论文部分内容阅读
秸秆类生物质因其来源广,价格低廉,且可通过微生物的发酵作用转换为能源,而备受瞩目。我国的生物质资源非常丰富,这为开发可替代能源提供了基础,且对保护环境有着重要的意义。利用秸秆类生物质光合制氢因其产氢条件温和,环境友好且原料来源丰富而被认为是未来氢能生产的主要替代形式,而制约其利用的最主要问题是原料中木质纤维素的水解,研发清洁无害化秸秆类生物质预处理新技术成为必然。本论文是在国家自然科学基金项目“超微化秸秆类生物质光合连续产氢过程及代谢热研究(项目编号:50976029)”和国家高技术研究发展计划(863计划)项目“生物制氢关键技术研究与示范(项目编号:2012AA051502)”的资助下完成的。本文利用还原糖含量作为玉米秸秆的产氢能力的主要评价指标,选取白腐菌中的黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)、黑曲霉(Aspergillus niger)、绿色木霉(Trichoderma viride)分别对40目(0.45mm)和140目(0.106mm)的玉米秸秆进行单一菌种、两两联合、三菌种联合等三种微生物预处理方法,优化出以秸秆类生物质作为产氢原料的最佳原料类型和最佳预处理工艺参数,目的在于为秸秆类生物质光合产氢技术研究提供科学参考。结果表明:(1)玉米秸秆分别粉碎为0.45mm和0.106mm粒度后,两种粒度的秸秆中木质素、纤维素和半纤维素所占的比重有所不同。总体上,粒度为0.45mm的玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素所占的比重要高于粒度为0.106mm玉米秸秆中其所占的比重。(2)黄孢原毛平革菌、黑曲霉和绿色木霉两两之间都能很好的共生,且混合培养时微生物的生长速度、覆盖情况和扩展情况都会受到影响。(3)通过分别对0.45mm和0.106mm粒度的玉米秸秆进行单一菌种的预处理可知,0.106mm粒度的玉米秸秆的产糖效果要优于0.45mm粒度,且黑曲霉和绿色木霉所处理的0.106mm粒度的玉米秸秆的基质中还原糖出现最大值的时间要早于白腐菌,且黑曲霉处理0.106mm粒度的玉米秸秆18天时的还原糖含量为2.14mg/mL,处理效果最好。(4)通过分别对0.45mm和0.106mm粒度的玉米秸秆进行两两菌种联合的预处理可知,0.106mm粒度的玉米秸秆的产糖效果大致上要优于0.45mm的产糖效果(黑曲霉和绿色木霉的0.45mm粒度要优于0.106mm粒度),且都在第18天达到还原糖的最大值,其中白腐菌和黑曲霉联合处理的0.106mm粒度的玉米秸秆效果最好,在第18天时达到最大值4.23mg/mL。(5)通过分别对0.45mm和0.106mm粒度的玉米秸秆进行三菌种联合的预处理可知,0.106mm粒度的玉米秸秆的产糖效果要优于0.45mm粒度的产糖效果,基质中还原糖的最大值出现在0.106mm粒度的玉米秸秆处理第18天时,还原糖含量为:3.19mg/mL。