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食用菌菌渣的處理方法及其應(yīng)用

來(lái)源:泰然健康網(wǎng) 時(shí)間:2024年12月22日 16:04

食用菌菌渣的處理方法及其應(yīng)用

1.本發(fā)明涉及菌渣處理技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種食用菌菌渣的處理方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù):

2.食用菌菌渣是食用菌栽培過(guò)程中收獲子實(shí)體后剩下的廢棄栽培基質(zhì),主要由菌絲體和降解后的木質(zhì)纖維素組成,其中含有大量的粗纖維、多糖等成分,還含有豐富的菌絲體蛋白、氨基酸、碳水化合物和微量元素等,具有很高的研究利用價(jià)值。目前,我國(guó)對(duì)食用菌菌渣菌渣的利用率很低,除部分通過(guò)二次栽培、堆肥和動(dòng)物飼料等方式被利用以外,大部分都被隨意丟棄或焚燒,使得資源無(wú)法得到有效利用,并且對(duì)周圍環(huán)境的污染也不可忽視。因此,對(duì)食用菌菌渣的合理開(kāi)發(fā)利用,不僅可以開(kāi)辟資源“變廢為寶”,而且具有顯著的生態(tài)學(xué)效益。
3.由于菌渣主要是鋸末、棉籽殼和稻草等,因此可視為一種木質(zhì)纖維素混合物。不同的是在食用菌生產(chǎn)中,這些木質(zhì)纖維素也會(huì)被白腐真菌生物降解。因此,食用菌菌渣非常適合微生物的降解和吸收,是沼氣發(fā)酵的理想原料。利用食用菌菌渣生產(chǎn)沼氣,不僅能夠緩解目前對(duì)化石燃料的依賴,同時(shí)能夠減少溫室氣體排放,具有顯著的環(huán)境效應(yīng)。但是,直接利用食用菌菌渣作為發(fā)酵原料仍然存在沼氣的產(chǎn)氣率低和大量厭氧發(fā)酵殘?jiān)y以處理等問(wèn)題,這些問(wèn)題成為了制約該技術(shù)發(fā)展的瓶頸。
4.因此,目前亟需一種食用菌菌渣的處理方法,以達(dá)到提高沼氣的產(chǎn)氣率和降低厭氧發(fā)酵殘?jiān)奶幚黼y度的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

5.本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種食用菌菌渣的處理方法及其應(yīng)用,至少達(dá)到了降低厭氧發(fā)酵殘?jiān)奶幚黼y度并且回收得到高品質(zhì)木質(zhì)素的效果。
6.本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
7.一方面,提供一種食用菌菌渣的處理方法。所述處理方法包括以下步驟:
8.s1.對(duì)所述食用菌菌渣進(jìn)行厭氧消化,分別收集所述厭氧消化的過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣和消化殘?jiān)?br>9.s2.將所述消化殘?jiān)来芜M(jìn)行離心、干燥和水洗,直至除去其吸附的糖和蛋白質(zhì),得到水洗殘?jiān)?br>10.s3.對(duì)所述水洗殘?jiān)M(jìn)行回流萃取,得到混合物;其中,所述回流萃取采用的萃取劑包括乙醇、異丙醇、甲酸、乙酸、γ
?
戊內(nèi)酯和水中的至少一種;
11.s4.對(duì)所述混合物依次進(jìn)行離心和固液分離,得到提取液和萃余渣;
12.s5.對(duì)所述提取液依次進(jìn)行濃縮、沉淀、離心和固液分離,得到固體木質(zhì)素。
13.在上述實(shí)施例中,利用所述厭氧消化和所述回流萃取的復(fù)合工藝,首先對(duì)所述食用菌菌渣進(jìn)行所述厭氧消化以生產(chǎn)沼氣以及富集木質(zhì)素,在此基礎(chǔ)上,再對(duì)所述消化殘?jiān)?jīng)過(guò)水洗得到的所述水洗殘?jiān)M(jìn)行所述回流萃取以純化木質(zhì)素以及去除蛋白質(zhì)和灰分等
雜質(zhì),達(dá)到了降低厭氧發(fā)酵殘?jiān)奶幚黼y度并且回收得到高品質(zhì)木質(zhì)素的效果。
14.在一些實(shí)施例中,s3中,所述回流萃取采用的萃取劑為所述乙醇、所述異丙醇、所述甲酸、所述乙酸和所述γ
?
戊內(nèi)酯中的至少一種與所述水的混合物。
15.在一些實(shí)施例中,s3中,所述回流萃取采用的萃取劑為所述乙醇和所述異丙醇中的至少一種、所述甲酸和所述乙酸中的至少一種以及所述水的混合物。
16.在一些實(shí)施例中,s3中,所述回流萃取采用的萃取劑為所述甲酸和所述乙酸中的至少一種與所述水的混合物。
17.在上述一些實(shí)施例中,利用多相(包括水相和有機(jī)相)的所述萃取劑進(jìn)行回流萃取,通過(guò)所述萃取劑中的有機(jī)相與所述水洗殘?jiān)械哪举|(zhì)素相互作用,通過(guò)所述萃取劑中的水相進(jìn)一步加快有機(jī)相與木質(zhì)素的相互作用,達(dá)到了獲得更高得率和更高純度的木質(zhì)素的效果。
18.需要說(shuō)明的是,水相與有機(jī)相的比例對(duì)提取效果的影響不是很大,這是因?yàn)槟举|(zhì)素為親油性聚合物,其與水不能互溶。
19.在一些實(shí)施例中,s3中,所述回流萃取采用的萃取劑為所述γ
?
戊內(nèi)酯與所述水的混合物。示例性的,所述γ
?
戊內(nèi)酯與所述水的體積比為2:1。
20.在上述一些實(shí)施例中,通過(guò)將所述γ
?
戊內(nèi)酯和所述水的混合物作為萃取劑,能夠進(jìn)一步提高木質(zhì)素的萃取得率。這是因?yàn)樗靓?br>?
戊內(nèi)酯中的酯基為大極性官能團(tuán),可以與木質(zhì)素有強(qiáng)的相互作用力;更重要的是,所述γ
?
戊內(nèi)酯中的酯基可以與木質(zhì)素發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致木質(zhì)素降解,物理性質(zhì)發(fā)生改變,溶解度也隨之改變,從而使提取效果明顯提高。
21.在一些實(shí)施例中,s3中,在所述回流萃取前,還包括對(duì)所述水洗殘?jiān)来芜M(jìn)行干燥、研磨和篩分,得到待萃取物的步驟。
22.在一些實(shí)施例中,s3中,所述回流萃取的溫度為90~110℃,所述回流萃取的時(shí)間為24h。
23.在一些實(shí)施例中,s3中,所述待萃取物與所述萃取劑的重量體積比為1:20(g:ml)。
24.在一些實(shí)施例中,s3中,所述干燥的溫度為80℃,所述干燥的時(shí)間為48h。
25.在一些實(shí)施例中,s3中,所述篩分是過(guò)80目篩。
26.在一些實(shí)施例中,s1中,所述厭氧消化,是將所述食用菌菌渣、禽畜糞便與接種物充分混合以得到混合料,并在厭氧條件下對(duì)所述混合料進(jìn)行發(fā)酵,直至不再產(chǎn)氣。
27.在一些實(shí)施例中,所述禽畜糞便包括雞糞、牛糞和豬糞中的至少一種。
28.在上述一些實(shí)施例中,通過(guò)使所述食用菌菌渣與所述禽畜糞便進(jìn)行混合發(fā)酵,使其產(chǎn)生了協(xié)同增效的作用,達(dá)到了顯著提高甲烷累積產(chǎn)量的效果。
29.在一些實(shí)施例中,所述接種物為厭氧發(fā)酵消化污泥;和/或,所述食用菌菌渣中的揮發(fā)性固體與所述禽畜糞便中的揮發(fā)性固體的質(zhì)量比為(1~2):(1~2);和/或,所述接種物中的揮發(fā)性固體的質(zhì)量占所述食用菌菌渣中的揮發(fā)性固體與所述禽畜糞便中的揮發(fā)性固體的總質(zhì)量的30%;和/或,所述混合料的含固率為10wt%~15wt%;和/或,所述發(fā)酵為中溫發(fā)酵或高溫發(fā)酵;其中,所述中溫發(fā)酵的發(fā)酵溫度為30~40℃,所述高溫發(fā)酵的發(fā)酵溫度為50~60℃;和/或,所述發(fā)酵的ph為6.8~7.2。
30.在上述一些實(shí)施例中,通過(guò)限定所述混合料的含固率,能夠控制所述厭氧消化中的揮發(fā)性脂肪酸(vfa)的積累,在此基礎(chǔ)上,通過(guò)限定所述食用菌菌渣中的揮發(fā)性固體與所
等旨在表明與該實(shí)施例或示例相關(guān)的特定特征、結(jié)構(gòu)、材料或特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。上述術(shù)語(yǔ)的示意性表示不一定是指同一實(shí)施例或示例。此外,所述的特定特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點(diǎn)可以以任何適當(dāng)方式包括在任何一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。
50.以下,術(shù)語(yǔ)“a、b和c中的至少一個(gè)”與“a、b或c中的至少一個(gè)”具有相同含義,均包括以下a、b和c的組合:僅a,僅b,僅c,a和b的組合,a和c的組合,b和c的組合,及a、b和c的組合。
51.術(shù)語(yǔ)“a和/或b”,包括以下三種組合:僅a,僅b,及a和b的組合。
52.實(shí)施例1
53.一種對(duì)食用菌菌渣進(jìn)行厭氧消化的方法,包括以下步驟:
54.將14.0g食用菌菌渣、50.6g新鮮雞糞與46.3g秸稈厭氧發(fā)酵消化污泥充分混合后,得到含固率(ts)為10wt%的混合料,將混合料添加到發(fā)酵瓶中,加入適量水將發(fā)酵體積調(diào)節(jié)至350ml,用1m hcl或1m naoh將ph值調(diào)節(jié)至7.0,充入氮?dú)?min以排除發(fā)酵瓶?jī)?nèi)的空氣,最后密封發(fā)酵瓶,在35℃下進(jìn)行厭氧發(fā)酵,直至不再產(chǎn)氣,分別收集厭氧發(fā)酵的過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣和消化殘?jiān)?br>55.其中,以所含揮發(fā)性固體(vs)的質(zhì)量計(jì),食用菌菌渣(sms):新鮮雞糞(cm)=1:2;
56.以所含揮發(fā)性固體(vs)的質(zhì)量計(jì),接種物占食用菌菌渣與新鮮雞糞總和的30%;
57.食用菌菌渣取自什邡市昊陽(yáng)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司黃背木耳種植基地的黃背木耳菌渣,將其取回后自然風(fēng)干,并用粉碎機(jī)粉碎后備用;黃背木耳生產(chǎn)的原料基質(zhì)主要含有木屑、玉米芯及玉米粉和石灰等;
58.新鮮雞糞取自雙流縣附近的農(nóng)場(chǎng),在
?
20℃冰箱中冷藏保存?zhèn)溆茫?br>59.接種物是取自農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所雙流基地的秸稈厭氧發(fā)酵消化污泥,將其取回后置于4℃密閉桶保存,使用前先在35℃條件下培養(yǎng)7天左右,直至不再產(chǎn)氣,再接種到發(fā)酵瓶中。
60.實(shí)施例2
61.本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于:將19.0g食用菌菌渣、34.5g新鮮雞糞與42.1g秸稈厭氧發(fā)酵消化污泥充分混合;其中,以所含揮發(fā)性固體(vs)的質(zhì)量計(jì),食用菌菌渣(sms):新鮮雞糞(cm)=1:1。本實(shí)施例的其余步驟和條件均與實(shí)施例1相同。
62.實(shí)施例3
63.本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于:將23.2g食用菌菌渣、21.1g新鮮雞糞與38.6g秸稈厭氧發(fā)酵消化污泥充分混合;其中,以所含揮發(fā)性固體(vs)的質(zhì)量計(jì),食用菌菌渣(sms):新鮮雞糞(cm)=2:1。本實(shí)施例的其余步驟和條件均與實(shí)施例1相同。
64.實(shí)施例4
65.一種對(duì)食用菌菌渣進(jìn)行厭氧消化的方法,包括以下步驟:
66.將11.9g食用菌菌渣、66.4g新鮮豬糞與39.6g秸稈厭氧發(fā)酵消化污泥充分混合后,得到含固率(ts)為10wt%的混合料,將混合料添加到發(fā)酵瓶中,加入適量水將發(fā)酵體積調(diào)節(jié)至350ml,用1m hcl或1m naoh將ph值調(diào)節(jié)至7.0,充入氮?dú)?min以排除發(fā)酵瓶?jī)?nèi)的空氣,最后密封發(fā)酵瓶,在35℃下進(jìn)行厭氧發(fā)酵,直至不再產(chǎn)氣,分別收集厭氧發(fā)酵的過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣和消化殘?jiān)?br>67.其中,以所含揮發(fā)性固體(vs)的質(zhì)量計(jì),食用菌菌渣(sms):新鮮豬糞(pm)=1:2;
68.以所含揮發(fā)性固體(vs)的質(zhì)量計(jì),接種物占食用菌菌渣與新鮮豬糞總和的30%;
69.食用菌菌渣取自什邡市昊陽(yáng)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司黃背木耳種植基地的黃背木耳菌渣,將其取回后自然風(fēng)干,并用粉碎機(jī)粉碎后備用;黃背木耳生產(chǎn)的原料基質(zhì)主要含有木屑、玉米芯及玉米粉和石灰等;
70.新鮮豬糞取自雙流縣附近的農(nóng)場(chǎng),在
?
20℃冰箱中冷藏保存?zhèn)溆茫?br>71.接種物是取自農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所雙流基地的秸稈厭氧發(fā)酵消化污泥,將其取回后置于4℃密閉桶保存,使用前先在35℃條件下培養(yǎng)7天左右,直至不再產(chǎn)氣,再接種到發(fā)酵瓶中。
72.實(shí)施例5
73.本實(shí)施例與實(shí)施例4的不同之處在于:將17.0g食用菌菌渣、47.5g新鮮豬糞與37.8g秸稈厭氧發(fā)酵消化污泥充分混合;其中,以所含揮發(fā)性固體(vs)的質(zhì)量計(jì),食用菌菌渣(sms):新鮮豬糞(pm)=1:1。本實(shí)施例的其余步驟和條件均與實(shí)施例4相同。
74.實(shí)施例6
75.本實(shí)施例與實(shí)施例4的不同之處在于:將21.8g食用菌菌渣、30.2g新鮮豬糞與35.9g秸稈厭氧發(fā)酵消化污泥充分混合;其中,以所含揮發(fā)性固體(vs)的質(zhì)量計(jì),食用菌菌渣(sms):新鮮豬糞(pm)=2:1。本實(shí)施例的其余步驟和條件均與實(shí)施例4相同。
76.實(shí)施例7
77.一種對(duì)食用菌菌渣進(jìn)行厭氧消化的方法,包括以下步驟:
78.將12.3g食用菌菌渣、51.7g新鮮牛糞與41.0g秸稈厭氧發(fā)酵消化污泥充分混合后,得到含固率(ts)為10wt%的混合料,將混合料添加到發(fā)酵瓶中,加入適量水將發(fā)酵體積調(diào)節(jié)至350ml,用1m hcl或1m naoh將ph值調(diào)節(jié)至7.0,充入氮?dú)?min以排除發(fā)酵瓶?jī)?nèi)的空氣,最后密封發(fā)酵瓶,在35℃下進(jìn)行厭氧發(fā)酵,直至不再產(chǎn)氣,分別收集厭氧發(fā)酵的過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣和消化殘?jiān)?br>79.其中,以所含揮發(fā)性固體(vs)的質(zhì)量計(jì),食用菌菌渣(sms):新鮮牛糞(dm)=1:2;
80.以所含揮發(fā)性固體(vs)的質(zhì)量計(jì),接種物占食用菌菌渣與新鮮牛糞總和的30%;
81.食用菌菌渣取自什邡市昊陽(yáng)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司黃背木耳種植基地的黃背木耳菌渣,將其取回后自然風(fēng)干,并用粉碎機(jī)粉碎后備用;黃背木耳生產(chǎn)的原料基質(zhì)主要含有木屑、玉米芯及玉米粉和石灰等;
82.新鮮牛糞取自雙流縣附近的農(nóng)場(chǎng),在
?
20℃冰箱中冷藏保存?zhèn)溆茫?br>83.接種物是取自農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所雙流基地的秸稈厭氧發(fā)酵消化污泥,將其取回后置于4℃密閉桶保存,使用前先在35℃條件下培養(yǎng)7天左右,直至不再產(chǎn)氣,再接種到發(fā)酵瓶中。
84.實(shí)施例8
85.本實(shí)施例與實(shí)施例7的不同之處在于:將17.4g食用菌菌渣、36.6g新鮮牛糞與38.7g秸稈厭氧發(fā)酵消化污泥充分混合;其中,以所含揮發(fā)性固體(vs)的質(zhì)量計(jì),食用菌菌渣(sms):新鮮牛糞(dm)=1:1。本實(shí)施例的其余步驟和條件均與實(shí)施例7相同。
86.實(shí)施例9
87.本實(shí)施例與實(shí)施例7的不同之處在于:將22.0g食用菌菌渣、23.2g新鮮牛糞與36.8g秸稈厭氧發(fā)酵消化污泥充分混合;其中,以所含揮發(fā)性固體(vs)的質(zhì)量計(jì),食用菌菌
渣(sms):新鮮雞糞(dm)=2:1。本實(shí)施例的其余步驟和條件均與實(shí)施例7相同。
88.實(shí)施例10
89.一種對(duì)消化殘?jiān)M(jìn)行處理的方法,包括以下步驟:
90.1)將實(shí)施例4得到的消化殘?jiān)?000rpm的轉(zhuǎn)速下離心10min,將離心得到的固體烘干后進(jìn)行3次水洗,以除去其吸附的糖和蛋白質(zhì),得到水洗殘?jiān)?;其中,每次水洗依次包括洗滌、?000rpm的轉(zhuǎn)速下離心30min、以及固液分離的步驟;
91.2)將10g
±
0.01g水洗殘?jiān)?0℃的溫度下干燥48h,再研磨并過(guò)80目篩,得到待萃取物;
92.3)將待萃取物與萃取劑混合,在100℃的溫度下回流萃取24h,得到混合物;其中,待萃取物與萃取劑的重量體積比為1:20(g:ml);萃取劑為γ
?
戊內(nèi)酯與水的混合物,γ
?
戊內(nèi)酯與水的質(zhì)量比為2:1;
93.4)使混合物在10000rpm的轉(zhuǎn)速下離心10min,再經(jīng)固液分離,得到提取液和萃余渣;
94.5)用萃取劑洗滌萃余渣,得到洗滌液;將洗滌液與提取液混合并濃縮至50ml,得到濃縮液;將濃縮液與250ml去離子水混合,以使木質(zhì)素沉淀,并在12000rpm的轉(zhuǎn)速下離心20min,再經(jīng)固液分離,得到固體木質(zhì)素;
95.6)將固體木質(zhì)素置于
?
80℃的冰箱中冷凍1h,再在冷凍干燥箱中干燥24h,得到干燥木質(zhì)素。
96.實(shí)施例11
97.本實(shí)施例與實(shí)施例10的不同之處在于:萃取劑為γ
?
戊內(nèi)酯與水的混合物,γ
?
戊內(nèi)酯與水的質(zhì)量比為1:1。本實(shí)施例的其余步驟和條件均與實(shí)施例10相同。
98.實(shí)施例12
99.本實(shí)施例與實(shí)施例10的不同之處在于:萃取劑為乙酸、甲酸與水的混合物,乙酸、甲酸與水的質(zhì)量比為3:5:2。本實(shí)施例的其余步驟和條件均與實(shí)施例10相同。
100.實(shí)施例13
101.本實(shí)施例與實(shí)施例10的不同之處在于:萃取劑為乙酸、甲酸與水的混合物,乙酸、甲酸與水的質(zhì)量比為4:5:1。本實(shí)施例的其余步驟和條件均與實(shí)施例10相同。
102.實(shí)施例14
103.本實(shí)施例與實(shí)施例10的不同之處在于:萃取劑為異丙醇、甲酸與水的混合物,異丙醇、甲酸與水的質(zhì)量比為3:5:2。本實(shí)施例的其余步驟和條件均與實(shí)施例10相同。
104.實(shí)施例15
105.本實(shí)施例與實(shí)施例10的不同之處在于:萃取劑為異丙醇、甲酸與水的混合物,異丙醇、甲酸與水的質(zhì)量比為4:5:1。本實(shí)施例的其余步驟和條件均與實(shí)施例10相同。
106.實(shí)施例16
107.本實(shí)施例與實(shí)施例10的不同之處在于:萃取劑為甲酸與水的混合物,甲酸與水的質(zhì)量比為2:1。本實(shí)施例的其余步驟和條件均與實(shí)施例10相同。
108.對(duì)照組
109.采用本發(fā)明實(shí)施例1中的方法與對(duì)照組進(jìn)行對(duì)比,其中,對(duì)照組與實(shí)施例1的區(qū)別在于:僅將食用菌菌渣與秸稈厭氧發(fā)酵消化污泥充分混合,而不添加新鮮雞糞;其他條件如
剩余物料的選擇和用量以及其他的工藝步驟等均與本發(fā)明實(shí)施例1相同。
110.需要說(shuō)明的是,上述實(shí)施例1~9和對(duì)照組中所提及的食用菌菌渣、禽畜糞便和接種物的ts和vs均根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)量(apha et al.,1998):稱取坩堝質(zhì)量m1,取2g左右樣品于坩堝重質(zhì)量m2,在105℃烘干8h后冷卻至室溫稱重m3,之后放在馬弗爐600℃灼燒2h,冷卻至室溫后稱重m4,通過(guò)公式計(jì)算ts、vs。
[0111][0112][0113]
試驗(yàn)效果
[0114]
1.為了驗(yàn)證本發(fā)明的處理方法對(duì)產(chǎn)沼氣潛力的提升,分別在實(shí)施例1~9和對(duì)照組中的厭氧發(fā)酵過(guò)程中進(jìn)行了以下操作:在發(fā)酵過(guò)程,每天手動(dòng)搖動(dòng)發(fā)酵瓶2次,以混合原料;每天定時(shí)通過(guò)排水量測(cè)量產(chǎn)生的沼氣體積并分析沼氣成分,每三天取樣一次液體樣品用于分析揮發(fā)酸(vfa)濃度。
[0115]
1)沼氣成分的測(cè)定:采用排水法測(cè)定氣體體積,采用氣相色譜儀panna
?
a60測(cè)定沼氣成分。檢測(cè)器為tcd檢測(cè)器,色譜柱是碳分子篩tdx
?
01,內(nèi)徑為3mm
×
3mm;柱箱、進(jìn)樣器和檢測(cè)器溫度分別為180℃、100℃和200℃;載氣為氫氣,流速為38ml/min(結(jié)果如圖1~2所示)。
[0116]
由圖1~2可知,食用菌菌渣分別和新鮮雞糞、新鮮豬糞和新鮮牛糞混合發(fā)酵的累積甲烷產(chǎn)量和最大甲烷含量均顯著高于單一菌渣。從累積甲烷產(chǎn)量來(lái)看,食用菌菌渣分別與新鮮雞糞、新鮮牛糞和新鮮豬糞混合發(fā)酵時(shí)均存在協(xié)同效應(yīng);其中,食用菌菌渣與新鮮雞糞混合發(fā)酵的產(chǎn)甲烷潛力高于新鮮豬糞和新鮮牛糞。另外,在相同的ts條件下,隨著禽畜糞便比例的提高,累積甲烷產(chǎn)量逐漸增加,但滯后期逐漸延長(zhǎng)。
[0117]
2)揮發(fā)性脂肪酸的測(cè)定:向發(fā)酵液樣品加入50μl甲酸處理以除去蛋白質(zhì)等雜質(zhì),之后在13000rpm的轉(zhuǎn)速下離心7分鐘,收集所得的上清液,并通過(guò)0.22μm的薄膜注射器過(guò)濾器過(guò)濾。利用氣相色譜儀(gc112n)分析揮發(fā)性脂肪酸,檢測(cè)器為fid檢測(cè)器,色譜柱為水中酸分析柱,尺寸內(nèi)徑為2m
×
2mm;柱箱、進(jìn)樣器和檢測(cè)器的溫度分別為180℃、210℃和230℃;載氣為氮?dú)?,流?5ml/min;進(jìn)樣量為1μl(結(jié)果如圖3所示)。
[0118]
由圖3可知,在混合發(fā)酵過(guò)程,在相同的ts條件下,vfa積累量隨著禽畜糞便比例的提高而降低,說(shuō)明添加禽畜糞便可以調(diào)節(jié)混合物料的c/n比,從而改善發(fā)酵過(guò)程的穩(wěn)定性。
[0119]
2.為了驗(yàn)證本發(fā)明的處理方法對(duì)木質(zhì)素的提取效果,分別對(duì)實(shí)施例10~16中的木質(zhì)素的萃取得率進(jìn)行了測(cè)定。其中,木質(zhì)素的萃取得率=(干燥木質(zhì)素的質(zhì)量/消化殘?jiān)心举|(zhì)素的質(zhì)量)
×
100%(結(jié)果如圖4所示)。
[0120]
由圖4可知,不同的萃取劑對(duì)木質(zhì)素提取的作用力不同,萃取劑進(jìn)入木質(zhì)素大分子鏈間的能力不同,導(dǎo)致不同的萃取劑有不同的提取率。具體來(lái)說(shuō),甲酸與水的混合物,γ
?
戊內(nèi)酯與水的混合物,乙酸、甲酸和水的混合物以及異丙醇、甲酸和水的混合物均有較高的萃取得率。其中,γ
?
戊內(nèi)酯:水為2:1時(shí)有最高的木質(zhì)素萃取得率,其原因在于酯基為大極性官能團(tuán),可以與木質(zhì)素有強(qiáng)的相互作用力,更重要的是γ
?
戊內(nèi)酯中酯基可以與木質(zhì)素發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致木質(zhì)素降解,物理性質(zhì)發(fā)生改變,溶解度也隨之改變,提取效果明顯提高。而醇類
和酸類,雖然也可以與木質(zhì)素有強(qiáng)的相互作用,但是其不能改變木質(zhì)素原有的物理性質(zhì),所以提取率不及γ
?
戊內(nèi)酯。另一方面,水與有機(jī)溶劑的比例對(duì)提取效果影響不是很大,其原因是木質(zhì)素為親油性聚合物,與水不能互溶,鑒于此水在此的作用主要是加快木質(zhì)素與有機(jī)溶劑的相互作用。
[0121]
3.為了進(jìn)一步驗(yàn)證本發(fā)明的處理方法對(duì)木質(zhì)素的提取效果,分別對(duì)實(shí)施例10~16中的木質(zhì)素進(jìn)行了主要組成成分分析,以測(cè)定其中碳水化合物、酸不溶木質(zhì)素和灰分的含量,其方法參照美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(nrel)建立的標(biāo)準(zhǔn)方法(sluiter et al.,2008a;sluiter et al.,2005;sluiter et al.,2008b)。結(jié)果如下表所示:
[0122]
組別葡聚糖%木聚糖%阿拉伯聚糖%碳水化合物%木質(zhì)素%灰分%實(shí)施例101.891.890.844.629.8346.00實(shí)施例111.871.870.734.4710.8642.61實(shí)施例121.711.110.002.8285.711.76實(shí)施例131.581.300.403.2893.900.77實(shí)施例140.430.540.000.9783.466.67實(shí)施例150.400.640.121.1680.637.56實(shí)施例161.550.710.392.6562.8612.71
[0123]
結(jié)合上表從碳水化合物、木質(zhì)素以及灰分的角度來(lái)分析所得木質(zhì)素的純度,可知:
[0124]
實(shí)施例13所得木質(zhì)素的純度最高,木質(zhì)素的含量為93.90%,碳水化合物的含量為3.28%,灰分的含量?jī)H為0.77%,其次為實(shí)施例12和實(shí)施例14~15,這說(shuō)明了酸
?
酸或醇
?
酸的混合多相萃取劑能顯著提高木質(zhì)素的純度。另外,從圖4可看出實(shí)施例10~11有最高的木質(zhì)素得率,但是由上表可注意到實(shí)施例10~11所得木質(zhì)素的純度只有9.83%~10.86%,其純度遠(yuǎn)低于其他實(shí)施例所得木質(zhì)素,并且其灰分雜質(zhì)有42.61%~46.00%。究其原因是因?yàn)棣?br>?
戊內(nèi)酯會(huì)使木質(zhì)素降解,在增加木質(zhì)素的溶解性,提高得率的同時(shí),會(huì)產(chǎn)生一種混合物,雜質(zhì)多,這不利于所得木質(zhì)素的高值化利用。
[0125]
綜上所述,本發(fā)明的一種食用菌菌渣的處理方法及其應(yīng)用,達(dá)到了降低厭氧發(fā)酵殘?jiān)奶幚黼y度并且回收得到高品質(zhì)木質(zhì)素的效果。
[0126]
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式,不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除,而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境,并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi),通過(guò)上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍,則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

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網(wǎng)址: 食用菌菌渣的處理方法及其應(yīng)用 http://m.u1s5d6.cn/newsview728360.html

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