香蕉收果后或蕉园淘汰后,其植株一般都是被清理搬运到田间地头废弃掉,绝人部分未综合利用 。而从香蕉植株茎秆中提取的纤维是一种优质的天然纺织原料,目前国内正在对其进行开发利用 。在提取香蕉纤维时,会产生大量的茎秆渣 ,利用茎秆渣进行仄氧发酵生产沼气,既可增加新的沼z毛 原料,又可促进 香蕉茎秆的综合利用,提高香蕉种植效益。本研究以香蕉茎秆渣为沼气发酵原料,加入人尿或草木灰等碱性原料调节发酵液酸碱度制作沼气,测定叶渣沼气发酵的产气量及探讨其产气规律。我们然后在广东农村家庭沼气池中进行了香蕉茎秆渣生产沼气的初步试验,取得 了良好的效果,为香蕉茎秆渣的利用找到了一条可行途径。

1.1 材料和方法

试验材料新鲜香蕉茎秆用刮麻机提取纤维后收集茎秆渣并拣除渣中的杂物。茎秆渣含水量92 % ,其干物质主要成份为:粗蛋白2、4 % ,粗纤维2 0.5 % ,粗脂肪2.3 % ,无氮浸 出物6 0.5% 。酸碱度调节剂用草木灰 ( 或澄清石灰水 )、人尿。沼气菌发酵液从广东徐闻县某农村沼气池中提取

1.2 试验装置

厌氧发酵试验装置如图1所示。产气量用刻度试管计量排水体积测定;pH值用HNA H I 9 0 2 4 C 酸碱度测定仪测定

 

2 测定方法与项目

2.1沼气制作试验

将沼气菌发酵液1装入5 L 发酵瓶内,发酵液约占瓶容积 的二分之一。发酵瓶瓶 口用胶塞密封 ,进料管及集气管分别穿过胶塞进入瓶 内,用石蜡热融后涂封各接 口以防漏气。为了防止空气进入瓶内,进料管 卜 端必须浸泡于发酵液液面以 下,而排气管下端必须位于发酵液液面以上,靠近瓶 口 处才有利于气体排出。通过胶管和集气管将气体引入刻度试管内,刻度试管内事先充满水 ,气体进入刻度试管后将水排 出, 排 出的水的体积可认为等于所产气体的体积。从进料管向发酵瓶 内加入新鲜香蕉茎秆渣,进料负荷1 0 一2 0 9 /天 ,每天加料一次。加料后摇动 发酵瓶使料液充分混合 ,并测定发酵液酸碱度。人尿呈碱性,加入人尿调节p H值在6.8一7.6之间。人尿中的氮元素是细菌活动的养料 ,可促进细菌活动,提高产气效率。当水分不足,发酵液浓度过大时,需加入清水稀释 ( 发酵液中含水量大

于9 0 % ),细 菌才可 正常活动 ,否则产气很少或不产气。每天收集气体,并试着点燃气体。

开始时,产生的气体主要成份是二氧化碳,不易点燃 ,经过一段时间,产生的气体才逐渐以甲烷为主。待气体点然后观察火焰颜色 ,颜色呈蓝色时,说明瓶内环境 已能 正常产生沼气。这时所产气体主要成份为甲烷,可停止加料。

2 . 2 产气量测定 利用刻度试管计一

量排水体积测定每天的产气量,直到9 6 小时内产气量累计不足10 0 m l时为止,此时可 认瓶中茎秆渣产气量约为零。然后,用大平称取新鲜茎秆渣1 0 0 9 (含水量为9 2 % ),通过进料管放入发酵瓶 内,并向瓶内加入草木灰或澄清石灰水调节发酵液pH值为7.4,且加入少量水调节发酵液浓度。同样方法记录产气量,直到9 6 小时内产气量累计不足1 0 Om l时为 l卜,此时可认为瓶中新加入的茎秆渣产气量约为零。2 结果与讨论2.1 对产气t 的影响从表 1和图2可见,产气高峰期 出现在投料后第3天至第5 天 ,此期 间的产 气量 占整个产气 周期产气量 的39.3 6 % ;投料后前1 0 天的产气量 占整个产气周期产气量的9 1.8 % 。香蕉茎秆经刮麻机提取纤维后的渣较碎,含有的果胶、汁液较多,其细胞组织已基本被破坏,能迅速被微生物利用产生甲烷。因此,进料的当天即开始产气,第4 日出现产气高峰,产气量达0.3 2 0 L,此后,产气量逐日减少 ,随着水溶性物质被微生物逐步消耗掉,到第1 0 天后产气量迅速下降至0.O4 5 L ,第1 6 天后儿乎为零。从图2 可看到,茎秆渣产气主要集中在投料后 1 0 天内,产气高峰期为投料后第3 天至第5天 ,说明香蕉茎秆渣的发酵周期较短,产气速率快。

 

3结论

香蕉茎秆渣可作为一种沼气发酵原料使用。在常温下批量发酵 ,每g干物质可生产沼0.2 73 L。产气高峰期为投料后第3天至第5天,此间产气量占整个产气周期产气量的39 .3 6 % ;投料后前10天的产气量占整个产气周期产气量的9 1.8 % 。
 

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