[發(fā)明專利]一種沼液預(yù)處理玉米秸稈制沼方法及其條件優(yōu)化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811195826.2
• 申請(qǐng)日: 2018-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109266692A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊宏志;王坤;趙婧;王英琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P5/02
• 分類號(hào): C12P5/02
• 代理公司: 西安銘澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 李振瑞

1.一種沼液預(yù)處理玉米秸稈制沼方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、玉米秸稈原料準(zhǔn)備

將玉米秸稈風(fēng)干并粉碎，保存?zhèn)溆茫?/p>

步驟2、沼液制備

預(yù)處理沼液：將序批式干發(fā)酵產(chǎn)生的沼液靜置沉降3～7天至不再產(chǎn)氣，然后混合均勻至TS濃度為0.37％±0.11％，pH為7.2，得到預(yù)處理沼液，備用；

接種沼液：將連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器中的沼液靜置沉降7～8天至不再產(chǎn)氣得到接種沼液，所述接種沼液的TS濃度為4.36％±0.04％，pH為7.1；

步驟3、預(yù)處理方法

稱取玉米秸稈若干份分別置于密封容器中，分別加入步驟2得到的預(yù)處理沼液并混合，使得混合物的TS濃度為10％～30％，攪拌均勻后于20～50℃恒溫條件下預(yù)處理2～10天；

步驟4、厭氧消化

將步驟3中預(yù)處理的玉米秸稈與步驟2得到的接種沼液按照1:4的質(zhì)量比混合均勻，并加水稀釋至TS濃度為8％，密封于35±1℃的恒溫條件下進(jìn)行厭氧消化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沼液預(yù)處理玉米秸稈制沼方法，其特征在于，所述步驟1中玉米秸稈粉碎后過(guò)3mm篩。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沼液預(yù)處理玉米秸稈制沼方法，其特征在于，所述步驟3中玉米秸稈與預(yù)處理沼液的質(zhì)量比為1：1.82～7.66。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沼液預(yù)處理玉米秸稈制沼方法，其特征在于，所述步驟4中厭氧消化的反應(yīng)器包括由兩個(gè)1L的藍(lán)蓋試劑瓶和一個(gè)1L的量筒用乳膠管連接組成的一套氣體連通裝置，兩個(gè)1L的藍(lán)蓋試劑瓶分別作為原料的消化瓶、沼氣集氣瓶，1L的量筒作為集水量筒。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的一種沼液預(yù)處理玉米秸稈制沼方法的條件優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、確定單因素，并對(duì)其進(jìn)行編碼變換

將預(yù)處理沼液用量、預(yù)處理溫度以及預(yù)處理時(shí)間作為預(yù)處理?xiàng)l件優(yōu)化的單因素，然后分別改變單因素按照沼液預(yù)處理玉米秸稈制沼方法進(jìn)行制沼，收集得到的沼氣并統(tǒng)計(jì)各單因素的產(chǎn)氣量，得到產(chǎn)氣量最大的各個(gè)單因素?cái)?shù)值，建立試驗(yàn)因素水平編碼表；

S2、采用中心組合設(shè)計(jì)CCD原則確定試驗(yàn)方案

根據(jù)S1得到的試驗(yàn)因素水平編碼表，選擇預(yù)處理沼液用量、預(yù)處理溫度以及預(yù)處理時(shí)間三個(gè)單因素為自變量，以產(chǎn)氣量為響應(yīng)值，運(yùn)用中心組合設(shè)計(jì)CCD原則，進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)；

S3、按照試驗(yàn)方案完成試驗(yàn)

根據(jù)S2設(shè)計(jì)的響應(yīng)面試驗(yàn)方案中進(jìn)行玉米秸稈的預(yù)處理，使用預(yù)處理后的玉米秸稈制沼，收集得到的沼氣，并統(tǒng)計(jì)；

S4、建立響應(yīng)面模型，分析試驗(yàn)結(jié)果

將S3得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入響應(yīng)面軟件進(jìn)行回歸分析，根據(jù)軟件分析結(jié)果，獲得單因素與響應(yīng)值的回歸關(guān)系式，得到響應(yīng)面三維圖并判斷各因素對(duì)響應(yīng)值的影響情況，最終確定各因素優(yōu)化后的水平參數(shù)組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種沼液預(yù)處理玉米秸稈制沼方法的條件優(yōu)化方法，其特征在于，S4中響應(yīng)面軟件為Design-Expert 8.06軟件。