秸秆发酵
秸秆微贮即农作物秸秆微生物发酵贮存技术，是农作物秸秆提高其营养价值的秸秆处理方法。
秸秆微贮技术通过加入木质素纤维素发酵剂秸秆微贮宝，在密闭的厌氧条件下，促进秸秆纤维素，半纤维素和木质素的分解，改善秸秆的适口性，提高其消化率，并增加营养。
微贮秸秆有如下一些特点：
1．适口性好。秸秆经微生物发酵后，质地变得柔软，并具有酸香酒气味，适口性明显提高，增强了家畜的食欲。与未经过处理的秸秆相比，一般采食速度可提高43%，采食量可增加20%以上。
2．营养价值和消化率高。在微贮过程中，经秸秆微贮宝作用后，秸秆中的纤维素和木质素部分被降解，同时纤维素木质素的复合结构被打破。这样，瘤胃微生物能够与秸秆纤维充分接触，促进了瘤胃微生物的活动，从而增加了瘤胃微生物蛋白和挥发性脂肪酸的合成量，提高了秸秆的营养价值和消化率，使秸秆变成了牛、羊的优质饲料，促进牛、羊增重。
3．成本低廉。只需50克或50毫升秸秆微贮宝，就可以处理1000公斤秸秆，而氨化同样多的秸秆则需用尿素40—50公斤，两者的处理效果基本相同。但微贮秸秆可比尿素氨化降低成本80%左右，其使用安全性能也比氨化法高。
4．操作简便。秸秆微贮与青贮、氨化相比，商更简单易学。只要把秸秆微贮宝活化后，放到1%的盐水中，然后均匀地喷洒在秸秆上，在一定的温度和湿度下，压实封严，在密闭厌氧条件下，就可以制作优质微贮秸
秆饲料。
5．贮存期长。秸秆微贮宝发酵处理秸秆的温度为10—40℃且无论青的或干的秸秆都能发酵。因此，我国南方部分地区全年都可以制作秸秆微贮饲料。华巨秸秆微贮宝高效生物发酵剂，可利用秸秆中的碳水化合物迅速发酵，繁殖快，成酸作用强，具有很好的抗腐败防霉能力。秸秆经微贮发酵后，能够形成大量的有机酸，这些有机酸具有很强的杀菌抑菌能力，故发酵的微贮秸秆饲料不易发生霉变，可以长期保存。
秸秆中加入秸秆微贮宝高活性发酵菌种后，使秸秆中分解纤维素菌数目大幅提高。在适宜温度、湿度和密闭的厌氧条件下，秸秆中的纤维素、半纤维素和木质素大量降解，产生糖类，继而又被转化成乳酸和挥发性脂肪酸，使pH值下降到4．5—5．0，抑制有害菌和腐败菌的繁殖。经微贮后，秸秆转化成优质粗饲料，不但提高了饲用价值，而且不容易发生腐败，可以长期贮存饲喂。微贮的作用主要表现在以下几个方面：
1．在微生物的作用下，秸秆中的纤维素、半纤维素和木质素被酶解，使秸秆变得膨松和柔软，提高了秸秆的适口性，增加了动物采食量。
2．由于微生物发酵的作用，使变得柔软和膨胀的秸秆能够充分地与反刍动物瘤胃微生物相接触，从而使粗纤维类物质能够更充分地被瘤胃微生物所分解，提高了秸秆的消化率。
3．微贮时，秸秆中的纤维素、半纤维素被微生物部分地分解，并转化为糖类和脂肪类，从而提高了秸秆的碳水化合物和脂肪酸的含量，提高了秸秆的营养价值。秸秆经微贮后，其代谢能和有机酸含量显著提高，而纤维素、半纤维素和木质素的含量则明显下降。
4．秸秆微贮是在密闭的厌氧条件下进行的，由于秸秆微贮宝微生物菌群可以秸秆中的纤维素为底物，将其酶解为木聚糖，进而降解成木聚寡糖、木三糖和木二糖等，最后降解成木糖。然后再经无氧发酵，将其转化成有机酸类。随着有机酸含氨蹭加，封闭的秸秆微贮容器内氢离子浓度赶齐越高，从而导致秸秆饲料的pH值逐步下降，当pH值下降到4．5—5．0时，酸性抑制了各种微生物的活动，从而使各种有害菌热不能繁殖，使微贮秸秆饲料可以长期保存。
有氧发酵过程
微贮是在于无氧条件下利用微生物发酵的秸秆处理技术。但在秸秆的封闭过程中，秸秆原料中或多或少地存在着氧气，这就使得在发酵的最初几天里好氧微生物得以生长和繁殖。通过这些好氧微生物的活动可将秸秆中的少量糖分和氧气转化成二氧化碳和水，最后氧气越来越少，直至氧气的含量下降为零。这时好氧微生物就不能生存，最后全部死亡。
秸秆的酶解过程
由于微生物的活动，产生了各种酶类，这些酶类破坏秸秆中的纤维素、半纤维素和木质素的结构，使它们逐级降解，形成各种糖类物质。秸秆的酶解过程是比较缓慢的，随着微生物繁殖量的增加和微生物活性的提高，秸秆被逐步酶解为糖类物质。在整个酶解过校中，半纤维素最易被降解，而形成较大数量的木糖、阿拉伯胶、葡萄糖、甘露糖和半乳糖。当这些糖类达到一定浓度时，微生物就可以利用这些糖分作为底物产酸发酵。
产酸发酵过程
微生物利用秸秆饲料中的糖类作为底物，并将它们转化为有机酸类的过程。秸秆经有氧发酵后，氧气被消耗尽，需氧微生物不能存活。这时厌氧性微生物开始活动。它们在厌氧条件下，不能将糖类底物彻底转化成水和二氧化碳，只能分解为各种有机酸类，包括已酸、丙酸、乳酸、丁酸等。这些有机酸在秸秆饲料中发生电离，形成大量的氢离子，使秸秆饲料酸化，pH 值下降。当pH值下降到4．5—5．0时，酸性又抑制了各种微生物的活动，从而使微生物活动减慢，而形成良好的秸秆微贮饲料。
①．秸秆微贮必须在密闭的无氧条件下进行。秸秆中氧气含量越少，有氧发酵时间越短，好氧腐败微生物作用的时间越短，秸秆越不易发生腐败霉烂，微贮越容易成功。所以在填装微贮料时，一定要装紧压实，尽可能多地排除空气、封严，以防漏气。
②．微贮时一定要保证适宜的湿度。水分过多或过少，微贮均不易成功。一般微贮要求秸秆饲料的水分为60%—70%。
③．温度要适宜。一般温度在10—40℃的范围内，微贮最易成功。
④．微贮时要添加秸秆微贮宝高效活性菌种，若不添加菌种，杂菌发酵较为激烈，微贮则不会成功。
概述
秸秆微贮饲料的原料配比是：每1000公斤作物秸秆(含水量在15%以下)加入约1000公斤水，加入50克秸秆微贮宝。将原料混合均匀，装入微贮窖中，封闭好，在10—40℃的温度条件下，进行发酵。其流程图如下：
选取秸秆→切短→装窖→压实→密封→出窖→饲喂→秸秆微贮宝
→活化→喷洒
准备微贮设施
制作微贮秸秆大多利用微贮窖进行。微贮窖可以是地下式或半地下式的，应选在土质坚硬，排水良好，地下水位低，距畜舍近，取用方便的地点。微贮窖最好用砖和水泥砌成口大底小的梯形窖，斜度一般以6—8度为宜。
准备秸秆
选取新鲜无霉变的秸秆，微贮前必须切短，以便压实，保证微贮饲料的质量，一般玉米秸切成2—3厘米长，麦秸和水稻秸可切成5—6厘米长。
准备菌液
（1）．菌种活化。将每袋50克或50毫升的秸秆微贮宝倒入2000毫升低于40℃、1%的白糖溶液中，经充分溶解后，在常温下放臵1—2小时备用。活化的菌种的用量，应根据当天能处理秸秆的数量来确定。
（2）．菌液配制。把已经活化好的菌液加入到含盐O.7—1%的水溶液中，以备喷洒。各种配料用量见表如下：
种类重（千克）微贮宝量食盐量（千克）水量（千克）贮料含水量
玉米秸1000 50克/毫升7．5 750 60%-65%
稻秸1000 50克/毫升8．5 850 60%一65%
麦秸1000 50克/毫升8.0 800 60%一65%
装署
将切短的秸秆装入微贮窖中，每装20—30厘米厚，喷洒一遍菌液，要求喷洒均匀，使菌液与秸秆充分接触。用脚踩实或用机械压实。然后继续装入秸秆，装20—30厘米厚后，再进行喷洒和踩压，如此反复装料，直至装到高出窖面30—35厘米为止。
封窖
秸秆装好后，一般可在最上层按每平方250克均匀地撒上一层盐。然后用较厚的塑料薄膜盖好，塑料薄膜应比窖口要稍大，以便保持窖内密封。盖好后排除窖内的空气，然后封严，再在塑料布上加盖一层干草，以便保温。然后用泥土封闭压实。
封窖后要及时进行检查，防止踩压，防止深陷，如出现裂缝或漏洞，应及时封堵以防漏水漏气。在微贮过程中，更应防止漏水，一旦漏水，秸秆易腐烂变质。发酵时间的长短因气温的不同而有一定的变化。一般10—40℃的气温条件下，经10—15天就可完成微贮发酵。
开窖利用
微贮发酵好后，即可开窖取用。开窖时，应从窖的一端开始，揭开塑料薄膜，由上至下逐段垂直取用。用完后用塑料薄膜封盖好，切忌全部揭开塑料薄膜，否则，会有大量的空气进入窖内，容易引起二次发酵，使秸秆
发生腐烂变质。
（1）．微贮秸秆的质量检查。开窖后，应检查秸秆发酵是否成功。微贮秸秆饲料质量的好坏，可用如下方法检查：①看。主要看秸秆的颜色和结构。发酵好的秸秆一般呈黄褐色，鲜亮而有光泽；结构完整，无霉烂、结块现象。②嗅。主要是闻秸秆的气味。好的秸秆微贮料具有浓郁的水果香味和醇香味，并有一定的酸味。如果有刺鼻的酸臭味或霉败味，则说明微贮发酵失败。③摸。主要是用手去感觉秸秆饲料的质地。好的秸秆微贮料手感柔软松散，质地湿润，不粘不滑。若发粘，则说明质量不佳；若干燥粗硬，则说明还没有发酵完全。
（2）．微贮秸秆的饲喂效果。微贮秸秆是粗饲料，主要用来喂牛、羊等反刍动物和马、驴等草食家畜。微贮秸秆具有酸香气味，松软可口，能够增进家畜的食欲。据试验，牛、羊等动物采食微贮秸秆的速度与未处理秸秆相比，可提高30%—43%，采食量可增加20%—30%：用微贮秸秆饲喂生长肉牛，每天添加2．5公斤精料的情况下，其平均日增重可超过1．5公斤；用于饲喂奶牛，每日可多产奶1．5—3公斤。同时，用微贮秸秆喂畜还可防治畜禽肠胃疾病
秸秆发酵简介 玉米秸秆利用 一、玉米秸秆简介 主要由植物细胞壁组成,基本成分为纤维素、半纤维素和木质素等。木质素将纤维素和半纤维素层层包围。纤维素是一种直链多糖,多个分子平行排列成丝状不溶性微小纤维；半纤维素主要由木糖、少量阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖组成；木质素是以苯丙烷及衍生物为基本单位组成的高分子芳香族化合物。其中,木质素是一种燃料,半纤维素可水解为五碳糖,而纤维素水解为六碳糖比较困难。 二、玉米秸秆常见预处理方法有 因玉米秸秆结构复杂,不仅纤维素、半纤维素被木质素包裹,而且半纤维素部分共价和木质素结合,同时纤维素具有高度有序晶体结构。要经过预处理,使得纤维素、半纤维素、木质素分离开,切断它们的氢键,破坏晶体结构,降低聚合度。预处理方法有物理法、化学法、物理化学法和微生物法等。 1、挤压膨化法（物理处理法） 是将原料粉碎后调节至一定水分,加入挤压机内,物料在螺杆的旋转推动下向前运动,同时被剪切、挤压，并且在摩擦热的作用下温度可接近140℃，在从挤压机中喷出,物料的压力突然降低、体积迅速膨胀,纤维素晶体结构被破坏,从而为纤维素的酶解处理创造条件。该方法生产过程连续,不需要消耗蒸汽,而且具有灭菌效果。 2、湿氧化法（化学处理法） 是指在加温加压条件下,水和氧气共同参加的反应。湿氧化
法对玉米秸秆处理效果很好,纤维素遇碱，只引起纤维素膨胀,形成了碱化纤维素,但能保持原来骨架,加入Na2CO3后起缓和作用,能防止纤维素被破坏,使木质素和半纤维素溶解于碱液中而与纤维素分离。这样得到的纤维素纯度较高,且副产物很少。 匈牙利 Eniko等人采用湿氧化法在195℃,15min,1200千帕O2, Na2CO32g/L条件下,对60g/L玉米秸秆进行预处理。其中60%半纤维素、30%木质素被溶解,90%纤维素呈固态分离出来,纤维素酶解转化率(ECC)达85%左右。 3、酸处理法（化学处理法） 该方法可追溯到 1980年。该法是采用硫酸、硝酸、盐酸、磷酸等对纤维素原料进行预处理,其中以硫酸研究和应用的最多。处理后,半纤维素首先水解得到无碳糖,纤维素的结晶结构被破坏,原料疏松,可发酵性强。但水解前必须将 pH值调整到中性,还应该注意反应器的耐酸性。 4、蒸汽爆破法（物理化学处理法） 是用蒸汽将原料加热至180～200℃,维持5～30min,也可加热到245℃,维持 0.5～2.0min。高温高压造成木质素的软化,在迅速使原料减压,造成纤维素晶体和纤维束的爆裂,使木质素和纤维素分离。该法成本较高,间歇蒸汽汽爆器对玉米秸秆进行爆破处理,经这种爆破器爆破的玉米秸秆,纤维素水解转化率(ECC)可达 70%以上。 5、生物方法 具有节约化工原料、能源和减轻环境污染等方面的优点。有许多微生物能产生木质素分解酶,如白腐菌,其分解木质素的能力较强,但活性较低,而且微生物处理周期长、菌体会破坏部分纤
农 业 机 械 学 报 收稿日期：2014-10-16 修回日期：2014-10-31 ※基金项目：农业部农村能源科技专项资助项目（2013-30）和国家水电水利规划设计总院科研专项资助项目（ KY-J2013-122） 作者简介：邓媛方，讲师， 主要从事生物质能源研究，E-mail: dengyf@https://www.doczj.com/doc/8711358828.html, 通讯作者：邱 凌，教授，博士生导师,主要从事生物能源与循环农业研究，E-mail: ql2871@https://www.doczj.com/doc/8711358828.html, 酶预处理对秸秆类原料厌氧发酵特性的影响 邓媛方1 邱凌2 黄辉1 戴本林1,3 王一线4 徐继明1,3 （1.淮阴师范学院江苏省生物质能与酶技术重点实验室, 淮安 223300; 2.西北农林科技大学机械与电子工程学院，陕西杨凌 712100 3.淮阴师范学院江苏省区域现代农业与环境保护协同创新中心,淮安 223300 4.淮安市农委, 淮安 223001） 摘 要：为探索经木霉培养液预处理的秸秆厌氧消化产气特性，利用实验室自制小型厌氧发酵装置，中温(30±1)℃条件下，分别对经预处理的稻秸、麦秆和稻麦秆混合物进行批式厌氧发酵试验。结果表明：料液质量分数10%、接种物质量分数20%条件下经木霉培养液预处理过的秸秆产气量有明显提升，稻秸、麦秆、稻麦秆混合物总产气量分别达到14555、15103、17130ml ；甲烷含量显著增长，平均甲烷体积分数分别为48.2%，45.4%和47.8%，较对照组提高205.1%、213.1%、214.5%。最高甲烷体积分数分别达60.5%、66.1%和66.8%；原料利用率较大提高，化学需氧量COD 日均降解量分别为522.23、542.50、668.72g·COD/d ，TS 产气率分别达172.84、183.12、205.54ml/gTS ；其中经预处理后的稻麦秆混合物在产气量增加的前提下，大大缩短厌氧发酵时间（DT 90：17d ）。发酵过程pH 值、VFA 变化情况均在正常范围。 关键词：酶法预处理 秸秆 沼气 厌氧发酵 中图分类号： X712 文献标识码：A 文章编号： 引 言 秸秆作为重要的可再生资源，主要由木质素、纤维素及半纤维素构成。木质素属高分子芳香类聚合物，难以水解，而纤维素被木质素和半纤维素以共价键形式包裹其中，导致其难以降解[1-2]。因此将秸秆类原料直接用于厌氧发酵，水解酸化阶段往往是其限速步骤，延长发酵周期，难以应用推广。为提高秸秆类原料的甲烷转化率，需对其进行必要的预处理，目的在于破坏木质素结构。Zhu 等[3]采用化学预处理手段对玉米、谷壳原料进行氢氧化钠溶液浸泡，有效提高挥发性固体VS 产气率。孙辰等[4] 采用NaOH 对芦笋秸秆进行碱性化学预处理，大大提高发酵周期，甲烷体积分数最高达70%。闫志英等采用复合菌剂对玉米秸秆进行干式厌氧发酵，其沼气产量及甲烷含量明显高于未加菌剂预处理过的秸秆[5]。刘荣厚等采用氨-生物联合预处理法探讨菌种添加量对小麦秸秆厌氧发酵产气性能的影响，大大缩短厌氧发酵周期同时提高产气量[6]。本文采用生物预处理手段，选择产纤维素酶能力最强的微生物里氏木霉（Trichoderma reesei ）为秸秆预处理菌株，其安全无毒，不会对人和环境产生影响[7] ，用其产生的富含纤维素酶培养物分别预处理稻秸、麦秆及稻麦混合原料，探索预处理后秸秆产气规律和特性，以期为秸秆沼气工程研究提供理论和 实践参考。 1 材料与方法 1.1 材料与处理 1.1.1预处理酶液培养 配置0.5%的玉米浆3ml 装入试管，121℃灭菌20min ，接入里氏木霉孢子（Trichoderma reesei ）200μl ，在30℃恒温条件下摇床培养（200rpm ，24h ）。将试管种子接入浓度为0.5%的100ml 玉米浆摇瓶培养液中，30℃恒温条件下摇床培养（200rpm ，24h ），进行酶液种子扩大培养。 稻秸、麦秆取自淮阴区郊区农田，自然风干，粉碎机粉碎，过筛（8目）。分别称取质量分数3%的稻秸（A ）、麦秆（B ）及稻麦混合物（质量比1：1，C ）的原料于500ml 锥形瓶中，配置成100ml 培养液，每瓶添加必须营养元素（质量分数计）：玉米浆0.2%、硫酸铵0.3%、磷酸二氢钾0.2%、氯化钴20mg/L 、硫酸镁0.3g/L 、硫酸亚铁5ml/L 、硫 酸锰1.6mg/L 、硫酸锌1.4mg/L [8]， 121℃灭菌20min 。另添加质量分数为0.01%的葡萄糖和0.03%的尿素（115℃灭菌15min ），置于摇床进行纤维素酶扩大培养（30℃，200rpm ，120h ），取样测其纤维素滤纸酶活（FPA ），见表1。 网络出版时间：2015-03-24 09:31 网络出版地址：https://www.doczj.com/doc/8711358828.html,/kcms/detail/11.1964.S.20150324.0931.007.html
第六章微生物发酵制药工艺 6.1 微生物发酵与制药 6.2 微生物生长与生产的关系 6.3 微生物生产菌种建立6.4 发酵培养基制备 6.4 发酵培养基制备 ? 概念（medium）供微生物生长繁殖和合成各种代谢产物所需要 的按一定比例配制的多种营养物质的混合物。 ? 培养基的组成和比例是否恰当，直接影响微生物的生长、生产和工艺选择、产品质量和产量。 6.4.1 培养基的成分 碳源 氮源无机盐水生长因子 前体与促进剂 消泡剂 1、碳源(carbon sources) 概念： 构成微生物细胞和代谢产物中碳素的营养物质。作用：为正常生理活动和过程提供能量来源，为细胞物质和代谢产物的合成提供碳骨架。 碳源种类 糖类：葡萄糖、淀粉、糊精和糖蜜 脂肪：豆油、棉籽油和猪油醇类：甘油、乙醇、甘露醇、山梨醇、肌醇蛋白类：蛋白胨、酵母膏速效碳源：糖类、有机酸 迟效碳源：酪蛋白水解产生的脂肪酸 2、氮源（nitrogen sources） 概念：构成微生物细胞和代谢产物中氮素的营养物质。 作用：为生长和代谢主要提供氮素来源。种类：无机氮源、有机氮源 有机氮源 几乎所有微生物都能利用有机氮源 黄豆饼粉、花生饼粉 棉籽饼粉、玉米浆、蛋白\胨、酵母粉、尿素 无机氮源 氨水、铵盐和硝酸盐等。氨盐比硝酸盐更快被利用。 工业应用：主要氮源或辅助氮源；调节pH值生理酸性物质：代谢后能产生酸性残留物质。（NH4）2SO4利用后，产生硫酸 生理碱性物质：代谢后能产生碱性残留物质。硝酸钠利用后，产生氢氧化钠。 3、无机盐和微量元素 ? 概念：组成生理活性物质或具有生理调节作用矿物质 ? 作用方式：低浓度起促进作用，高浓度起抑制作用。? 种类：盐离子 磷、硫、钾、钠、镁、钙，常常添加 铁、锌、铜、钼、钴、锰、氯，一般不加。 4、水 菌体细胞的主要成分。 营养传递的介质。良好导体，调节细胞生长环境温度。培养基的主要成分之一。 5、生长因子（growth factor）
秸秆发酵简介 秸秆发酵简介 玉米秸秆利用 一、玉米秸秆简介 主要由植物细胞壁组成，基本成分为纤维素、半纤维素和木质素等。木质素将纤维素和半纤维素层层包围。纤维素是一种直链多糖，多个分子平行排列成丝状不溶性微小纤维；半纤维素主要由木糖、少量阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖组成；木质素是以 苯丙烷及衍生物为基本单位组成的高分子芳香族化合物。其中, 木质素是一种燃料，半纤维素可水解为五碳糖，而纤维素水解为六碳糖比较困难。 二、玉米秸秆常见预处理方法有 因玉米秸秆结构复杂，不仅纤维素、半纤维素被木质素包裹，而且半纤维素部分共价和木质素结合，同时纤维素具有高度有序晶体结构。要经过预处理，使得纤维素、半纤维素、木质素分离开,切断它们的氢键,破坏晶体结构，降低聚合度。预处理方法有物理法、化学法、物理化
学法和微生物法等。 1、挤压膨化法（物理处理法） 是将原料粉碎后调节至一定水分 ,加入挤压机内,物料在螺杆的旋转推动下向前运动，同时被剪切、挤压，并且在摩擦热的作用下温度可接近 140 C，在从挤压机中喷出，物料的压力突然降低、体积迅速膨胀，纤维素晶体结构被破坏，从而为纤维素的酶解处理创造条件。该方法生产过程连续，不需要消耗蒸汽，而且具有灭菌效果。 2、湿氧化法（化学处理法）
是指在加温加压条件下,水和氧气共同参加的反应。湿氧化法对玉米秸秆处理效果很好，纤维素遇碱，只引起纤维素膨胀，形成了碱化纤维素，但能保持原来骨架，加入Na2C03后起缓和作用，能防止纤维素被破坏，使木质素和半纤维素溶解于碱液中而 与纤维素分离。这样得到的纤维素纯度较高，且副产物很少。 匈牙利Eniko等人釆用湿氧化法在195°C, 15min, 1200千帕02, Na2C032g/L条件下,対60g/L玉米秸秆进行预处理。其中60%半纤维素、30%木质素被溶解,90%纤维素呈固态分离出来，纤 维素酶解转化率(ECC)达85%左右。 3、酸处理法(化学处理法) 该方法可追溯到1980年。该法是釆用硫酸、硝酸、盐酸、磷酸等对纤维素原料进行预处理，其中以硫酸研究和应用的最多。处理后，半纤维素首先水解得到无碳糖,纤维素的结晶结构被破坏，原料疏松,可发酵性强。但水解前必须将pH值调整到中性, 还应该注意反应器的耐酸性。 4、蒸汽爆破法(物理化学处理法) 是用蒸汽将原料加热至180?200°C,维持5~30min,也可加 热到245°C,维持0. 5~2. Omino高温高压造成木质素的软化，在迅速使原料减压，造成纤维素晶体和纤维束的爆裂，使木质素和 纤维素分离。该法成本较高，间歇蒸汽汽爆器对玉米秸秆进行爆 破处理，经这种爆破器爆破的玉米秸秆，纤维素水解转化率(ECC) 可达70%以上。 5、生物方法 具有节约化工原料、能源和减轻环境污染等方面的优点。有许多微生物能产生木质素分解酶，如白腐菌，其分解木质素的能
（生物科技行业）生物发酵过程解决方案
生物发酵过程解决方案 引言: 发酵过程是一种既古老又年轻的生化过程。早在几千年前人们就已经在食品生产方面利用酵母对淀粉进行发酵以获得含有乙醇的饮料，这一生产过程一直延续至今，它就是人们所熟知的制酒工业的核心——酿造工业。 利用微生物生长过程中的二次代谢作用以制取医药工业中的抗生素则是人类运用生化技术的一大创造。工业生产时这一新陈代谢过程在发酵罐内完成。深入研究发酵过程将为生化反应——发酵罐的设计、操作和控制奠定基础。因此，它是提高生化工程水平的重要内容之一；生化反应是生化技术中的难点所在，在研究和实际应用时既需要微生物技术也需要借用化工技术以及融汇近代测量技术、计算机技术和控制技术于一体。微生物发酵过程是个极其复杂的生化反应过程，对于发酵罐的操作，以前人们是凭借实践经验来进行的，由于缺乏发酵过程参数的测量监视和控制系统，使得发酵产品成本高、操作费用大、产品在国际市场上缺乏竞争力。为此，需要对发酵罐实行优化操作和控制。 一、发酵过程中的工艺及其特点 一般的耗氧型发酵罐系统如下图所示，其中要测量的参数可以分为物理参数、化学参数以及生物参数。 发酵过程物理参数:通常有发酵罐温度（T）、发酵罐压力（P）、发酵液体积（V）、空气流量（F A）、冷却水进出口温度（T1和T2）、搅拌马达转速（RMP）、搅拌马达电流（I）、泡沫高度（H）等，这些物理参数根据不同种类的发酵要求，都可以选择性的选取有关测量仪表来实现自动测量。 发酵过程化学参数:发酵过程典型的化学参数有PH值（PH）和溶解氧浓度（DO），这两个参数对于微生物的生长，代谢产物的形成极为重要。过于由于
发酵工艺标准操作流程 (SOP) 一生产前准备 每次生产前按品种配方将所需原料称重准备齐全,并确认生产原料库存量,保证原料库存量足够下次生产所需、 二生产前检查 1检查蒸汽、压缩空气、冷却水进出的管路就是否畅通,所有阀门就是否良好,并关闭所有阀门、 2检查电路、控制柜、开关的状态,确保控制柜运行正常、 3检查空压机油表油表及轴承、三角带、气缸等就是否正常,确保空压机运行正常、 4检查发酵罐搅拌减速机的油量及密封轴降温水就是否正常、 三总过滤器灭菌 当蒸汽总管路上的压力为0、2-0、25MPa时,打开总过滤器进气阀输入蒸汽,同时打开出气阀的跑分阀、排气阀、排污阀,当三个阀均排出蒸汽时,调整进气阀、排污阀,稳定总过滤器压力0、15-0、2MPa,此时打开压力表下跑分,计时灭菌2-2、5小时、灭菌结束后启动空压机,当空气输入管道压力大于总过滤器压力时,关闭蒸汽阀,打开空气阀,将空气出入总过滤器,然后调整进气阀与排污阀,稳定总过滤器压力在0、15-0、2MPa,保持通气在15-20小时,当出气阀跑分与排污阀放出的空气为干燥空气时,完成灭菌、 四分过滤器灭菌 1当蒸汽管路压力为0、2-0、25MPa时,打开蒸汽过滤器的进气阀与排污阀,当蒸汽管路中无蒸汽凝结液后,再将蒸汽输入空气管路,然后打开分过滤器的进气阀、排污阀及出气阀上的跑分,当所有阀门均有蒸汽排出后,调整进气与排污阀,就是压力稳定在0、11-0、15MPa,计时灭菌30-35分钟、灭菌结束后,关闭蒸汽过滤器进出气阀、排污阀,并立即将空气输入预过滤器,使空气通过预过滤器进入到分过滤器,再调整分过滤器排污阀使压力稳定在0、11-0、15MPa,备用、
秸秆发酵操作方法 秸秆养畜迅速发展，形成一个大产业。其中EM菌处理技术与农机有机结合，使秸秆大规模养畜成为可能。为促进该机械化技术大范围推广，现将其介绍如下: 1.秸秆EM菌处理与农业机械化 EM菌是有效微生物Effective Microorganinms的英文缩写。是日本琉球大学比嘉照夫教授研制的新型复合微生物菌，由多种微生物复合培养而成，是一种活性菌。该技术应用于秸秆养畜已在90多个国家成功推广。我国也已在10多个省、市、区推广，产生了较高的社会、经济效益，被列为秸秆养畜业重点推广的实用技术。 秸秆收获、运输、堆垛、加工、制作成养畜饲料，需要消耗大量劳力。而收获粮食与收获秸秆处在同一个用劳高峰，使秸秆利用大受影响，出现大量焚烧现象，既浪费资源，又污染环境，近几年农业机械化迅速发展，为秸秆大规模养畜创造了条件。现有农机系统只要添配秸秆检拾、打捆、切碎揉碎)机械及集垛装置，就具备了大规模秸秆EM菌处理的条件。因此，农机与秸秆处理技术相结合，将使秸秆养畜产业实现机械化并大大提高效
率。 2.秸秆EM菌处理养畜的前景 秸秆EM菌处理，就是在农作物秸秆中加入EM微生物高效活性菌和80多种有益微生物组合而成，使之在厌氧状态下如水泥窑贮存，使秸秆中难以被牲畜消化的纤维素、木质素软化、糖化，变成牲畜喜食的酸甜可口的饲料。 近几年，在秸秆养畜过腹还田示范项目中，县、乡两级建立机械化秸秆处理服务队，为农户提供秸秆检拾打捆、集垛、铡切、窑贮发酵等服务，已取得成功，大大促进了秸秆养畜业的发展。陕西关中、河南南阳等10多省区建成国家级示范县30多个，省级示范县180多个，使农区畜肉产量成倍增加。我国在生产5亿吨粮食的同时，也生产出近10亿吨秸秆，这个数量大大超过牧区牧草产量。专家预言，如果将其一半用来养畜，则农区牛羊肉产量将提高5一8倍，这对于调整畜牧结构，发展草食畜牧业，面对W TO发展我国畜产品比较优势都具有重大的经济意义。 3.秸秆EM菌处理的优点： 这是一项实用先进的应用技术。首先是秸秆处理的成本可以大大降低，其成本比氨化秸秆低，而效果优于氨化。EM菌处理后，由于秸秆柔软、膨
沼气发酵工艺流程 从全社会能源消费与供给的发展趋势，随着工业化发展进程使得矿物质能源日趋枯竭，尽管这是未来将会发生的事，当然也是历史发展的必然结果，将会引起全社会的关注。世界各国都在寻求可再生的替代能源，虽然探矿开采不会立即结束，但是可再生能源的试生产也要立即开始，甚至早已经开始了。沼气工程作为即可处理废弃的有机物又可从中回收能源，这是采用现代化技术开发生物质能源利用的重要组成部分，也是沼气工程产业将会乘胜发展的必然。 我国的沼气产业已从单纯的能源利用发展成为废弃物处理和生物质多层次综合利用，并与养殖、种植业广泛结合，在农村生产和生活中发挥了重要作用 沼气发酵技术确切的应该称为厌氧发酵技术，是指从发酵原料到产出沼气的整个过程，所采用的技术和方法。沼气发酵技术主要包括原料的预处理，接种物的选取和富集，发酵器（在厌氧发酵过程中的发酵器也称反应器，是沼气发酵罐、沼气池、厌氧发酵装置的统称）结构的设计，工程起动和日常运行管理等一系列技术措施。其流程图如下所示： 进料池 青贮 秸秆 粉碎预处理 沼液沼渣（再利用） 1.秸秆预处理： 1.1.预处理： 农作物秸秆通常是由木质素、纤维素、半纤维素、果胶和蜡质等化合物组成，其产气特点是分解速度较慢，产气周期较长。使用这种原料在入池前需进行预处理，以提高产气效果。 常用的预处理方法有物理、化学与生物方法等。物理方法主要有切碎、粉碎、汽爆等。生物法的研究主要集中在菌种的筛选和发酵条件优化方面。目前研究最多的微生物是白腐真菌。生物方法具有环境友好、处理效率高等优点，但需要无菌操作条件和专门的培养设施，目前有关研究较多，实际应用很少。化学法主要利用酸和碱等化学物质对秸秆进行预处理，通过化学作用破坏秸秆的内部结构，从而提高秸秆的厌氧消化性能。化学法具有处理方法简单、时间短、效果好等优点，但化学处理剂有可能产生二次污染。 1.2.青贮：青贮池设计以为矩形，若有多个青贮池可并联或串联使用。 粉碎的秸秆贮入青贮池后应轧实，减少内部氧气存有量，避免原料浪费。 秸秆含水量控制在65%左右，密度以大于500㎏/m3为宜。
微生物发酵过程优化控制技术进展 摘要发酵工程是生化工程和现代生物技术及其产业化的基础。在发酵工程领域，为了提高发酵水平和生产率，更多的研究工作集中在菌种的筛选和改造上。随着生物科学技术的发展，基因工程与代谢工程研究领域都出现了长足的进步与发展，利用基因重组与诱发等技术可以实现高产菌株普遍生产。但只有通过发酵过程的优化控制，才能实现产品质量最高、生产力最大、成本消耗最低的生产过程，因此对微生物发酵过程的优化控制成为发酵工程中研究人员日益关注的焦点。 关键词微生物发酵；影响因素；优化控制技术 1 培养基对发酵的影响 1.1 发酵培养基碳源和氮源的选择 碳源用于提供微生物能量来源、构建细胞以及形成产物。碳源包括单糖、双糖、多糖、天然复合物、油脂等，比如葡萄糖、蔗糖、淀粉以及豆油等。氮源是微生物蛋白质和其他含氮有机物的重要来源，与此同时，氮源也参与形成含氮产物。氮源包括无机氮源以及有机氮源，比如氨盐、硝酸盐、蛋白胨以及豆粉等。 1.2 发酵培养基中无机盐对发酵的影响 无机盐对代谢产物的生成及微生物的正常生长都具有相当重要的影响。在微生物的生长代谢过程中，磷参与了微生物细胞中核酸等辅酶的构成，是微生物能量代谢、生长的重要因素之一。在苏云金芽泡杆菌的发酵产物苏云金素的分子结构中包含磷酸根，所以在其发酵培养基中添加更多磷酸盐，更有利于产物苏云金素的合成。钙离子在微生物发酵过程中的主要作用是调节细胞的生理状态，比如说维持细胞的胶体状态、降低细胞膜的通透性等。与此同时，在大多数发酵培养基里面，添加适量的CaCO3，能够对发酵液含菌量的变化起到相当明显的影响，其主要原因是CaCO3的添加对发酵液的pH具有非常良好的缓冲作用，从而大大改善了菌体的生长环境。镁元素是许多酶的催化剂。锰、锌、铁、钼以及钴等元素是微生物所需要的微量元素[1]。 2 培养条件对发酵的影响 2.1 种子质量对发酵的影响 在发酵培养基中接入合适的接种量以及种龄适宜的优质种子液，能够使目标微生物更加迅速地进入到对数生长期，从而使发酵周期大大地减短，进而促使产物质量得以有效提升。如果种龄过长则会直接导致菌体过早的发生衰退，菌体的生产能力也随之而有一定程度的下降；如果种龄过短，则会直接导致菌体生长缓慢，产物合成时间大大推迟。若接种量过小，那么便会使得菌体细胞的生长量变
发酵工艺标准操作流程(SOP) 生产前准备 每次生产前按品种配方将所需原料称重准备齐全,并确认生产原料库存量,保证原料库存量 足够下次生产所需. 二生产前检查 1检查蒸汽、压缩空气、冷却水进出的管路是否畅通, 所有阀门是否良好,并关闭所有阀门2检查电路、控制柜、开关的状态, 确保控制柜运行正常. 3检查空压机油表油表及轴承、三角带、气缸等是否正常,确保空压机运行正常. 4检查发酵罐搅拌减速机的油量及密封轴降温水是否正常. 三总过滤器灭菌 当蒸汽总管路上的压力为0.2-0.25MPa 时,打开总过滤器进气阀输入蒸汽,同时打开出气阀的跑分阀、排气阀、排污阀,当三个阀均排出蒸汽时,调整进气阀、排污阀,稳定总过滤器压力0.15-0.2MPa,此时打开压力表下跑分，计时灭菌2-2.5小时?灭菌结束后启动空压机，当空气输入管道压力大于总过滤器压力时,关闭蒸汽阀,打开空气阀,将空气出入总过滤器,然后调整进气阀与排污阀,稳定总过滤器压力在0.15-0.2MPa, 保持通气在15-20 小时,当出气阀跑分和排污阀放出的空气为干燥空气时,完成灭菌. 四分过滤器灭菌 1 当蒸汽管路压力为0.2-0.25MPa 时,打开蒸汽过滤器的进气阀和排污阀,当蒸汽管路中无蒸汽凝结液后,再将蒸汽输入空气管路,然后打开分过滤器的进气阀、排污阀及出气阀上的跑分,当所有阀门均有蒸汽排出后,调整进气与排污阀,是压力稳定在0.11-0.15MPa, 计时灭菌30-35 分钟.灭菌结束后,关闭蒸汽过滤器进出气阀、排污阀,并立即将空气输入预过滤器,使空气通过预过滤器进入到分过滤器，再调整分过滤器排污阀使压力稳定在0.11-0.15MPa,备用.
发酵秸秆制作堆肥的方 法 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
秸秆制作有机肥的方法 一、堆肥制作方法： 1.场地选择?制肥场地应选择地势平坦、靠近水源的背风向阳处，一年四季均可露天制作。 2.材料的准备(以1吨干秸秆为例)①作物秸秆1000公斤。②玉米粉或者麦麸、稻糠20公斤，有条件可加入5-10公斤尿素。③菌益康堆肥发酵菌种400克（本品两包）。 3.制作方法①把作物秸秆(如秆)用粉碎机粉碎或用铡草机切断，一般长度以1～3厘米为宜(麦秸、稻草、树叶、杂草、花生秧、豆秸等可直接使用发酵，但粉碎后发酵效果更佳)。②把粉碎或切断后的秸秆用水浇湿、渗透，秸秆含水量一般掌握在60%左右。③用20公斤玉米粉（或者麦麸、稻糠）同400克菌种拌匀，用手均匀地把拌有菌种的玉米粉（或者麦麸、稻糠）撒在用水浇过的秸秆表面。用铁锹等工具翻拌一遍，堆成宽2米、高1.5米、长度不限的长条，用塑料布盖严即可。 4.腐化过程?①升温阶段：从常温升到45℃，一般只需1天，此时可以翻一次堆。②以后每当堆温达到60℃以上时需进行翻堆，15—20天即可达到基本腐熟状态，肥料可直接施用。 5.腐熟标志秸秆变成褐色或黑褐色，湿时用手握之柔软有弹性，干时很脆容易破碎。
6.施用方法?①秸秆肥一般用作基肥，可潮湿施用。做追肥应覆土。半腐熟的肥料施用于生长期较长的作物，腐熟度高的秸秆肥施用于生长期较短的瓜果蔬菜等作物，沙性地用半腐熟的肥料，黏土地最好施用腐熟度高的肥料。②秸秆肥中有机质十分丰富，氮、磷、钾养分较为均衡，还含有各种微量元素，是各种作物、各种土壤都适宜的常用肥料，具有提高作物品质、增加产量的显着效果。 注：建议在制作堆肥时适当加入20-30%畜禽粪便或者其他有机物质，这样肥效更好更全面。 二、秸秆快速发酵还田： 1、快速堆沤还田技术：挖槽——堆置秸秆——加菌益康——密封 1）、挖槽：在田间地头、场院等空闲地挖宽1.5-2米、深0.3米的低槽，长度可以根据秸秆量而定。 2）、堆置秸秆：按秸秆含水量为60%的标准（即手抓成团手留水印，不滴水，放下能散开为宜），使秸秆吸足水分，向槽中堆积秸秆 3）添加菌益康有机肥发酵剂：先将菌益康1包（200克）加入20公斤玉米粉或稻糠、麦麸里面稀释（可拌入1000斤秸秆物料），然后一边进行堆积秸秆，一边加入畜禽粪便或尿素调节碳氮比（C/N）并均匀地撒入伴有菌益康的玉米粉或稻糠、麦麸。 4）密封：当堆到1：5米高左右的时候拍实，用泥土或塑料薄膜密封。夏季15天左右，冬季40天左右即可成肥还田。 2、秸秆就地快速堆沤还田技术秸秆粉碎——加入菌益康和粪便——密封——翻耕1）、秸秆粉碎：用粉碎机把秸秆粉碎成长约3-4厘米的小段。
秸秆干式厌氧发酵制沼气工艺 摘要：秸秆干式厌氧发酵以农作物秸秆为原料，在较少资本投入和较小的规模的条件下，产生可以循环使用的生物质能。本文设计了以卧式浆叶轴机械搅拌厌氧发酵罐为核心的干式厌氧发酵技术与成套装备。工程包括预处理及进料系统、厌氧发酵系统、出料系统、沼气净化与贮存、增保温系统等。工艺方案中克服了干式厌氧发酵进出料困难、传质传热不均的难题，实现了连续高温干式氧发酵产沼气。 关键词：秸秆；干式厌氧发酵；工艺设计；设备 Technology of dry anaerobic digestion for biogas producing from straw Abstract：Straw dry anaerobic fermentation technology could produce the recycle biomass energy with the small scale and less capital investment. A pilot plant of dry anaerobic digestion was constructed in the dairy farm of Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences．The plant included pretreatment system，solid feed-in system，horizontal anaerobic reactor，biogas storage and purification system，insulation warming system and digestate discharging system．Specially designed low-speed horizontal rod-gear agitators used in the horizontal anaerobic reactor enhanced mass and heat transfer efficiency and overcame high solid feedstock feeding and discharging difficulties．Pilot-scale experiment of continuous dry thermophilic anaerobic digestion of dairy manure was conducted in the pilot plan． Key words：Straw；Dry anaerobic digestion；Process design；Equipment 1 引言 我国作为一个农业大国，随着粮食产量的增加，农作物秸秆年产量逐年上升，目前我国每年秸秆产量大约有7亿多吨[1]。大量秸秆露天焚烧不但造成极大的资源浪费，而且带来大气污染、火灾事故、堵塞交通等大量的社会、经济和生态问题[2]。而作为农用燃料，秸秆的燃烧效率极低，使用的热效率仅为10%～30%，而如果1kg秸秆转化为沼气燃烧可使秸秆的有效热值提高到64%[3,4]。 因此，研究适用的方法处理秸秆，实现其资源化，将成为缓解当今中国面临的资源、能源、环境危机的重要途径之一。 厌氧消化是一种集废物处理和产能处理工艺于一体的技术，Ilyin，Singhal，Neves和Isci等人分别以木屑，风信子，麦秆和棉花秆作为原料进行了深入的厌氧消化实验研究[5-8]；Angeli-daki，Braber对城市固体废弃物[9,10]以及Svensson对农业废弃物[11]的厌氧消化从经济可行性以及发展趋势层面上作了详细的阐述。 自1980年康奈尔(Cornell)大学根据美国能源部的要求首先进行干式发酵研究以来，世界各国开始研究低水分的城市垃圾、农林残余物及相似的有机沉积物的厌氧发酵。干式发酵法，即高固体厌氧消化，它是指以固体有机废物为原料，在无流动水的条件下进行沼气发酵的工艺，可以将传统的厌氧消化工艺中固态物含量由低于8%，提高到35%以上，一般情况下干物质含量在20%左右较为适宜。 干式发酵法不仅提高了池容产气率和池容效率，而且消化后的产品不需脱水即可作为肥料或土壤调节剂使用，简化了操作处理，降低了成本，这些优点引起了国内外研究者对干发酵在处理城市生活垃圾和农
微生物发酵制药 -----总体工艺过程流程 工业微生物技术是可持续发展的一个重要支撑，是解决资源危机、生态环境危机和改造传统产业的根本技术依托。工业微生物的发展使现代生物技术渗透到包括医药、农业、能源、化工、环保等几乎所有的工业领域，并扮演着重要角色。欧美日等国已不同程度地制定了今后几十年内用生物过程取代化学过程的战略计划，可以看出工业微生物技术在未来社会发展过程中重要地位。 微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的，抗生素一般定义为：是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物。(有人曾建议将动植物来源的具有同样生理活性的这类物质如鱼素、蒜素、黄连素等也归于抗生素的范畴，但多数学者认为传统概念的抗生素仍应只限于微生物的次级代谢产物。)近年来，由于基础生命科学的发展和各种新的生物技术的应用，报道的微生物产生的除了抗感染、抗肿瘤以外的其他生物活性物质日益增多，如特异性的酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等，其活性已超出了抑制某些微生物生命活动的范围。但这些物质均为微生物次级代谢产物，其在生物合成机制、筛选研究程序及生产工艺等方面和抗生素都有共同的特点，但把它们通称为抗生素显然是不恰当的，于是不少学者就把微生物产生的这些具有生理活性（或称药理活性）的次级代谢产物统称为微生物药物。 微生物药物的生产技术就是微生物制药技术。可以认为包括五个方面的内容： 第一方面菌种的获得 根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。 1.分离思路：新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。具体分离操作从以下几个方面展开。 2.定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。 3.采样：有针对性地采集样品。 4.增殖：人为地通过控制养分或培条件，使所需菌种增殖培养后，在数量上占优势。
秸秆发酵生产酒精的基本步骤： 玉米秸秆预处理由于玉米秸秆结构复杂,不仅纤维素、半纤维素被木质素包裹,而且半纤维素部分共价和木质素结合,同时纤维素具有高度有序晶体结构。因此必须经过预处理,使得纤维素、半纤维素、木质素分离开,切断它们的氢键,破坏晶体结构,降低聚合度。常见预处理方法有物理法、化学法、物理化学法和微生物法等。 水解工艺玉米秸秆进行预处理后,纤维素水解只有在催化剂存在的情况下才能显著进行。常用催化剂是无机酸和酶,由此分别形成了酸水解工艺和酶水解工艺,酸水解工艺又分为稀酸水解和浓酸水解。水解主要是破坏纤维素、半纤维素的氢键,使之转化为发酵的单糖。 发酵工艺由于农作物秸秆的相当部分由半纤维素构成,其水解产物为以木糖为主的五碳糖,还有相当量的阿拉伯糖生成(可占五碳糖的10%～20%),故五碳糖的发酵效率是决定过程经济性的重要因素。木糖的存在对纤维素酶水解起抑制作用,将木糖及时转化为酒精对玉米秸秆的高效率酒精发酵是非常重要的。目前人们研究最多且最有工业应用前景的木糖发酵产乙醇的微生物有3种酵母菌种,即管囊酵母、树干毕赤酵母和体哈塔假丝酵母,主要的发酵方法有以下几种。 蒸馏提纯:发酵液内，除含有酒精和大量水分外，还含许多杂质。蒸馏是把发酵醪液中含有的酒精提纯出来，通过粗馏和精馏，最后取得合乎规格的酒精，同时得到副产物杂醇油、酒糟等。 在纤维素稀酸水解发酵制乙醇的过程中，由于弱酸、呋喃衍生物和苯系化合物对微生物的影响,乙醇的产量和产率都不高。 好氧发酵罐和厌氧发酵罐的区别： 好氧发酵设备通常采用通气和搅拌来增加氧的溶解，以满足其代谢需要。根据搅拌方式的不同，好氧发酵设备又可分为机械搅拌式发酵罐和通风搅拌式发酵罐。 机械搅拌式发酵罐：利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液充分混合，促进氧的溶解，以保证供给微生物生长繁殖和代谢所需的溶解氧。 通风搅拌式发酵罐：通风的目的不仅是供给微生物所需要的氧，同时还利用空气代替搅拌器使发酵液均匀混合。 厌氧发酵设备厌氧发酵也称静止培养，因其不需供氧，所以设备和工艺都较好氧发酵简单。严格的厌氧液体深层发酵的主要特色是排除发酵罐中的氧。罐内的发酵液应尽量装满，以便减少上层气相的影响，有时还需充人非氧气体。发酵罐的排气口要安装水封装置，培养基应预先还原。此外，厌氧发酵需使用大剂量接种（一般接种量为总操作体积的10%～20%），使菌体迅速生长，减少其对外部氧渗入的敏感性。
微生物有机肥的概念 微生物有机肥是有机固体废物（包括有机垃圾、秸秆、畜禽粪便、饼粕、农副产品和食品加工产生的固体废物）经微生物发酵、除臭和完全腐熟后加工而成的有机肥料。 微生物有机肥的种类： 农家肥：堆肥，沼渣等。 商品生物有机肥：商品化生产的生物有机肥。即农家肥商品化生产后的产物。 微生物有机肥的优点： 1 微生物有机肥与化肥相比： 1）微生物有机肥营养元素齐全；化肥营养元素只有一种或几种。 2）微生物有机肥能够改良土壤；化肥经常使用会造成土壤板结。 3）微生物有机肥能提高产品品质；化肥施用过多导致产品品质低劣。 4）微生物有机肥能改善作物根际微生物群，提高植物的抗病虫能力；化肥则是作物微生物群体单一，易发生病虫害。 5）微生物有机肥能促进化肥的利用，提高化肥利用率；化肥单独使用易造成养分的固定和流失。 2 微生物有机肥与精制有机肥相比： 精制有机肥是畜禽粪便经过烘干、粉碎后包装出售的商品有机肥。 1）微生物有机肥完全腐熟，不烧根，不烂苗；精制有机肥未经腐熟，直接使用后在土壤里腐熟，会引起烧苗现象。 2）微生物有机肥经高温腐熟，杀死了大部分病原菌和虫卵，减少病
虫害发生；精制有机肥未经腐熟，在土壤中腐熟时会引来地下害虫。 3）微生物有机肥中添加了有益菌，由于菌群的占位效应，减少病害发生；精制有机肥由于高温烘干，杀死了里面的全部微生物。 4）微生物有机肥养分含量高；精制有机肥由于高温处理，造成了养分损失。 5）微生物有机肥经除臭，气味轻，几乎无臭；精制有机肥未经除臭，返潮即出现恶臭。 3 微生物有机肥与农家肥的区别： 1）微生物有机肥完全腐熟，虫卵死亡率达到95%以上；农家肥堆放简单，虫卵死亡率低。 2）微生物有机肥无臭；农家肥有恶臭。 3）微生物有机肥施用方便，均匀；农家肥施用不方便，肥料施用不均匀。 4 微生物有机肥与生物菌肥的区别： 1）微生物有机肥含有功能菌和有机质，能改良土壤促进被土壤固定养分的释放；生物菌肥只含有功能菌，通过功能菌来促进土壤固定肥料的利用。 2）微生物有机肥的有机质本身就是功能菌生活的环境，施入土壤后容易存活；而生物菌肥的功能菌可能不适合有的土壤环境。 微生物有机肥的制作方法： 1）发酵原料：如谷糠、杂草、人、畜、禽粪便、作物秸秆（切碎）、茎叶、锯末木屑、食用菌基质残渣和饼粕等。
微生物发酵过程即微生物反应过程，是指由微生物在生长繁殖过程中所引起的生化反应过程。 根据微生物的种类不同（好氧、厌氧、兼性厌氧），可以分为好氧性发酵和厌氧性发酵两大类。 （1）好氧性发酵在发酵过程中需要不断地通人一定量的无菌空气，如利用黑曲霉进行柠檬酸发酵、利用棒状杆菌进行谷氨酸发酵、利用黄单抱菌进行多糖发酵等等。 （2）厌氧性发酵在发酵时不需要供给空气，如乳酸杆菌引起的乳酸发酵、梭状芽抱杆菌引起的丙酮、丁醇发酵等。 （3）兼性发酵酵母菌是兼性厌氧微生物，它在缺氧条件下进行厌气性发酵积累酒精，而在有氧即通气条件下则进行好氧性发酵，大量繁殖菌体细胞。 按照设备来分，发酵又可分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵。 一般敞口发酵应用于繁殖快并进行好氧发酵的类型，如酵母生产，由于其菌体迅速而大量繁殖，可抑制其他杂菌生长。所以敞口发酵设备要求简单。相反，密闭发酵是在密闭的设备内进行，所以设备要求严格，工艺也较复杂。浅盘发酵（表面培养法）是利用浅盘仅装一薄层培养液，接人菌种后进行表面培养，在液体上面形成一层菌膜。在缺乏通气设备时，对一些繁殖快的好氧性微生物可利用此法。深层发酵法是指在液体培养基内部（不仅仅在表面）进行的微生物培养过程。 液体深层发酵是在青霉素等抗生素的生产中发展起来的技术。同其他发酵方法相比，它具有很多优点： 1. 液体悬浮状态是很多微生物的最适生长环境。 2. 在液体中，菌体及营养物、产物（包括热量）易于扩散，使发酵可在均质或拟均质条件下进行，便于控制，易于扩大生产规模。 3. 液体输送方便，易于机械化操作。 4. 厂房面积小，生产效率高，易进行自动化控制，产品质量稳定。 5. 产品易于提取、精制等。因而液体深层发酵在发酵工业中被广泛应用。 4.2.1 工业生产常用微生物 微生物资源非常丰富，广布于土壤、水和空气中，尤以土壤中为最多。有的微生物从自然界中分离出来就能够被利用，有的需要对分离到的野生菌株进行人工诱变，得到突变株才能被
第七讲秸秆发酵技术 随着农村社会经济形势的发展变化，有许多农户放弃了家庭养殖业，以秸秆等有机废弃物替代畜禽粪便作为部分户用沼气池的主要发酵原料，已势在必行。 第一节秸秆沼气发酵工艺 1.备料农村秸秆资源丰富，有玉米杆、麦秆、稻杆、大豆杆、油菜杆、棉花壳、杂草、薯类根茎、水生作物等，备料时，用该物质按池容积每立方米50公斤（自然风干）备料，同时还预备一些辅料：复合菌剂1公斤、PH值在6.5—8.0之间的水、碳铵15公斤（含氮量>17.1%）、接种物2000公斤，接种物一般选择在沼气池底的沼液、沼渣，冒泡的黑色阴沟泥，粪坑沉渣。 2.粉粹及铡短通过粉粹或铡短后能增大发酵原料与沼气细菌的接触面，加速分解，同时也便于进料或出料，提高产气量12—20%，铡切长度为3—5厘米，越短越好。 3.湿润用于秸秆重量1：1的水将秸秆润湿，边加水边翻秸秆，以保证湿润均匀，湿润完成后将秸秆放置一天，让其充分吸水。 4.堆沤为了避免发酵原料入池后出现大量的漂浮和结壳现象，同时破坏秸秆的蜡质层，适当降低原料的碳氮比，以利于沼气菌对碳氮营养的需要，促进早产气，堆沤时应加入预先准备好的菌剂、碳铵。可将碳铵、菌剂均匀混入水中，再拌入秸秆。加水量应控制在秸秆重量的一倍左右，含水量在65—70%之间，用手用力握秸秆刚好有水滴下即可，拌好后收堆，高度在1—1.2米，冬季可适当加高，在拌料的顶部及四周间隔20—30厘米用尖木棒打孔若干，最后用塑料布将料堆覆盖。覆盖时将底部留10厘米的空隙，以利于通气。堆沤时间：夏季
3—5天，秋冬季5—8天；效果检测：用温度计在料堆的中部或下部测温达50℃，秸秆表面长有白色菌丝，秸秆变软并成黑褐色即可。 5.入池将堆沤好的秸秆直接从天窗进入，接种物也同时进入（进一部分秸秆就进一部分接种物，如此反复进完）。秸秆要趁热进入，加入碳铵时，可混入水或接种物一起加入，以8立方米池加入碳铵10公斤，接种物3000公斤为宜，最后补水至离水压间上口80厘米处。 6.封池封池应用无杂质、沙石的黄粘土，最好是三合土摔打成熟后封池，注意千万不能太稀。 7.排气试火进料产气后，开始放气，放气时将池内所产甲烷纯度低的气体尽量放干净，放气2—3天后，即可试火，当甲烷含量达到30%以上时，即可着火；甲烷含量达到55%以上时，可在灶具上燃烧并正常使用。 第二节应注意的问题 1. 秸秆必须铡搓，长度为30—50厘米为宜，最好揉搓破杆。 2 必须加入碳铵或者是人畜粪便，以调节碳氮比。 3. 两月后，每15天左右加秸秆15公斤，每次加料时需搅拌5—10分钟。 4. 12个月左右必须大换料。