[發明專利]一種以狼尾草為原料制備沼氣的方法

有效

• 申請號: 201610323225.X
• 申請日: 2016-05-16
• 公開（公告）號: CN105734083B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 王白娟;秦向東;吳奇;陳婷;楊姝;彭文;白順星
• 申請（專利權）人: 云南農業大學
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02
• 代理公司: 北京名華博信知識產權代理有限公司 11453
• 代理人: 李中強

本發明涉及一種以狼尾草為原料制備沼氣的方法，具體涉及以狼尾草為原料，利用高壓脈沖電場技術輔助提高狼尾草沼氣發酵產量的方法，屬于生物發酵領域。本發明充分實現了狼尾草的資源化利用，有效擴充了能源植物的種類；同時將高壓脈沖電場技術引入到狼尾草沼氣發酵的工藝中，實現對狼尾草發酵材料的破壁處理，有效破壞了狼尾草中的木質纖維素結構，有效提高狼尾草發酵的利用率及沼氣產生率；還針對狼尾草發酵材料的發酵工藝進行整體調整優化，使發酵過程更加合理穩定，進一步提高狼尾草發酵的利用率及沼氣產生率，縮產氣生產周期，操作簡單、可控性高，實用性強。

技術領域

本發明涉及一種以狼尾草為原料制備沼氣的方法，具體涉及以狼尾草為原料，利用高壓脈沖電場技術輔助提高狼尾草沼氣發酵產量的方法，屬于生物發酵領域。

背景技術

隨著能源和環境問題的日益突出，沼氣(厭氧消化)技術作為一種處理廢棄物并能回收利用能源的環境工程技術，在世界各國受到廣泛關注，當前，制作沼氣的原料主要包括能源植物(植物秸稈)、畜禽糞便、工業有機廢水、城鎮生活污水和污水處理后的污泥等。有關學者認為能源植物與畜禽糞便混合發酵更能保證系統穩定。目前，利用農業秸稈廢棄物厭氧發酵生產沼氣的技術日漸成熟，但僅用農業秸稈作為能源植物發酵產氣受到自身資源的限制，因此能源植物的種類須不斷進行擴充和補充。

狼尾草為暖季型多年生禾本科牧草，屬于C4植物，為一種優質牧草，其產量高、生長周期長、適應性廣，目前在我國廣泛種植，同時，狼尾草屬牧草屬牧草可以代替稻草作為C源進行厭氧發酵制取沼氣。因此，研究狼尾草屬牧草開展能源利用具有廣闊的發展前景。在申請號為201110243816.3的專利申請中記載了一種雜交狼尾草的種植方法及利用其作為原料聯合生產沼氣的方法，對狼尾草進行雜交種植，并利用雜交狼尾草生產沼氣，使雜交狼尾草的畝產生物量達到較高的水平。

然而，由于狼尾草在作為沼氣發酵C源的實際使用中存在一些普遍的問題，表現為狼尾草發酵原料得不到充分的利用而被浪費，實際沼氣轉換率(原料利用率)很低。特別是狼尾草中含有木質纖維素，往往使原料的消化率很低，并且原料容易漂浮在液面上，不容易被微生物利用，造成產氣量低甚至不產汽。

高壓脈沖電場非熱處理技術因處理時間短、能耗低、無污染等諸多特點成為食品工業領域的技術研究熱點之一，其主要應用于食品工業領域的微生物的殺滅，高壓脈沖電場不僅能用于滅菌保鮮，而且還能適當改善某些食品的風味品質，然而利用高壓脈沖電場技術對發酵物進行處理未見相關報道。

因此，以高壓脈沖電場技術為突破點，提高狼尾草作為沼氣池發酵原料的利用率及沼氣產生率是非常必要的。

發明內容

為了克服現有動物模型的不足，針對上述問題，本發明提供了一種以狼尾草為原料制備沼氣的方法，將高壓脈沖電場技術引入到狼尾草沼氣發酵的工藝中，對狼尾草發酵材料進行破壁處理，并對狼尾草發酵工藝進行優化，有效提高了狼尾草發酵的利用率及沼氣產生率。

為了達到上述目的，本發明提出如下技術方案：

一種以狼尾草為原料制備沼氣的方法，以狼尾草為原料，利用高壓脈沖電場技術輔助提高狼尾草沼氣發酵產量的方法，具體的制備步驟為：

1)原料制備

收集狼尾草作為發酵原料進行備料，并將狼尾草粉碎成1-3cm的小段；

2)高壓脈沖電場預處理

將步驟1)中得到的粉碎后的狼尾草放入高壓脈沖電場進行處理；

3)菌種馴化

以重量份數為1:100:200的比例加入經過高壓脈沖電場預處理的狼尾草、污泥和溫水攪拌混勻后分瓶裝于發酵瓶中，在35℃恒溫水浴鍋中培養馴化一周，測得總菌種中總固體濃度為8％；揮發性固體值濃度為45％，得到馴化污泥；

4)發酵處理