太阳能与发电余热复合沼气增温系统设计

为了实现大中型沼气工程在北方寒冷地区的应用推广。该文针对北方寒冷气候特点,以哈尔滨双城市沼气工程为例构建了1套太阳能-发电余热中温厌氧发酵增温系统,阐述了该增温系统的设计原理,并对沼气发酵热负荷、发电机组余热回收利用率、太阳能集热装置热效率等关键参数进行了理论计算。计算得出该沼气工程全年平均每日热量的损失为6659.2 MJ,太阳能-发电余热中温厌氧发酵增温系统全年平均每日集热量为7017.6 MJ。通过对增温效果与该工程的热量损失进行对比,表明12、1、2月份系统需沼气发电机组额外提供372.2、369.4、208.3 kWh电量增温,其余月份系统可以实现发酵工程每日热量损失的补充,保证该工程的稳定运行。在8月份对示范工程的一次发酵罐体进行了增温效果测试,表明该增温系统在28 d左右可将该发酵罐内物料温度提升到中温发酵水平。该文为北方寒冷地区大中型沼气增温保温设备的配套建设提供参考。     

膨化预处理玉米秸秆提高还原糖酶解产率的效果

为了提高玉米秸秆的可发酵还原糖转化率,采用膨化技术对玉米秸秆木质纤维素进行预处理。扫描电镜观察,玉米秸秆的纤维束受到破坏,木质素包裹作用减弱,纤维素酶的空间作用面积提高。红外光谱分析表明有部分半纤维素和少量木质素水解;X射线衍射测定纤维素结晶度降低了12.68%。通过进一步纤维素酶解试验,与未处理的相比膨化处理后原料酶解时间可缩短16 h,未经膨化处理原料还原糖的酶解产率为13.48%,膨化处理后原料还原糖的酶解产率可达24.91%。结果表明,膨化预处理技术可明显提高玉米秸秆木质纤维素的能源化利用效率。该     

超声提取桦褐孔菌子实体多糖及多糖对癌细胞作用的研究

采用正交试验优化桦褐孔菌子实体多糖的超声提取工艺条件,并对提取多糖的抗肿瘤活性进行研究。结果表明,桦褐孔菌多糖超声提取的最佳工艺条件为超声时间70min,温度80℃,频率20kHz,加水量12倍水,其多糖在体外对肝癌HEPG2细胞株具有明显的抑制作用,并可诱导肿瘤细胞凋亡,体内实验发现多糖可显著抑制小鼠S180肉瘤的生长,并具有增强免疫作用。     

有机生活垃圾半干发酵菌群的分布变化特征

为了研究有机生活垃圾厌氧发酵中菌群的分布变化特征,以有机生活垃圾为生物质资源,进行半干式厌氧发酵试验。采用最大或然数法(most probable number,MPN)分析发酵过程中厌氧菌群时间和空间上的数量变化。结果表明:厌氧菌中产酸菌先于氨化菌达到最大值并占据优势地位,产甲烷菌在启动阶段初期基本没有增殖,第25天左右达到最大值3.2×109个/m L,随后产甲烷菌在整个盛产期数量维持在这一数量级上。厌氧纤维素降解菌菌数呈现缓慢增长的趋势,直到投料的第45天才增加到106个/m L。空间上厌氧产酸菌和甲烷菌的数量均是在基质条件稳定的中部位置和流动性较好的底部位置较多;厌氧氨化菌数量较多的为中部边缘和中部中心位置;厌氧纤维素降解菌主要在底部增殖。初步构建了产酸菌与产甲烷菌时间和空间的动力学模型,模型拟合效果良好,可为厌氧发酵工艺提供参考。该文对有机垃圾制取生物燃气的工艺过程具有理论指导意义。     

城市有机垃圾厌氧干发酵菌群与代谢产物特性研究北大核心

文章以城市有机垃圾为原料,采用一次投料批式中温(37℃)厌氧发酵工艺,分析了厌氧干发酵过程中主要菌群,包括厌氧产酸菌、厌氧氨化菌、产甲烷菌和厌氧纤维素降解菌的数量变化及代谢产物的特性。结果表明:厌氧菌中产酸菌和氨化菌最先增殖,产酸菌先于氨化菌达到最大值并占据优势地位。产甲烷菌在启动阶段初期基本没有增殖,第25 d左右达到最大值3.25×10~9个·m L^(-1),随后产甲烷菌在整个盛产期数量维持在这一数量级上。厌氧纤维素降解菌菌数呈现缓慢增长的趋势,直到投料的第45 d才增加到10~6个·m L^(-1)。了解发酵过程中菌群间的作用及代谢产物的特性,协调各微生物的稳定生长,是保证沼气发酵正常运行的必要条件,本试验为城市有机垃圾的无害化处理和资源化利用奠定基础。     

利用自制设备转化废弃油脂制备生物柴油

为了满足小型用户就地生产、使用生物柴油的需求,利用自主研发的集成式生物柴油生产设备进行了废弃油脂转化生物柴油加工示范。该设备的反应过程主要包括2个工艺:反应工艺A,反应温度60℃,甲醇加入量10%,浓硫酸加入量1%,反应时间5h;反应工艺B,反应温度60℃,浓硫酸加入量0.1%,甲醇加入量4%,反应5h后加入NaOH0.8%,甲醇12%,继续反应1.5h。针对不同品质的废弃油脂分别采用不同的工艺路线:当废弃油脂酸值及含水率较大时,先采用A工艺,降低酸值和含水率,再进行B工艺;当废弃油脂酸值及含水率较小时,仅采用B工艺。设备的工艺路线适用于不同酸值的废弃油脂,生物柴油产率达95%以上,产品符合国家标准。     

绿色木霉固态发酵生产纤维素酶条件优化与酶的固定化

以麸皮与秸秆粉为主要原料,对影响绿色木霉固态发酵的因素如麸皮与秸秆粉的比例、发酵温度、时间、含水率、初始pH值、氮源浓度等进行研究。在单因素实验的基础上,采取正交实验设计,结果表明最佳固体发酵条件为：麸皮与秸秆比例4∶1,含氮量2%,培养温度28℃,培养时间72 h,起始pH 5,接种量10%,含水率175%（相对于固体发酵底物）。在此条件下,CMC 酶活达到1 1325 U·g-1,比未优化条件下酶活6124 U·g-1,提高了849%。利用包埋、交联和交联包埋三种方法对纤维素酶进行固定化,其中交联包埋法效果较好。     

膨化预处理玉米秸秆提高还原糖酶解产率的效果

为了提高玉米秸秆的可发酵还原糖转化率,采用膨化技术对玉米秸秆木质纤维素进行预处理。扫描电镜观察,玉米秸秆的纤维束受到破坏,木质素包裹作用减弱,纤维素酶的空间作用面积提高。红外光谱分析表明有部分半纤维素和少量木质素水解;X射线衍射测定纤维素结晶度降低了12.68%。通过进一步纤维素酶解试验,与未处理的相比膨化处理后原料酶解时间可缩短16 h,未经膨化处理原料还原糖的酶解产率为13.48%,膨化处理后原料还原糖的酶解产率可达24.91%。结果表明,膨化预处理技术可明显提高玉米秸秆木质纤维素的能源化利用效率。该     

厌氧干发酵混合物料的流动特性分析

将有机生活垃圾与污泥混合作为原料应用于厌氧干发酵中,对条件下的物料进行流动特性分析,利用RV2旋转粘度计测量有机生活垃圾与污泥不同混合比例和不同温度条件下的表观粘度,并绘制相应的流变曲线。结果表明:不同含量的有机垃圾与污泥的表观粘度在发酵前后不同,发酵前后污泥每增加一份其粘度分别增加15.41%,10.26%,而增加一份有机物其粘度分别降低12.79%,6.92%;原料的配比浓度对粘度有较大影响,污泥浓度与其粘度成正比关系,且发酵前的粘度是发酵后的1~3倍;混合物料在温度较低时,粘度值随温度升高而下降的趋势较大,温度较高时,这种趋势变缓;且随着剪切速率的增加表观粘度逐渐降低至最后趋于稳定。该项研究为沼气工程中的设备选型及输送等工作提供了理论参考依据,具有实际的指导意义。     

餐厨垃圾和牛粪混合厌氧发酵工艺优化

在前期单因素试验的基础上,采用二次回归正交旋转组合设计,以总产气量为响应值,研究餐厨垃圾与牛粪质量比、温度、pH值、接种物与原料质量比4个因素对餐厨垃圾和牛粪混合厌氧发酵的影响,建立了产气数学模型,并对模型进行了优化及降维分析.通过上述试验研究,得到最佳工艺条件为:餐厨垃圾与牛粪质量比为2.5,温度37.5℃,pH值7.0,接种物与原料质量比为4;4因素影响主次顺序依次为接种物与原料质量比、温度、餐厨垃圾与牛粪质量比、pH值;通过验证分析,模型预测值与试验值之间误差较小,方差分析不显著,模型拟合较好.