废弃木耳菌棒厌氧发酵特性研究

发布时间：2020-04-06 18:36

【摘要】：2015年全国黑木耳总产量达到613.19万吨,其中黑龙江省303.28万吨,占全国总产量的49.5%,位居首位。黑木耳生产后的废菌棒约有60万吨[1],且随着食用菌行业的快速发展呈递增趋势。这部分资源除少量被利用外,大部分都被随意丢弃在田间地头、河边,或者直接焚烧,这不仅污染了环境,同时也造成了资源的极大浪费。若将其资源化利用对保护环境以及节约能源都有重要意义。沼气发酵是提高农业废弃物资源化利用效率的可行途径,是进行清洁能源转换的有效方式。为了探寻废弃木耳菌棒的厌氧发酵产沼气特性,首先对原料进行不同初始干物质浓度的厌氧发酵试验,优化最佳发酵浓度。由于原料本身木质纤维含量较高且木质素降解的限速步骤主要在水解阶段,因此在最佳发酵浓度的条件下,再对废弃木耳菌棒进行不同时间、不同温度的好氧水解试验。最后通过好氧厌氧两相发酵产气试验,对产气特性进行比较分析,得到的主要结论如下:(1)通过对不同初始干物质浓度的废弃木耳菌棒厌氧发酵产气效果的分析,确定了浓度为10%的试验组,其发酵产气效果最好。累计产气量达到9450 m L,累积产甲烷量为4414m L。VS产气率与产甲烷率分别为211 m L/g、98 m L/g。(2)通过对不同初始干物质浓度废弃木耳菌棒厌氧发酵末端有机质降解情况的分析,得出了有机质降解率均随浓度的增加先增加后减小的规律,且在浓度为10%时降解率达到最高。其中总糖受初始干物质浓度的影响最小,降解率均在95%以上。但各试验组木质纤维素降解率都较低,10%试验组的降解率最高也仅为37.99%。并且半纤维素的降解率普遍高于纤维素,木质素几乎不被降解。整个厌氧发酵过程中,沼气微生物主要利用的为碳水化合物,其次为脂肪和蛋白质。(3)通过对不同温度下好氧水解物料进行分析,得出在44℃并辅以搅拌的条件下,木质素降解速率最快。其中,水解8 h时,木质素降解率为19.91%,占总降解率的67.05%,明显优于该时间段其他组别。并且水解8 h时,总固体降解率相对较低,降解速率缓慢。在好氧水解试验阶段,搅拌可以有效的促进水解的进行和木质素的降解。(4)通过对不同水解时间的物料进行分析,确定了最佳的好氧水解时间。即44℃下经8 h好氧水解并辅以搅拌处理后的废弃木耳菌棒,厌氧发酵产气效果最好,其TS、VS产气率分别为186 m L/g和217 m L/g,比对照组高出13.16%,而TS、VS产甲烷率与对照组相比也提高了21.6%。这说明在温度为44℃的条件下,好氧水解8 h可以使废弃木耳菌棒的产气效果达到最佳。
【图文】：

消费比例,世界能源

图 1-1 世界能源消费比例图Fig.1-1 The energy consumption ratio of the world界能源形势相比，中国所面临的能源局面更为严峻。根据中国已探明的资源可发现我国富煤，，贫油，少气的特点[7]。图 1-2 为近十年中国能源的使用消费情况，随着中国经济的高速增长，能源的需求也呈逐年递增的趋势。2015 年中国能

食用菌,总产量,黑木耳,产量

图 1-3 近些年食用菌和黑木耳总产量产量 Total production of edible fungi and agaric re2010 2011 2012 2013 2014年年
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S216.4

【参考文献】