秸秆发酵简介
秸秆发酵简介
秸秆发酵简介秸秆发酵简介玉米秸秆利用一、玉米秸秆简介主要由植物细胞壁组成，基本成分为纤维素、半纤维素和木质素等。
木质素将纤维素和半纤维素层层包围。
纤维素是一种直链多糖，多个分子平行排列成丝状不溶性微小纤维；半纤维素主要由木糖、少量阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖组成；木质素是以苯丙烷及衍生物为基本单位组成的高分子芳香族化合物。
其中,木质素是一种燃料，半纤维素可水解为五碳糖，而纤维素水解为六碳糖比较困难。
二、玉米秸秆常见预处理方法有因玉米秸秆结构复杂，不仅纤维素、半纤维素被木质素包裹，而且半纤维素部分共价和木质素结合，同时纤维素具有高度有序晶体结构。
要经过预处理，使得纤维素、半纤维素、木质素分离开,切断它们的氢键,破坏晶体结构，降低聚合度。
预处理方法有物理法、化学法、物理化学法和微生物法等。
1、挤压膨化法（物理处理法）是将原料粉碎后调节至一定水分 ,加入挤压机内,物料在螺杆的旋转推动下向前运动，同时被剪切、挤压，并且在摩擦热的作用下温度可接近 140 C，在从挤压机中喷出，物料的压力突然降低、体积迅速膨胀，纤维素晶体结构被破坏，从而为纤维素的酶解处理创造条件。
该方法生产过程连续，不需要消耗蒸汽，而且具有灭菌效果。
2、湿氧化法（化学处理法）是指在加温加压条件下,水和氧气共同参加的反应。
湿氧化法对玉米秸秆处理效果很好，纤维素遇碱，只引起纤维素膨胀，形成了碱化纤维素，但能保持原来骨架，加入Na2C03后起缓和作用，能防止纤维素被破坏，使木质素和半纤维素溶解于碱液中而与纤维素分离。
这样得到的纤维素纯度较高，且副产物很少。
匈牙利Eniko等人釆用湿氧化法在195°C, 15min, 1200千帕02, Na2C032g/L条件下,対60g/L玉米秸秆进行预处理。
其中60%半纤维素、30%木质素被溶解,90%纤维素呈固态分离出来，纤维素酶解转化率(ECC)达85%左右。
3、酸处理法(化学处理法)该方法可追溯到1980年。
秸秆发酵操作方法有哪些
秸秆发酵操作方法有哪些
秸秆发酵是将秸秆等农作物残余物进行微生物分解，产生有机肥料的过程。
其操作方法主要有以下几种：
1. 堆肥方法：将秸秆割碎或切成小段，与其他有机废弃物一起堆放在一个比较大的堆肥堆中，通过控制湿度，通风和温度等条件，使秸秆发生发酵和分解，最终产生有机肥。
2. 填料法：将秸秆与其他有机物料一起填充在专门的发酵罐或袋中，配料比例适宜，通过控制通风和湿度，利用微生物进行发酵分解，形成有机肥。
3. 液体发酵法：将秸秆等废弃物料浸泡在水中，添加微生物菌种，在一定的温度和时间下进行发酵，最后将产生的液体肥料用作植物营养补给剂。
4. 无臭发酵法：将秸秆切碎后与其他有机肥料一起投入到微生物处理设备中，通过微生物的无臭发酵作用，转化为有机肥料。
这种方法适用于城市环境中的菜园、花园等。
以上是几种常见的秸秆发酵操作方法，具体选择哪种方法取决于资源情况、发酵设备条件和发酵肥料的用途等。
秸秆发酵有机肥的方法
秸秆发酵有机肥的方法秸秆发酵是一种将农作物秸秆转化为有机肥料的方法。
这种方法可以有效地利用农作物废弃物，减少环境污染，并为农作物提供充足的营养。
下面将介绍一种常见的秸秆发酵有机肥的方法。
首先，需要将秸秆收集起来，包括庄稼的茎和叶子。
收集的秸秆应该是干燥的，因为湿秸秆会导致发酵过程中产生异味和有害菌的滋生。
接下来，将秸秆切碎成较小的碎片，这有助于提高发酵的效果。
可以使用割草机或者其他适当的工具来完成这个步骤。
然后，将切碎的秸秆放入一个容器中，例如大型的编织袋、塑料桶或者有机废物堆肥器。
容器应该有适当的大小来容纳所需的秸秆量。
接下来，需要添加一些发酵剂来促进发酵过程。
常用的发酵剂包括动物粪便、秸秆菌剂、腐熟堆肥等。
这些发酵剂中含有丰富的有机物和微生物，可以加速秸秆的分解和转化过程。
在添加发酵剂之后，需要将容器密封好，以防止发酵过程中的气体和异味逸出。
同时，还可以利用温室效应来提高发酵的温度，加速分解过程。
在发酵过程中，需要定期翻动和湿润秸秆堆。
翻动秸秆堆可以让发酵过程更加均匀，促进有机物的分解。
湿润秸秆堆可以提供适宜的湿度条件，有利于微生物的生长和活动。
发酵的时间长短取决于温度和湿度等因素，通常需要2-3个月的时间。
在此期间，应定期检查发酵堆的湿度和气味，确保发酵过程正常进行。
一旦发酵完成，秸秆就会变成深褐色的有机肥料。
这种有机肥料富含养分，如氮、磷、钾等，可以增加土壤的肥力，改善作物的生长和产量。
总的来说，秸秆发酵是一种简单而有效的方法，可以将庄稼的废弃物转化为有机肥料。
通过合理利用秸秆，我们不仅可以减少环境污染，还可以提高农作物的产量，实现可持续农业的发展。
秸秆发酵剂
秸秆发酵剂秸秆是农业生产过程中剩余的植物废弃物，但由于其含有丰富的纤维素和其他有机物质，使其成为一种宝贵的资源。
然而，随着现代农业的发展和大规模化生产的需求增加，大量的秸秆被直接焚烧或堆放，造成环境污染和资源浪费。
秸秆发酵剂作为一种新兴的技术，可以有效地储存和利用秸秆，并将其转化为有机肥料和生物质能源。
秸秆发酵剂是一种添加剂，用于促进秸秆的发酵过程。
发酵是一种自然的生物化学过程，在缺氧条件下，微生物分解有机物质产生能量和有机酸。
秸秆发酵剂通过提供合适的环境条件和适当的微生物群落，可以加速秸秆的分解过程，并产生有机酸、气体和热能。
这些产物可以用作农田肥料、饲料添加剂和生物质能源。
秸秆发酵剂的制备一般包括两个步骤：菌株培养和发酵剂配制。
菌株培养是通过培养选择的优良微生物菌株，例如乳酸菌、酵母菌和放线菌。
这些菌株具有较强的纤维素分解能力和产酸能力，可有效分解秸秆并产生有机酸。
培养菌株的基质通常是富含碳源和氮源的培养基。
在培养过程中，要控制适当的温度、pH值和氧气供应，以促进菌株的生长和代谢活性。
发酵剂的配制是将培养好的菌株和一些添加剂混合，以提供最佳的发酵条件。
添加剂包括碳源、氮源、矿物质和pH调节剂等。
碳源是微生物发酵的能量来源，常用的碳源有蔗糖、玉米粉和木质纤维素等。
氮源是微生物发酵的基础物质，常用的氮源有酵母粉、氨基酸和尿素等。
矿物质是微生物生长和代谢所必需的，常用的矿物质有钙、钾和磷等。
pH调节剂用于调节培养基的pH值，常用的调节剂有碳酸钠、磷酸二氢钾和乙酸钠等。
使用秸秆发酵剂的主要好处之一是可以将秸秆转化为有机肥料，用于改良土壤和提高农作物产量。
秸秆中的纤维素和其他有机物质在发酵过程中被分解成有机酸和其他有机化合物，这些物质可以提供植物生长所需的营养元素，促进土壤的结构和肥力改善。
此外，秸秆发酵剂中的有机酸还可以促进微生物活动和土壤酸碱平衡的调节，增加土壤呼吸和养分的释放。
另一个使用秸秆发酵剂的好处是可以将秸秆转化为生物质能源。
秸秆发酵肥料制作步骤
秸秆发酵肥料制作步骤秸秆发酵是一种有效利用农业废弃物的方式，可以将秸秆转化为有机肥料，提高土壤的肥力。
下面是一个关于秸秆发酵肥料制作的详细步骤：步骤一：选择适合的秸秆材料选择适合发酵的秸秆材料非常重要。
一般来说，玉米杆、大豆杆和稻草等秸秆材料较为适合。
这些秸秆材料含有较高的纤维素，好氧发酵效果较好。
此外，要尽量避免使用受重金属污染的秸秆材料，以免对土壤和植物产生有害影响。
步骤二：切碎和调理秸秆材料将选好的秸秆材料进行切碎，可以使用割草机或其他合适的机械设备完成。
切碎后的秸秆适合利用、堆肥，有利于加快发酵速度。
在切碎后，可以将秸秆材料进行调理，如添加适量的牛粪、鸡粪或猪粪等有机物，以提高发酵速度和肥料质量。
步骤三：堆肥堆放将切碎和调理好的秸秆材料进行堆肥堆放。
堆放时一般选择一个开阔、透风和阳光充足的地方，避免水logged。
堆肥堆放的方式可以选择三角形堆放或长方形堆放两种形式。
在堆放过程中，要注意适当调节秸秆材料的湿度和通风，保持堆料内部的适度湿度。
步骤四：加速堆肥发酵为了加快秸秆的发酵速度，可以添加适量的发酵剂。
发酵剂可以是自然界中的微生物，也可以是商业上销售的添加剂。
添加发酵剂可以增加发酵速度、提高堆肥质量，并且有助于杀灭一部分病原体和杂草的种子。
步骤五：堆肥翻堆在堆肥发酵的过程中，定期进行翻堆操作。
翻堆有助于均匀混合堆料，增加通气性，并加快发酵的进行。
一般来说，翻堆的频率可以根据堆料的湿度、温度和发酵状态等因素来决定，一般为5-10天进行一次翻堆。
步骤六：确定发酵完成通常情况下，秸秆发酵肥料的发酵过程需要3-4个月，具体时间取决于堆料的湿度、温度和堆肥材料的种类等。
可以通过观察堆料的颜色、气味和松软度等指标来判断发酵的进程。
发酵完成后，堆料呈黑褐色、无臭或微香，手感松软，那么即可认为发酵完成。
步骤七：筛选和贮存堆肥发酵完成后，将堆肥进行筛选，去除大块的未熟部分和杂质。
筛选后的堆肥可以直接用于田间土壤改良和施肥，也可以进行贮存，以备将来使用。
秸秆发酵的发展趋势
秸秆发酵的发展趋势秸秆是指作物收割后剩余的茎秆部分，如稻秆、麦秸等。
一直以来，秸秆的处理一直是农业生产过程中的难题之一。
随着环境保护意识的增强和可再生能源的重要性的认识加深，秸秆发酵作为秸秆处理的一种有效方式，逐渐受到人们关注。
而秸秆发酵的发展趋势主要体现在以下几个方面。
首先，秸秆发酵技术的不断改进。
传统的秸秆处理方式主要是露天焚烧，这种方式不仅污染环境，还造成资源的浪费。
而发酵技术能够将秸秆转化为有机肥料或生物质能源，提高资源利用效率和环境效益。
目前，国内外已经涌现出许多秸秆发酵技术，如高温腐熟发酵、厌氧发酵、静态堆肥等。
这些技术在提高发酵效率、减少臭味、杀灭害虫等方面取得了显著的成果，为秸秆发酵的开展提供了技术保障。
其次，政策和法律法规的支持。
随着环境问题的日益严重，各国政府纷纷加大了对环境保护的力度。
秸秆发酵作为解决农业废弃物处理难题和推动农业可持续发展的重要措施，得到了政府的重视和支持。
许多国家都出台了相关的政策和法律法规，鼓励农民发展秸秆发酵产业，给予补贴和税收优惠等政策支持。
这无疑将进一步推动秸秆发酵行业的发展。
再次，市场需求的增长。
随着人们环保意识的增强和可再生能源的需求不断增加，秸秆发酵产业正逐渐从政府的补贴支持中走向市场经济化。
有机肥料和生物质能源作为秸秆发酵的重要产品，受到了广大农民和企业的青睐。
有机肥料的施用可以提高土壤肥力，改善土壤环境；生物质能源的利用则可以替代传统能源，减少对化石能源的依赖。
这些都为秸秆发酵产业的发展提供了广阔的市场空间和机遇。
最后，科技创新的推动。
科技创新是推动秸秆发酵产业发展的重要驱动力。
通过利用生物技术、工程技术等手段，优化发酵工艺，提高发酵效率和产品质量，降低生产成本，是发展秸秆发酵产业的关键。
目前，国内外的科研机构和企业已经在秸秆发酵技术上取得了重要突破，如利用特殊微生物进行酶解发酵，改良物料处理设备，推动发酵技术的自动化等。
这些创新成果的应用将进一步推动秸秆发酵产业的发展。
秸秆发酵
、秸秆发酵在反刍动物上的用途利用秸秆和牧草作饲料在美国、日本、加拿大等都有成熟的技术，即便是发达国家，肉禽蛋价格低得与我国几乎相差无几。
我国年产各类秸秆约9亿吨，用于做饲料不足10%，另外一部份焚烧，还有部份机械还田。
特别是焚烧，是对自然资源的极大破坏。
现在各级政府和农民也开始重视秸秆的综合利用。
全国农村到处有秸秆，到处养殖了畜禽，利用秸秆做饲料，市场潜力非常巨大。
该饲料制作简便，成本低廉。
在农村利用房前屋后、闲置宅院、田间地头，一年四季均可制作，减少人力运输，就地制作，就地使用。
是广大农民朋友养殖节省饲料，变废为宝的致富渠道。
[编辑本段]一、作用原理发酵秸秆饲料的原理是通过有效微生物的生长繁殖使分泌酸大量增加，秸秆中的木聚糖链和木质素聚合物酯链被酶解，促使秸秆软化，体积膨胀，木质纤维素转化成糖类。
连续重复发酵又使糖类二次转化成乳酸和挥发性脂肪酸，使pH值降低到4.5~5.0，抑制了腐败菌和其他有害菌类的繁殖，达到秸秆保鲜的目的。
其中所含淀粉、蛋白质和纤维素等有机物降解为单糖、双糖、氨基酸及微量元素等，促使饲料变软、变香而更加适口。
最终使那些不易被动物吸收利用的粗纤维转化成能被动物吸收的营养物质，提高了动物对粗纤维的消化、吸收和利用率。
[编辑本段]二、功效功能青贮转化率高达95%，精粮节约10%左右。
每进食1吨青贮料奶牛多产奶140公斤、肉牛多增加体重4公斤(较不加产品的青贮相比)。
黄贮可显著增加秸秆饲料的营养成份：粗蛋白11%—14%、有机酸提高10倍以上、维生素B族含量提高几十倍；纤维素酶以及各类消化酶的增加使秸秆利用率高达80%以上，每进食1吨黄贮料奶牛多产奶200公斤以上，肉牛多增加体重6公斤以上(较不加产品的常规饲喂)。
促进肉质、奶质改善。
乳脂率增加5%—10%，蛋白质含量提高3%—8%，脂肪降低5%—10%，胆固醇含量降低15%—40%，符合绿色食品标准，有较强的市场竞争力。
1、缩短秸秆饲料青贮、黄贮成熟时间，提高饲料存贮质量。
秸秆发酵喂羊
秸秆发酵喂羊
将秸秆加工成营养草粉，羊爱吃、增重快。
秸秆加工草粉，工艺简单，即解决了青饲料的贮藏问题，又提高了饲料利用率，现将其技术介绍如下。
一、原料：凡不含有毒作物秸秆及粮棉加工副产品均可粉碎作原料。
加工前需阴干或晒干。
二、粉碎：用锤式粉碎机将秸秆粉碎成长1～2厘米的草粉。
禾本科植物应与豆科植物分开粉碎，以便下一步配置。
三、发酵：将粉碎的禾本科草粉和豆科草粉按3：1混匀。
用30℃～40℃温水拌草粉，湿度以用手捏能成团，松手能散开为宜，堆放在背风屋角，堆成40厘米厚的方形堆，上面盖麻袋。
当堆内温度达到40℃～50℃，至发酵料能闻到酒曲香味时，发酵即成。
留一些草粉作下次发酵的引子。
在发酵好的草粉中，每100公斤加入0.5～1公斤食盐和0.5公斤骨粉，，配入25～30公斤玉米面、麦麸、豆腐渣、胡罗卜或煮熟的红薯、马铃薯等，混匀后，便成为营养草粉。
1.该草粉不能喂末断奶的羔羊，2月龄后的羊喂此料时应由少到多。
2.非妊娠母羊，要用干净饲槽投喂，少尉勤添。
3.发酵好的草粉应在3个月内喂完，以免变质。
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秸秆发酵简介
玉米秸秆利用
一、玉米秸秆简介
主要由植物细胞壁组成,基本成分为纤维素、半纤维素和木质素等。
木质素将纤维素和半纤维素层层包围。
纤维素是一种直链多糖,多个分子平行排列成丝状不溶性微小纤维；半纤维素主要由木糖、少量阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖组成；木质素是以苯丙烷及衍生物为基本单位组成的高分子芳香族化合物。
其中,木质素是一种燃料,半纤维素可水解为五碳糖,而纤维素水解为六碳糖比较困难。
二、玉米秸秆常见预处理方法有
因玉米秸秆结构复杂,不仅纤维素、半纤维素被木质素包裹,而且半纤维素部分共价和木质素结合,同时纤维素具有高度有序晶体结构。
要经过预处理,使得纤维素、半纤维素、木质素分离开,切断它们的氢键,破坏晶体结构,降低聚合度。
预处理方法有物理法、化学法、物理化学法和微生物法等。
1、挤压膨化法（物理处理法）
是将原料粉碎后调节至一定水分,加入挤压机内,物料在螺杆的旋转推动下向前运动,同时被剪切、挤压，并且在摩擦热的作用下温度可接近140℃，在从挤压机中喷出,物料的压力突然降低、体积迅速膨胀,纤维素晶体结构被破坏,从而为纤维素的酶解处理创造条件。
该方法生产过程连续,不需要消耗蒸汽,而且具有灭菌效果。
2、湿氧化法（化学处理法）
是指在加温加压条件下,水和氧气共同参加的反应。
湿氧化
法对玉米秸秆处理效果很好,纤维素遇碱，只引起纤维素膨胀,形成了碱化纤维素,但能保持原来骨架,加入Na2CO3后起缓和作用,能防止纤维素被破坏,使木质素和半纤维素溶解于碱液中而与纤维素分离。
这样得到的纤维素纯度较高,且副产物很少。
匈牙利 Eniko等人采用湿氧化法在195℃,15min,1200千帕O2, Na2CO32g/L条件下,对60g/L玉米秸秆进行预处理。
其中60%半纤维素、30%木质素被溶解,90%纤维素呈固态分离出来,纤维素酶解转化率(ECC)达85%左右。
3、酸处理法（化学处理法）
该方法可追溯到 1980年。
该法是采用硫酸、硝酸、盐酸、磷酸等对纤维素原料进行预处理,其中以硫酸研究和应用的最多。
处理后,半纤维素首先水解得到无碳糖,纤维素的结晶结构被破坏,原料疏松,可发酵性强。
但水解前必须将 pH值调整到中性,还应该注意反应器的耐酸性。
4、蒸汽爆破法（物理化学处理法）
是用蒸汽将原料加热至180～200℃,维持5～30min,也可加热到245℃,维持 0.5～2.0min。
高温高压造成木质素的软化,在迅速使原料减压,造成纤维素晶体和纤维束的爆裂,使木质素和纤维素分离。
该法成本较高,间歇蒸汽汽爆器对玉米秸秆进行爆破处理,经这种爆破器爆破的玉米秸秆,纤维素水解转化率(ECC)可达 70%以上。
5、生物方法
具有节约化工原料、能源和减轻环境污染等方面的优点。
有许多微生物能产生木质素分解酶,如白腐菌,其分解木质素的能力较强,但活性较低,而且微生物处理周期长、菌体会破坏部分纤
维素和半纤维素,降低纤维素的水解率,因此难以得到利用。
瑞典等北欧国家则利用无纤维素酶的担子菌突变株对纤维素材料进行脱木质素处理,取得了一定的效果。
三、生产工艺
1、水解
70%硫酸50℃的反应器中反应2～6h,半纤维素首先被降解,溶解物质经几次浓缩沥干后得到糖,水解后的固体残渣经脱水后,在30%～40%的硫酸中浸泡1～4h。
溶液再经脱水和干燥后,在70%硫酸下反应1～4h,回收的糖和酸溶液经离子交换,分离出的酸在高效蒸发器中重新浓缩,剩余的固体残渣则再循环利用到下一次的水解中。
主要优点是糖的回收率高,大约有90%的半纤维素和纤维素转化的糖被回收。
浓硫酸腐蚀性强,且从经济方面考虑必须回收浓硫酸,增加了工艺的复杂程度。
2、稀酸水解
解决浓酸水解法存在的问题,一般采用稀硫酸 (0.2%～0.5%),在较温和条件下进行。
一般分2个阶段:
第1阶段为低温操作,从半纤维素获得最大糖产量，
第2阶段采用高温操作使纤维素水解为六碳糖,糖的转化率一般为50%左右。
但稀酸水解容易产生大量副产物。
3、酶水解
酶水解是利用产纤维素酶的微生物或者纤维素酶制品,直接
将半纤维素、纤维素水解成可发酵糖。
优点：在常压下进行,反应条件温和、效率高、能耗低、选择性强、环保效果好,显示出良好的应用价值和前景。
水解后可形成单一产物,产率较高(>95%)。
4、发酵工艺
农作物秸秆的相当部分由半纤维素构成,其水解产物为以木糖为主的五碳糖,还有相当量的阿拉伯糖生成 (可占五碳糖的10%～20%),故五碳糖的发酵效率是决定过程经济性的重要因素。
木糖的存在对纤维素酶水解起抑制作用。
目前人们研究最多且最有工业应用前景的木糖发酵产乙醇的微生物有3种酵母菌种,即管囊酵母、树干毕赤酵母和体哈塔假丝酵母。
①直接发酵法
是基于纤维分解细菌直接发酵纤维素生产乙醇,不需要经过酸水解或酶水解前处理过程。
一般利用混合菌直接发酵,例如热纤梭菌(Clostridium thermoceUum)能分解纤维素,但乙醇产率较低(50%),热硫化氢梭菌(Col- stridium thermohydz)不能利用纤维素,但乙醇产率相当高, 如果进行混合发酵,产率可达70%。
热纤梭菌产生乙醇也存在以下问题:发酵不完全、发酵速度慢、终产物乙醇和有机酸对细胞有相当大的毒性,需进一步改进。
②间接发酵法
目前研究最多的一种方法。
使用纤维素酶水解纤维素,收集酶解后的糖液作为酵母发酵的碳源,先用纤维素酶水解纤维素,酶解后的糖液作为发酵碳源。
但是受末端产物抑制,低细胞浓度以及底物基质抑制作用影响乙醇产量。
采取的措施:减压发酵法和阿尔法—拉伐公司的
Bi-otile法,还可以通过筛选在高糖浓度下存活并能利用高糖的微生物突变菌株来克服基质抑制。
同步糖化发酵法(SSF法)
由Gauss等提出的在同一反应器中糖化和发酵同步进行。
这样纤维素酶对纤维素的酶水解和发酵糖化过程在同一装置内连续进行。
水解产物葡萄糖由于菌体的不断发酵而被利用,消除了葡萄糖因基质浓度对纤维素酶的反馈抑制作用。
在工艺上采用一步发酵法,简化了设备,节约了总生产时间,提高了生产效率。
当然也存在一些例木糖的抑制作用,糖化和发酵温度不协调。
④固定化细胞发酵
使发酵罐内细胞浓度提高,细胞可连续使用,使最终发酵液酒精浓度得以提高。
常用的固定化载体有海藻酸钠、卡拉胶、多孔玻璃等。
固定化细胞的新动向是混合固定细胞发酵,如酵母与纤维二糖酶一起固定化。
将纤维二糖基质转化成乙醇,被看作是玉米秸秆生产乙醇的重要方法。
五、结论与展望
以玉米秸秆等纤维素生产酒精技术是世界各国研究的热点,与其他生物能源、替代能源技术相比,无论是在经济合理性、技术可行性方面,还是在资源可持续性和环境协调性方面都具有明显的优势,可解决石油资源短缺和环境污染问题,有利于保证国家能源安全和社会协调发展。