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典型农业生物质的化学性质比较

时间:2018-12-28 10:22  点击:  作者:飞天小白龙  来源:杏耀平台原创

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生物质能源是最早的人类能源之一,特别是在农村地区。生物质在全球能源资源中排名第四,为人类需求提供约9%-14%的能源;特别是在发展中国家,生物质能源尤为重要,提供近35%-40%的能源。生物质在生长过程中吸收二氧化碳,并在燃烧过程中释放二氧化碳,以实现气体排放的平衡。生物质燃料的燃烧速度比煤炭快得多,而生物质燃料的优点是可再生的、环保。可以扩大生物能源的使用,以满足不断增长的能源需求,减少二氧化碳排放和全球变暖,并且对城市和农村废物的处理非常有益。

中国的生物质原料主要来自农业和林业,分布广泛,草、灌溉、乔,糖和淀粉。木质纤维素生物质主要是农作物秸秆,如稻草、玉米秸秆、秸秆、油菜秸秆和棉花秸秆。该系统识别和量化生物质的化学组成,并且是生物质原料应用中最重要的步骤。关于秸秆原料的热解或发酵的研究很多。作为生物质能的原料,农作物秸秆可用于制备生物炭和生物油。近年来,关于洗涤剂纤维和粗蛋白质的研究主要用于通过微生物发酵后的饲料等,并且关于不同区域或不同类型的秸秆的化学性质的比较的研究很少。为此,对华东三省市四种常见生物量(稻草、玉米秸秆、油菜秸秆和棉秆)的化学特征进行了对比分析,为生物质的合适能量利用方法提供参考。

1.材料和方法

1.1测试材料的收集

共筛选出安徽省和上海市127份玉米秸秆、玉米秸秆、油菜秸秆和棉花秸秆样品。将不同的样品或不同品种的样品记录为不同的样品。根据当地种植面积分布和样本类型,选择采样点,确保采样科学、具有代表性,并收集不同品种的样本,以确保实验数据适用于该样本的所有品种。稻草、玉米秸秆、油菜秸秆和棉花秸秆。样品收集时间在作物收获期间选择。在每个地块上,根据地形科学安排,每个样品收集3-5kg,并使用标记良好的绳子捆扎和坚固样品;同时,填写现场记录表。样品采集时间、位置、样品种类、种植模式、收获季节和其他信息记录完好。1.2试验材料的制备

收集的吸管根据类型分类,空气干燥后,用Zhiya粉末机(Fulunlite 112M-4)得到粗粉,将粗粉样品放入45℃的烘箱中干燥;然后使用中药破碎机(在Dade Pharmaceutical Machine DFY-500中制备细粉),将细粉样品通过40目(粒径0.63mm)筛分;在样品制备完成后,将其包装在自封袋中,并将标签放置并储存在干燥器中。用于测试测试。

1.3试验方法

以制备的秸秆粉末样品为原料,采用四点法选取样品为纤维素(纤维素)、半纤维素、木质素、中性洗涤纤维、酸洗涤纤维和粗蛋白等。化学性质测定。每个指标的测量主要基于国家标准、美国材料与试验协会ATSM标准和AOAC国际标准。测定了稻草、玉米秸秆、油菜秸秆和棉秆的化学特性。

1)纤维素、半纤维素:纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖,葡萄糖是由几种不同类型的单糖组成的异多聚体。这些糖是五碳糖和六碳糖,包括木糖、阿拉伯糖、半乳糖和甘露糖。在该试验中,纤维素和半纤维素的含量通过高效液相色谱法(Waters 1515-2414)测量糖含量来确定。

2)木质素:用紫外分光光度法测定酸溶性木质素,用煅烧法(575℃)得到不溶性木质素、木质素的总含量和两部分的总和。

3)中性洗涤剂纤维、酸性洗涤纤维:由纤维测试仪测定。

4)粗蛋白质:由凯氏分析仪测定。

1.4测试设备

智雅破碎机、中药研磨机、平衡器、VELP光纤测试仪FIWE6、烤箱、马弗炉、Waters1515-2414高效液相色谱仪、UV-1800紫外分光光度计、凯氏氮分析仪。

1.5数据分析方法

使用Microsoft Excel2010,IBMSPSSStatistics20单向ANOVA等方法。

2结果与分析

纤维材料包括纤维素、半纤维素和木质素。纤维材料的含量可以作为生物质能材料选择的重要依据。稻草、玉米秸秆、油菜秸秆和棉秆中纤维物质的含量。由于秸秆中木质纤维素含量高,厌氧菌不能有效降解。与畜禽粪便等易消化物质相比,秸秆沼气技术要困难得多,特别是木质素含量最高的棉花。稻草。但是,中国秸秆资源量巨大,农村沼气池的推广工作进展顺利。为了解决秸秆难以降解和生产沼气的问题,需要解决一些关键技术问题。首先,有必要研究各种预处理方法,通过预处理提高秸秆的生物消化率、消化效率和产气率;其次,根据大量的吸管、,密度小,、没有流动性,可以研究其材料。特殊的高效厌氧消化反应器具有特点,研究了更好的反应器??运行参数。与沼气相比,当生物质被热解或烧焦时,纤维素和半纤维素主要产生挥发性物质,而木质素主要分解成焦炭。棉秆木质素含量最高,不适合热裂解液化生产生物油,其次是玉米秸秆。

研究表明,纤维素和半纤维素的热转化率具有较高的碳转化率,可以转化为温度并提高温度,有利于提高CO含量,降低CO2含量;而木质素中碳的转化率很低。转化为更多,该过程主要发生在800℃,并且由温度产生的CH 2的量大。

从木质纤维素原料生产乙醇的过程??主要分为两个步骤:将纤维素和半纤维素水解成可发酵的糖,以及将糖发酵成醇。水解过程通常使用酸或酶作为催化剂;木质素本身结构非常稳定,难以被一般溶剂溶解。因此,在从木质纤维素生物质制备乙醇的过程??中,通常需要除去木质素。纤维素/半纤维素的比例更适合于乙醇的生产,因此稻草更适合于乙醇的生产。

2.2化学分析

当秸秆用作饲料时,其营养品质主要取决于秸秆中粗蛋白质、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤剂洗涤(ADF)的含量。在稻草、玉米秸秆、油菜秸秆和棉秆上测定中性洗涤纤维、酸洗涤纤维和粗蛋白。

玉米中洗涤纤维和粗蛋白的含量与文献中的范围一致。其中,品种不同,内容不同。油菜秸秆粗蛋白的文献值略高,可能是由于不同地区粗蛋白含量的差异。稻草和棉秆粗蛋白含量与文献含量范围一致。

典型农业生物质的化学性质比较

当秸秆经酵母或其他微生物发酵时,粗蛋白质含量大大提高,粗纤维的降解率提高,更适合畜禽饲料。

3个结论

1)纤维素/半纤维素的比例更适合于乙醇的生产,因此稻草更适合于乙醇的生产。2)当纤维素和半纤维素发生热化学气化反应时,碳转化率高,可转化为CO和CO2;木质素中碳的转化率低,并转化为CHQ。因此,玉米秸秆在热化学转化过程中更容易转化为CU和CO2;在热化学转化过程中,棉秆更容易转化为CHQ。


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