菠萝皮发酵产沼气实验研究

菠萝皮发酵产沼气实验研究

0加工产品内容单一杏仁又名凤阳，是著名的亚热带水果，其风味和营养价值很高。目前，龙眼加工产品主要是龙眼糖袋。在加工过程中，50%60%的龙眼皮被加工厂浪费，不仅浪费了大量资源，而且损害了生态环境。对菠萝皮的利用国内外做了许多研究,本实验主要研究不加碱和加碱处理菠萝皮时产沼气的潜力。1实验材料和方法1.1发酵原材料发酵原料菠萝皮,经测定TS为20.17%,VS为95.12%,pH值为3.87。1.2嫁接取自本实验室猪粪为原料富集的接种物,TS为14.89%,VS为77.47%,pH值为7.10。1.3实验设备自制1000mL实验型水压式厌氧消化装置,用水浴控温在25℃。1.4种物及接种物的调静本实验设2个实验组和1个对照组,重复设3个平行实验,配料如下:实验组1:300g接种物,50g菠萝皮(未加石灰水,pH值为3.87),补加沼液至1000mL。实验组2:300g接种物,50g菠萝皮(加石灰水调至pH值为7.5),补加沼液至1000mL。对照组:300g接种物,加40mL水,补加沼液至1000mL。1.5发酵温度及接种物测定总固体含量(TS)、挥发性固体含量(VS)采用常规分析法,测定原料接种物,以及发酵前后料液的TS、VS。TS:105±5℃的恒温箱中烘至恒重;VS:550±20℃马弗炉中灼烧至恒重。发酵温度:恒温水浴控温t=25℃。pH值:采用pH计测定原料、接种物以及发酵前后料液的pH值。甲烷含量:利用奥氏气体分析仪测定。产气情况记录:本实验采用水压式法收集沼气,从实验启动的第一天起,每天定时记录各套装置的产气量,2～4d测一次甲烷的含量。2结果与分析2.1实验结果和讨论本实验共进行了23d,对沼气发酵前后发酵料液的TS、VS和pH值进行了分析,结果见表1;实验组和对照组实验产气量见表2;图1为产气变化曲线图;图2为菠萝皮的沼气中甲烷含量。2.2不同强化方法对沼气的消化效果从表1可以看出,发酵前后实验组、对照组的料液中TS、VS含量都有不同程度的降低。这说明在发酵过程中,原料被不同程度地消化并产生沼气。根据表中的数据可以看出,对于实验组1(未加碱),其原料的TS利用率为10.70%,VS利用率为8.88%;而实验组2(加碱),其原料的TS利用率为11.21%,VS利用率为8.21%。两组实验的TS、VS利用率变化不大。对于对照组,其TS、VS含量本身发生了变化,但变化量小,产生了少量的气体。2.3菠萝皮产气曲线从表1可以看出,发酵过程前后pH值变化情况来看,实验组和对照组的pH值均没有明显变化,并处于厌氧发酵的正常范围内,但从图1可以看出,未加碱的产气曲线说明菠萝皮第一阶段产气的同时,不断产生有机酸,pH值降低抑制了甲烷细菌的活动,从而产气下降,以后随着氨化作用产生缓冲剂氨,pH值上升,从而出现第二阶段产气。2.4mm.33mm/d表2、图1和图2表明加碱和未加碱的菠萝皮产气效果均较好,平均日产气量分别为269.86mL/d(22d计)和255.43mL/d(23d计)。两者发酵实验启动非常快,第一天就达到了日产气量高峰,分别为920mL和520mL,两者随着水溶性物质被微生物逐渐消耗,产气量下降,加碱组产气量逐渐下降,而未加碱组产气量急速下降,由于产生了有机酸,以后随着氨的产生及渣中的有机物被微生物分解为挥发性酸等,低分子化合物转化为甲烷,从而出现第二个产气次高峰。2.5未加碱与甲烷含量的比较从图2可以看出,加碱组和未加碱组最大甲烷的含量基本相等。1～12d中加碱组的甲烷含量高于未加碱组,因为未加碱组有机酸多,产生的CO2也多,13～23d中加碱组的甲烷含量低于未加碱组,因为未加碱组氨的产生抑制有机酸,产生的CO2少。这与图1沼气的曲线基本相符。3结论(1)以葡萄皮为原料，在25c下℃环境温度下,加碱和不加碱都可以进行厌氧发酵产沼气。(2)甲烷含量的测定℃环境温度下,菠萝皮可以作为沼气发酵原料,未加碱的产沼气潜力为574.81mL/gTS,6