为评估不同粪便对甜高粱原料利用率的影响,在温度为(37±0.5)℃、甜高粱与动物粪便的挥发性固体(VS)质量比为1∶1的条件下,比较了甜高粱与奶牛粪(SCM组)、猪粪(SPM组)和羊粪(SSM组)进行混合厌氧消化的产气性能,应用修正的Gompertz...为评估不同粪便对甜高粱原料利用率的影响,在温度为(37±0.5)℃、甜高粱与动物粪便的挥发性固体(VS)质量比为1∶1的条件下,比较了甜高粱与奶牛粪(SCM组)、猪粪(SPM组)和羊粪(SSM组)进行混合厌氧消化的产气性能,应用修正的Gompertz方程分析了甲烷产生的动力学过程。修正的Gompertz模型显示,各试验组相关系数R2=0.983~0.997,SCM组具有最大产甲烷速率(rm)78.37 m L/(g·d)(以VS质量计),较甜高粱原料组(SS组)提升了115.30%。在三个混合消化实验组中,SCM组具有最大的累积产沼气率、日产甲烷率和累积产甲烷率,分别为556.98、93.68和274.51 m L/g(以挥发性固体质量计)。SPM组具有61.60%的最大甲烷体积分数。SSM组的日产甲烷率较SS组降低了16.33%。SCM、SPM和SSM组的协同效应指数分别为26.15%、15.71%和28.24%。实验结果表明,SCM组更好地弥补了SS组具有高碳氮比的缺陷,实现底物间的优势互补,与SPM和SSM组相比,SCM组的累积产沼气率、日产甲烷率和累积产甲烷率更优。通过添加不同底物对产气率、产甲烷率和厌氧消化参数的比较,可为甜高粱在沼气工业中的利用提供理论依据。展开更多
文章基于不同含固率(TS)在粪秸厌氧共消化中产气率的不同,以碳素和氮素含量互补的全株甜高粱秸秆和奶牛粪为原料,评估在不同TS下厌氧共消化的产气特性。实验采用中温((37±0.5)℃)条件,底物中甜高粱与奶牛粪挥发性固体(VS)比为1∶1...文章基于不同含固率(TS)在粪秸厌氧共消化中产气率的不同,以碳素和氮素含量互补的全株甜高粱秸秆和奶牛粪为原料,评估在不同TS下厌氧共消化的产气特性。实验采用中温((37±0.5)℃)条件,底物中甜高粱与奶牛粪挥发性固体(VS)比为1∶1,设置奶牛粪的含固率为2%(T2组)、4%(T4组)、6%(T6组)、8%(T8组)4个处理组,分析不同TS组的产甲烷性能,动力学分析采用修正的Gompertz方程。结果表明,T2组的累积产气量为633.49 m L/(g VS)、累积甲烷产量为350.26 m L/(g VS),均为最高,随TS的增加累积产气率下降,高TS不利于沼气的生产。修正的Gompertz模型拟合结果R~2=0.988~0.999,随着TS的增加,延滞期变长,最大产甲烷速率降低,T2组与其他处理组相比混合消化体系最优。化学需氧量浓度和挥发性脂肪酸浓度均随着TS升高而升高。实验对全株甜高粱和奶牛粪的共消化高效产甲烷及过程稳定性控制具有指导意义。展开更多
为促进酒糟生物质的酶解糖化,筛选适宜的预处理方法,以脱除木质素,提高综纤维素(纤维素和半纤维素之和)保留率为目标,研究比较了酸-超声波耦合(ultrasound-assisted acid pretreatment,UAAP)、液氨(pretreatment by soaking in aqueous ...为促进酒糟生物质的酶解糖化,筛选适宜的预处理方法,以脱除木质素,提高综纤维素(纤维素和半纤维素之和)保留率为目标,研究比较了酸-超声波耦合(ultrasound-assisted acid pretreatment,UAAP)、液氨(pretreatment by soaking in aqueous ammonia,PSAA)、碱性双氧水(alkaline hydrogen peroxide pretreatment,AHPP)和酸性亚硫酸氢盐(bisulfite pretreatment,BP)4种预处理法对酒糟化学组分、结构特性和酶解得率的影响。结果表明,与其余3种方法相比,BP法处理后酒糟的纤维素和半纤维素保留率最高,分别为84.59%和84.87%,即综纤维素保留率为84.68%。与未处理酒糟(unpretreatment,UP)相比,4种方法预处理后酒糟的综纤维素酶解得率分别提高了49.12%(酸-超声波,UAAP)、55.48%(液氨,PASS)、92.79%(碱性双氧水,AHPP)和99.15%(酸性亚硫酸氢盐,BP),其中BP法对酒糟酶解糖化的促进作用最有效。扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)和X-衍射(X-ray differaction,XRD)结果显示,酒糟经不同方法预处理后表观结构发生了明显变化,木质纤维网络结构遭到破坏,表面呈现无规则或形状各异的膨松状态,沟壑明显,孔隙率增加,比表面积增大,有利于提高水解酶的可及性。化学组分和结构特性的变化说明酒糟的酶解得率与综纤维素的保留、木质素的去除、表面微观形貌变化以及纤维素结晶度等因素直接相关。总之,酸性亚硫酸氢盐(BP)法是适用于酒糟生物质糖化预处理的一种有效可行方法。展开更多
文摘为评估不同粪便对甜高粱原料利用率的影响,在温度为(37±0.5)℃、甜高粱与动物粪便的挥发性固体(VS)质量比为1∶1的条件下,比较了甜高粱与奶牛粪(SCM组)、猪粪(SPM组)和羊粪(SSM组)进行混合厌氧消化的产气性能,应用修正的Gompertz方程分析了甲烷产生的动力学过程。修正的Gompertz模型显示,各试验组相关系数R2=0.983~0.997,SCM组具有最大产甲烷速率(rm)78.37 m L/(g·d)(以VS质量计),较甜高粱原料组(SS组)提升了115.30%。在三个混合消化实验组中,SCM组具有最大的累积产沼气率、日产甲烷率和累积产甲烷率,分别为556.98、93.68和274.51 m L/g(以挥发性固体质量计)。SPM组具有61.60%的最大甲烷体积分数。SSM组的日产甲烷率较SS组降低了16.33%。SCM、SPM和SSM组的协同效应指数分别为26.15%、15.71%和28.24%。实验结果表明,SCM组更好地弥补了SS组具有高碳氮比的缺陷,实现底物间的优势互补,与SPM和SSM组相比,SCM组的累积产沼气率、日产甲烷率和累积产甲烷率更优。通过添加不同底物对产气率、产甲烷率和厌氧消化参数的比较,可为甜高粱在沼气工业中的利用提供理论依据。
文摘文章基于不同含固率(TS)在粪秸厌氧共消化中产气率的不同,以碳素和氮素含量互补的全株甜高粱秸秆和奶牛粪为原料,评估在不同TS下厌氧共消化的产气特性。实验采用中温((37±0.5)℃)条件,底物中甜高粱与奶牛粪挥发性固体(VS)比为1∶1,设置奶牛粪的含固率为2%(T2组)、4%(T4组)、6%(T6组)、8%(T8组)4个处理组,分析不同TS组的产甲烷性能,动力学分析采用修正的Gompertz方程。结果表明,T2组的累积产气量为633.49 m L/(g VS)、累积甲烷产量为350.26 m L/(g VS),均为最高,随TS的增加累积产气率下降,高TS不利于沼气的生产。修正的Gompertz模型拟合结果R~2=0.988~0.999,随着TS的增加,延滞期变长,最大产甲烷速率降低,T2组与其他处理组相比混合消化体系最优。化学需氧量浓度和挥发性脂肪酸浓度均随着TS升高而升高。实验对全株甜高粱和奶牛粪的共消化高效产甲烷及过程稳定性控制具有指导意义。
文摘为促进酒糟生物质的酶解糖化,筛选适宜的预处理方法,以脱除木质素,提高综纤维素(纤维素和半纤维素之和)保留率为目标,研究比较了酸-超声波耦合(ultrasound-assisted acid pretreatment,UAAP)、液氨(pretreatment by soaking in aqueous ammonia,PSAA)、碱性双氧水(alkaline hydrogen peroxide pretreatment,AHPP)和酸性亚硫酸氢盐(bisulfite pretreatment,BP)4种预处理法对酒糟化学组分、结构特性和酶解得率的影响。结果表明,与其余3种方法相比,BP法处理后酒糟的纤维素和半纤维素保留率最高,分别为84.59%和84.87%,即综纤维素保留率为84.68%。与未处理酒糟(unpretreatment,UP)相比,4种方法预处理后酒糟的综纤维素酶解得率分别提高了49.12%(酸-超声波,UAAP)、55.48%(液氨,PASS)、92.79%(碱性双氧水,AHPP)和99.15%(酸性亚硫酸氢盐,BP),其中BP法对酒糟酶解糖化的促进作用最有效。扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)和X-衍射(X-ray differaction,XRD)结果显示,酒糟经不同方法预处理后表观结构发生了明显变化,木质纤维网络结构遭到破坏,表面呈现无规则或形状各异的膨松状态,沟壑明显,孔隙率增加,比表面积增大,有利于提高水解酶的可及性。化学组分和结构特性的变化说明酒糟的酶解得率与综纤维素的保留、木质素的去除、表面微观形貌变化以及纤维素结晶度等因素直接相关。总之,酸性亚硫酸氢盐(BP)法是适用于酒糟生物质糖化预处理的一种有效可行方法。
