回转筒内秸秆碎料回转周期和料层完全混合时间研究

基于试验和理论分析,研究了回转筒型固态发酵罐内秸秆粉碎料的料床回转周期,建立了数学模型,其计算准确度达95%以上;结合图像分析法和料床回转周期,发现筒内上下料层完全混合时料层所转圈数与筒体转速关系不大,与筒内料体积填充率呈线性关系。由此回归并推导出只需知道筒内料体积填充率和筒体转速,便可预测上下料层完全混合的公式,其计算准确度达90%以上。提出了以上研究成果在工业级发酵罐中应用的方法。     

产纤维素酶菌群的筛选及其酶学特性研究

从常年堆放的腐质豆秆中分离到1组产纤维素酶菌群MO,并在50℃、pH8.0条件下培养,90h时达到最高酶活,活性为1.3611IU。该酶最适反应温度为60℃,pH为7.0,在60℃以下和pH3~8范围内具有良好的热稳定性和pH稳定性。在最适反应条件下,该酶的最高活性可达2.13IU。通过生长动力学研究了菌群内部不同生长阶段pH、酶活和失重率的相互关系,并通过非变性电泳对酶谱进行初步研究,得到7条活性条带,说明MO中具有多种产酶菌株。     

香蕉秸秆与牲畜粪便固体联合厌氧发酵产沼气的特性

为了探讨香蕉秸秆与牲畜粪便的组合对固体厌氧发酵产沼气特性的影响,该文在20%的固体质量分数和中温(35±1)℃条件下,分别开展了不同质量分数的牛粪或猪粪与香蕉秸秆的联合厌氧发酵产气性能的比较研究。结果表明,与香蕉秸秆单独厌氧消化相比较,分别组合质量分数为75%的牛粪和猪粪,沼气累积产量可提高1.3～2.0倍。虽然组合猪粪或牛粪皆可改善底物厌氧消化产气性能,促进产气量的提高,但二者对改善底物的厌氧产气特性的影响不同,组合猪粪可以显著增强产气效率。对于猪粪与香蕉秸秆的组合底物,当猪粪的质量分数为50%时,甲烷产率和累积甲烷产量达到最高值,分别为191 mL/g和12.7 L,较牛粪与香蕉秸秆的组合底物分别提高了69%和92%。而沼气产率和累积沼气产量最高值出现在猪粪的质量分数为75%时,较牛粪与香蕉秸秆的组合底物分别提高了18%和32%,达到365 mL/g和23.9 L。此外,2种牲畜粪便的组合亦可显著增强底物中纤维素和半纤维素降解,它们的降解率相较于香蕉秸秆单独厌氧消化最高可提高1.2和3.6倍。该文研究结果可为香蕉秸秆和牲畜粪便固体厌氧产沼气工程提供参考。     

发展多功能农业 建设“绿色油田”和“粮仓”

<正>前不久,中央农村工作会议提出要确保广大人民群众"舌尖上的安全",对受污染严重的耕地进行集中修复。我国"三农"问题已是久病沉疴,唯有通过技术创新和政策创新才能逐步解决。3月5日,国务院总理李克强在十二届全国人大二次会议上作政府工作报告时说,今年要促进农业现代化和农村改革发展。要坚持把解决好"三农"问题放在全部工作的重中之重,以保障国家粮食安全和促进农民增收为核心,推进     

不同糖质原料和菌株固态发酵制取乙醇的特性比较

利用固态发酵技术直接将糖质原料转化为乙醇,过程简单且糖利用率高,已经成为近年来的一个研发热点。为寻求最适原料及菌种,该文对不同原料和菌株进行固态发酵产乙醇特性进行了比较研究:2种菌株为实验室自行筛选酵母菌株TSH和市场上常见的安琪酿酒酵母菌株AGL;3种糖料作物为甘蔗、甜菜和甜高粱。结果表明,无论对于TSH或者AGL,投入相同质量的原料,由于可发酵总糖初始含量的不同,最终乙醇产量最高为甜菜,甜高粱次之,甘蔗最低。为消除原料初始糖含量不同造成的影响,该文比较了消耗单位质量糖分所生成的乙醇质量,发现对于2种菌株甜高粱都具有最高的乙醇/糖转化率,说明甜高粱茎秆中糖分用于生成乙醇的比率较多,而用于维持酵母菌自身生长繁殖及副产物生成的糖分较少。比较2菌株的发酵能力,对于甜高粱TSH表现出较为明显的发酵优势:发酵周期比AGL缩短了近6h,且乙醇/糖转化率略高于AGL;而对于甘蔗和甜菜原料,TSH的乙醇产率与AGL相差不大;说明自行筛选的TSH菌种对多种糖料发酵底物具有广泛适用性,具有良好的工业应用前景。该文对利用糖质原料固态发酵生产燃料乙醇工艺的工业化实现及改进具有一定的借鉴意义。     

转鼓式固体发酵罐支承结构设计及有限元分析

为实现以甜高粱为原料的先进固态发酵法(advancedsolid-statefermentation,ASSF)生产燃料乙醇工艺的大规模、自动化、连续生产而开发的大型转鼓式固体发酵罐,其支承结构的设计是影响设备安全稳定运行的决定性因素。通过分析甜高粱秆碎料在发酵罐内的运动特点,确定了加载在筒体和支承结构上的载荷状况。应用有限元分析软件ANSYS对的支承系统各部件进行了三维实体建模,考虑了各部件间的接触关系,对工作状态下的非线性接触应力做出了理论分析和数值模拟,分别得出了支承系统内摩擦环、支撑轮和轮轴的应力分布规律。根据有限元分析结果,以限制筒体变形量和避免疲劳裂纹扩散作为主要关注点,提出了在制造过程中需要控制焊接变形和减少焊接残余应力的重点部位和技术要求。通过电测应力法在工程现场对仿真结果进行验证,结果表明:有限元计算对应力峰值部位预测结果与试验值一致,得到的应力分布规律具有较高的准确性。该研究可为类似大型回转式农业机械的支承结构的设计提供参考。     

米根霉HZS6生产高光学纯度L-乳酸发酵条件的研究

通过研究和控制初始发酵条件,比较产物L-乳酸、D-乳酸组成变化,得出提高L-乳酸光学纯度的米根霉发酵生产条件：在pH6．0、温度34℃、初始葡萄糖浓度100g／L、NH。NO3 2g／L、添加1．5g／L L-乳酸的适合条件下,米根霉HZS6能够发酵生产光学纯度99％以上的L-乳酸,其转化率达到80％,终浓度为81．3g／L。     

响应面法优化蛹虫草液体培养条件

研究了碳氮源种类及其浓度对蛹虫草液体培养的影响,得出葡萄糖和蛋白胨为蛹虫草培养的最佳碳氮源。利用响应面分析法,对葡萄糖浓度、蛋白胨浓度、培养时间3个因素进行优化,得到蛹虫草液体培养的最佳的培养条件为：葡萄糖浓度33.30g/L、蛋白胨浓度12.50g/L、发酵时间为8d,在此条件下菌丝体生物量达到18.05g/L,多糖产量为1.13g/L。     

甜高粱茎秆乙醇全生命周期分析

针对内蒙古地区甜高粱种植和甜高粱茎秆先进固体发酵技术,构建全生命周期分析模型,以及甜高粱种植中化肥、农药等的能量投入数据库,对能耗、温室气体排放及其影响因素进行全生命周期分析.结果表明,能量投入为34 831 MJ/t,乙醇生产阶段和甜高粱生产阶段是主要能耗阶段;甜高粱乙醇的能量产出为46 562 MJ/t,净能值为11 730.97 MJ/t,能量产出投入比为1.34,CO2排放量为93.23 g/MJ.从能源角度来看,利用甜高粱茎秆生产燃料乙醇是可行的.     

酸水解对DNS法测定甜高粱中总糖的影响分析

分析了酸水解对DNS法(3,5-dinitrosalicylicacid method)测定甜高粱中总糖产生影响的原因。通过对甜高粱浸提液水解后的糖组分检测发现:6 mol/L盐酸与糖液按体积比2∶1混合,沸水浴30 min会造成果糖完全分解。在这种条件下,利用DNS法测定葡萄糖、果糖和蔗糖时,测量值分别为理论值的100%、2.5%和52.2%。同时,果糖水解后的溶液会在高压液相图谱上出现葡萄糖伪峰,造成葡萄糖测定值偏高。酸浓度、水解时间以及水解温度均会对果糖与蔗糖的测定产生影响。实验结果表明:果糖在酸水解过程中发生分解是造成DNS法测定甜高粱中总糖产生误差的原因。采用DNS法测定含有果糖与蔗糖的原料总糖时,需要在保证蔗糖完全水解的情况下果糖不被破坏,否则会造成测定的不准确。