第65卷第5期化工學(xué)報(bào)YoL. 65 No52014年5月CIESC JournalMay 2014研究簡(jiǎn)報(bào)酒糟沼氣化利用的基礎(chǔ)研發(fā)付善飛2,許曉暉,師曉爽,王傳水1,喬江濤!,楊智滿!,郭榮波1(中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所,山東青島266101:2中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京100049)摘要:酒糟是酒精工業(yè)和釀酒工業(yè)的廢棄物,通過厭氧發(fā)酵不僅可以解決酒糟廢棄物污染的問題,還可以提供能源,并且經(jīng)厭氧發(fā)酵后的沼液、沼渣還可以用作生物肥。開展了中溫(37℃)條件下的酒糟厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣硏究,并分析了厭氧發(fā)酵前后物料組成變化及酒糟沼液作為生物液態(tài)肥的可行性。結(jié)果表明:四種酒糟的沼氣產(chǎn)量從高到低依次為玉米燃料乙醇酒糟、醬香型白酒酒糟、濃香型白酒酒糟、木薯燃料乙醇酒糟,對(duì)應(yīng)的產(chǎn)氣量分別為6074、5787、4342、1223ml·g(以ws計(jì));各酒糟厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的甲烷體積分?jǐn)?shù)均在609%~70%之間:酒糟的沼氣產(chǎn)量與其S降解率呈正比;酒糟發(fā)酵液各元素及離子含量符合生物液態(tài)肥標(biāo)準(zhǔn),是一種很好的生物液態(tài)肥原料關(guān)鍵詞:酒糟:厭氧發(fā)酵;甲烷;生物液態(tài)肥DOI:10.3969ssn.0438-1157.2014.05.051中圖分類號(hào):X705文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):0438-1157(2014)05-1913-07Basic research on utilization of stillage for biogas productionFU Shanfei, XU Xiaohui, SHI Xiaoshuang, WANG Chuanshui',QIYANG Zhiman, GUO Rongbo'(Qingdao institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266101, Shandong, ChinaUniversity of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, ChinaAbstract: Anaerobic digestion of stillage residue from the ethanol and wine industry is a promising method toprovide energy and reduce waste. In addition, biogas slurry and biogas residue can be used as biological fertilizerafter anaerobic digestion. In this study, anaerobic digestion of stillage was tested at medium temperature,meanwhile, the element changes and the feasibility of biogas slurry used as biological liquid fertilizer wereinvestigated. The cumulative biogas yields from corn ethanol stillage, Maotai-flavor stillage, Luzhou -flavostillage and cassava fuel ethanol stillage were 607. 4, 578.7, 434. 2, 122.3 mlg(based on VS), respectively. Themethane contents of biogas ranged from 60% to 70%. The biogas potential of stillage was proportional todegradation of substrates. The ions content of biogas slurry was in the range of the standard of biological liquidfertilizerKey words: stillage; anaerobic digestion; methane; biological liquid fertilizer2013-12-24收到初稿,2014-01-23收到修改稿Received date: 2013-12-2聯(lián)系人:郭榮波。第一作者:付善飛(1989—),男,碩士研究生。Corresponding author: Prof GUO Rongbo, guorb(@qibebtaccn科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2013BAD22B03);中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目ofKGCX2EW-317):山東省沼氣工業(yè)化生產(chǎn)與利用工程實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目Development Program of the Ministry of Science and Technolgy of China013BAD22B03), Chinese Academy of Sciences Key Deployment ProjectBiogas ProductionHcl中國(guó)煤化工NMHG1914化工學(xué)報(bào)第65卷處理等方式難以短時(shí)間內(nèi)消納百萬噸級(jí)的酒糟,自然存放的酒糟容易發(fā)生霉變,產(chǎn)生黃曲霉的毒素酒精工業(yè)和釀造工業(yè)是兩類重要的發(fā)酵工業(yè),限制了酒糟的應(yīng)用范圍在生產(chǎn)可再生能源和滿足人們生活需求方面發(fā)揮著利用酒糟作為燃料或燃料的來源可以提髙能重要作用。同時(shí)生物能源作為最有希望全部或部分源效率,并減少酒精生產(chǎn)過程中的碳排放。直接燃替代石油的可再生能源,受到全世界的關(guān)注,具有燒是增加酒糟附加值的一個(gè)方法,但是由于酒糟的十分廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景。酒精工業(yè)和釀酒工高含水量,直接燃燒的方法能量產(chǎn)出較低四。厭氧業(yè)在生產(chǎn)中最重要的難題是酒糟廢液和廢渣的處理發(fā)酵法在處理酒糟廢棄物的同時(shí)還能產(chǎn)生能量10,問題,據(jù)統(tǒng)計(jì),每生產(chǎn)1L的酒精可產(chǎn)生9~-14L厭氧發(fā)酵可以把酒糟中的大部分COD(>50%)轉(zhuǎn)的廢液2,每生產(chǎn)1t白酒約產(chǎn)生10t廢糟、15t廢化成沼氣。因此酒糟廢棄物厭氧發(fā)酵法被認(rèn)為是水因。因此,合適的酒糟及酒糟水處理手段對(duì)酒精種有效并且經(jīng)濟(jì)的方法。本研究以醬香型白酒產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義酒糟、木薯燃料乙醇酒糟、玉米燃料乙醇酒糟、濃據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)年產(chǎn)各種酒糟高達(dá)2700多萬噸,香型白酒酒糟四種酒糟為原料,研究其厭氧發(fā)酵產(chǎn)酒精廢糟液排放量高達(dá)6500多萬噸,酒糟含有豐生沼氣的潛力,對(duì)比研究在中溫發(fā)酵條件下四種酒富的氨基酸、維生素和多種微量元素等,營(yíng)養(yǎng)比較糟的沼氣產(chǎn)量、沼氣中甲烷比例及揮發(fā)性固體豐富,酒糟中礦物質(zhì)含量也很豐富,其中鈣、鐵等( volatile solids, VS)降解率等參數(shù),結(jié)合發(fā)酵過程主要微量元素含量較高5。酒糟因制酒原料及所用中的pH變化對(duì)發(fā)酵系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行研究,并進(jìn)方法的不同,所含成分差異較大。干物質(zhì)中一般粗步探討酒糟發(fā)酵液作為生物液態(tài)肥的可行性。蛋白為200-300gkg,粗纖維為110-170g*g。1試驗(yàn)材料與方法生化需氧量( biochemical oxygen demand,BOD)值般為2000030000mg:L,化學(xué)需氧量1,1試驗(yàn)材料( chemical oxygen demand,COD)值為40000試驗(yàn)中接種物為正常秸稈發(fā)酵罐沼液,取自中50000g·L。雖然酒糟營(yíng)養(yǎng)比較豐富,但是其國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所平度中試基酸度高,易腐敗變質(zhì),若不及時(shí)處理,容易嚴(yán)重污地,用紗布將沼液過濾至固含量45%:醬香型白酒染環(huán)境□。根據(jù)白酒糟和酒精糟的特點(diǎn),人們對(duì)其酒糟取自貴州仁懷市酒廠;木薯燃料乙醇酒糟取自資源化問題進(jìn)行了多方面的研究,例如,利用白酒江蘇龍河生物化工有限公司;濃香型白酒酒糟取自糟制取甘油,培養(yǎng)食用菌,提取復(fù)合氨基酸及微量青島瑯琊臺(tái)集團(tuán)酒廠;玉米燃料乙醇酒糟取自吉元素,提取植酸、植酸鈣和釀醋等,提取蛋白質(zhì)林燃料乙醇有限公司。各試驗(yàn)原料理化特性如表生產(chǎn)淀粉酶和纖維素酶,制取飼料,生產(chǎn)飼料蛋白,1所示黃貯制取飼料,制取糖用活性炭,與石灰發(fā)酵做染1.2試驗(yàn)裝置及運(yùn)行方法色還原劑,用于原酒再生產(chǎn),制肥料,外敷用于治酒糟厭氧發(fā)酵用500m厭氧瓶為發(fā)酵反應(yīng)器療關(guān)節(jié)炎。近來有報(bào)道以酒糟為原料用短乳桿菌生每組試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)平行測(cè)試,酒糟底物濕重10g、產(chǎn)氨基丁酸等,液體酒糟還可用于培養(yǎng)蘇云金桿菌,接種沼液200ml,為防止試驗(yàn)過程中過度酸化,每回收余熱,利用黃水提高酒質(zhì)等。但上述方法均個(gè)厭氧瓶中加入0.5 g Caco3,試驗(yàn)開始前調(diào)解pH有一定局限性,如白酒拋糟時(shí)間十分集中,飼料化值至7.0,并用純N2曝氣5mn,以保證體系的厭表1原料理化特性Table 1 Chemical and physical characteristics of materialsC/% H/% N/% S/% C/N C/H Ash/% ts/%o VS/% Water/% Cellulose/% HemicellulosesLiMaotai-flavor stillage46.036.063.5514112.947597.7646.5392.2453.47188314.85cassava fuel ethanol stillage35414.522.741.2512.9378326.5373.6573.4726.3578Luzhou- flavor stillage43.845.542.561.5817.5979110.1188.2389.8911.77254349.586.856281.658.147.24529338694.7166.14Note: VS, C, H, N, S, cellulose, hemicelluloses, lignin are all base on Ts(total solids):中國(guó)煤化工CNMHG汽第5期付善飛等:酒糟沼氣化利用的基礎(chǔ)研發(fā)1915氧條件,然后壓蓋密封,將發(fā)酵瓶置于恒溫水浴搖富,蛋白、淀粉等易降解物質(zhì)含量大有關(guān);醬香型床內(nèi),發(fā)酵溫度為(37±1)℃,轉(zhuǎn)速為120r·min3白酒酒糟、玉米燃料乙醇酒糟、濃香型白酒酒糟在13試驗(yàn)測(cè)定參數(shù)及方法達(dá)到產(chǎn)氣最高峰后日產(chǎn)氣量快速下降,可能與其發(fā)沼氣產(chǎn)量測(cè)定采用排水法,甲烷濃度測(cè)定釆用酵初始階段發(fā)酵系統(tǒng)的酸化有關(guān)。SP-6890型氣相色譜儀(山東魯南瑞虹化工儀器有2.1.2不同酒糟累計(jì)產(chǎn)沼氣量分析所有的酒糟厭限公司),熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD),柱溫50℃,汽化室氧發(fā)酵持續(xù)44d,累計(jì)產(chǎn)氣量如圖2所示。從圖中溫度100℃,檢測(cè)器溫度80℃,載氣為氬氣,進(jìn)樣可以看出:累計(jì)產(chǎn)沼氣量由高到低依次為玉米燃料量400μl,纖維素、半纖維素、木質(zhì)素含量釆用范乙醇酒糟、醬香型白酒酒糟、濃香型白酒酒糟、木氏( Van Soest)纖維素方法測(cè)定,TS、VsS采用標(biāo)薯燃料乙醇灑糟,其累計(jì)產(chǎn)氣量依次為6074、準(zhǔn)方法測(cè)定,C、H、N和S含量由 Vario el元素5787、4342、12.3ml·gl(以ⅤsS計(jì)),沼氣主分析儀測(cè)定,離子測(cè)定用 Thermo fisher Ics-5000要是淀粉、纖維素、半纖維素等成分在多種細(xì)菌共離子色譜,陰離子系統(tǒng):柱子AS11-C(4250mm)、同作用下生成,在厭氧發(fā)酵過程中木質(zhì)素成分基本淋洗液KOH(濃度 11 mmol∵L、流速lml·min),不降解,酒糟的累計(jì)產(chǎn)氣量也反映了酒糟的成分組陽離子系統(tǒng):柱子CS12A(4.250mm)、淋洗液成。厭氧消化發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短意味著在相同時(shí)間內(nèi)MSA(濃度15mmol·L、流速1ml·min1)消化處理廢棄物的數(shù)量,直接反映了厭氧消化效率,2結(jié)果與討論在實(shí)際生產(chǎn)中具有重要的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)意義?？梢詫?duì)大型沼氣工程水力停留時(shí)間的設(shè)計(jì)提供重要參考。2.1不同酒糟日產(chǎn)氣量及產(chǎn)氣累計(jì)量分析般在實(shí)際生產(chǎn)中,以產(chǎn)氣量達(dá)到總產(chǎn)氣量的90%21.1不同酒糟日產(chǎn)氣量分析圖1表示各酒糟厭以上即可認(rèn)為發(fā)酵基本完成,為一個(gè)發(fā)酵周期3。氧消化過程中日產(chǎn)氣量的變化曲線。從圖中可以看由此可推斷岀醬香型白酒酒糟、木薯燃料乙醇酒糟、岀,四種酒糟開始厭氧消化后,啟動(dòng)很快,并立即玉米燃料乙醇酒糟、濃香型白酒酒糟的發(fā)酵周期依達(dá)到或在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大產(chǎn)氣峰值,然后產(chǎn)氣量次為21、28、15、22d,發(fā)酵周期的長(zhǎng)短與物料成下降。醬香型白酒酒糟、木薯燃料乙醇酒糟、玉米分有關(guān),也反映了物料降解的難易程度。由此可以燃料乙醇酒糟、濃香型白酒酒糟的產(chǎn)氣最髙峰分別推斷:玉米燃料乙醇酒糟最易降解,因?yàn)槠浜写笤诘?、2、2、ld,日產(chǎn)氣量分別可達(dá)68.9、141、量的淀粉等易降解的成分;木薯燃料乙醇酒糟最難61.2、59.5ml·gl(以ⅤS計(jì))。醬香型白酒酒糟降解,這與其含有大量的纖維素、木質(zhì)素有關(guān)。在第lld和第17d還會(huì)岀現(xiàn)產(chǎn)氣小髙峰;木薯燃料乙醇酒糟在第2d達(dá)到產(chǎn)氣最高峰后日產(chǎn)氣量開始600逐漸下降;玉米燃料乙醇酒糟在第13d還會(huì)達(dá)到個(gè)產(chǎn)氣高峰,然后產(chǎn)氣量逐漸下降;濃香型白酒酒AAAAA糟在第8d會(huì)有一個(gè)產(chǎn)氣小高峰,然后產(chǎn)氣量逐漸下降。酒糟厭氧發(fā)酵啟動(dòng)速度很可能與酒糟營(yíng)養(yǎng)豐a Maotai-flavor stillagee cassava fuel ethanol stillagei ot yr★ com ethanol stillagea Maotar-flavor stillagecassava fuel ethanol stillageLuzhou-flavor stillagetime/d圖2厭氧發(fā)酵過程中累計(jì)沼產(chǎn)氣量Fig 2 Cumulative biogas yield during anaerobic digestion1022不同酒糟甲烷累計(jì)產(chǎn)量及 Gompertz模型擬合分析2.2.1不同酒糟甲烷累計(jì)量分析圖3為厭氧發(fā)酵time/d圖1厭氧發(fā)酵過程中日產(chǎn)沼氣量的變化曲線過程中甲烷含量變化曲線,由圖可以看出發(fā)酵初期Fig 1 Daily biogas yield during anaerobic digestion甲烷含量呈明中國(guó)煤化工烷最高含量CNMHG1916化工學(xué)報(bào)第65卷峰后甲烷含量有輕微下降,其最髙甲烷含量可達(dá)計(jì)甲烷產(chǎn)量進(jìn)行擬合,表2給岀 Gomeπz模型擬合70%~75%。累計(jì)甲烷產(chǎn)量如圖4所示,由圖可知:的各種參數(shù)值。由表2可知,四種酒糟發(fā)酵延滯期四種酒糟中,玉米燃料ξ醇酒糟的累計(jì)甲烷產(chǎn)量最都較短,其中醬香型白酒酒糟延滯期最長(zhǎng)為2.59d,高,可達(dá)3969ml·gl(以ⅴS計(jì)),其次是醬香木薯燃料乙醇酒糟延滯期為0。四種酒糟的甲烷潛型白酒酒糟、濃香型白酒酒糟、木薯燃料♂醇酒糟,力產(chǎn)量從髙到低依次為玉米燃料乙醇酒糟、醬香型其值分別為3543、2827、843ml·g-(以ⅴS計(jì)),白酒酒糟、濃香型白酒酒糟、木薯燃料乙醇酒糟,這與酒糟的總產(chǎn)氣累計(jì)量結(jié)果一致分別為393.8、3558、280.9、78.7ml·g(以Vs22.2甲烷累計(jì)產(chǎn)量 Gompertκ模型擬合分析本計(jì)),這也與實(shí)際甲烷產(chǎn)量相符。相對(duì)應(yīng)地,其最硏究選用 Gompertz模型對(duì)四種酒糟厭氧發(fā)酵的累大甲烷產(chǎn)率與甲烷潛力產(chǎn)量一致,最大甲烷產(chǎn)率從高到低依次為玉米燃料乙醇酒糟、醬香型白酒酒糟、濃香型白酒酒糟、木薯燃料乙醇酒糟,分別是30.723.2、17.2、7.0ml1(以Ⅴs計(jì))40corn ethanol stillage模型的相關(guān)系數(shù)R2在0.971~099之間,接近于1這表明修正后的 Gompertz方程可以用于酒糟厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷過程的表征表2 Gompertz模型擬合參數(shù)Luzhou-flavor stillageTable 2 Fitting parameters of Gompertz equation20cassava fuel ethanol stillagecorn ethanol stillage30.70.790.9878Note: P means methane potential, Rmax means maximal methane rate23原料的VS降解率及產(chǎn)氣潛力測(cè)試Maotai-flavor stillage發(fā)酵結(jié)束后,醬香型白酒酒糟、木薯燃料乙醇酒糟、玉米燃料乙醇酒糟、濃香型白酒酒糟的ⅤS降解率分別為:46.36%、38.40%、50.87%、38.85%(圖5)。在發(fā)酵過程中可供微生物利用的有機(jī)物圖3厭氧發(fā)酵過程中甲烷含量變化曲線質(zhì)幾乎都來源于ⅤS,因此,原料的ⅤS降解率反映Fig 3 Methane content change curves during anaerobic了原料的利用程度4。由各酒糟的累計(jì)產(chǎn)氣量可以得岀玉米燃料乙醇酒糟、醬香型白酒酒糟、濃香型zza biogas potentialdegradation rate50s Maotai-flavor stillagee cassava fuel ethanol stillage屢Zcom ethanol Maotai-flavor Luzhou-flavor cassava fuelstillage圖4厭氧發(fā)酵過程中累計(jì)產(chǎn)甲烷量圖5原料降解率和產(chǎn)氣潛力ig. 4 Cumulative methane yield during anaerobic digestionFig 5 Mat什H中國(guó)煤化工 s potentialCNMHG汽第5期付善飛等:酒糟沼氣化利用的基礎(chǔ)研發(fā)1917白酒酒糟、木薯燃料乙醇酒糟沼氣產(chǎn)量分別為6074、578.7、434.2、122.3ml·g1(以VS計(jì))。對(duì)比酒糟的ⅴS降解率及其沼氣產(chǎn)量可以發(fā)現(xiàn),VS7.5降解率越高其沼氣產(chǎn)量越大,這與 bouallagui等15在研究以水果蔬菜廢棄物為發(fā)酵底物厭氧發(fā)酵的過*程中的發(fā)現(xiàn)一致:在一定的CN比范圍內(nèi),VS降65解率越高,產(chǎn)氣量越大。HHr. Maotai-flayor stillage24厭氧發(fā)酵過程pH變化(25d數(shù)據(jù)6.0.cassava fuel ethanol stillagea Luzhou-flavor stillagepH值直接影響著厭氧微生物的物質(zhì)代謝和生★ corn ethanol stillage命活動(dòng),pH值的大小對(duì)厭氧發(fā)酵的整個(gè)過程有很大time/d影響。沼氣微生物的生長(zhǎng)、繁殖,要求發(fā)酵原料圖6發(fā)酵過程中pH變化曲線的酸堿度保持中性,或者微偏堿性,酸和堿性條件Fig 6 Change of pH during anerobic digestion都會(huì)影響產(chǎn)氣。一般情況下,pH值為6~8,均能正常產(chǎn)氣,以pH值為657.5產(chǎn)氣量最高,pH估2.5發(fā)酵后殘余物元素分析及用作生物肥的可行性分析(以醬香型白酒酒糟為例)低于6或高于9時(shí)均不利于沼氣的產(chǎn)生的。由于四種酒糟的發(fā)酵周期最長(zhǎng)為25d,故選取25dpH值厭氧發(fā)酵過程實(shí)質(zhì)上是微生物的物質(zhì)代謝和能量轉(zhuǎn)換過程,在分解代謝過程中沼氣微生物獲得變化數(shù)據(jù),如圖6所示。由圖可以看出,四種酒糟能量和物質(zhì),以滿足自身生長(zhǎng)繁殖,同時(shí)大部分物發(fā)酵開始后除木薯燃料乙醇酒糟外,pH均先下降質(zhì)轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳的過程。研究表明:在沼經(jīng)過一段時(shí)間發(fā)酵后PH又上升。這是因?yàn)?發(fā)酵氣微生物進(jìn)行物質(zhì)代謝和能量轉(zhuǎn)化過程中,約有初期底物水解,產(chǎn)生大量可溶性有機(jī)物,產(chǎn)酸菌將90%的有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為沼氣,另外109被用于自身水解產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)閾]發(fā)性脂肪酸,導(dǎo)致pH值降低,消耗然后產(chǎn)甲烷菌將揮發(fā)性脂肪酸轉(zhuǎn)化為甲烷,揮發(fā)性由表3可以看出,厭氧發(fā)酵后沼渣的C、H含脂肪酸濃度降低,pH值升高;此外,隨著發(fā)酵的進(jìn)量降低,這是因?yàn)橐徊糠值腃、H轉(zhuǎn)化為CH4、H2行,氨化細(xì)菌的增多,產(chǎn)生的氨中和了部分酸,也cO2等氣體,造成沼渣中C、H含量降低;沼渣中使得pH值回升。木薯燃料乙醇酒糟發(fā)酵過程中的N、S含量升高可能是因?yàn)镃、H含量降低造成不發(fā)生酸化現(xiàn)象可能與其容易降解的纖維素、半纖沼渣中N、S含量相對(duì)比例升高,這對(duì)于酒糟沼渣維素含量較少,不易降解的木質(zhì)素含量較高有關(guān),用于生物肥料有益。水解酸化速率較慢,水解產(chǎn)生的有機(jī)酸迅速被產(chǎn)甲生物沼氣工程不僅是新能源的來源,其工程剩烷菌利用。對(duì)比圖1與圖6可得:厭氧發(fā)酵前期,余物也可用于農(nóng)業(yè)肥料。厭氧發(fā)酵過程可以把體系pH值與日產(chǎn)氣量有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系:濃香型白酒酒中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可用作生物肥料的殘?jiān)?。沼肥糟在發(fā)酵開始后的第6天pH值降到最低為60,此包含了基質(zhì)中所有難以降解和難溶的有機(jī)及無機(jī)物時(shí)其日產(chǎn)氣量同樣也達(dá)到發(fā)酵前期的最低點(diǎn),而后質(zhì),所以沼肥營(yíng)養(yǎng)全面并且有機(jī)質(zhì)含量豐富,兼具pH值逐漸上升其日產(chǎn)氣量也隨之上升。同樣的pH速效肥及長(zhǎng)效肥的特點(diǎn)。沼液是一種速效生物肥,值與日產(chǎn)氣量相應(yīng)變化也出現(xiàn)在玉米燃料乙醇酒糟其包含了大量的可溶性營(yíng)養(yǎng)鹽,例如:有機(jī)質(zhì)、各及濃香型白酒酒糟發(fā)酵過程中,在整個(gè)厭氧發(fā)酵過種各樣的陰離子及陽離子和其他的活性物質(zhì)1程中玉米燃料乙醇酒糟、濃香型白酒酒糟發(fā)酵液的土壤中很多元素作為植物生長(zhǎng)的礦物質(zhì)被利最低pH都為62。這也說明了pH值對(duì)厭氧發(fā)酵過用,其中植物生長(zhǎng)對(duì)N、P、K、S等元素需求量較程有著很大的影響。大(即為大量元素),同時(shí)N、P、S是組成有機(jī)體表3發(fā)酵前后醬香型白酒酒糟中主要元素對(duì)比Table 3 Comparison of main nutrient elements between raw and digested Maotai-flavor stillageaw Maotai-flavor46.036.06digested Maotai-flavor36.884.22H中國(guó)煤化工8.76CNMHG1918化工學(xué)報(bào)第65卷表4發(fā)酵后醬香型白酒酒糟發(fā)酵液與生物肥料溶液對(duì)比Table 4 Comparison between biogas slurry and diluted commercial fertilizerCmg· L TN/ mg.LP/mg.LKmg·Ldigested Maotai-flavor slurry1061.70216.67235.63biological fertilizer( 1/67)101.50246.27244.60739.10的重要成分,K是有酶參與的反應(yīng)的輔助因子并且K、S)中,酒糟發(fā)酵后沼液中的N、K含量均高于對(duì)代謝物的運(yùn)輸具有重要作用。缺少這四種元素中商業(yè)生物液態(tài)肥,P含量與商業(yè)生物液態(tài)肥相差不的任何一種都會(huì)對(duì)作物的新陳代謝產(chǎn)生影響,進(jìn)而大。說明酒糟發(fā)酵液是一種良好的生物液態(tài)肥。影響作物的生長(zhǎng)。References表4為醬香型白酒酒糟發(fā)酵后沼液與一種商業(yè)生物液態(tài)肥的比較,選用的生物液態(tài)肥為一種常用 Pant D. Adholeya A. Biological approaches for treatment of distillery的含有鳥糞的生物肥料,稀釋67倍(根據(jù)其使用說wastewater: a review]. Bioresource TechnoL., 2007, 98: 2321-2334e] Jimenez A M, Borja R, Martin A. Aerobic-anaerobic biodegradation明,施用時(shí)需稀釋67倍)所得溶液。由表4可of beet molasses alcoholic fermentation wastewater[]. Process以看出,醬香型白酒酒糟發(fā)酵后沼液的TN、TCBiochem,2003,38:1275-1284K的含量均大于生物液態(tài)肥(1/67)的含量,兩者[3] Shi Anhu施安輝). Present and future of environmentally friendly的CN、P含量相差不多。由此可以推斷出,醬香distillers' grains in China[ J. China Brewing(中國(guó)釀造),20063(156)4型白酒酒糟發(fā)酵后沼液可以作為生物液態(tài)肥使用,[4] Wang dongmei(王冬梅). Research on comprehensive management且其N、K肥效均大于普通商業(yè)生物液態(tài)肥。of lees and its waste solution[D]. Beijing: China AgriculturaUniversity, 20023結(jié)論[S] Sun Quanping(孫全平), Qiu Ling(邱凌), Li Zilin(李自林),JingLiangxiao(井良霄), Liu Fang(劉芳), Zhou Yanfeng(周彥峰)(1)四種酒糟都有較高的沼氣產(chǎn)量,其沼氣產(chǎn)Characteristics of biogas production for anaerobic co-digestion of量從高到低依次為玉米燃料乙醇酒糟、醬香型白酒ine lees and pig manure]. Acta Agriculturae Boreali-OccidentalisnIca(西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)),2013,22(3):199204酒糟、濃香型白酒酒糟、木薯燃料乙醇酒糟,累計(jì)(6 Li Dongshan(李東山, Lu Shulan(盧淑蘭 Producing high protein產(chǎn)氣量依次可達(dá)6074、578.7、4342、1223ml·gfood by use of wine lees[J] Packaging and Food Machinery(包裝與(以ⅤS計(jì))。發(fā)酵結(jié)束后,醬香型白酒酒糟、木食品機(jī)械,1993,11(1):56-64薯燃料乙醇酒糟、玉米燃料乙醇酒糟、濃香型白酒[7] Li Zhengyi(李政一), Zhou ding(周定). Hou wenhua(侯文華)酒糟的VS降解率分別為:46.36%38.40%50.87%、Studies on the resource recovery technique of distillers'grains[JActa scientiae circumstantiae(環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)),2009,9(20):145-14938.85%。對(duì)比酒糟的VS降解率及其產(chǎn)氣潛力可以(8] Wang Zhaoying(王雛穎). Xiao Min(肖敏) Comprehensiv發(fā)現(xiàn),wS降解率越高其沼氣產(chǎn)量越大。(2)四種酒糟的發(fā)酵周期相對(duì)較短,其中玉米Liquor-Making Science& Technolog釀酒科技,2004,1:64-67[9 Zhuo Litian, Gayathri Ram Mohan, Lonnie Ingram, Pratap燃料乙醇酒糟最易降解,木薯燃料乙醇酒糟最難降Pullammanappallil, Anaerobic digestion for treatment of stillage from解;醬香型白酒酒糟、木薯燃料乙醇酒糟、玉米燃cellulosic bioethanol production[J]. Bioresource Technology, 2013料乙醇酒糟、濃香型白酒酒糟的發(fā)酵周期依次為144:321、28、15、22d。四種酒糟發(fā)酵延滯期都較短,[10 Wilkie A C, Riedesel K J, Owens J M. Stillaanaerobic treatment of ethanol stillage from conventional and都可以在較短的時(shí)間內(nèi)快速啟動(dòng)發(fā)酵,其中醬香型ks [J]. Biomass Bioenergy, 2000, 19: 63-102白酒酒糟延滯期最長(zhǎng)為2.59d,木薯燃料乙醇酒糟延[ Ann C wilkie.κe! J Riedesel, John M Owens. Stillage滯期為0。characterization and anaerobic treatment of ethanol stillage from(3)四種酒糟除木薯燃料乙醇酒糟外,其發(fā)酵conventional and cellulosic feedstocks[J]. Biomass and bioenergy,過程中的pH值變化均呈倒鐘形曲線,這也與酒糟[12] Goering H K, van Soest P s. Forage Fiber Analysis USDA2ARS的日產(chǎn)氣量相對(duì)應(yīng)。說明pH值對(duì)酒糟厭氧消化過Agric Handbook[ M]. Washington: Gov. Print, 1971: 387-598程有很大影響,所以控制厭氧消化過程中的pH值[1] Zhang Cui張翠麗, Li Yibing((李鐵冰, Bu dongsheng( K東升)Yang taihe(楊改河, Biogas yield and its relations with the duration對(duì)酒糟厭氧發(fā)酵至關(guān)重要and temperature of mixed anaerobic fermentation of livestock dun(4)在植物生長(zhǎng)所需的四種大量元素(N、Pand wheat stra中國(guó)煤化工g應(yīng)用生態(tài)學(xué)CNMHG汽第5期付善飛等:酒糟沼氣化利用的基礎(chǔ)研發(fā)1919·報(bào)),2008,19(8):1817-1822fermentation of different mixture of respective pig and sheep manure[14] Jia Zhili(賈志莉). Chu yongbao(初永寶), Shi xiaoshuang(師曉爽),with wheat straw[J]. ChineseYuan Xianzheng(袁憲正), Xu Xiaohui(許曉暉), Qiu Yanling(邱艷(環(huán)境工程學(xué)報(bào))、2010,4(9)2131-2134Fa), Guo Rongbo(#%ix). Biogas production of sauce and vinegar [18) Li J S, Duan N, Guo S, Shao Ling, Lin C, Wang J H, Hou J, Hou Y,residues by anaerobic co-digestion [J]. Acta Scientiae CircumstantiaeMeng J, Han M Y Renewable resource for agricultural ecosystem in境科學(xué)學(xué)報(bào)),2013,337)1947-1952China: ecological benefit for biogas by-product for planting[J[15 Bouallagui H, Lahdheb H, Romdan E B, et al. Improvement of fruitEcological Informatics, 2012, 12: 101-110nd vegetable waste anaerobic digestion performance and stability[19 Anna Amtmann Patrick Armengaud. Effects of N, P, K and s onwith co-substrates addition ]Journal of Environmental Managementmetabolism: new knowledge gained from multi-level analysis[J]2009,905):1844-18Current Opinion in Plant Biology, 2009, 12: 275-283[16] Zhou Wenjuan(周文娟). Study on anaerobic fermentation of vegetabl[20] Carlos Romero, Pedro Ramos, Carlos Costa, Carmen Marquez M.straw and comprehensive utilization of biogas slurry]. YanglingRaw and digested municipal waste compost leachate as potentialNorthwest A&F University, 2012fertilizer: comparison with a commercial fertilizer[J]. Journal of[7] Zhang Ming(張鳴), Gao Tianpeng(高天鵬, Chang guohua(常國(guó)華)Cleaner Production, 2013. 59: 73-78Li xue(李雪), Zhang Qing(張慶) Study on mesophilic anaerobic中國(guó)煤化工CNMHG