添加尿素对模拟发酵罐中沼气发酵的影响

如何提高产气量一直以来都是沼气发酵过程中需要解决的主要问题.本研究是在实验室条件下组建模拟沼气发酵罐,并用于研究发酵罐中添加尿素对沼气发酵的影响.结果表明:与不添加尿素的对照组相比,处理组中添加浓度为1 000 mg/L的尿素可以有效提高沼气发酵基质的利用率,并提高沼气中甲烷含量,该系统中发酵原料总固体(total solid,TS)消耗率提高1.79%,挥发性固体(volatile solid,VS)消耗率提高4.36%,甲烷产量提高8.4%;添加3 000 mg/L尿素使发酵原料TS消耗率降低1.59%,但是VS消耗率提高2.28%,产甲烷量提高5.4%;添加5 000 mg/L尿素则会对发酵原料的利用产生抑制作用,TS、VS消耗率分别降低3.04%、3.72%,甲烷产量降低4.2%.本研究结果将为提高沼气发酵效率提供初步的理论基础.     

猪羊粪及其配比发酵沼气试验初报

提高农村户用沼气的产气速率和畜禽粪便等农业废弃物的利用率,是当前循环农业领域面临的主要问题。本实验利用自行设计的恒温厌氧发酵装置,模拟农村户用沼气发酵过程,研究不同畜禽粪便混合配比(干物质比)对沼气发酵的影响。厌氧发酵试验表明,单纯发酵原料难以满足产甲烷菌对C:N的需求,分别存在产气启动慢,产气量低等缺点。而通过合理的富氮和富碳的发酵原料配比可以有效地加快发酵产气并提高产气量和沼气中CH4含量。     

滇池水葫芦固液分离后的沼气发酵研究

在常温下,分离水葫芦为水葫芦渣和水葫芦汁,水葫芦渣与猪粪结合进行批量发酵试验,研究了产气量及原料半纤维素、纤维素、木质素的降解,结果表明原料的产气率为504.04 L/g TS,甲烷含量65%,半纤维素、纤维素降低,木质素升高.对水葫芦汁厌氧发酵的产气及COD降解情况进行了研究,结果表明水葫芦汁的产气潜力为2.192 mL/g,COD降解率达到91.27%.     

滇池水葫芦固液分离后的沼气发酵研究

在常温下,分离水葫芦为水葫芦渣和水葫芦汁,水葫芦渣与猪粪结合进行批量发酵试验,研究了产气量及原料半纤维素、纤维素、木质素的降解,结果表明：原料的产气率为504．04L/g TS,甲烷含量65％,半纤维素、纤维素降低,木质素升高。对水葫芦汁厌氧发酵的产气及COD降解情况进行了研究,结果表明：水葫芦汁的产气潜力为2．192mL／g,COD降解率达到91．27％。     

高温厌氧消化液二次厌氧消化产气特性的研究

目的:对高温厌氧消化后产生的消化液进行二次厌氧消化降解的可行性研究.方法:采用经阶段性高温厌氧发酵后的消化液为原料,利用实验室自制的小型厌氧发酵装置进行中温35±2℃条件下厌氧发酵实验,测定产气量、甲烷含量和COD值.结果:经中温厌氧二次发酵30d后,消化液中的COD平均降幅达28 150ng/L,说明经阶段性高温厌氧发酵后的消化液可继续进行中温厌氧二次发酵,同时,从产气特性各指标可以看到,300g的消化液在中温条件下发酵30d后的总产气量平均为523ml,沼气中甲烷含量达到55%,沼气质量好.结论:高温厌氧消化后产生的消化液可以进行二次厌氧消化降解.     

牲畜粪便与麦秆混合厌氧发酵的产气量、发酵时间及最优温度

探索牲畜粪便与作物秸秆混合发酵的产气量和发酵时间与发酵温度之间的关系,是解决农村户用沼气原料选择、确定最优发酵温度和提高农作物秸秆资源化利用效率的关键.采用可控型恒温发酵装置,以猪粪、牛粪和麦秆作为发酵原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,在总固体（total solid,TS）质量分数为8%的条件下进行批量试验,研究了混合发酵的产气量、发酵时间及最优温度.结果表明：粪便与麦秆混合发酵明显提高了原料的产气效率,其中猪粪与麦秆混合发酵的累积产气量比猪粪作为单一发酵原料高24倍,而牛粪与麦杆混合发酵的累积产气量与单一牛粪无显著差异.猪粪、牛粪与麦秆混合发酵的最优温度均在30 ℃以上,发酵时间在60 d左右.厌氧发酵的发酵时间不总是随着温度的升高而缩短,单一以温度来断定厌氧发酵时间的长短是不可行的.     

枯草芽孢杆菌产β-甘露聚糖酶固体发酵条件的优化*

芽孢杆菌是产甘露聚糖酶的优良菌株,首次研究芽孢杆菌固体发酵条件的优化。以天然麸皮作为基本原料,研究利用枯草芽孢杆菌WY34固体发酵生产β-甘露聚糖酶的发酵条件。最佳固体发酵培养条件为:麸皮5 g,初始水分含量71%,初始pH 7.0,接种量为2 mL,1%Tween-80,0.4 g魔芋粉,培养温度50℃。在最适条件下培养5 d,甘露聚糖酶酶活高达7,650 U/g干基,是未优化前酶活的2.78倍。     

一株丁酸梭菌的分离及其在沼气发酵中的应用

目的:从沼液中分离出1株丁酸梭状芽孢杆菌(C.butyricum),用于沼气发酵原料的预处理,以提高沼气的产气量。方法:运用亨盖特厌氧操作技术分离、筛选,并采用形态学观察、生理生化与16S rDNA序列分析方法确定菌株的分类地位。考察温度、初始pH及接种量等因素对菌株生长的影响。结果:菌株B1为革兰氏阳性厌氧杆菌,芽胞圆形,端生。最佳的种子培养条件是温度、pH和接种量分别为37℃、7.0~8.0、5%。菌株B1与Clostridium butyricum ATCC 19398T的16S rRNA(登录号为AF396963)同源性为99.6%。将菌液与猪粪按比例混合进行丁酸型预发酵处理,预处理后的混合物接种沼液后产气量比对照可提高19.02%。结论:从沼液中成功分离出1株丁酸梭状芽孢杆菌(C.butyricum),为进一步研究其对沼气发酵的影响奠定了基础。     

氨水湿磨对稻草厌氧发酵的促进作用

提出了为改善稻草厌氧发酵效率的氨水湿磨预处理方法.首先对稻草进行剪切、粗粉碎和氨水湿磨处理,然后采用单相法对预处理稻草进行厌氧发酵,以把握稻草厌氧发酵中反应速率和发酵料液pH的变化特征,探明材料大小、氨水质量分数对稻草厌氧发酵反应速率和产气率的影响.结果表明:稻草厌氧发酵可分为初期、中期和后期3个阶段.发酵料液pH在发酵初期呈下降趋势,在发酵中期和后期基本稳定在6.5～7.0.氨水湿磨处理不仅减小了稻草的材料尺寸,而且能松弛组织结构、提高碳氮比.采用质量分数为0.2%的氨水对稻草进行湿磨处理后,平均产气速率和产气率分别从剪切稻草的7mL/(g·d)、216mL/g增加到14mL/(g·d)、378mL/g.     

沙柳原料高浓度底物酶解发酵乙醇工艺

为了提高沙柳生物转化过程的经济可行性,考察了沙柳原料经过蒸爆、超微粉碎+稀酸、超微粉碎+稀碱预处理后高浓度底物补料酶解的效果,并对其高浓度水解糖液进行了乙醇发酵。结果表明:蒸爆处理法水解效果最好,通过补料酶解,底物质量分数可以达到30%,酶解液中总糖质量浓度达到132 g/L,葡萄糖质量浓度105 g/L;超微粉碎+稀酸预处理原料底物质量分数可以达到22%,酶解液中总糖质量浓度达到123 g/L,葡萄糖质量浓度73 g/L;超微粉碎+稀碱预处理原料底物质量分数可以达到22%,酶解液中总糖质量浓度133 g/L,葡萄糖质量浓度77 g/L。3种预处理使沙柳原料的酶解糖液都可以较好地被酿酒酵母利用发酵产乙醇,蒸爆处理原料的酶解糖液乙醇发酵效果最好,乙醇质量浓度达到47 g/L。     

猪粪玉米秸沼气发酵的研究 I．发酵过程及其调控

以C：N分别为11：1,16：1,24：1,38：1和71：l的猪粪玉米秸混合原料,在TS为10％和5％的条件下观察了30℃时沼气发酵的情况。试验表明低浓度、C：N较低时易正常发酵; TS为10％和C：N为71：1 时很难起动。进而试验了鲜人尿、硫酸铵、尿素、碳酸氢铵,磷酸氢二铵等降低原料C：N促进沼气发酵正常化的效果。结果表明,鲜人尿、尿素及碳酸氢铵可促进高C：N和高TS％的原料正常沼气发酵;用无氮缓冲液控制发酵醪的pH值,高C：N高TS％的原料亦可正常进行沼气发酵,说明pH值对沼气发酵的影响可能比C：N值更重要。还试验了用“微生物菌群”控制发酵：将原料TS为5％、C：N为49：1的发酵液,在其pH开始回升时取出注入原料TS为10％,C：N为49:1、pH降至5．0的发酵液中。5天后沼气发酵正常起动,而注水作对照的则完全未起动。     

葡萄糖氧化酶解除黄曲霉毒素M_1的应用研究

试验旨在研究葡萄糖氧化酶解除黄曲霉毒素M_1毒性的应用效果。选择含有7.2μg/kg(A组)和19.5μg/kg(B组)黄曲霉毒素B_1(AFB_1)的玉米饲料,分别添加5‰固体和液体葡萄糖氧化酶制剂,连续饲喂奶牛10 d,同时和延后测定鲜牛奶和尿中黄曲霉毒素M_1(AFM_1)量。测定数据表明,与AFB_1组相比,固体酶A组产牛奶中AFM_1未检出,B组中AFM_1含量平均减少了76.47%;液体酶A组产牛奶中AFM_1未检出,B组中AFM_1平均减少了82.35%。尿中AFM_1量减少了75%、70.5%和75%、73.1%;与对照组相比,牛奶产量、牛奶中蛋白质及脂肪含量没有变化。     

复合微生物菌剂发酵在棉籽饼脱毒中的应用

以棉籽饼为原料,采用黑曲霉(Aspergillus niger)、热带假丝酵母(Candida tropicalis)、短小芽胞杆菌(Bacillus pumilus)、保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)4种微生物的复合菌剂作为棉籽饼固体发酵的主要菌种。通过测定发酵液中糖含量的变化,考察4种菌株两两之间的关系,测定棉籽饼脱毒率和发酵前后蛋白含量。结果显示:4种菌株可以互惠共生;当黑曲霉、热带假丝酵母、短小芽胞杆菌、保加利亚乳杆菌的接种比例为2:2:1:1,固体发酵后蛋白含量为37.71%,比发酵前提高了2.74%,是良好的蛋白饲料。棉籽饼脱毒率为84.63%,棉酚含量为116.20mg/kg,达到饲用标准。     

促甲状腺激素对大鼠心肌成纤维细胞影响的研究

目的:探讨促甲状腺激素(TSH)对SD乳鼠心肌成纤维细胞(CFs)的影响及机制。方法:新生1-3 d的SD乳鼠15只,处死后进行CFs的分离与培养,倒置显微镜对原代培养细胞形态进行鉴定,免疫组织化学染色法对CFs胞浆内波动蛋白进行染色并鉴定。后续实验过程中,按照使用b TSH工作液的稀释浓度分为A组(1μmol·L~(-1))、B组(2μmol·L~(-1))、C组(4μmol·L~(-1))。MTT法检测心肌成纤维细胞增殖率。酶联免疫吸附法(ELISA)检测培养细胞的上清液中Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白含量。荧光定量PCR反应测定培养细胞上清液中基质金属蛋白酶-2(MMP-2)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)m RNA的相对表达量。Western-blot法检测培养细胞上清液中MMP-2、MMP-9的蛋白表达水平。结果:CFs的形态学变化及纯度鉴定结果显示乳鼠CFs培养成功。MTT试验结果显示,24 h时后,A、B、C组CFs的增殖率分别为112.91±10.23、123.22±9.34、132.56±9.36;48 h时后,A、B、C组CFs的增殖率分别为124.4±8.34、133.5±9.02、139.6±11.36。随着b TSH浓度的增加,CFs增殖率呈逐渐增加趋势。ELISA检测结果显示,A、B、C组I型胶原蛋白表达水平分别为(2.61±0.31)μg·L~(-1)、(5.53±0.66)μg·L~(-1)、(7.91±0.74)μg·L~(-1);A、B、C组Ⅲ型胶原蛋白表达水平分别为(3.96±0.25)μg·L~(-1)、(6.72±0.52)μg·L~(-1)、(8.11±0.65)μg·L~(-1)。随着b TSH浓度的升高,I型和Ⅲ型胶原蛋白表达水平呈升高趋势。荧光定量PCR法检测结果显示,A、B、C组MMP-2的m RNA表达量分别为9.124±1.021、15.223±1.536、18.678±1.742;A、B、C组MMP-9的m RNA表达量分别为16.447±1.664、17.402±1.881、24.247±2.364。随着b TSH浓度的增加,MMP-2、MMP-9的m RNA相对表达量呈增加趋势。Western-blot法检测结果显示,A、B、C组MMP-2灰度值分别为165.41±16.57、198.25±21.34、223.41±19.08;A、B、C组MMP-9灰度值分别为140.30±15.09、190.47±20.06、230.14±21.45。随着b TSH浓度的增加,MMP-2、MMP-9的蛋白表达水平呈增加趋势。结论:TSH能够促进乳鼠CFs细胞增殖及I、Ⅲ型胶原蛋白表达增加,导致细胞外基质成分降解及合成过程失调。     

预处理沙柳酶解液脱毒及其丁醇发酵

为了提高沙柳原料的丁醇发酵效果,考察沙柳原料经过蒸爆、超微粉碎+稀酸和超微粉碎+稀碱预处理后补料酶解的效果,优化了沙柳酶解液活性炭脱毒工艺参数,并对经过脱毒处理的酶解液进行了丁醇发酵研究,结果表明:预处理沙柳原料酶解底物质量浓度为200 g/m L时,3种预处理方法中蒸爆处理法水解效果最好,每克底物的滤纸酶酶加量15 U,酶解96 h后,酶解液总糖质量浓度达到57 g/L。活性炭脱毒处理的最优条件:p H 4.8,碳加量4%(质量分数)、温度70℃、1 h,该条件下的沙柳水解液脱色率达到97.4%、糖损失率3.1%。3种预处理沙柳原料的酶解液经活性炭脱毒后都可以被丁醇梭菌正常利用发酵产丁醇,发酵液总溶剂(ABE)质量浓度约为14 g/L。     

酸奶菌群发酵糖蜜产复合有机酸化剂的研究

【背景】开发安全、有效、稳定、适口性好、对环境无危害的无抗饲料添加剂是我国畜牧业的重中之重,酸化剂作为功能性饲料添加剂在众多替抗产品中有较大的优势。【目的】通过酸奶菌群发酵甜菜糖蜜制备低成本乳酸型复合液态酸化剂。【方法】以11种不同的新疆农牧民传统发酵酸奶菌群为出发菌,经MRS培养基富集乳酸菌群,选择产酸量高的菌群进行甜菜糖蜜发酵试验,并对菌群发酵时间、发酵条件、糖蜜浓度、氮源及中和剂进行优化。【结果】在糖蜜浓度为100 g/L、培养基未灭菌且37℃静置发酵48 h时,B2菌群发酵乳酸产量为34.52 g/L,总酸为83.42 g/L,加入中和剂Na₂CO₃后其乳酸产量达73.42 g/L,总酸达到169.37 g/L;B5菌群发酵乳酸产量可达61.12 g/L,总酸可达112.50 g/L,加入中和剂Ca（OH）₂后其乳酸产量达74.37 g/L,总酸为137.26 g/L。B2菌群发酵原液对沙门氏菌、金黄色葡萄球菌及产气荚膜杆菌均有较强的抑制作用;B5菌群发酵原液则对产气荚膜杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌O...     

枯草芽孢杆菌产β-甘露聚糖酶固体发酵条件的优化

芽孢杆菌是产甘露聚糖酶的优良菌株,首次研究芽孢杆菌固体发酵条件的优化。以天然麸皮作为基本原料,研究利用枯草芽孢杆菌WY34固体发酵生产β-片露聚糖酶的发酵条件。最佳固体发酵培养条件为：麸皮5g,初始水分含量71％,初始pH7．0,接种量为2mL,1％Tween-80,0.4g魔芋粉,培养温度50℃。在最适条件下培养5d,甘露聚糖酶酶活高达7,650U／g干基,是未优化前酶活的2．78倍。     

从鸡毛中提取复合氨基酸的研究

运用正交实验研究了以鸡毛为原料硫酸水解生产复合氨基酸的水解条件。结果表明 :硫酸浓度为 8mol·L- 1 ,鸡毛质量 (g)与硫酸体积 (mL)之比为 1∶2 .5 ,水解时间 10h ,其水解率可达 5 5 .2 3%。得到的固体氨基酸质量分数为 95 .31%。     

淡紫拟青霉固态发酵工艺优化

[目的]在淡紫拟青霉固体发酵生产过程中,提高淡紫拟青霉分生孢子产量。[方法]通过研究筛选发酵原料和优化固体发酵培养基,控制发酵工艺条件等方法,提高了固体发酵淡紫拟青霉的分生孢子产量。[结果]通过研究固体发酵过程,得出玉米粉作用显著,能显著提高固体发酵淡紫拟青霉的分生孢子数,可达到1.31×1010CFU/g。[结论]该淡紫拟青霉的最优培养基为:麸皮72.5%、玉米粉15%、豆饼粉10%、稻壳2%、硫酸铵0.5%。生产工艺为原料与水的比例为1:0.6,发酵温度为26℃,发酵培养时间为8d。     

添加剂对水稻秸秆实地混合厌氧发酵产甲烷系统的作用

为提高水稻秸秆利用效率,改进水稻秸秆实地混合厌氧发酵产甲烷技术,本研究开展了添加剂在混合厌氧发酵系统的应用研究。试验选取水稻秸秆和猪粪作为发酵原料,通过分别添加不同的浓度的吐温20和腐植酸,测定甲烷的产气量和浓度、秸秆的降解和土壤肥力的变化,以揭示添加剂类型及其浓度对水稻田实地甲烷生产系统的影响。结果表明:添加剂的掺入并未影响产气的动态变化趋势,但显著地促进产气和提高产气浓度,整体效果由高到低为腐植酸吐温20对照,其中经腐植酸处理的产气量和产气浓度对照相比分别提高了50. 73%和24. 55%。添加剂的掺入有利于水稻秸秆纤维素和半纤维素的降解,但对木质素没有显著影响;其中以0. 15 g/L腐植酸和0. 30 g/L吐温20的降解率最高,相较于对照其纤维素降解率均提高了22. 11%,半纤维素降解率分别提高了107. 13%和98. 39%。添加剂的掺入能显著增加土壤肥力,以0. 15 g/L腐植酸和0. 30 g/L吐温20处理水平的效果最优,相较于对照,其土壤有机质分别增加了29. 63%和23. 72%,全氮分别增加了52. 32%和42. 38%,全磷分别增加了83. 33%和57. 14%。