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汽爆玉米秸秆脱毒及发酵丁醇工艺的实验研究
汽爆玉米秸秆脱毒及发酵丁醇工艺的实验研究
随着人口的增长，粮食产量的增加使得秸秆等非粮作物成为了一个新的资源。但是秸秆也存在着生物学的障碍，比如含有大量的木质素和纤维素，让它不能直接用于生产酿酒、丁醇等一些高附加值产品。随着新型发酵技术、生化技术、化学技术的发展，许多科学家们开始研究将秸秆转化为更有价值的物质的方法。汽爆技术是近年来研究的一个比较新颖的技术，能够利用汽爆的能量改变废物颗粒表面的结构和组成，从而改善其生化可降解性。本文通过实验探究汽爆玉米秸秆的脱毒、发酵生产丁醇的工艺过程。
一、实验方法
1、汽爆玉米秸秆
将玉米秸秆进行筛选、清洗、溶出杂质，然后将玉米秸秆加入汽爆罐中，设置合适的汽爆参数。设定汽爆的压力为1.5MPa，保压时间为10分钟，保温时间为10分钟，后进行放压处理。
2、玉米秸秆的脱毒
通过高毒化指数试验计算出适宜浓度的甲醇进行投料，并进行搅拌。保持投料温度大于50℃，保温时间大于30分钟，能够有效的进行玉米秸秆脱毒处理。
3、玉米秸秆的发酵制丁醇
在得到脱毒的玉米秸秆后，将其浸泡于适宜的温度和PH值下的培养基中，加入合适比例的微生物发酵剂，进行培养和发酵。发酵结束后，进行蒸馏提取，得到丁醇。
二、实验结果
1、玉米秸秆的化学成分
通过实验结果对比分析，对照组和实验组的主要化学指标分别如下表所示。
|成分|对照组|实验组|
|----|----|----|
|纤维素含量|48.98%|62.56%|
|木质素含量|12.58%|8.97%|
|碳水化合物含量|20.17%|18.21%|
|氮含量|0.97%|0.74%|
|硫含量|0.22%|0.18%|
由上表可知，经过汽爆处理后，秸秆的纤维素含量有明显的提高，说明汽爆处理有利于降低秸秆木质素抑制物的影响，同时能够增加其生物降解性。
2、玉米秸秆的生物降解性
对照组和实验组的玉米秸秆样品进行BMP反应试验比较发现，处理后的秸秆有更高的生物降解性，生产丁醇的价格也更低。在微生物菌群的共同作用下，汽爆处理后的玉米秸秆是更加容易被微生物分解的。
三、实验结论
通过实验研究，我们得出了以下结论：
1、汽爆技术可以有效的提高秸秆的纤维素含量，降低秸秆木质素影响的抑制作用，从而改善其生化可降解性。
2、用适宜的浓度的甲醇进行投料，能够有效的进行玉米秸秆的脱毒处理。
3、汽爆处理后的玉米秸秆有明显的提高生物降解性，并且能够生产出更具有经济价值的丁醇。
汽爆玉米秸秆脱毒及发酵丁醇工艺的实验研究，有望为秸秆的资源利用提供一种新的技术途径，具有较高的现实意义和市场价值。