兩種秸稈在發(fā)酵過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化初步分析畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-22 15:46 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等。在常規(guī)分析中，纖維類物質(zhì)用粗纖維表示，可溶性糖類用無氯浸出物表示，泛指不包括粗纖維的碳水化合物．一般不再進(jìn)行分析測(cè)定，而是根據(jù)秸稈中其他養(yǎng)分的含量進(jìn)行計(jì)算得出。秸稈中的無機(jī)鹽，用粗灰分表示，由硅酸鹽其他少量微量元素組成．含量大約為6％，但稻草中的硅酸鹽含量很高，達(dá)12％以上。農(nóng)作物成熟后，其秸稈中的維生素差不多全被破壞，因此秸稈中很少含有維生素。 纖維素是植物中最豐富的物質(zhì)、又是細(xì)胞壁的主要結(jié)構(gòu)成分。在作物秸稈中含量達(dá)40％—50％。纖維素分子是由許多葡萄糖分子經(jīng)β1,4糖鍵結(jié)合而成的毗喃葡萄糖單位組成。在好氧界主要以微纖維組成的結(jié)晶形狀存在?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于稀酸。在高溫、高壓和酸煮條件下．可水解成葡萄糖。在家畜消化道中共生的微生物能分泌水解纖維素的酶,可將纖維素分解成揮發(fā)性脂肪酸乙酸、丙酸和丁酸,被家畜吸收利用[3]。 半纖維素是戊糖、己糖和多糖醛酸及其甲酯的縮合物，其主要成分是戊聚糖。一般不溶于熱水,而镕于稀酸。半纖維素在秸稈的木質(zhì)部分含量很高，植物木質(zhì)部分的半纖維素主要是木聚糖和葡萄糖醛酸的縮合物,其比例是6—。小麥秸稈中半纖維素主要是糖醛酸、阿拉伯糖和木糖縮合體,其比例為1：1：23。％％木糖的縮合物。豆科植物(甘秸)則幾乎都是單純的半乳糖縮合體。半纖維素在植物體內(nèi)的作用，一是起支架和骨干作用，二是起儲(chǔ)藏碳水化食物的作用。在家畜消化道中,只有共生的微生物分泌的酶才能水解半纖維，分解的最終產(chǎn)物是乙酸、丙酸和丁酸等低級(jí)揮發(fā)性脂肪酸。 木質(zhì)素是一類酚酸多聚體混合物苯丙烷及其衍生物為基本單位構(gòu)成的高分子芳香醇能被家畜所利用,它常常與半纖維素、纖維親鑲嵌在一起,極不容易分開。在木質(zhì)素的生物合成過程中香豆醇、松伯醇和芥子醇三個(gè)重要先體。在縮合物中其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)成分為羧基苯、鄰甲氧苯基和丁香。由于木質(zhì)素的存在，不僅影響微生物酵解纖維素和半纖維素,還影響到秸稈的綜合利用 研究目的和意義秸稈是一種潛在的非競(jìng)爭(zhēng)資源，是全世界最豐富的可利用能源之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界秸稈年產(chǎn)量約29億多噸，其中小麥秸占21%，稻草占19%，大麥秸占10%，玉米秸占35%等。小麥秸以亞洲、歐洲、和美洲產(chǎn)量最高；稻草以亞洲為最多；大麥秸以歐洲最為豐富,亞洲和北美洲次之。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，,其中糧食作物占76%左右,年產(chǎn)糧食4億噸左右,年產(chǎn)秸稈可達(dá)5億噸左右。秸稈產(chǎn)量由多到少的順序?yàn)椋旱静?、小麥秸、玉米秸、薯類和其他農(nóng)作物。據(jù)相關(guān)報(bào)道,全球農(nóng)作物秸稈有77%被用來直接入土還田或直接被燒掉,15%作為房屋建設(shè)材料或其他生產(chǎn)材料,還有9%拿來其他用途。我國(guó)大約有80%的秸稈作為廢棄物直接燒掉,還有很少一部分用來回收利用，僅有2%左右作為造紙工業(yè),以及其他手工業(yè)材料。我國(guó)的水稻秸稈的產(chǎn)量巨大，但由于秸稈的可消化的蛋白質(zhì)含量少,粗纖維的含量較高,大多纖維素不能被家禽腸道消化分解,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低,目前對(duì)此資源的利用大多以廢棄或燃燒為主要方式，利用率低并且污染環(huán)境,因此必須解決秸稈綜合利用的問題。所以在利用之前就必須了解秸稈的理化性質(zhì)以及化學(xué)成分,本試驗(yàn)就是通過對(duì)水稻秸稈在發(fā)酵過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化來分析相關(guān)的經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值。 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)和發(fā)展水平國(guó)內(nèi)外對(duì)秸稈材料的利用已有很長(zhǎng)時(shí)間,在傳統(tǒng)利用方式基礎(chǔ)上,形成了新的方式，為農(nóng)作物秸稈的利用開辟了新的途徑：農(nóng)作物秸稈主要的利用方式有：⑴用于農(nóng)村房屋建筑材料（現(xiàn)在已少用）；⑵直接燃燒用作農(nóng)村生活能源（比例日益降低）；⑶用作動(dòng)物飼料；⑷還田用作農(nóng)家肥料。這些傳統(tǒng)利用方法都是就地、簡(jiǎn)單、低值利用，雖然從生態(tài)學(xué)角度講具有一定價(jià)值和優(yōu)勢(shì),但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平提高,逐步被放棄或被其它利用方式替代。：⑴農(nóng)業(yè)利用①農(nóng)村能源利用：主要是利用植物秸稈生產(chǎn)潔凈的可燃?xì)怏w,主要包括厭氧發(fā)酵生產(chǎn)甲烷氣、熱解生產(chǎn)混合可燃?xì)?、通過化學(xué)或生物方法制氫氣。②動(dòng)物飼料利用③有機(jī)肥料利用⑵工業(yè)化利用：①傳統(tǒng)制漿造紙：經(jīng)過化學(xué)和生物方法,將生物質(zhì)材料中的三大組分木質(zhì)素、纖維素和半纖維分離,利用纖維素造紙。②生物質(zhì)能源利用：工業(yè)化沼氣、工業(yè)化熱解集中供氣、工業(yè)化制氫、工業(yè)酒精③環(huán)保材料 ④其它：制木糖醇、木質(zhì)素、活性炭第2章 材料與方法 試驗(yàn)技術(shù)路線本實(shí)驗(yàn)按照以下試驗(yàn)過程進(jìn)行.活性污泥秸稈烘干粉碎發(fā)酵測(cè)定氮磷糖類 表21 試驗(yàn)技術(shù)路線 試驗(yàn)材料本次試驗(yàn)選擇的是粉碎過。分別稱取3kg為厭氧發(fā)酵和好氧發(fā)酵的原材料?；钚晕勰?，取自西南科技大學(xué)污水處理廠。 試驗(yàn)器材表22 主要器材試 驗(yàn) 器 材數(shù) 目凱 氏 定 氮 儀1消 化 爐1分 光 光 度 計(jì)1水 浴 鍋1電 子 天 平1溫 度 計(jì)125ml 比 色 管25100ml三 角 瓶30100ml容 量 瓶2650ml容 量 瓶26消 化 瓶16滴 定 瓶4 試驗(yàn)藥劑表23 試驗(yàn)主要藥劑配制試劑 所需試劑硼酸指示劑混合液 硼酸、溴甲酚綠、甲基紅、乙醇甲基紅指示劑 甲基紅、乙醇酚酞酚酞10mol/L氫氧化鈉氫氧化鈉濃硫酸鉬銻抗試劑抗壞血酸、酒石酸氧鉬銻、鉬銻銨2，4二硝基酚指示劑二硝基酚4mol/L氫氧化鈉 氫氧化鈉3，5二硝基水楊酸氫氧化鈉、結(jié)晶酚、亞硫酸鈉等葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液分析純葡萄糖磷標(biāo)準(zhǔn)液 磷酸二氫鉀、濃硫酸 測(cè)定指標(biāo)及方法秸稈主要物質(zhì)是纖維素，半纖維素和木質(zhì)素，它們都是由葡萄糖組成的大分子多糖，在發(fā)酵過程中就選擇總糖，還原糖，總氮，總磷為測(cè)定指標(biāo)來表示秸稈由大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)的過程。 總氮測(cè)定1消煮，加入到100mL的開氏瓶中，先用水濕潤(rùn)樣品，然后加濃硫酸8mL，輕輕搖勻，瓶口放一個(gè)彎頸漏斗，在消化爐上先低溫緩緩加熱，待濃硫酸分解冒白煙逐漸升高溫度。當(dāng)溶液全部呈棕黑色時(shí)，從消化爐上取下開氏瓶，稍冷，逐漸加入300gL1 H2O210滴，并不斷搖動(dòng)開氏瓶，以利反應(yīng)充分進(jìn)行。再加熱至微沸10到20min，稍冷后再加熱5到10min，以除盡過剩的H2O2。取出開氏瓶冷卻，用少量水沖洗小漏斗，洗液洗入瓶中。將消煮液用水定容至100mL。取2mL
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