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湿茶渣的沼气发酵潜力

2013-5-5 10:04:30     作者:Admin   【 】 浏览:  评论:2

  茶渣是指茶叶在生产、加工(含深加工)、销售、饮用过程中产生的固体有机废弃物。茶渣主要包括以下三大类:一是茶叶在加工过程中产生的大量茶末、修剪叶等副茶(约占成品茶总量的10%);二是销售过程中产生的滞销粗老茶,以及因为种种原因不能饮用的茶叶;三是茶饮料、速溶茶、茶多酚、鲜茶汁和茶酒等茶叶深加工过程中经浸泡提取后的废弃茶叶。在废弃的茶渣中,仍然残留较多的营养成分。据报道,茶渣中蛋白质含量较高,粗蛋白含量高达17%-19%,氨基酸组成较合理,赖氨酸和蛋氨酸含量分别为1.5%-2%和0.5%-0.7%,粗纤维含量也较高(16%-18%),还含有一定量的维生素、茶多酚、咖啡碱及少量的茶皂素等。我国是世界上最大的茶叶生产国,每年生成的茶渣量不下数十万吨,由于茶渣产量大,利用率低下,大部分茶渣被弃用,随意堆放在路边。不但造成环境污染,还严重浪费了生物质资源。

  农业部沼气科学研究所利用工厂提取茶多酚、速溶茶等产品后废弃的茶渣进行了产沼气试验。以35℃条件下驯化3个月以上的菌种制剂为接种物,将茶渣调制成总固体(TS)浓度5%、碳氮比为10.36:1的发酵原料。经60天的厌氧发酵,每吨含水率72.94%的湿茶渣可产沼气473.44立方米,甲烷(CH4)含量在50%以上,总固体降解率55.09%。湿茶渣所产沼气的低位热值达9870千焦/千克,接近湿茶渣自身的低位热值(10304千焦/千克)。尽管茶渣的碳氮比较高(沼气发酵原料的适宜碳氮比为25-30:1),但在发酵过程中未出现酸碱度(pH值)升高、铵盐抑制厌氧消化过程的现象。由此可见,茶渣也是一种很好的沼气发酵原料。

  在整个发酵过程中,先后出现了三次产沼气高峰:一是出现在第5天时,这一阶段,厌氧微生物主要转化了易被降解的简单酸类、游离氨基酸、寡肽等小分子物质;二是第14天时,出现了整个产气过程的最高峰,厌氧微生物主要转化了纤维素、半纤维素等碳水化合物;三是第26天后出现的又一次产气高峰,这一阶段,厌氧微生物主要转化了部分木质素类难降解物质。发酵的第55天后,沼气产生率下降到很低的水平。
 


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