一種利用能源草和大型海藻共同發(fā)酵制備生物燃?xì)獾姆椒?br> 【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用能源草和大型海藻共同發(fā)酵制備生物燃?xì)獾姆椒?，由原料預(yù)處理、常溫初發(fā)酵、啟動(dòng)發(fā)酵、穩(wěn)定產(chǎn)氣、發(fā)酵結(jié)束5部分組成。本發(fā)明利用能源草和大型海藻的生長(zhǎng)環(huán)境各異，成分差異明顯且互補(bǔ)，大大提高兩種原料的產(chǎn)氣率，具有顯著的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種利用能源草和大型海藻共同發(fā)酵制備生物燃?xì)獾姆椒?br> 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物質(zhì)能源【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種制備生物燃?xì)獾姆椒?，具體是一種利用能源草和大型海藻共同發(fā)酵制備生物燃?xì)獾姆椒ā?br> 【背景技術(shù)】
[0002]隨著化石燃料的日益枯竭，可再生能源尤其是生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。其中生物燃?xì)庠蠌V泛，能源轉(zhuǎn)換率高，產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)好，可以部分取代天然氣，具有廣泛的開(kāi)發(fā)前景。
[0003]能源草是指以禾本科為主的一類(lèi)高木質(zhì)纖維素含量、高產(chǎn)量的一年生或多年生的能源植物。大型海藻是指生長(zhǎng)在海中的大型藻類(lèi)，生命周期長(zhǎng)、生長(zhǎng)較快，組織中含有大量的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
[0004]孫永明等公開(kāi)了一種提高能源草制備生物燃?xì)庑实膬上喾磻?yīng)方法(CN102321674 A)，劉斌等公開(kāi)了一種利用能源草濕干聯(lián)合發(fā)酵制備沼氣和生產(chǎn)有機(jī)肥的方法(CN 103060388A),李連華等公開(kāi)了一種雜交狼尾草的種植方法及利用其作為原料聯(lián)合生產(chǎn)沼氣的方法(CN 102388741A)。馮大偉等公開(kāi)了一種以滸苔為原料生產(chǎn)沼氣的方法(CN101418315 A)。這些已公開(kāi)的制備生物燃?xì)獾姆椒ǘ际菃我辉希疾簧婕澳茉床莺痛笮秃Ｔ宓墓餐l(fā)酵。
[0005]單獨(dú)的能源草制備生物燃?xì)獯嬖谔嫉冗^(guò)高、發(fā)酵液易酸化等缺點(diǎn)，而大型海藻制備生物燃?xì)鈩t存在產(chǎn)氣率低，持續(xù)性差等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種利用能源草和大型海藻共同發(fā)酵制備生物燃?xì)獾姆椒ǎ媚茉床莺痛笮秃Ｔ宓纳L(zhǎng)環(huán)境各異，成分差異明顯且互補(bǔ)，大大提高兩種原料的產(chǎn)氣率，具有顯著的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種利用能源草和大型海藻共同發(fā)酵制備生物燃?xì)獾姆椒òㄒ韵虏襟E:
(I)原料預(yù)處理:新鮮的能源草收割后，用粉碎機(jī)粉碎成長(zhǎng)度小于6.0 Cm。海藻用淡水浸泡洗滌2飛次，除去過(guò)多鹽分及沙石、泥土等雜質(zhì)。新鮮的藻類(lèi)(或干燥后再次復(fù)水的藻類(lèi))用粉碎勻漿機(jī)進(jìn)行粉碎勻漿。
[0008](2)常溫初發(fā)酵:將新鮮菌草粉與新鮮藻漿混合均勻，混合比例1:5~5:1，混合后碳氮比25~35。向草藻混合物添加厭氧微生物制劑(微生物制劑也可先加入藻漿，再隨藻漿混入菌草碎渣中)，微生物制劑中厭氧纖維素類(lèi)降解菌和產(chǎn)乳酸菌的比例均應(yīng)在30%以上。混合均勻后加入容器中，加料量≥ 550 kg/m3，容器嚴(yán)格密封，常溫發(fā)酵20天以上。
[0009](3)啟動(dòng)發(fā)酵階段:向發(fā)酵罐中加入正常發(fā)酵的沼液或沼渣，沼液或沼渣的添加量大于發(fā)酵罐容積的25%，加水至發(fā)酵罐容積的80%~95%。每隔2飛天，分批次向發(fā)酵罐中加入經(jīng)過(guò)初發(fā)酵的原料，使沼氣產(chǎn)量逐漸增加。加料量應(yīng)保證酸化后發(fā)酵液的PH不低于6.5。經(jīng)過(guò)8~15天，４－8次加料，使發(fā)酵料液的總干物質(zhì)含量增加到6%~25%。發(fā)酵溫度35°C ^42°C或 50°Ｃ~57°Ｃ。
[0010](4)穩(wěn)定產(chǎn)氣階段:發(fā)酵料液的總干物質(zhì)含量達(dá)到6%~8%后，每隔3~10天，取出5%~30%已發(fā)酵的沼渣，同時(shí)加入相同干物質(zhì)含量的經(jīng)過(guò)初發(fā)酵的原料,使料液總干物質(zhì)含量維持在6%~25%。該過(guò)程持續(xù)6~10個(gè)月。發(fā)酵溫度35°C~42°C或50°C~57°C。
[0011](5)發(fā)酵結(jié)束階段:穩(wěn)定發(fā)酵階段持續(xù)6~10個(gè)月后，若月產(chǎn)氣量低于穩(wěn)定產(chǎn)氣階段前6個(gè)月平均月產(chǎn)氣量的60%，則取出料液的60%~80%，余下料液作為接種物，開(kāi)始下一輪發(fā)酵。
[0012]本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于:利用能源草和大型海藻的生長(zhǎng)環(huán)境各異，成分差異明顯且互補(bǔ)，大大提高兩種原料的產(chǎn)氣率，具有顯著的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面以300m 3的發(fā)酵罐，巨菌草和滸苔兩種原料為例進(jìn)一步闡釋本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用效果和優(yōu)勢(shì)。本實(shí)例僅為本發(fā)明的一種應(yīng)用方式，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
[0014](１)原料預(yù)處理:新鮮的巨菌草收割后，用粉碎機(jī)粉碎成長(zhǎng)度小于6.0 cm。新鮮滸苔用淡水浸泡洗滌2飛次，除去過(guò)多鹽分及沙石、泥土等雜質(zhì)。用粉碎勻漿機(jī)進(jìn)行粉碎勻漿。
[0015](2)常溫初發(fā)酵:將新鮮菌草粉與新鮮滸苔漿混合均勻，混合比例1:1，混合后碳氮比30。向草藻混合物添加厭氧微生物制劑(微生物制劑中厭氧纖維素類(lèi)降解菌和產(chǎn)乳酸菌的比例均在30%以上)?；旌暇鶆蚝蠹尤肴萜髦校恿狭?00 kg/m3,容器嚴(yán)格密封，常溫發(fā)酵40天。
[0016](3)啟動(dòng)階段:向發(fā)酵罐中加入正常發(fā)酵的沼液或沼渣，沼液或沼渣的添加量40%，加水至發(fā)酵罐容積的85%。每隔3天，分批次向發(fā)酵罐中加入經(jīng)過(guò)初發(fā)酵的原料，使沼氣產(chǎn)量逐漸增加。加料量應(yīng)保證酸化后發(fā)酵液的PH不低于6.5。經(jīng)過(guò)12天，5次加料，使發(fā)酵料液的總干物質(zhì)含量增加到15%。發(fā)酵溫度55°C。
[0017](4)穩(wěn)定產(chǎn)氣:每隔3天，取出20%已發(fā)酵的沼渣，同時(shí)加入相同干物質(zhì)含量的經(jīng)過(guò)初發(fā)酵的原料，使料液總干物質(zhì)含量維持在15%。該過(guò)程持續(xù)8個(gè)月。發(fā)酵溫度55°C。
[0018](5)發(fā)酵結(jié)束:穩(wěn)定發(fā)酵階段持續(xù)8個(gè)月后，發(fā)現(xiàn)第9個(gè)月產(chǎn)氣量低于穩(wěn)定產(chǎn)氣階段前6個(gè)月平均月產(chǎn)氣量的60%，則取出料液的70%，余下料液作為接種物，開(kāi)始下一輪發(fā)酵。
[0019]該發(fā)酵過(guò)程中，穩(wěn)定產(chǎn)氣階段日產(chǎn)氣量可達(dá)573 m3，具有較高應(yīng)用價(jià)值。
[0020]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種生物燃?xì)獾闹苽浞椒?，其特征在?以能源草和大型海藻為原料協(xié)同發(fā)酵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物燃?xì)獾闹苽浞椒?，其特征在?包括以下步驟: (1)原料預(yù)處理:新鮮的能源草收割后，用粉碎機(jī)粉碎成長(zhǎng)度小于6.0 cm的能源草粉；新鮮的藻類(lèi)或干燥后再次復(fù)水的藻類(lèi)用粉碎勻漿機(jī)進(jìn)行粉碎勻漿得到藻漿； (2)常溫初發(fā)酵:將能源草粉與藻漿按質(zhì)量比為1:5飛:I混合均勻，控制混合物料中的碳氮比為25~35，添加厭氧微生物制劑，混合均勻后加入容器中，加料量> 550 kg/m3，容器嚴(yán)格密封，常溫發(fā)酵20天以上； (3)啟動(dòng)發(fā)酵階段:向發(fā)酵罐中加入正常發(fā)酵的沼液或沼渣，沼液或沼渣的添加量大于發(fā)酵罐容積的25%，加水至發(fā)酵罐容積的80%~95% ;每隔2飛天，分批次向發(fā)酵罐中加入步驟(2)的經(jīng)過(guò)初發(fā)酵的原料，并保證酸化后發(fā)酵液的pH不低于6.5 ;經(jīng)過(guò)8~15天，4-8次加料，使發(fā)酵料液的總干物質(zhì)含量增加到6wt.9T25wt.% ； (4)穩(wěn)定產(chǎn)氣階段:每隔3~10天，取出5wt.9T20wt.%已發(fā)酵的沼渣，同時(shí)加入相同干物質(zhì)含量的步驟(2)的經(jīng)過(guò)初發(fā)酵的的原料，使料液總干物質(zhì)含量維持在6wt.9T25wt.%，持續(xù)發(fā)酵6~10個(gè)月； (5)發(fā)酵結(jié)束階段:若月產(chǎn)氣量低于穩(wěn)定產(chǎn)氣階段前6個(gè)月平均月產(chǎn)氣量的60%，則取出料液的60%~80%，余下料液作為接種物，開(kāi)始下一輪發(fā)酵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物燃?xì)獾闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟?厭氧微生物制劑中厭氧纖維素類(lèi)降解菌和產(chǎn)乳酸菌的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)均應(yīng)在30%以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物燃?xì)獾闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟?步驟(3)和(4)中的發(fā)酵溫度為35°C~42°C或50°C~57°C。
【文檔編號(hào)】C12P5/02GK103757058SQ201410041569
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】劉斌, 肖正, 趙超, 黃一帆, 劉曉艷, 呂旭聰 申請(qǐng)人:福建農(nóng)林大學(xué)