葛根残渣和玉米芯厌氧发酵产气性能的研究文献综述
2020-04-13 15:15:27
文 献 综 述 中国作为能源消费大国,新能源的开发利用对国民经济的可持续发展具有重要的意义,随着农村社会经济的迅速发展,农村能源消耗也日益增大,在此背景下,沼气资源作为一项极具应用前景的新能源,其开发利用是解决能源紧张形势下农村能源供应问题的有效举措。
原料是产生沼气的物质基础,具备充足的发酵原料才能保证沼气发酵的持续运行,因此,合理选择及充分利用各种生物质原料对沼气的进一步发展有着非常重要的意义。
目前,常用作产沼气的原料有农作物秸秆,动物粪便,生活污水等,国内外科学家也在尝试各种各样的发酵原料,如各种杂草[1],西瓜皮[2],银杏叶[3]等。
葛根,多年生藤本豆科植物,药用价值特别高,有解表退热、生津止渴、止泻的功能,对高血压,高血脂,心血管系统,肿瘤等疾病都有很好的治疗效果[4]。
其有效成分提取出来做成保健品,食品和药品已经取得广阔市场,但是随之而来的是工业化生产后大量的残渣成了迫切需要解决的问题。
葛根药用成分(异黄酮类之葛根素和三萜类葛皂醇等[4])提取出去后,剩下的残渣里主要含有多量淀粉,以及一些纤维素,半纤维素等,是厌氧发酵产沼气很好的原料,这样不仅解决了制药工厂的废渣处理问题,也为生产沼气提供了新的原料。
玉米芯,是玉米棒脱粒后的棒芯,目前,我国玉米种植面积已占我国粮食种植面积的26%,约占世界玉米种植面积的18%,我国玉米产量占我国粮食产量的30%,约占世界玉米产量的20%[5]。
所以,玉米芯的产量也很大,虽然有报道将玉米芯微波辐射水解制木糖、生物发酵制氢、水解液发酵制木糖醇[6],玉米芯栽培平菇[7],但其利用率任然很低,将玉米芯进行厌氧发酵产沼气,为处理玉米芯提供了一条可行的途径。
1 厌氧发酵原理 沼气发酵又称厌氧消化,是指各种有机物在厌氧条件下,被各类沼气发酵微生物分解转化,最终生成沼气的过程。
其过程可用下图表示: 图1厌氧发酵产沼气的过程 水解阶段:发酵原料(农作物秸秆,动物粪便,有机废水等)主要化学成分为多糖、蛋白质和脂类,其中多糖类物质是发酵原料的主要成分,它包括淀粉、纤维素、半纤维 素、果胶质等。