稻秸甲烷乙醇聯(lián)合發(fā)酵技術(shù)研究.pdf

1、由于秸稈沼氣工程的沼渣中仍殘留較高的纖維和有機物含量，對這部分殘余有機碳進行回收利用，可大幅度提高原料利用率和能量轉(zhuǎn)化效率。針對目前較為成熟的厭氧發(fā)酵技術(shù)和纖維乙醇技術(shù)，利用稻秸進行沼氣和乙醇聯(lián)產(chǎn)以解決厭氧發(fā)酵工程中大量沼渣難以利用問題，及纖維乙醇過程中的原料成本問題，在聯(lián)產(chǎn)生物能源的同時，可實現(xiàn)生物質(zhì)全效降解。
　　以酸堿濃度、溫度和時間為主要考察因素，研究了酸堿預(yù)處理條件對稻秸的降解和糖化產(chǎn)率的影響。結(jié)果表明堿濃度和溫度越高，

2、半纖維素和木質(zhì)素去除率越高，半纖維素和木質(zhì)素的最高去除率分別為89.45％和88.92％;而酸預(yù)處理主要針對稻秸中的半纖維素，最高的半纖維素降解率為75.58％。從葡萄糖產(chǎn)率和有機物濃度來看，堿預(yù)處理的葡萄糖產(chǎn)率和有機物濃度明顯高于酸預(yù)處理，最優(yōu)的水解條件為2％濃度的NaOH，60℃和60h，在此條件下，葡萄糖產(chǎn)率為55.5％。另外，對于臭氧和氨水聯(lián)合預(yù)處理，隨著臭氧用量的增加，葡萄糖濃度先增加后降低，0.75g/g臭氧用量時葡萄糖濃度

3、和還原糖濃度最高;與未處理組相比，氨水預(yù)處理4h的還原糖濃度提高了82.06％，而氨水預(yù)處理6h和8h的還原糖濃度無明顯提高，故適宜的臭氧氨水聯(lián)合預(yù)處理參數(shù)為臭氧用量0.75g/g和氨水預(yù)處理時間6h。
　　采用厭氧消化和乙醇發(fā)酵聯(lián)合技術(shù)降解稻秸，提高生物能源產(chǎn)率，通過比較直接厭氧發(fā)酵、“乙醇甲烷”聯(lián)產(chǎn)、乙醇甲烷連續(xù)發(fā)酵和“甲烷乙醇”聯(lián)產(chǎn)四種工藝的沼氣產(chǎn)量、甲烷產(chǎn)量和乙醇產(chǎn)量，并根據(jù)木質(zhì)纖維素和單糖組成研究各工藝的木質(zhì)纖維素降解過

4、程，結(jié)果表明乙醇甲烷聯(lián)合發(fā)酵模式具有一定優(yōu)勢，乙醇甲烷聯(lián)產(chǎn)和連續(xù)發(fā)酵的能量輸出比直接厭氧發(fā)酵分別提高17.12％和49.36％?；趯φ釉a(chǎn)乙醇技術(shù)的探索，選擇了甲烷乙醇聯(lián)合發(fā)酵模式，研究酸堿和臭氧氨水預(yù)處理對沼渣酶解糖化效率的影響，優(yōu)化甲烷乙醇聯(lián)產(chǎn)工藝中的厭氧發(fā)酵條件和預(yù)處理參數(shù)。
　　采用酸堿預(yù)處理對甲烷乙醇聯(lián)產(chǎn)工藝中厭氧消化條件及纖維乙醇轉(zhuǎn)化的預(yù)處理參數(shù)進行了研究，結(jié)果表明中溫低濃度的厭氧消化對稻秸纖維素結(jié)果破壞明顯，而且

5、預(yù)處理過程纖維素損失較低，葡萄糖得率較高，所以中溫低濃度獲得的厭氧消化纖維產(chǎn)乙醇效果較好;酸堿預(yù)處理條件的對比表明在溫和溫度條件下堿預(yù)處理對厭氧消化纖維產(chǎn)乙醇更具優(yōu)勢。適宜的堿預(yù)處理條件為60℃，3％濃度NaOH和6h，纖維素回收率高達80％以上，葡萄糖得率較高，為58.66％;中溫低濃度的厭氧消化纖維的乙醇產(chǎn)量達87g/kg，有效地提高了厭氧消化纖維產(chǎn)乙醇的效率。
　　在甲烷乙醇聯(lián)產(chǎn)工藝中，臭氧和氨水聯(lián)合預(yù)處理可有效利用沼渣中有