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生物能源研究
发表日期: 2009-08-12 文章来源:
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  沼气研究 

  除秸秆菌剂产沼气研究的成果外,生物所主持完成的攻关课题成果“禽畜粪便沼气供气站成套技术”被评为首批国家环保最佳实用技术,申请和授权专利5项,完成了国内外十余个沼气工程建设。另外,还对西藏等高海拔寒冷地区沼气能源开发进行了研究,有效解决了沼气发酵的低温难题。  

  生物制氢 

  依托国家863课题的“纳米菌共生高效固氮藕联产氢体系”等,建立了薯蓣作为碳源的厌氧发酵-光合联合产氢体系。产氢效率已达到687mLH2/g薯蓣干重,达到理论产氢效率的60%。其中厌氧发酵产氢最高可达到4.12mol H2/mol葡萄糖,光合发酵产氢最高可达到4.77mol H2/mol葡萄糖。另外,通过生物化学联合预处理秸秆,完成了秸秆产氢研究,并获得5株高效及高耐酸产氢菌。

  燃料乙醇高效转化技术 

  通过承担科技部地方攻关引导项目“以红薯、芭蕉芋为原料生产燃料乙醇中试示范项目”及与此相关的国家和四川省项目的工作,开展了资源收集、品种改良、成套栽培技术、原料保鲜贮存新技术、高浓度发酵技术和原料预处理技术等研究,达到甘薯原料的高效和快速发酵。 筛选出高效高浓度乙醇发酵酵母菌株2株y-1和 y-5,确立了其水解酶谱的特征标记, 实现了高效高浓度乙醇发酵:乙醇浓度达18%,发酵效率达92%,发酵时间为55~65小时。已选育到3株高效快速的运动发酵单孢菌和2株酵母, 以大米、木薯和甘薯等为原料,发酵时间30~40小时左右,比现有的技术缩短20小时以上,乙醇发酵浓度可达10~12%(v/v), 发酵强度达3.16 g/(L·h),其中运动发酵单孢菌的发酵效率达94%,酵母发酵效率92%。已申请发明专利30项。

  秸秆预处理复合菌剂 

  生物所与北京合百意生态能源科技开发有限公司共同开发的“绿秸灵”产沼气的秸秆预处理复合菌剂及其配套技术解决了农村沼气池原料严重不足与秸秆焚烧所带来的各种问题,同时给秸秆利用提供了一条可行的出路。整套技术具有沼气发酵启动快、产气量高、进出料容易、能适用于多种发酵工艺、多种秸秆原料(如麦秆、玉米秆)等优点,成功解决了以前农村沼气池利用秸秆产沼气所造成的沼气启动慢、分解率较低、结壳严重和出料困难等难题。2005年农业部科技教育司组织的农业部科技成果鉴定会上,专家组建议政府有关部门尽快在全国应用示范, 推进该项科技成果的转化。

  以农村8m3户用沼气池为例,每个发酵周期按4~6个月计,每个周期秸秆原料需要量500~600公斤,施用复合菌剂1~1.5公斤,年产沼气总量400~500m3,同时年可获得约800公斤的发酵后的有机固体肥料(残渣含水率为25%左右),年节省肥料开支至少100元,年节省生活燃料开支至少250元。


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