烟气烘焙对玉米秆可磨性的影响规律研究

可磨性是生物质在现有燃煤机组规模化燃烧利用中必须考虑的问题之一。本文基于固定床反应器对玉米秆进行烘焙预处理,针对生物质单烧和与煤混烧两种技术路线,利用臼式研磨仪、全自动粒径筛分仪、纤维素分析仪和傅里叶红外光谱,研究了不同烘焙气氛、温度对燃料可磨性的影响。结果表明,相比于氮气,烟气能够在更低的烘焙温度下使玉米秆可磨性提升至接近于典型动力用煤,主要是由于烟气中的氧化性组分促进了纤维素、半纤维素的分解。当共磨时,煤颗粒表现出助磨的作用提升了玉米秆的可磨性,在较高温度或烟气烘焙条件下,混样的可磨性近似甚至优于煤。

添加白菜尾菜和甲酸对干玉米秸秆贮存品质的影响

基于干玉米秸秆与白菜尾菜的理化互补特性,详细研究了添加白菜尾菜对干秸秆贮存品质的影响,并进一步探讨添加甲酸对二者混贮品质的调控效果,结合高通量测序技术解析贮存过程中的微生物多样性。试验设置干秸秆单一贮存组(SE组)、干秸秆/白菜混贮组(ME组)和干秸秆/白菜混贮+甲酸组(FB组)3个试验组,(18±1)℃恒温密闭贮存60d,间隔30d分析有机组分含量、发酵品质及细菌多样性的动态变化。结果表明,ME和FB组的干物质损失率和pH值均显著低于对照SE组(P<0.05),长时间贮存有利于降低酸性洗涤木质素(ADL)含量。与SE组相比,ME和FB组乳酸细菌多样性更为丰富,包含乳杆菌属、类乳杆菌属、肉食杆菌属、乳球菌属、片球菌属、肠球菌属等。肠杆菌属是贮存过程中的主要腐败菌,但60d时FB组中肠杆菌属丰度明显低于SE组。可见,废弃白菜与干玉米秸秆进行混合湿法贮存能减少干物质损失,调控发酵微生物菌群结构,加入甲酸能进一步优化木质纤维组分。

玉米及其秸秆肥育肉牛效果与经济效益的对比研究

对玉米及其秸秆采用 3种收获处理方式 :全株收获并青贮、基本成熟时收获子实后鲜秸秆及时青贮和完成成熟后收获子实干秸秆作为饲料。根据饲养标准 ,用玉米、鲜酒糟、豆粕等将玉米全株青贮饲料、鲜秆青贮饲料和干玉米秸秆分别配制成标准日粮 ,肥育架子牛 90d。试验结果表明 :日粮消化率、试牛日增重、产肉率及牛肉品质均以全株青贮日粮组为最好 ;养牛效益和每公顷耕地效益也以全株收获方式最好 ,鲜秆青贮次之 ,玉米完全成熟后收获子实干秸秆饲用方式最差。

旱地玉米秸秆还田秋施肥生态效应研究

长期定位试验研究结果表明旱地玉米秸秆还田秋施肥具有显著增产效果 ,10年累计玉米籽粒增产12 10～ 17 2 7t/hm2 ,增幅达 2 5 5 9%～ 36 5 2 % ;玉米秸秆增加 5 9～ 13 3t/hm2 ,为秸秆还田提供了充足的有机肥源。秸秆还田秋施肥可起到秋保春墒的作用 ,苗全苗壮 ,养分充分得到有效利用 ,且有利于土壤微生物繁殖 ,促进秸秆等有机物料腐解 ,对提高矿质营养元素有效性 ,改善土壤理化性质有显著作用。

玉米秸秆干发酵制取沼气的试验

采用绿秸灵、酵素菌、石灰水、速腐剂在相同的条件下对玉米秸秆进行预处理,预处理后的原料进行干发酵制取沼气。试验结果表明:经酵素菌预处理后的原料沼气产量最高(38960.7mL),其产气率为455.7mL·g-1,纤维素的降解效果最好,纤维素降解率为56.9%,其次为绿秸灵、速腐剂、石灰水。为玉米秸秆制取沼气技术应用于工程中提供了系统的理论依据。

玉米秸秆自干后的材料力学性质研究

玉米秸秆直接还田或沤肥是大量增加土壤有机质的优质有机肥,也是生物质能源转化及混合饲料利用的重要资源。目前,在这几方面的应用中均需进行粉碎、揉丝、切段等加工,针对加工参数的优化需要研究其力学性质。为此,试验研究了越冬后自然干燥的玉米秸秆的弯曲强度、皮质层和内芯的剪切强度、拉伸强度、弹性模量及穿刺强度等力学性质指标,以及应力应变规律、抗弯折特性、茎秆不同节间的力学性质变化等材料力学特性,为相关加工设备及工艺参数优化提供了理性参考依据。

黄贮预处理干玉米秸秆厌氧发酵产气特性研究

为解决寒区秸秆原料的季节性和时效性问题,保证寒区秸秆沼气原料的全年稳定供应,提高秸秆生物降解效率,文章选用黄贮饲料技术预处理干玉米秸秆,再进行厌氧发酵产沼气研究,结果表明:黄贮后的秸秆其半纤维素和纤维素含量有所减少,纤维素晶度降低;在厌氧发酵过程中,发酵底物中半纤维素和纤维素的含量与乙酸的降解速率有一定相关性,甲烷日产量最高可达320 mL,是未经处理的干玉米秸秆对照组产气量的7.9倍,黄贮法预处理干玉米秸秆产气效果较好。

秸秆等温干燥热质传输机理研究(Ⅰ)——TG/DSC实验分析

对干玉米秸秆进行了元素分析和组分分析;通过热重分析仪和差示扫描量热仪对不同含湿量的粉末状玉米秸秆进行等温干燥实验,通过对热流曲线积分得到干燥需热量并对其进行定量研究。结果表明:以最大干燥速率为分界点,玉米秸秆干燥过程可分为升速干燥段和降速干燥段;热流曲线与干燥失水过程有明显的对应关系;90℃干燥1kg含湿量20%～40%的湿秸秆需热量在380～620kJ之间;50～110℃干燥含湿量25%秸秆的需热量在210～610kJ之间。

玉米秸秆干式厌氧发酵乙酸产生规律及其对发酵的影响

为解决玉米秸秆干式厌氧发酵系统因乙酸积累而致发酵失败、工程运行不稳定等问题,利用气相色谱仪对玉米秸秆干式厌氧发酵过程中w（乙酸）和w（CH4）进行检测,结合相关性分析和回归分析等方法,研究了乙酸动态产生趋势、w（TS）（TS为总固体）与w（乙酸）的相关性,以及w（乙酸）对CH4产生的作用机制.结果表明：发酵过程中w（乙酸）先增后降,w（TS）由20%增至30%,w（乙酸）增加的持续时间由5 d延至15 d.Pearson相关性分析结果表明,w（TS）与w（乙酸）呈极显著负相关（R〈-0.979,P〈0.01）.一元线性回归分析得到拟合方程y=-1 214.8w（TS）＋668.2,由斜率（-1 214.8）可知,w（TS）对产乙酸过程具有较明显的抑制作用.玉米秸秆干式厌氧发酵系统内w（乙酸）为160~451 mg/g,随着w（乙酸）的增加,底物CH4产率经历上升、稳定、下降后再稳定和下降4个阶段,其中w（乙酸）为212~312 mg/g时,底物CH4产率（大于120 m3/t,以秸秆干质量计）最大,其次为w（乙酸）在〉312~410 mg/g时的80~120 m3/t.

秸秆等温干燥热质传输机理研究(Ⅱ)——动力学数值模拟

总结分析了生物质秸秆干燥动力学以及干燥热流的国内外研究进展,采用经验模型模拟粉末状玉米秸秆的干燥过程并对模型进行评价,在此基础上模拟干燥热流。结果表明:经验或半经验的数学模型是目前干燥动力学最为广泛的研究方法,R^2和X^2结果显示,Midilli et al.模型对玉米秸秆干燥模拟的效果最好;干燥热流由3部分叠加而成,其中水分蒸发热流是主要部分;需热量积分结果显示模拟值与实验值吻合较好。

体外法与半体内法评价不同酶菌制剂处理后玉米秸秆主要成分降解率的比较试验

文章利用体外产气法和半体内法评定不同酶菌制剂组合处理的玉米秸秆瘤胃干物质降解率,旨在探索最佳的酶菌处理结果和有效的评价方法。试验处理分别为对照组(CON)、青贮对照(CS)组、复合酶(CPL)组、复合酶单菌(CPLP)组和复合酶双菌(CPLB)组5个处理组。采用体外产气试验和半体内(尼龙袋)方法分别测定饲料体外产气量(GP)、体外干物质降解率(IVDMD)、半体内干物质降解率(DMD),并进行相关性分析。结果表明:(1)CPLP组的GP72 h及理论最大产气量均最高,GP72 h是52.33 ml,显著高于CON、CS、CPL组(P<0.05),与CPLB组差异不显著(P>0.05),GP72 h从大到小依次为CPLP>CPLB>CPL>CS>CON;(2)CPLB处理组的DMD72 h和干物质有效降解率(ED)均为最大,DMD72 h比CON、CS、CPL的降解率依次提高了41.80%、15.26%、23.69%;与CPLP差异不显著(P>0.05);(3)经过相关性分析,DMD24 h与GP24 h、IVDMD24 h的相关系数分别为0.827和0.751;DMD24 h与GP48 h、IVDMD48 h的相关系数分别为0.847和0.745;DMD48 h与GP24 h、IVDMD24 h的相关系数分别为0.804和0.828;DMD48 h与GP48 h、IVDMD48 h的相关系数分别为0.842和0.830。体外产气法和半体内法均表明,CPLP组和CPLB组的饲用价值明显优于CPL组、CS组和对照组。体外产气法与半体内法测定的瘤胃降解率存在极显著相关性,可以利用体外产法来测定玉米秸秆的瘤胃降解率。

玉米秸秆的等温干燥试验及干燥速度的回归分析

利用综合热分析仪,进行不同温度下同一初含湿量的玉米秸秆等温干燥试验,通过对等温干燥曲线分析认为,玉米秸秆等温干燥过程可分为预热、恒速干燥和降速干燥3个阶段.再分别对后两个阶段的试验数据进行回归分析,得出不同干燥阶段下干燥速度回归方程,并通过理论分析计算出初含湿量为70%的玉米秸秆在130℃等温干燥时降速干燥段的起始点和最佳结束点,进而为农作物秸秆干燥技术的研究提供参考依据.

热化学预处理温度对玉米秸秆干发酵的影响

为研究热化学处理方法对生物质干发酵制备沼气的影响,采用鼓泡流化床热解反应器在150℃、170℃、190℃和210℃下对玉米秸秆进行了热化学预处理,并与未处理的玉米秸秆原料分别进行了35℃中温发酵42 d的实验研究。结果表明,一定温度范围的热化学预处理能够改变木质纤维的束状结构,能使半纤维素的质量分数有效降低5.98%~22.25%,木质素的质量分数降低1.75%~20.99%,从而加快启动,提高甲烷产量。其中190℃处理组30 d内的累积甲烷产量比未处理组提高了16.30%,启动时间提前了2.10 d。结果表明热化学预处理能有效提高玉米秸秆干发酵甲烷产量,加快干发酵的启动速率,提高干发酵效率。

玉米全株青贮对肉牛增重效果研究

选择20头2周岁左右体重相近的雄性西门塔尔杂交肉牛为试验对象,随机分为青贮组和对照组,试验期为50 d,两组混合精料水平完全相同,试验组饲喂玉米全株青贮,对照组饲喂玉米干秸秆。结果表明,青贮组肉牛的平均日增重比对照组多0．383kg,增重效果提高27．51%,明显高于对照组,差异显著(P＜0．05)。头日净增效益多1．91元,经济效益显著。

膨化技术用于玉米秸秆厌氧干发酵的试验研究

研究了膨化技术对玉米秸秆成分和结构的影响,并对膨化后原料进行厌氧干发酵试验研究。研究表明,玉米秸秆经膨化处理后,其还原糖量明显增加,纤维素的结晶度降低了12.68%,秸秆内部结构也发生了明显变化。膨化后玉米秸秆发酵启动快,产气效率和甲烷含量都比未膨化秸秆有所提高,最高产气率为0.916 m3/(m3.d),甲烷含量最高可达80.2%。

脱水生活污泥与秸秆厌氧干发酵工艺参数优化研究

该研究针对目前生活污泥环境污染、资源化利用率低的现状,结合生活污泥高有机质、高氮低碳的原料特征,开展脱水生活污泥与玉米秸秆的混合厌氧干发酵研究,探讨C/N,接种量对厌氧干发酵的影响及其产气规律。试验结果表明:生活污泥与玉米秸秆厌氧干发酵较优的工艺C/N为25,接种量30%,含水率20%,中温35℃,发酵周期30 d,其干物质产气率为193.22 m L·g^(-1)TS,发酵剩余物的重金属含量和养分含量符合《城市垃圾农用控制标准值》(GB8172)要求,实现了脱水生活污泥的无害化处理与资源化利用。

不同水分及乳酸菌处理对玉米秸秆黄贮发酵指标和体外干物质消失率的影响

为了研究添加乳酸菌与否和水分含量的多少对玉米秸秆黄贮发酵品质和体外干物质消失率的影响,试验采用两因素试验设计（水分处理4×乳酸菌处理2）,其中水分处理分别为50%、55%、60%、65%,再进行乳酸菌添加和非添加处理,即乳酸菌组和对照组。通过小规模发酵法,在室温条件下保存30 d后开封,测定黄贮的感官品质、化学成分、发酵品质、微生物组成和体外干物质消失率。结果表明：与对照组相比,乳酸菌组黄贮的乳酸、有机物、粗蛋白、粗脂肪含量显著提高（P〈0.05）,pH值及耐热菌、酵母菌数、大肠杆菌数、丁酸菌数显著降低（P〈0.05）,体外干物质消失率和产气量提高;不同水分处理间秸秆黄贮的粗蛋白、粗脂肪、酸性洗涤纤维、乳酸含量及酵母菌数、大肠杆菌数、丁酸菌数差异显著（P〈0.05）,在水分为60%时粗蛋白含量最高、酸性洗涤纤维最低、酵母菌数最少,而粗脂肪和乳酸含量随水分升高而增高。说明在添加乳酸菌及水分为60%时玉米秸秆黄贮的发酵品质最好。

玉米秸秆化学预处理后进行厌氧干发酵试验的研究

采用稀硫酸和稀氢氧化钠处理玉米秸秆,分析秸秆纤维组成和纤维结构的变化,并对酸、碱处理后的玉米秸秆进行厌氧干发酵试验。研究表明,采用稀酸处理玉米秸秆的还原糖产率明显高于采用稀碱处理的玉米秸秆;稀硫酸对半纤维素的去除率可达74.27%,稀碱对木质素的去除率最高可达83.94%;玉米秸秆经稀酸处理和稀碱处理后进行厌氧干发酵试验,其累积产气率和甲烷含量都有所提高,但酸法高于碱法。

不同复合氨化处理玉米秸秆对育成羊瘤胃干物质降解率的影响

为研究玉米秸秆经复合氨化处理后对绵羊瘤胃干物质降解率的影响,试验采用瘤胃尼龙袋法,选择4只装有永久瘤胃瘘管的滩湖杂交F2代育成公羊,按4种不同梯度尿素-糖蜜-硫酸铵-水溶液复合处理玉米秸秆,并选用套袋(Ⅰ组)和覆膜(Ⅱ组)2种贮存方式,测定其处理样品在瘤胃培养4、8、16、24、48、72 h的干物质降解率。结果表明:玉米秸秆经复合氨化处理后粗蛋白质(CP)含量,各套袋组Ⅰ-2组、Ⅰ-3组、Ⅰ-1组、Ⅰ-4组CP含量比CK组提高298.77%、237.86%、195.47%、188.48%(P<0.01);各覆膜组Ⅱ-1组、Ⅱ-2组、Ⅱ-4组、Ⅱ-3组CP含量分别比CK组提高270.37%、241.98%、217.70%、212.76%(P<0.01);瘤胃干物质降解率(DMD)随消化时间的延长呈递增趋势,其中Ⅰ-1组和Ⅰ-2组8 h的DMD分别比Ⅰ-4组高49.41%、51.57%(P<0.05),Ⅰ-2组72 h的DMD比Ⅰ-4组高120.95%(P<0.01);其Ⅱ-4组8 h瘤胃DMD分别比Ⅱ-3组、Ⅱ-2组和Ⅱ-1组高47.12%、64.84%、40.94%(P<0.01),其Ⅱ-4组、Ⅱ-3组和Ⅱ-2组48 h瘤胃DMD分别比Ⅱ-1组高24.66%、21.81%、15.85%(P<0.05)。结果提示,以"3%尿素+3%糖蜜+0.5%硫酸铵+40%水溶液"和"4%尿素+0.5%硫酸铵+40%水溶液"为复合氨化调制玉米秸秆饲料的优选配方。

糙皮侧耳对几种粗饲料营养成分的影响

实验以玉米秸秆,小麦秸秆,干苜蓿为主要研究对象,用糙皮侧耳进行菌化并发酵培养,分析对比菌化前后三种粗饲料在感官指标和营养成分方面的变化情况。结果表明,三种粗饲料被糙皮侧耳菌化后颜色变鲜艳,质地变软,有淡淡的香味;玉米秸秆粗蛋白提高11.70%,粗脂肪提高6.18%,粗纤维降低17.25%,木质素降低6.62%;小麦秸秆粗蛋白提高9.21%,粗脂肪提高5.42%,粗纤维降低17.47%,木质素降低8.07%;干苜蓿粗蛋白提高9.32%,粗脂肪提高5.54%,粗纤维降低14.18%。糙皮侧耳对秸秆的饲料化利用具有重要意义。