玉米秸秆穰发酵残渣综合利用的研究

玉米秸秆穰发酵产酒精的过程会产生大量的发酵残渣,为了使这些残渣能够得到充分的利用,本文对玉米秸秆穰发酵残渣的分级利用进行了研究,通过测定发酵残渣的蛋白质含量与体外消化率,最终确定了玉米秸秆穰发酵残渣作为牲畜高蛋白饲料的可行性.

响应面法优化玉米秸秆穰发酵燃料乙醇的研究

为提高玉米秸秆的综合利用,以玉米秸秆穰为发酵原料进行乙醇固态发酵,通过单因素试验考察pH、发酵温度、发酵时间、酶浓度4个因素对玉米秸秆穰发酵燃料乙醇的影响,在单因素试验基础上利用响应面法建立玉米秸秆穰发酵乙醇产量的数学模型。根据此模型进行工艺参数优化,以乙醇生成率为指标,确定玉米秸秆穰发酵燃料乙醇的最佳工艺条件:pH 5.1、发酵温度39℃、发酵时间28 h和酶浓度45 U/g。在此条件下,玉米秸秆穰发酵燃料乙醇的理论产率为0.2490 g/g,实际得率为(0.2376±0.0007)g/g,生产1 t燃料乙醇需要4.002 t的玉米秸秆穰干料,玉米秸秆穰发酵燃料乙醇的理论转化率为95.77%,进行3组验证试验,乙醇转化率实测值为(95.44±0.28)%,验证了数学模型的有效性,为提高以玉米秸秆穰为原料发酵燃料乙醇提供参考。

基于离散元法玉米秸秆双层粘结模型力学特性研究

针对玉米秸秆外表皮与内穰力学特性存在显著差异问题,建立离散元玉米秸秆双层粘结双峰分布模型,通过力学试验与虚拟仿真试验对比,标定玉米秸秆外表皮和内穰力学参数,校正离散元模型,探究玉米秸秆力学特性。结果表明,采用离散元Hertz-Mindlinwithbonding颗粒接触方法可建立玉米秸秆双层粘结双峰分布模型。完善DEM方法建立玉米秸秆颗粒粒度随机分布的双层粘结模型方法。通过力学试验得出青贮玉米秸秆外表皮弹性模量和剪切模量分别为982.52和387.58 MPa,青贮玉米秸秆内穰弹性模量和剪切模量分别为28.64和8.13 MPa,外表皮木质部与内穰纤维部力学特性差异显著。计算得出外表皮-外表皮、外表皮-内穰、内穰-内穰之间粘结参数。通过单轴压缩试验,剪切与虚拟仿真试验对比验证离散元模型可靠性。文章所建立玉米秸秆双层粘结双峰分布离散元模型表征两者力学特性差异,为青贮玉米饲料数值化研究提供理论依据。