温度梯度对秸秆炭化物质产率及特性的影响

在300~700℃温度区间,玉米秸秆、水稻秸秆以每100℃为间隔,大豆秸秆以200℃为间隔,研究炭化热解,量化对比产物。结果表明,秸秆热解炭比表面积、总孔容积、pH和碱式官能团随温度升高而增加,孔径和酸式官能团随温度升高而降低;热解液随热解温度升高,酸度降低;热解气中氢气和甲烷含量随温度升高而增加。热解温度平均每升高100℃,热解炭产率平均减少9.31%,热解液产率平均增加4.55%,热解气产率平均增加4.35%。玉米秸秆热解炭、热解液和热解气产率拐点分别为600、611和666℃,水稻秸秆热解炭、热解液和热解气产率拐点分别为666、600和666℃。量化参数可为优化秸秆炭化工艺提供技术支持。

一株低温纤维素降解菌的筛选与产酶条件优化

针对牛粪冬季堆肥存在启动慢、发酵周期长的问题,解决的有效办法是向堆体中添加低温纤维素降解菌剂,而目前可利用的低温纤维素降解微生物的种类较少。本研究在低温条件下从冻牛粪中分离得到1株低温高效纤维素降解菌,菌株命名为YSX-3,经鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas)。为获得YSX-3菌株最佳的产酶条件,在单因素优化基础上以培养时间、培养温度、初始p H值和接种量为自变量,纤维素酶活性为响应变量,采用响应面分析法(RSM)分析响应变量与自变量之间的关系。结果表明:YSX-3菌株最佳产酶条件为接种量4%、培养温度9℃、培养时间71 h、初始pH值6.5,此培养条件下纤维素酶活为130.21 U·mL^(-1),与优化前相比提高了1.3倍。将优化后YSX-3菌株接种于牛粪堆体中,第5天进入高温期(>50℃),温度最高可达62.5℃,高温期持续时间为9 d;至堆肥结束时,堆体纤维素降解率达45.2%,而对照组堆体纤维素降解率仅为15.4%。