 結(jié)論39-41
• 第六章 尿素溶液浸泡及發(fā)酵劑接種預(yù)處理對沼氣發(fā)酵的影響41-49
• 6.1 材料與方法41-43
• 6.1.1 試驗(yàn)材料41
• 6.1.2 方法41-43
• 6.2 結(jié)果與分析43-47
• 6.2.1 尿素溶液浸泡對小麥秸稈沼氣發(fā)酵的影響43-44
• 6.2.2 發(fā)酵劑對小麥秸稈沼氣發(fā)酵的影響44-46
• 6.2.3 沼液 pH 值變化46-47
• 6.3 結(jié)論與討論47-49
• 第七章 結(jié)論與展望49-51
• 7.1 研究結(jié)論49
• 7.2 本研究的創(chuàng)新點(diǎn)49-50
• 7.3 本研究存在的問題與展望50-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 致謝54-55
• 作者簡介55

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創(chuàng)造適宜的沼氣發(fā)酵環(huán)境    夏娥兒

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