第26卷第7期农业工程学报Vol.26No.72010年7月TransactionsoftheCSAEJul.2010277沼渣物理特性及沼渣纤维化学成分测定与分析刘丽雪,陈海涛※,韩永俊(东北农业大学工程学院,哈尔滨150030摘要:以反刍动物粪便厌氧发酵生产沼气剩余物沼渣为研究对象,采用振动筛分分组、统计分析、图像处理和Fibertec2010&M6纤维分析系统分析等方法,对沼渣的物理成分及沼渣纤维化学成分进行了测定分析。研究结果表明,沼渣主要由质量分数为64%的纤维、35%的非矿物质和1%的矿物质组成;沼渣纤维中纤维素、半纤维素、木质素、灰分及其它各成分的质量分数分别为44.8%、21.9%、15.6%和17.7%。从而得出结论:反刍动物粪便厌氧发酵生产沼气后的沼渣中纤维素含量较水稻、小麦和玉米等作物秸秆的高5%以上,半纤维素含量较水稻、小麦和玉米等农作物秸秆低5%。研究结果为沼渣资源化、高值化利用技术研究奠定了基础。关键词:物理性质,化学性质,纤维,沼渣doi:10.3969/j.issn.1002-6819.2010.07.049中图分类号:S216.4文献标识码:A文章编号:1002-6819(2010-07-0277-04刘丽雪,陈海涛,韩永俊.沼渣物理特性及沼渣纤维化学成分测定与分析[J].农业工程学报,2010,26(7:277-280.LiuLixue,ChenHaitao,HanYongjun.Determinationandanalysisofphysicalcharacteristicsandfiberchemicalcompositionofbiogasresidue[J].TransactionsoftheCSAE,2010,26(7:277-280.(inChinesewithEnglishabstract0引言近年来,中国沼气在技术水平和规模上取得了举世瞩目的成就。据统计,截至2006年底,中国已建成的户用沼气总数已超过2200“”多万个。十一五期间,到2010年,农村户用沼气的发展规模达到4000万户,沼气的产量达到190亿m3,到2020年,要求在农村适宜地区基本普及农村沼气的目标,沼气的产量要求达到400亿m3[1-3]。随着沼气工程的迅猛发展,沼气发酵后的残余物资源也越来越丰富,其主要由沼液和沼渣两部分组成,沼渣悬浮于沼液中[4-6]。沼渣是由部分未分解的原料和新生的微生物菌体组成,分为3部分:一是有机质、腐殖酸,对改良土壤起着重要作用;二是氮、磷、钾等元素,满足作物生长需要;三是未腐熟原料,施入农田继续发酵,释放肥分。目前,其用途仅限于用作肥料,配制培养土和制作营养料[7-11]。由于反刍动物主要以粗饲料为食,如稻草、麦秆、玉米秸秆等,秸秆纤维的转化率并不高,造成这一现象的原因主要是20%~70%的纤维不能被反刍动物的瘤胃细菌所降解,致使利用反刍动物粪便发酵而制得的沼气残渣中含有大量的木质纤维素,目前其综合利用技术倍受关注[12-13]。收稿日期:2009-10-19修订日期:2010-03-26基金项目:黑龙江省博士后基金(LBH-Z06160;黑龙江省科技计划重点项目(GA09B501;哈尔滨市科技创新人才研究专项资金项目(2006RFLXN002作者简介:刘丽雪(1983-,女,黑龙江人,中国农业工程学会会员(E040000303A,生物质转化与利用工程。哈尔滨东北农业大学工程学院,150030。Email:liulixue2007@yahoo.com.cn※通信作者:陈海涛(1962-,男,黑龙江人,教授,博士生导师,主要从事生物质材料和现代农业装备方面的研究。哈尔滨东北农业大学工程学院,150030。Email:haitao1963@yahoo.com.cn本文以反刍动物发酵生产沼气后的剩余物中提取的残渣为研究对象,对其物理特性和沼渣纤维化学成分进行分析,得知沼渣纤维含有大量木质纤维素,这些木质纤维素经高效转化可用来制浆造纸、发酵生产乙醇、气化发酵制乙醇、生产板材等,为沼渣资源高值化利用技术研究提供参考依据。1沼渣物理成分测定试验1.1材料与仪器试验材料:以玉米秸秆为饲料的牛粪便厌氧发酵生产沼气后的沼渣。试验仪器:FB-1型分析筛,SS7振摆式筛分机,深圳市衡兴通电子仪器有限公司生产的MoticSMZ-168-TL型光学照相显微镜,MoticImagesPlus软件等。1.2方法1.2.1试验样本制备将牛粪便厌氧发酵生产沼气后的剩余物清洗、干燥得沼渣原料,随机选取7500g,平均分成10个样本。采用目数分别为0.25、0.5、1、2、5mm的筛子,将沼渣原料筛分为<0.25、0.25~<0.5、0.5~<1、1~<2、2~5和>5mm6个组分,每个样本筛分时间为20min,取筛分后10个样本的平均值为试验结果。1.2.2矿物质测定筛分后,用火焰法得到各组分中矿物质的含量,取10个样本平均值为测试结果。...