中温条件下添加磁铁粉对麦秆厌氧发酵特性的影响
发布时间：2021-04-12 11:01
为探究不同添加量磁铁粉在不同温度条件下对厌氧发酵体系的影响,在发酵底物含固率为8%,麦秆为发酵原料,不同温度（20℃、25℃、30℃、35℃）下,向发酵瓶中分别添加不同剂量的磁铁粉（0、2、4、6、8 g/L）,分析厌氧发酵过程中pH、碱度、甲烷产量、脱氢酶活性和纤维素酶活性的动态变化。结果表明,适量磁铁粉添加可以促进发酵系统的启动、增强系统稳定性,促进发酵产气。冗余分析和相关性分析表明温度为该试验最关键影响因子。动力学参数比较得出,麦秆在20℃、25℃、30℃和35℃进行厌氧发酵时,磁铁粉添加量分别为8、6、4、2 g/L可以使体系获得最好的发酵效率。
【文章来源】：西北农业学报. 2020,29(10)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
不同温度下厌氧发酵过程的pH
在中低温条件下,秸秆厌氧发酵随着温度的增加,反应启动得更快。这是因为厌氧发酵是由一系列酶促反应组成的,在一定温度范围内,温度的增加可以导致酶活性的增强,从而使得厌氧发酵速率更快。磁铁粉的添加可以增加发酵过程中的CH4产量,表明磁铁粉可以促进厌氧发酵产甲烷菌的生长繁殖,提升甲烷菌的活性。2.2 不同磁铁粉添加量对厌氧发酵生物酶活性变化的影响
DHA可以反映厌氧发酵体系中微生物的活性[27]。从不同温度下厌氧发酵过程中脱氢酶活性的变化(图5)可以看出,随着温度的增加,DHA逐渐上升,各温度下的DHA均呈现出升-降-升的趋势。当温度为 20 ℃,第16天时,除W2以外,各组均达到第一次峰值,其中处理组W8上升到最高值为863 UI。也许是因为磁铁粉的加入增强了微生物的活性,因而表现出DHA的上升。而随着发酵的进行,在第41天～第46天时,达到第二次高峰。其中,W4处理组的DHA变化较小,当发酵结束时,仍然维持在较高水平数值为669 UI,而W8已经降到最低点为197 UI。当温度为25 ℃时,组间两次峰值数值差异较小,其中W4在第二次峰值的数据最大为1 156 UI。在温度为30 ℃时,第二次峰值明显大于第一次,但各组间数值变化趋势差异较小,其中W2的DHA最高,为1 516 UI,而对照组W0在各时期的数值均为最低,表明磁铁粉的添加可以提升DHA,从而提高微生物活性。当温度为35 ℃时,W8的DHA达到 1 536 UI,表明温度上升可以促进微生物活性。2.2.2 对纤维素酶活性的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe3O4NPs对模拟大豆蛋白废水厌氧产甲烷的影响及动力学分析[J]. 蔡晓阳,唐仁士,张艳萍. 食品与发酵工业. 2019(22)
[2]综述不同微量金属元素对厌氧发酵的最优组合和添加量的研究[J]. 李芹,黄涛,彭道平. 四川环境. 2019(02)
[3]Fe对城市剩余污泥厌氧发酵的影响研究[J]. 汪琪,杨厚云,姚亮. 洛阳理工学院学报(自然科学版). 2018(04)
[4]纳米四氧化三铁对甲烷生物合成途径的影响[J]. 郭红红,牧辉,张晓东,华栋梁,赵春辉,王立国. 可再生能源. 2018(09)
[5]图解全国农村沼气发展“十三五”规划[J]. 中国产经. 2017(04)
[6]温度底物浓度和微量元素对牛粪厌氧发酵产沼气的影响[J]. 贾丽娟,俞芳,宁平,熊向峰,王红斌,刘天成,王博涛. 农业工程学报. 2014(22)
[7]不同微量金属离子对绿色木霉产纤维素酶的影响[J]. 司振军. 发酵科技通讯. 2012(01)
[8]Fe2+对太湖蓝藻厌氧发酵产甲烷过程中关键酶的影响[J]. 马素丽,刘浩,严群. 食品与生物技术学报. 2011(02)
[9]产纤维素体菌厌氧降解纤维素制乙醇的研究进展[J]. 闻志强,姜薇,林东强,林建平,岑沛霖. 微生物学通报. 2010(05)
[10]金属离子对纤维素酶活力影响的研究[J]. 李德莹,龚大春,田毅红,余燕. 酿酒科技. 2009(06)
博士论文
[1]沼气高效厌氧发酵的条件及产气效应研究[D]. 楚莉莉.西北农林科技大学 2011
本文编号：3133186
【文章来源】：西北农业学报. 2020,29(10)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
不同温度下厌氧发酵过程的pH
在中低温条件下,秸秆厌氧发酵随着温度的增加,反应启动得更快。这是因为厌氧发酵是由一系列酶促反应组成的,在一定温度范围内,温度的增加可以导致酶活性的增强,从而使得厌氧发酵速率更快。磁铁粉的添加可以增加发酵过程中的CH4产量,表明磁铁粉可以促进厌氧发酵产甲烷菌的生长繁殖,提升甲烷菌的活性。2.2 不同磁铁粉添加量对厌氧发酵生物酶活性变化的影响
DHA可以反映厌氧发酵体系中微生物的活性[27]。从不同温度下厌氧发酵过程中脱氢酶活性的变化(图5)可以看出,随着温度的增加,DHA逐渐上升,各温度下的DHA均呈现出升-降-升的趋势。当温度为 20 ℃,第16天时,除W2以外,各组均达到第一次峰值,其中处理组W8上升到最高值为863 UI。也许是因为磁铁粉的加入增强了微生物的活性,因而表现出DHA的上升。而随着发酵的进行,在第41天～第46天时,达到第二次高峰。其中,W4处理组的DHA变化较小,当发酵结束时,仍然维持在较高水平数值为669 UI,而W8已经降到最低点为197 UI。当温度为25 ℃时,组间两次峰值数值差异较小,其中W4在第二次峰值的数据最大为1 156 UI。在温度为30 ℃时,第二次峰值明显大于第一次,但各组间数值变化趋势差异较小,其中W2的DHA最高,为1 516 UI,而对照组W0在各时期的数值均为最低,表明磁铁粉的添加可以提升DHA,从而提高微生物活性。当温度为35 ℃时,W8的DHA达到 1 536 UI,表明温度上升可以促进微生物活性。2.2.2 对纤维素酶活性的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe3O4NPs对模拟大豆蛋白废水厌氧产甲烷的影响及动力学分析[J]. 蔡晓阳,唐仁士,张艳萍. 食品与发酵工业. 2019(22)
[2]综述不同微量金属元素对厌氧发酵的最优组合和添加量的研究[J]. 李芹,黄涛,彭道平. 四川环境. 2019(02)
[3]Fe对城市剩余污泥厌氧发酵的影响研究[J]. 汪琪,杨厚云,姚亮. 洛阳理工学院学报(自然科学版). 2018(04)
[4]纳米四氧化三铁对甲烷生物合成途径的影响[J]. 郭红红,牧辉,张晓东,华栋梁,赵春辉,王立国. 可再生能源. 2018(09)
[5]图解全国农村沼气发展“十三五”规划[J]. 中国产经. 2017(04)
[6]温度底物浓度和微量元素对牛粪厌氧发酵产沼气的影响[J]. 贾丽娟,俞芳,宁平,熊向峰,王红斌,刘天成,王博涛. 农业工程学报. 2014(22)
[7]不同微量金属离子对绿色木霉产纤维素酶的影响[J]. 司振军. 发酵科技通讯. 2012(01)
[8]Fe2+对太湖蓝藻厌氧发酵产甲烷过程中关键酶的影响[J]. 马素丽,刘浩,严群. 食品与生物技术学报. 2011(02)
[9]产纤维素体菌厌氧降解纤维素制乙醇的研究进展[J]. 闻志强,姜薇,林东强,林建平,岑沛霖. 微生物学通报. 2010(05)
[10]金属离子对纤维素酶活力影响的研究[J]. 李德莹,龚大春,田毅红,余燕. 酿酒科技. 2009(06)
博士论文
[1]沼气高效厌氧发酵的条件及产气效应研究[D]. 楚莉莉.西北农林科技大学 2011
本文编号：3133186
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3133186.html
