CN106086081A - 一种秸秆生物气化预处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种秸秆生物气化预处理的方法。包括机械粉碎、加热预处理、营养调节；加热预处理中，所述半纤维素的水解后，冷却至常温后，并加入微生物，冷却后再加入混合菌进行组合预处理讲解的方式。本发明通过采用物理和生物结合的方式，将秸秆进行充分的降解。物理法可以提高秸轩原料的利用率，其优点在于成本低廉，使用方便，生物法预处理秸轩具有能耗低、所需环境条件温和、无污染等物理化学及其它方法不可替代的优点，应用前景广阔，将在秸轩生物气化以及衣业生产中发挥越来越重要的作用，相结合组成高降解率的生物气化的预处理方法。

Description

一种秸秆生物气化预处理的方法
技术领域
本发明属于生物质气化技术领域，特别是涉及一种秸秆生物气化预处理的方法。
背景技术
秸秆作为一种可再生能源，其生物气化利用为解决能源问题提供了一个新的途径。预处理是秸秆生物气化中一个非常重要的环节。秸轩是生物质能源的重要原料，作为一种可再生资源,如果能够将秸轩中的纤维素、半纤维素等多糖经济有效地水解为单糖，并进一步用于发酵生产沼气、氢气等能源物质，对于缓解能源紧张，改善生态环境有重要意义。但是秸轩直接作为主要发酵原料却存在着发酵启动时间长、利用率低、产气率低、容易结売和原料的进出难等问题，主要原因是秸轩中的纤维素被木质素和半纤维素包裹，使得纤维素酶与纤维素不能充分接触，纤维素难以被降解。预处理的作用就是改变天然纤维素的结构，降低纤维素的结晶度，脱除木质素或半纤维素，增加纤维素与纤维素酶的可接触面积，从而提高纤维素酶的效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种秸秆生物气化预处理的方法，通过采用物理和生物结合的方式，将秸秆进行充分的降解。物理法可以提高秸轩原料的利用率，生物法预处理秸轩具有能耗低、所需环境条件温和、无污染等物理化学及其它方法不可替代的优点，相结合组成高降解率的生物气化的预处理方法，解决了现有的降解方法污染大、成本高等问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种秸秆生物气化预处理的方法，包括如下步骤，
a机械粉碎：用球磨、振动磨、辊筒将纤维素原料进行粉碎处理，粉碎颗粒在1mm-10mm的范围；
b加热预处理：把木质纤维素原料加热到150℃-300℃，将半纤维素然，进一步是木质素水解形成酸，产生的所述酸用于半纤维素的水解；
其中，所述b加热预处理中，所述半纤维素的水解后，冷却至常温后，并加入微生物；
c营养调节：采用碳氮比低的发酵原料混和发酵，尿素或碳酸氢铵；
其中，在步骤c中再加入混合菌，
其中，混合菌处理对木质素的降解的微生物是白腐真菌。
进一步地，所述步骤b加热预处理中，加热预处理中常用的有蒸汽爆破法和液态高温水法。
进一步地，所述蒸汽爆破法是指在0.69-4.83MPa的压力下，用蒸汽将物料加热到200-240℃，维持30s-20min，使半纤维素水解，同时木质素软化和部分降解。
进一步地，所述液态高温水技术是指将物料置于高压状态的热水中，温度为200-230℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种将秸秆生物气化预处理的方法，采用物理和生物结合的方式，将秸秆进行充分的降解。物理法可以提高秸轩原料的利用率，其优点在于成本低廉，使用方便，生物法预处理秸轩具有能耗低、所需环境条件温和、无污染等物理化学及其它方法不可替代的优点，应用前景广阔，将在秸轩生物气化以及衣业生产中发挥越来越重要的作用，相结合组成高降解率的生物气化的预处理方法。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明为一种秸秆生物气化预处理的方法，包括如下步骤，
机械粉碎：用球磨、振动磨、辊筒将纤维素原料进行粉碎处理，粉碎颗粒在1mm-10mm的范围；
加热预处理：把木质纤维素原料加热到150℃-300℃，将半纤维素然，进一步是木质素水解形成酸，产生的所述酸用于半纤维素的水解；加热预处理中，加热预处理中常用的有蒸汽爆破法和液态高温水法。
其中，加热预处理中，所述半纤维素的水解后，冷却至常温后，并加入微生物；蒸汽爆破法是指在0.69-4.83MPa的压力下，用蒸汽将物料加热到200-240℃，维持30s-20min，使半纤维素水解，同时木质素软化和部分降解。或采用液态高温水技术是指将物料置于高压状态的热水中，温度为200-230℃，处理物料2-15min,可除去4％-22％的纤维素,35％-60％的木质素以及所有的半纤维素。
营养调节：采用碳氮比低的发酵原料混和发酵，尿素或碳酸氢铵；
其中，在加热预处理中再加入混合菌，其中，混合菌处理对木质素的降解的微生物是白腐真菌；用混合菌处理能提高木质素的分解率。最常用的白腐真菌有PharerochacteChrysospri-um,Coriolus versicolor等白腐菌。
简易的物理法可以提高秸轩原料的利用率，其优点在于成本低廉，使用方便，但降解速度及发酵速率不高，而且能耗较大，成本较高。
用生物法预处理秸轩具有能耗低、所需环境条件温和、无污染等物理化学及其它方法不可替代的优点，应用前景广阔，将在秸轩生物气化以及衣业生产中发挥越来越重要的作用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过着特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种秸秆生物气化预处理的方法，其特征在于：包括如下步骤，
a机械粉碎：用球磨、振动磨、辊筒将纤维素原料进行粉碎处理，粉碎颗粒在1mm-10mm的范围；
b加热预处理：把木质纤维素原料加热到150℃-300℃，将半纤维素然，进一步是木质素水解形成酸，产生的所述酸用于半纤维素的水解；
其中，所述b加热预处理中，所述半纤维素的水解后，冷却至常温后，并加入微生物；
c营养调节：采用碳氮比低的发酵原料混和发酵，尿素或碳酸氢铵；
其中，在步骤c中再加入混合菌，
其中，混合菌处理对木质素的降解的微生物是白腐真菌。
2.根据权利要求1所述的一种秸秆生物气化预处理的方法，其特征在于，所述步骤b加热预处理中，加热预处理中常用的有蒸汽爆破法和液态高温水法。
3.根据权利要求2所述的一种秸秆生物气化预处理的方法，其特征在于，所述蒸汽爆破法是指在0.69-4.83MPa的压力下，用蒸汽将物料加热到200-240℃，维持30s-20min，使半纤维素水解，同时木质素软化和部分降解。
4.根据权利要求2所述的一种秸秆生物气化预处理的方法，其特征在于，所述液态高温水技术是指将物料置于高压状态的热水中，温度为200-230℃。
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