專利名稱：一種利用白腐菌生物預(yù)處理強(qiáng)化秸稈發(fā)酵產(chǎn)甲烷及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種秸稈的處理方法，具體涉及一種利用白腐菌生物預(yù)處理強(qiáng)化秸稈發(fā)酵產(chǎn)甲烷及其制備方法，屬生物化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
秸稈作為地球上豐富的可再生資源，其成分主要是木質(zhì)素、纖維素、半纖維素。木質(zhì)素是由苯丙烷結(jié)構(gòu)單元通過醚鍵和碳一碳鍵連接而成的具有三維空間結(jié)構(gòu)的高分子芳香類聚合物，難以被酸水解，對(duì)酶的水解呈抗性，是公認(rèn)的難降解物質(zhì)。而木質(zhì)素與半纖維素以共價(jià)鍵形式結(jié)合，將纖維素分子包埋在其中，形成一種天然屏障.使酶不易與纖維素分子接觸.因此，秸稈的直接厭氧發(fā)酵由于難以脫除、破壞木質(zhì)素，影響纖維素的轉(zhuǎn)化效率，使其傳統(tǒng)的發(fā)酵過程周期長(zhǎng)、甲烷轉(zhuǎn)化率低而難以推廣應(yīng)用。要解決這一問題，破壞木質(zhì)素是關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種利用白腐菌生物預(yù)處理強(qiáng)化秸稈發(fā)酵產(chǎn)甲烷及其制備方法，利用白腐菌的降解木質(zhì)素特性多應(yīng)用于木材制漿、 木質(zhì)素廢水處理、廢物堆肥等好氧過程，而秸稈的發(fā)酵產(chǎn)甲烷是一個(gè)厭氧過程，把白腐菌用于秸稈發(fā)酵前的好氧預(yù)處理，以強(qiáng)化秸稈的發(fā)酵產(chǎn)甲烷，本發(fā)明利用白腐菌的良好的木質(zhì)素降解效果對(duì)秸稈類生物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理以破壞其中的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)，以期縮短厭氧發(fā)酵周期，提高甲烷轉(zhuǎn)化效率，故對(duì)提高秸稈資源的生物轉(zhuǎn)化率有十分重要的意義。本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種利用白腐菌生物預(yù)處理強(qiáng)化秸稈發(fā)酵產(chǎn)甲烷，其特征是采用如下原材料秸稈取無(wú)髓的稻，去根及穗，風(fēng)干后粉碎，過篩，截取能通過40目篩，但不能通過60目篩的細(xì)末；菌種采用白腐菌典型菌種——黃孢原毛平革菌 (Phanerochaete chrysosporium)；培養(yǎng)基葡萄糖10g，蛋白胨3g，酵母浸膏2g，微量元素 70mL,瓊脂20g，蒸餾水至IOOOmL,用鹽酸將pH調(diào)節(jié)為4. 5，于121°C下滅菌20min，微量元素混合液(g L)氨基乙酸0.5;馬鈴薯培養(yǎng)基去皮馬鈴薯200g，切成塊加水煮沸30min，再加葡萄糖200g，瓊脂15 20g，蒸餾水至IOOOmL,用鹽酸將pH調(diào)節(jié)為4. 5。一種制備如權(quán)利要求1所述的利用白腐菌生物預(yù)處理強(qiáng)化秸稈發(fā)酵產(chǎn)甲烷的方法其特征是包括如下步驟(1)秸稈生物預(yù)處理培養(yǎng)基上接種白腐菌二8°C培養(yǎng)一周后，使用直徑為Iam的打孔器打出3塊，接種到IOOmL馬鈴薯培養(yǎng)基中，28°C、160r · min培養(yǎng)24h成為菌懸液，取菌懸液IOmL分別加到90mL馬鈴薯培養(yǎng)基中，28°C、160r -min培養(yǎng)3d后與粉碎成2am長(zhǎng)的稻草秸稈60g —起加入到反應(yīng)器中加水定容至5L，調(diào)pH值為4. 5，在恒溫反應(yīng)器中分別于室溫和39°C下進(jìn)行曝氣處理；(2)秸稈處理液作為菌源的連續(xù)序批式預(yù)處理方法39°C、IOd預(yù)處理?xiàng)l件不變，按1/10的接種量將第一批秸稈生物預(yù)處理液轉(zhuǎn)接到新的秸稈好氧發(fā)酵液中進(jìn)行序批式處理， 連續(xù)轉(zhuǎn)接2次；(3)發(fā)酵種泥的馴化將15g稻草粉加入到600mL、接種生物量為13. IgSS -L的厭氧污泥中，并加入Ig蔗糖和5mL的無(wú)機(jī)鹽營(yíng)養(yǎng)液，使C N P約為200 5 1，為保證反應(yīng)系統(tǒng)處于無(wú)氧條件，用氮?dú)獯得摵笫褂盟夥ㄓ趽u床中在(35 1) °C下進(jìn)行馴化培養(yǎng)。(4)厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷將馴化成熟的厭氧污泥以3000r ·π η離心，棄去上清液，加入清水進(jìn)行厭氧發(fā)酵，即可產(chǎn)甲烷。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明利用白腐菌的良好的木質(zhì)素降解效果對(duì)秸稈類生物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理以破壞其中的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)，以期縮短厭氧發(fā)酵周期，提高甲烷轉(zhuǎn)化效率，故對(duì)提高秸稈資源的生物轉(zhuǎn)化率有十分重要的意義。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例、一種利用白腐菌生物預(yù)處理強(qiáng)化秸稈發(fā)酵產(chǎn)甲烷，采用如下原材料秸稈取無(wú)髓的稻，去根及穗，風(fēng)干后粉碎，過篩，截取能通過40目篩，但不能通過60目篩的細(xì)末；菌種采用白腐菌典型菌種——黃孢原毛平革菌(Wianerochaete chrysosporium)；培養(yǎng)基 葡萄糖10g，蛋白胨3g，酵母浸膏2g，微量元素70mL，瓊脂20g，蒸餾水至IOOOmL,用鹽酸將 PH調(diào)節(jié)為4.5，于121°C下滅菌20min，微量元素混合液(g · L)氨基乙酸0. 5 ；馬鈴薯培養(yǎng)基去皮馬鈴薯200g，切成塊加水煮沸30min，再加葡萄糖200g，瓊脂15 20g，蒸餾水至 IOOOmL,用鹽酸將pH調(diào)節(jié)為4. 5。一種制備如權(quán)利要求1所述的利用白腐菌生物預(yù)處理強(qiáng)化秸稈發(fā)酵產(chǎn)甲烷的方法包括如下步驟(1)秸稈生物預(yù)處理培養(yǎng)基上接種白腐菌二8°C培養(yǎng)一周后，使用直徑為Iam的打孔器打出3塊，接種到IOOmL馬鈴薯培養(yǎng)基中，28°C、160r ·π η培養(yǎng)24h成為菌懸液，取菌懸液IOmL分別加到90mL馬鈴薯培養(yǎng)基中，28°C、160r -min培養(yǎng)3d后與粉碎成2am長(zhǎng)的稻草秸稈60g —起加入到反應(yīng)器中加水定容至5L，調(diào)pH值為4. 5，在恒溫反應(yīng)器中分別于室溫和39°C下進(jìn)行曝氣處理；(2)秸稈處理液作為菌源的連續(xù)序批式預(yù)處理方法39°C、IOd預(yù)處理?xiàng)l件不變，按 1/10的接種量將第一批秸稈生物預(yù)處理液轉(zhuǎn)接到新的秸稈好氧發(fā)酵液中進(jìn)行序批式處理， 連續(xù)轉(zhuǎn)接2次；(3)發(fā)酵種泥的馴化將15g稻草粉加入到600mL、接種生物量為13. IgSS -L的厭氧污泥中，并加入Ig蔗糖和5mL的無(wú)機(jī)鹽營(yíng)養(yǎng)液，使C N P約為200 5 1，為保證反應(yīng)系統(tǒng)處于無(wú)氧條件，用氮?dú)獯得摵笫褂盟夥ㄓ趽u床中在(35 1) °C下進(jìn)行馴化培養(yǎng)。(4)厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷將馴化成熟的厭氧污泥以3000r ·π η離心，棄去上清液，加入清水進(jìn)行厭氧發(fā)酵，即可產(chǎn)甲烷。
權(quán)利要求
1.一種利用白腐菌生物預(yù)處理強(qiáng)化秸稈發(fā)酵產(chǎn)甲烷，其特征是采用如下原材料秸稈取無(wú)髓的稻，去根及穗，風(fēng)干后粉碎，過篩，截取能通過40目篩，但不能通過60目篩的細(xì)末；菌種采用白腐菌典型菌種——黃孢原毛平革菌(Wianerochaete chrysosporium)；培養(yǎng)基葡萄糖10g，蛋白胨3g，酵母浸膏2g，微量元素70mL，瓊脂20g，蒸餾水至IOOOmL,用鹽酸將PH調(diào)節(jié)為4.5，于121°C下滅菌20min，微量元素混合液(g *L)氨基乙酸0.5;馬鈴薯培養(yǎng)基去皮馬鈴薯200g，切成塊加水煮沸30min，再加葡萄糖200g，瓊脂15 20g，蒸餾水至IOOOmL,用鹽酸將pH調(diào)節(jié)為4. 5。
2.一種制備如權(quán)利要求1所述的利用白腐菌生物預(yù)處理強(qiáng)化秸稈發(fā)酵產(chǎn)甲烷的方法 其特征是包括如下步驟(1)秸稈生物預(yù)處理培養(yǎng)基上接種白腐菌二8°C培養(yǎng)一周后，使用直徑為Iam的打孔器打出3塊，接種到IOOmL馬鈴薯培養(yǎng)基中，28°C、160r · min培養(yǎng)24h成為菌懸液，取菌懸液IOmL分別加到90mL馬鈴薯培養(yǎng)基中，28°C、160r -min培養(yǎng)3d后與粉碎成2am長(zhǎng)的稻草秸稈60g —起加入到反應(yīng)器中加水定容至5L，調(diào)pH值為4. 5，在恒溫反應(yīng)器中分別于室溫和39°C下進(jìn)行曝氣處理；(2)秸稈處理液作為菌源的連續(xù)序批式預(yù)處理方法39°C、IOd預(yù)處理?xiàng)l件不變，按1/10 的接種量將第一批秸稈生物預(yù)處理液轉(zhuǎn)接到新的秸稈好氧發(fā)酵液中進(jìn)行序批式處理，連續(xù)轉(zhuǎn)接2次；(3)發(fā)酵種泥的馴化將15g稻草粉加入到600mL、接種生物量為13.IgSS -L的厭氧污泥中，并加入Ig蔗糖和5mL的無(wú)機(jī)鹽營(yíng)養(yǎng)液，使C N P約為200 5 1，為保證反應(yīng)系統(tǒng)處于無(wú)氧條件，用氮?dú)獯得摵笫褂盟夥ㄓ趽u床中在(35 1) °C下進(jìn)行馴化培養(yǎng)。(4)厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷將馴化成熟的厭氧污泥以3000r· min離心，棄去上清液，加入清水進(jìn)行厭氧發(fā)酵，即可產(chǎn)甲烷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種秸稈的處理方法，具體涉及一種利用白腐菌生物預(yù)處理強(qiáng)化秸稈發(fā)酵產(chǎn)甲烷及其制備方法，屬生物化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用白腐菌的良好的木質(zhì)素降解效果對(duì)秸稈類生物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理以破壞其中的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)，以期縮短厭氧發(fā)酵周期，提高甲烷轉(zhuǎn)化效率，故對(duì)提高秸稈資源的生物轉(zhuǎn)化率有十分重要的意義。
文檔編號(hào)C12R1/645GK102344942SQ20101024358
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者李文明 申請(qǐng)人:李文明