一種秸稈生物氣化預(yù)處理的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種秸稈生物氣化預(yù)處理的方法。包括機械粉碎、加熱預(yù)處理、營養(yǎng)調(diào)節(jié)；加熱預(yù)處理中，所述半纖維素的水解后，冷卻至常溫后，并加入微生物，冷卻后再加入混合菌進行組合預(yù)處理講解的方式。本發(fā)明通過采用物理和生物結(jié)合的方式，將秸稈進行充分的降解。物理法可以提高秸軒原料的利用率，其優(yōu)點在于成本低廉，使用方便，生物法預(yù)處理秸軒具有能耗低、所需環(huán)境條件溫和、無污染等物理化學(xué)及其它方法不可替代的優(yōu)點，應(yīng)用前景廣闊，將在秸軒生物氣化以及衣業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮越來越重要的作用，相結(jié)合組成高降解率的生物氣化的預(yù)處理方法。
【專利說明】
一種秸稈生物氣化預(yù)處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于生物質(zhì)氣化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種秸桿生物氣化預(yù)處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]秸桿作為一種可再生能源，其生物氣化利用為解決能源問題提供了一個新的途徑。預(yù)處理是秸桿生物氣化中一個非常重要的環(huán)節(jié)。秸軒是生物質(zhì)能源的重要原料，作為一種可再生資源，如果能夠?qū)⒔哲幹械睦w維素、半纖維素等多糖經(jīng)濟有效地水解為單糖，并進一步用于發(fā)酵生產(chǎn)沼氣、氫氣等能源物質(zhì)，對于緩解能源緊張，改善生態(tài)環(huán)境有重要意義。但是秸軒直接作為主要發(fā)酵原料卻存在著發(fā)酵啟動時間長、利用率低、產(chǎn)氣率低、容易結(jié)殼和原料的進出難等問題，主要原因是秸軒中的纖維素被木質(zhì)素和半纖維素包裹，使得纖維素酶與纖維素不能充分接觸，纖維素難以被降解。預(yù)處理的作用就是改變天然纖維素的結(jié)構(gòu)，降低纖維素的結(jié)晶度，脫除木質(zhì)素或半纖維素，增加纖維素與纖維素酶的可接觸面積，從而提高纖維素酶的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種秸桿生物氣化預(yù)處理的方法，通過采用物理和生物結(jié)合的方式，將秸桿進行充分的降解。物理法可以提高秸軒原料的利用率，生物法預(yù)處理秸軒具有能耗低、所需環(huán)境條件溫和、無污染等物理化學(xué)及其它方法不可替代的優(yōu)點，相結(jié)合組成高降解率的生物氣化的預(yù)處理方法，解決了現(xiàn)有的降解方法污染大、成本高等問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]本發(fā)明為一種秸桿生物氣化預(yù)處理的方法，包括如下步驟，
[0006]a機械粉碎:用球磨、振動磨、輥筒將纖維素原料進行粉碎處理，粉碎顆粒在Imm-1Omm的范圍；
[0007]b加熱預(yù)處理:把木質(zhì)纖維素原料加熱到150°C-30(TC，將半纖維素然，進一步是木質(zhì)素水解形成酸，產(chǎn)生的所述酸用于半纖維素的水解；
[0008]其中，所述b加熱預(yù)處理中，所述半纖維素的水解后，冷卻至常溫后，并加入微生物；
[0009]c營養(yǎng)調(diào)節(jié):采用碳氮比低的發(fā)酵原料混和發(fā)酵，尿素或碳酸氫銨；
[0010]其中，在步驟c中再加入混合菌，
[0011]其中，混合菌處理對木質(zhì)素的降解的微生物是白腐真菌。
[0012]進一步地，所述步驟b加熱預(yù)處理中，加熱預(yù)處理中常用的有蒸汽爆破法和液態(tài)高溫水法。
[0013]進一步地，所述蒸汽爆破法是指在0.69-4.83MPa的壓力下，用蒸汽將物料加熱到200-240°C，維持30s-20min，使半纖維素水解，同時木質(zhì)素軟化和部分降解。
[0014]進一步地，所述液態(tài)高溫水技術(shù)是指將物料置于高壓狀態(tài)的熱水中，溫度為200-230。。。
[0015]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016]本發(fā)明提供了一種將秸桿生物氣化預(yù)處理的方法，采用物理和生物結(jié)合的方式，將秸桿進行充分的降解。物理法可以提高秸軒原料的利用率，其優(yōu)點在于成本低廉，使用方便，生物法預(yù)處理秸軒具有能耗低、所需環(huán)境條件溫和、無污染等物理化學(xué)及其它方法不可替代的優(yōu)點，應(yīng)用前景廣闊，將在秸軒生物氣化以及衣業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮越來越重要的作用，相結(jié)合組成高降解率的生物氣化的預(yù)處理方法。
[0017]當然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0018]對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0019]本發(fā)明為一種秸桿生物氣化預(yù)處理的方法，包括如下步驟，
[0020]機械粉碎:用球磨、振動磨、輥筒將纖維素原料進行粉碎處理，粉碎顆粒在Imm-1Omm的范圍；
[0021]加熱預(yù)處理:把木質(zhì)纖維素原料加熱到15(TC-30(TC，將半纖維素然，進一步是木質(zhì)素水解形成酸，產(chǎn)生的所述酸用于半纖維素的水解;加熱預(yù)處理中，加熱預(yù)處理中常用的有蒸汽爆破法和液態(tài)高溫水法。
[0022]其中，加熱預(yù)處理中，所述半纖維素的水解后，冷卻至常溫后，并加入微生物;蒸汽爆破法是指在0.69-4.83MPa的壓力下，用蒸汽將物料加熱到200-240°C，維持30s-20min，使半纖維素水解，同時木質(zhì)素軟化和部分降解?；虿捎靡簯B(tài)高溫水技術(shù)是指將物料置于高壓狀態(tài)的熱水中，溫度為200-230°C，處理物料2-15min，可除去4%-22%的纖維素，35%-60%的木質(zhì)素以及所有的半纖維素。
[0023]營養(yǎng)調(diào)節(jié):采用碳氮比低的發(fā)酵原料混和發(fā)酵，尿素或碳酸氫銨；
[0024]其中，在加熱預(yù)處理中再加入混合菌，其中，混合菌處理對木質(zhì)素的降解的微生物是白腐真菌；用混合菌處理能提高木質(zhì)素的分解率。最常用的白腐真菌有PharerochacteChrysospr1-um,Cor1lus versicolor等白腐菌。
[0025]簡易的物理法可以提高秸軒原料的利用率，其優(yōu)點在于成本低廉，使用方便，但降解速度及發(fā)酵速率不高，而且能耗較大，成本較高。
[0026]用生物法預(yù)處理秸軒具有能耗低、所需環(huán)境條件溫和、無污染等物理化學(xué)及其它方法不可替代的優(yōu)點，應(yīng)用前景廣闊，將在秸軒生物氣化以及衣業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮越來越重要的作用。
[0027]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料過著特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0028]以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的【具體實施方式】。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【主權(quán)項】
1.一種秸桿生物氣化預(yù)處理的方法，其特征在于:包括如下步驟， a機械粉碎:用球磨、振動磨、棍筒將纖維素原料進行粉碎處理，粉碎顆粒在Imm-1Omm的范圍； b加熱預(yù)處理:把木質(zhì)纖維素原料加熱到150°C-30(TC，將半纖維素然，進一步是木質(zhì)素水解形成酸，產(chǎn)生的所述酸用于半纖維素的水解； 其中，所述b加熱預(yù)處理中，所述半纖維素的水解后，冷卻至常溫后，并加入微生物； c營養(yǎng)調(diào)節(jié):采用碳氮比低的發(fā)酵原料混和發(fā)酵，尿素或碳酸氫銨； 其中，在步驟c中再加入混合菌， 其中，混合菌處理對木質(zhì)素的降解的微生物是白腐真菌。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種秸桿生物氣化預(yù)處理的方法，其特征在于，所述步驟b加熱預(yù)處理中，加熱預(yù)處理中常用的有蒸汽爆破法和液態(tài)高溫水法。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種秸桿生物氣化預(yù)處理的方法，其特征在于，所述蒸汽爆破法是指在0.69-4.8310^的壓力下，用蒸汽將物料加熱到200-240°(:，維持308-201^11，使半纖維素水解，同時木質(zhì)素軟化和部分降解。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種秸桿生物氣化預(yù)處理的方法，其特征在于，所述液態(tài)高溫水技術(shù)是指將物料置于高壓狀態(tài)的熱水中，溫度為200-230°C。
【文檔編號】C12P5/02GK106086081SQ201610437532
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】方許
【申請人】安徽新生力生物科技有限公司