海南茄衣人工发酵过程中非挥发性有机酸的变化

【目的】研究海南茄衣人工发酵过程中非挥发性有机酸的变化规律。【方法】以海南茄衣品种JH-2为材料,采用GC/MS-QP-5000和SHIMAD2U,研究了雪茄茄衣在人工发酵过程中非挥发性有机酸的变化规律。【结果】在发酵过程中茄衣非挥发性有机酸总量呈单峰变化,在发酵18d时出现256.40mg/g的最大值,在36d时出现204.01mg/g的最小值;半挥发性有机酸与非挥发性有机酸总量的变化趋势一致,同样在18d时达到最大值;高级饱和脂肪酸在整个发酵过程中呈现下降趋势;高级不饱和脂肪酸尤其是亚油酸在发酵的前6d快速下降了81.45%。非挥发性有机酸总量与半挥发性有机酸总量和柠檬酸含量均呈极显著正相关,与丙二酸、富马酸、苹果酸含量呈显著正相关。【结论】海南雪茄发酵18d前后非挥发性有机酸含量最高,更有利于产生烟气柔和、吃味更好的烟叶。     

沼液主要养分含量特征分析

农村沼气发展是推进农业有机废弃物资源化利用的重要途径.沼液具有资源属性,为全面掌握沼液全国尺度的主要养分含量特征,本研究收集了近二十年在中国发表的关于沼液还田的研究论文,挖掘了以猪粪、牛粪、鸡粪等为发酵原料的沼气工程及农村户用沼气池所产生的沼液样本的主要养分(TN、TP和TK)含量与其速效养分含量等理化指标,进一步分析了全国不同区域、不同发酵原料的沼液的主要养分含量特征.研究发现,全国范围内猪粪沼液中TN、TP和TK平均含量为1166.71 mg/L、291.60 mg/L和1144.26 mg/L;牛粪沼液中TN、TP和TK平均含量分别为1488.59 mg/L、561.67 mg/L和1679.10 mg/L;鸡粪沼液中TN、TP和TK平均含量分别为3226.13 mg/L、959.71 mg/L和2858.31 mg/L;户用沼气池沼液中TN、TP和TK平均含量分别为1369.31 mg/L、665.90 mg/L、1240.21 mg/L.猪粪沼液中NH+4-N和NO-3-N含量分别占TN含量的51.2％和5.8％,DP含量占TP含量的89.6％,DK含量占TK含量的86.2％,分析结果表明沼液中氮、磷和钾的总量与其速效养分含量间存在显著(P<0.05)的正相关关系.不同地区沼液中的养分含量存在明显差异,在区域尺度上分析土地承载力和环境风险评价时,应充分考虑地区间不同沼液中养分含量的差异性.本研究结果对推动沼液合理资源化,准确评估区域环境承载力,有效防控区域环境污染具有重要意义.     

微生物固态发酵蛋白补充料工艺条件的优化

本试验旨在固态发酵条件下研究微生物发酵蛋白补充料的工艺条件。以物料堆积高度、初始含水量、翻料温度和发酵时间4个因素为条件,利用DPS软件混料试验方案设计出8种不同发酵工艺,分别进行固态堆积发酵,以物料pH值、有机酸含量,酵母菌活菌数及3种营养活性物质含量为综合评价指标来确定最佳发酵工艺。结果显示:微生物发酵蛋白补充料最佳发酵工艺条件为:堆积料高为30 cm,初始含水量为47.3%,翻料温度为45℃和发酵周期48 h,此时物料中酵母菌活菌数达到9.77×10~7CFU/g、β-葡聚糖含量55.95 mg/g、甘露聚糖28.03 mg/g、多肽1.39 mg/g和有机酸4.70 mg/g。     

水花生与麦秸混合发酵制沼气特性研究

在中温(35±1)℃条件下,以水花生和麦秸为发酵原料,研究了其单独和在不同干物质配比(水花生与麦秸比例为21.67:1、7.50∶1和4.23∶1)下的厌氧发酵产气特性。结果表明,当发酵原料总固体(TS)负荷为8%、接种沼液量为20%,水花生和麦秸干物质配比为7.50∶1时产气效果最好,TS和挥发性固体(VS)产气率分别为325.98±4.03ml/g和437.12±5.01ml/g,容积产气率为0.36±0.01/d,甲烷含量为60.53±1.09%。VS降解率与日均产气量、TS产气率、VS产气率、容积产气率和沼液总有机碳(TOC)变化率等五项指标均呈极显著正相关性(p＜0.01),而其与甲烷含量的正相关性及沼液挥发性脂肪酸(VFA)变化率的负相关性不显著(p>0.05)。水花生与麦秸混合发酵可以提高沼气的产量,并在一定程度上使厌氧发酵过程提前达到产气高峰,具有较好的可行性。     

不同温度与发酵方式制作的哈密瓜幼果泡菜品质比较

在12、18和24℃下分别开展自然发酵、混菌发酵和卤水发酵,测定泡菜发酵过程中pH、总酸、盐度、亚硝酸盐及发酵终点时挥发性风味物质和有机酸含量,结合感官分析,研究发酵温度与发酵方式对哈密瓜幼果泡菜品质的影响.结果表明,12～24℃,温度升高可有效促进泡菜成熟,加快"亚硝峰"出现,提高泡菜中有机酸含量,卤水发酵泡菜成熟时间更早,亚硝酸盐含量偏低,有机酸含量较高,感官评分较好.9种泡菜发酵终点时盐度适宜,均低于5.00 g·kg-1,亚硝酸盐含量均低于国家限量标准20.00 mg·kg-1.其中,18℃卤水发酵泡菜亚硝酸盐含量最低(7.16 mg·kg-1)、有机酸含量较高(8.07 g·kg-1)、挥发性风味物质丰富(22种)、感官评分最高(68.62分),在9种泡菜中品质最佳.12～24℃,对于自然发酵和混菌发酵制得的哈密瓜幼果泡菜,升高发酵温度一定程度上提高泡菜品质,而温度对卤水发酵泡菜品质变化影响不明显,其中,卤水发酵为3种发酵方式中最佳发酵方式.研究结果为哈密瓜幼果泡菜生产工艺提供理论依据.     

几种不同菌种发酵豆粕发酵过程指标对比

研究旨在对几种不同菌种发酵豆粕发酵过程指标进行对比,从而改进发酵豆粕工艺或选用合适类型的发酵豆粕。分别用乳酸菌、酿酒酵母、丁酸梭菌、枯草芽孢杆菌、蛋白酶制剂发酵豆粕,在48 h周期内,每12 h分别测各发酵豆粕的粗蛋白质含量、酸溶蛋白含量、KOH(氢氧化钾)蛋白溶解度、总酸含量、pH、水分、挥发性盐基氮等指标,并将发酵48 h的各样品进行SDS-PAGE(十二烷基磺酸钠-三羟甲基氨基甲烷)电泳。结果显示,枯草芽孢杆菌提高粗蛋白含量最优,乳酸菌发酵豆粕产酸量最高,枯草芽孢杆菌和蛋白酶制剂提高酸溶蛋白含量作用明显,酿酒酵母发酵豆粕KOH溶解度降低明显,枯草芽孢杆菌和蛋白酶制剂发酵豆粕挥发性盐基氮含量升高明显。     

烤烟叶片不同区位半挥发性有机酸含量的变化

【目的】研究烟叶不同区位半挥发性有机酸含量的差异,探索烟叶分切加工的化学物质基础,为烤烟原料的分切加工提供参考。【方法】以河南浓香型初烤烟叶为材料,从叶尖到叶基分切成10段(HN-1～HN-10),利用单因素方差分析、相关回归分析研究叶片不同区位半挥发性有机酸含量的变化,并基于半挥发性有机酸含量对不同区位进行聚类分析。【结果】烟叶不同区位半挥发性有机酸总量平均为12.43 mg/g,变幅为9.01～20.56 mg/g,各组分平均含量表现为:亚麻酸(5.59 mg/g)棕榈酸(2.83 mg/g)亚油酸(2.04 mg/g)油酸(1.02 mg/g)硬脂酸(0.89 mg/g)十五酸(0.06 mg/g)。棕榈酸、亚油酸以及半挥发性有机酸总量在不同区位间的差异达到极显著水平。棕榈酸、亚油酸、亚麻酸以及半挥发性有机酸总量与区位(HN-1→HN-10)呈极显著负相关关系。从叶尖到叶基,亚油酸和亚麻酸呈逐渐降低的抛物线型变化,棕榈酸和半挥发性有机酸总量呈先增加后降低的抛物线型变化。基于半挥发性有机酸含量的不同区位聚类结果表明,不同区位聚为3段,第1段叶尖部(HN-1～HN-5)半挥发性有机酸含量为12.83 mg/g,第2段叶中部(HN-6～HN-8)半挥发性有机酸含量为12.30 mg/g,第3段叶基部(HN-9～HN-10)半挥发性有机酸含量为11.61 mg/g。【结论】不同区位的半挥发性有机酸含量存在较大差异,且从叶尖到叶基呈规律性变化;烟叶HN-2～HN-5区位工业可用性相对较高。     

半胱胺对山羊瘤胃微生物体外发酵的影响

利用来自4头装有永久性瘤胃瘘管本地成年山羊的瘤胃液，以0．7g草粉和0．3g精料（由70％玉米＋30％豆粕组成）为底物，在体外厌氧条件下，研究了不同浓度的半胱胺（10mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L和500mg/L)对瘤胃微生物体外发酵的影响。结果表明：当培养液中半胱胺浓度为50mg/L时，培养液中氨氮浓度比对照组降低5．7％（P＜0．05），而微生物蛋白浓度、总挥发性脂肪酸浓度、丙酸比例和体外发酵总产气量分别比对照组提高66％（P＜0．05）、56％（P＜0．05）、6％（P＜0．05）和11．4％（P＜0．05），发酵总产气量和总挥发性脂肪酸浓度开始高于对照组，微生物蛋白在发酵5h后开始高于对照组。结果显示，半胱胺可促进山羊瘤胃微生物发酵。     

多底物共发酵产酸特性研究

为探讨多种底物共发酵是否有利于定向产酸发酵,以牛粪、水稻秸秆、糖蜜废水为底物,分析了产酸相中不同时期pH、ORP、挥发性脂肪酸及秸秆纤维素含量的变化。结果表明:在反应器初期30d时,产酸菌群活性增长期,大量挥发性脂肪酸的产生使得pH迅速下降。反应后期60d,pH缓慢上升,为6.2~6.5,ORP值为-250~-400mV,满足产酸菌的生长条件。共发酵具有很强的碳源氮源互相补充的能力,有利于发酵的进行。反应120d时,水稻秸秆中纤维素得到有效降解。     

沼渣沼液养分含量及稳定性分析

为实现沼渣沼液有效利用与管理,选取以牛粪、猪粪、鸡粪为厌氧发酵原料的沼气工程,测定了沼液、沼渣中养分含量及重金属含量,探讨了不同发酵原料沼液的养分含量随储存时间的变化规律。结果表明:鸡粪沼液中养分含量最高,总氮、总磷含量分别为5 706.23 mg/L和121.21 mg/L;猪粪沼渣中总氮含量最高,达到31 000.03 mg/kg,而鸡粪沼渣中总磷含量最高,达到23 951.02 mg/kg;猪粪沼渣中锌、铜含量以及牛粪沼渣中铜含量超标;沼液营养成分含量随储存时间的延长不断降低,两者之间呈显著负相关性,且温度越高,营养成分损失率越大,鸡粪沼液中的营养元素更易流失。该结果可为沼渣沼液的合理存放及高效施用提供理论依据。     

发酵周期、贮存时间和过滤对沼液养分和理化性状变化的影响

针对实际生产中中小型养殖场不规范和粗放式厌氧发酵模式以及沼液需要长时间贮存的问题,为实现沼液养分有效利用与管理,根据沼液厌氧发酵实际生产状况,进行模拟发酵实验。设置2、4、6、8、10 d等5个不同的发酵周期处理并分别在该时间点进料出料,研究出料沼液在贮存过程中COD、pH、TN、TP和TK 等养分和理化特性变化以及网筛过滤对养分和理化性状的影响。结果表明：随着发酵周期与贮存时间的延长,28 d后5种沼液中TN 和TP 含量分别减少了40.9%～46.31%、35.62%～53.61%;TK 的含量呈现随时间延长有小幅增加的趋势,基本维持稳定。贮存期内铵态氮含量逐渐降低,贮存14 d各降幅接近62%;与之相反,硝态氮的含量则呈现逐渐增高的趋势。所有处理沼液在贮存过程中COD 下降了69.97%～85.86%,pH 值变化均呈现逐渐升高的趋势,从7.6~7.9变为8.2~8.7。经过不同孔径网筛过滤后,沼液的养分含量、COD和pH值变化不具有显著性差异,因此过滤不会对沼液的养分存储造成影响。     

沼液养分和重金属农用安全风险分析(英文)

[目的]对沼液养分和重金属农用安全风险进行分析,以期为沼液的安全农用提供科学依据。[方法]对秸秆及粪便中温厌氧消化的沼液进行重金属养分分析,并利用不同类型和浓度的沼液进行种子发芽试验。[结果]物料的类型及配比、碱液预处理均对沼液的成分和性质产生影响。碱液预处理可降低沼液中的重金属含量,可提高氮、磷、有机质以及速效成分的含量。沼液中重金属的最高含量分别为镉 8.76 μg/kg,铬 52 μg/kg,铅 210 μg/kg,汞 0.512 μg/kg,砷 140 μg/kg,铜、锌的含量较高,分别可达 279 和 680 μg/kg,但均低于城镇垃圾农用限定标准值。种子在沼液中的发芽试验验证了 5%以下低浓度沼液的催芽作用,但盐胁迫作用使幼苗在沼液中的长期生长受到抑制。[结论]以粪便作为沼液发酵原料时应适当的控制其在进料中的比例或做重金属预去除;当沼液用作液肥以灌溉方式施入农田时,应经稀释或做除盐处理。     

禽畜粪便厌氧发酵产气特性研究

为研究不同畜禽粪便厌氧发酵产气特性,通过批次厌氧发酵实验分类分析5种畜禽粪便的成分、沼液变化及产气规律。结果表明,畜禽粪便碳氮比为6.03~13.43,发酵过程中5种畜禽粪便沼液pH值基本维持在6~7.5,且氨氮浓度小于1500 mg?L_^-1。畜禽粪便发酵周期在47~55 d,出现两个日产气量高峰,且第二个产气高峰(160~393.5 mL)明显高于第一个(137~200 mL)。研究表明,畜禽粪便不存在氨氮抑制,可作为发酵原料。     

沼液养分和重金属农用安全风险分析

[目的]对沼液养分和重金属农用安全风险进行分析,以期为沼液的安全农用提供科学依据。[方法]对秸秆及粪便中温厌氧消化的沼液进行重金属养分分析,并利用不同类型和浓度的沼液进行种子发芽试验。[结果]物料的类型及配比、碱液预处理均对沼液的成分和性质产生影响。碱液预处理可降低沼液中的重金属含量,可提高氮、磷、有机质以及速效成分的含量。沼液中重金属的最高含量分别为镉8.76μg/kg,铬52μg/kg,铅210μg/kg,汞0.512μg/kg,砷140μg/kg,铜、锌的含量较高,分别可达279和680μg/kg,但均低于城镇垃圾农用限定标准值。种子在沼液中的发芽试验验证了5%以下低浓度沼液的催芽作用,但盐胁迫作用使幼苗在沼液中的长期生长受到抑制。[结论]以粪便作为沼液发酵原料时应适当的控制其在进料中的比例或做重金属预去除;当沼液用作液肥以灌溉方式施入农田时,应经稀释或做除盐处理。     

江西省规模化养殖场调查及沼液理化性质研究

针对规模化养殖场粪污处理等一系列农村环境污染问题,以江西省8家规模化养殖场及场内沼气工程为研究对象,获取各养殖场及沼气工程的基本信息,并对养殖场内大气环境进行了监测。同时,采集进料池、发酵罐和沼液池料液样品,对所采集料液的理化特性进行检测和分析。结果表明:沼气工程设计施工规范,配套设施较齐全,主要以畜禽粪便为原料,但进料料液总固体(TS)3%,以低浓度发酵为主。发酵温度以中温发酵为主,由于冬季气温偏低,难以达到中温发酵标准(25~40℃)。沼气利用方式单一,且沼气产量存在季节差异,夏季沼气产量高,冬季产气量低。沼液、沼渣综合利用配套不足,且利用方式不规范。养殖场恶臭污染物浓度下风向高于上风向,冬季高于夏季,夏季和冬季NH_3和H_2S浓度日均值分别为0.078和0.011 mg/m~3,0.104和0.016 mg/m~3,均低于国家规定的限值。自进料池到沼液池料液pH处于7.2~7.4,呈中至微碱性,经厌氧发酵后沼液中NH_4~-N、总氮(TN)和化学需氧量(COD)含量分别400、800和1 400 mg/L,养分含量仍然非常高。该调查结果可为规模化养殖场及沼气工程的健康运行与发展提供参考。     

基于全混合厌氧反应器厌氧发酵猪粪产生沼液的环境影响分析

为了探究基于全混合厌氧反应器工艺处理猪粪产生沼液的主要成分和沼液还田的环境影响,通过采集3个规模化养殖场的猪粪、经厌氧发酵产生的沼液及沼液灌溉后的土壤样品,分别检测分析了样品中化学需氧量（COD）、5日生化需氧量（BOD5）、重金属含量和营养元素等物质含量。结果表明：基于全混合厌氧反应器工艺处理猪粪后,沼液中COD和氨氮的去除率分别为63%~82%和37%~75%;沼液重金属中锌、铜含量相对较高,分别为2.1×104 μg/L和3.8×103 μg/L;沼液和饲料中重金属含量的相关系数达0.93~0.95;施用沼液后土壤中营养元素增加幅度为0.3~14倍,重金属含量基本能够达到Ⅰ级土壤标准要求。合理的施用沼液可增加土壤中有益成分的含量,不会对土壤造成明显的重金属污染,其种植作物可食用部分的重金属含量满足食品安全的要求。     

低温沼气功能菌群的选育与试验

通过低温定向培养,从高纬、高寒野外厌氧环境样品和冬季沼气池底泥样品中分别选育出野生低温功能菌群和沼气池低温菌群。在13℃和10℃低温条件下,野生低温菌群产气率达到0.14 m3/d.m3和0.10 m3/d.m3,但所产沼气的甲烷含量较低,只有51.0%和48.0%。同样温度下,沼气池低温菌群的产气率只有0.06 m3/d.m3和0.04 m3/d.m3,但所产沼气的甲烷含量较高,达到62%和56%。两类菌群混合发酵可显著改善产气性能,相同温度下,产气率可达到0.15 m3/d.m3和0.11 m3/d.m3,高于两类菌群单独发酵,是常温菌群的3倍以上;混合低温菌群所产沼气的甲烷含量为57.0%和52.0%,介于野生低温菌群和沼气池低温菌群之间,比常温菌群提高19.0%和16.0%。研究结果表明,混合低温菌群具有较好的低温产气性能和广阔的应用前景。     

黑龙江省养牛场冬季废弃物处理系统设计与分析

针对黑龙江省冬季气温低的特点,采用沼气发酵料液预处理工艺、沼气燃烧加热工艺、料液回流和循环搅拌工艺,解决北方寒冷地区消化器保温和加温问题,并使沼气的能量得到充分利用。对300m3牛粪中温厌氧消化工程进行了冬季发酵处理的可行性分析。结果表明,黑龙江省养牛场采用上述工艺后,可使发酵设备越冬运转,进而使发酵设备常年运转。     

沼气池散热量与内部温度场的数值模拟研究

以郑州地区的气象条件为参数,使用Fluent软件对沼气池不同材料、不同厚度的保温层及沼气池内部温度场的数值进行了模拟研究。结果表明:其他条件一定时,混凝土沼气池的散热量约为发泡水泥沼气池的4.66倍,可选择导热系数小的材料作为保温层;保温层的厚度对沼气池的散热量影响不大,根据实际条件选择厚度;池内温度场的分布不均匀,没有达到沼气发酵设定的温度,因此需要增加搅拌器以达到混合均匀的目的。