我國是釀酒大國,而酒糟是釀酒產(chǎn)業(yè)的主要的副產(chǎn)物,如果不對其進(jìn)行有效處理,極易造成環(huán)境污染。酒糟中含有大量有機(jī)質(zhì),如淀粉、粗蛋白、粗脂肪等,適合厭氧消化處理,同時產(chǎn)生清潔能源(生物天然氣)和高品質(zhì)有機(jī)肥。然而,我國白酒種類較多,酒糟特性和成分差異也較大。例如,濃香型酒糟稻殼含量極高,如直接對其厭氧消化,難降解稻殼的長期累積會增大體系內(nèi)固體含量,使體系難以攪拌,產(chǎn)生堵塞等問題。因此,針對高稻殼含量的濃香型酒糟,在進(jìn)行厭氧消化前,需要對其進(jìn)行預(yù)處理。而醬香型酒糟的稻殼含量相對較低,且粘度較大,稻殼難以分離,可以直接對其進(jìn)行厭氧消化。
中國科學(xué)院成都生物研究所生物質(zhì)能源項(xiàng)目組李東博士團(tuán)隊歷時三年,針對醬香型酒糟,直接進(jìn)行厭氧消化處理,通過對厭氧消化過程的各種預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控以及微生物群落進(jìn)行分析,采用沼液回流、沼液不回流、促進(jìn)劑添加等調(diào)控措施,探究醬香型酒糟在不同負(fù)荷條件下中高溫厭氧消化的穩(wěn)定性能以及產(chǎn)氣潛力,并首次定量考察了沼液粘度變化對醬香型酒糟中溫厭氧消化系統(tǒng)的影響,最后對厭氧消化處理后的高含稻殼沼渣進(jìn)行水熱碳化處理,實(shí)現(xiàn)沼渣的高值化利用。針對濃香型酒糟,通過SEM、FTIR、XRD、HPLC、GC-MS、ESI-MS、2D HSQC NMR等化學(xué)分析方法和生化產(chǎn)甲烷潛力實(shí)驗(yàn)研究,提出酒糟水洗分離耦合稻殼水熱碳化處理的生物燃?xì)夂吞炕事?lián)產(chǎn)方法,將水洗液和水解液進(jìn)行厭氧消化制備生物燃?xì)猓疅崽蓟苽涞玫降纳锾坑糜谖秸右褐械陌钡纬筛叩炕剩胶蟮恼右河糜诰圃闼础?nbsp;
系列研究成果以碩士研究生敖天杰為第一作者,李東博士為通訊作者發(fā)表在Bioresource Technology、Journal of Cleaner Production、Energy & Fuels雜志上,并申請發(fā)明專利2件。
該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃課題、成都市國際合作項(xiàng)目、西部之光“西部青年學(xué)者”項(xiàng)目A類、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會、中科院國合局對外合作重點(diǎn)項(xiàng)目等的支持。
論文原文鏈接:
Bioresource Technology: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019.122460
Journal of Cleaner Production:https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.119253
Energy & Fuels:https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.9b02582
發(fā)明專利:
201910542069.X一種醬香型酒糟厭氧消化耦合水熱碳化的全利用方法
201910542070.2一種濃香型酒糟水熱碳化耦合厭氧消化的全利用方法
圖1. 沼液粘度變化對醬香型酒糟中溫厭氧消化系統(tǒng)的影響
圖2. 濃香型酒糟全利用技術(shù)路線圖