58 安徽农学通报,Anhui Agri.Sci.Bul1.2010,16(15) 没有处理的秸秆相比,产气率提高了17.5% 。 (LHW),蒸汽爆破法是指在0.69~4.83MPa的压力下,用 2.1.2混合菌处理对木质素的降解最有效的微生物是 蒸汽将物料加热到200~240 ̄C,维持30s~20min,使半纤 白腐真菌,最常用的白腐真菌有Pharerochacte Chrysospri— 维素水解,同时木质素软化和部分降解。液态高温水技术 Hm,Coriolus versicolor等白腐菌,依靠这些菌产生的木质 是指将物料置于高压状态的热水中,温度为200~230 ̄C, 素分解酶系对秸秆中的木质素进行分解。但是秸秆的生 处理物料2~15min,可除去4%一22%的纤维素,35%~ 物降解是个复杂的过程,完成降解的生物并不只有一种而 60%的木质素以及所有的半纤维素 。液态高温水法与 是一个菌群。因此,用混合菌处理能提高木质素的分解 蒸汽爆破法的水解产物的总量和浓度不同,液态高温水法 率。席北斗等 将康氏木毒、白腐菌、变色栓菌与EM菌、 的总量比较高,但是其浓度却较低 。 固氮菌、解磷菌、解钾菌按一定配比扩大培养制成复合菌 3结束语 剂,经堆沤处理,结果表明,纤维素降解发酵周期为4— 简易的物理法可以提高秸秆原料的利用率,其优点在 5d,酶活性显著提高。 于成本低廉,使用方便,但降解速度及发酵速率不高,而且 2.2化学法化学法是使用酸、碱、有机溶剂等作用于作 能耗较大,成本较高。化学法需要用大量的化学试剂,易 物秸秆,破坏细胞壁中半纤维素与木质素形成的共价键, 造成化学污染,而且成本也偏高,处理后的基质在后续的 破坏纤维素的结晶结构,打破木素与纤维素的连接,达到 菌种接种操作过程中还需要处理,例如对酸或碱的中和。 提高秸秆消化率的目的。常见的方法包括酸处理、碱处 用生物法预处理秸秆具有能耗低、所需环境条件温和、无 理、氨处理和氧化还原试剂处理等。人们较常采用的稀酸 污染等物理化学及其它方法不可替代的优点,应用前景广 处理方法,处理效率较高,在温度高时所需时间较短。稀 阔,将在秸秆生物气化以及农业生产中发挥越来越重要的 酸预处理虽然可以有效提高纤维素的水解速率,但其成本 作用。 偏高,而且基质在后续的操作过程中需要对酸进行中和 参考文献 处理 。 [1]张文斌,张龙全.秸秆气化技术研究现状与对策分析[J].中国 表1 几种常用的化学法比较【6】 农机化,2009(06). [2]刘睿,万楚筠.秸秆预处理技术存在的问题与发展前景[J].环 境科学与技术,2009(O5). [3]焦瑞身.微生物工程[M].北京:化学工业出版社,2003:246 —247. 2.3物理法物理方法主要是通过改变原料的物理结构 [4]任普鲜,蒋剑春.木质纤维素快速热解产物生产燃料乙醇研究 来增加纤维素与酶接触的表面积,从而提高纤维素的利用 进展[J].生物质化学工程,2009(03). 率,常用的有机械粉碎和加热预处理等。 [5]席北斗,刘鸿亮,孟伟,等.垃圾堆肥高效复合微生物菌剂的制 备[J].环境科学研究,2003,16(2):58—60. 2.3.1 机械粉碎用球磨、振动磨、辊筒等将纤维素原料 [6]Charles E.Wymana,Bruce E.Daleb,et a1.Coordinated development 进行粉碎处理,致使木质素和半纤维素与纤维素的结合层 of leading biomass pretreatment technologies[J].Bioresource Tech— 被破坏,半纤维素、纤维素和木质素的聚合度降低,纤维素 nology:2005,96(18),1959—1960. 的结晶构造改变。粉碎处理可提高反应性能和提高水解 [7]金慧,王黎春,等.木质纤维素原料生产燃料乙醇预处理技术研 的糖化率,有利于酶解过程中纤维素酶或木质素酶发挥作 究进展[J].酿酒科技,2009(07). 用 。但是这种方法对提高木质纤维素原料的分解率有 [8]袁丽婷.玉米秸秆预处理技术研究进展[J].中国酿造,2008 限,而且对能源的消耗量较高,增加了秸秆气化的成本。 (20). 2.3.2加热预处理 当把木质纤维素原料加热到150~ [9]A. w.M.Hendriks,G.Zeeman.Pretreatments to enhaIlce the 180oC以上时,首先是半纤维素然后是木质素就会开始水 digestibility of lignocellulosic biomass[J].Bioresource Technology, 解形成酸,这些酸可能会进一步促进半纤维素的水解。加 2009,100(1),12—13. 热预处理中常用的有蒸汽爆破法(SE)和液态高温水法 (责编:陶学军)