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一种利用低品位生物质发酵生产生物质能的方法及应用


项目成员

丁锶杨

华南理工大学

本科二年级

黄荻洁

华南理工大学

本科二年级

基本信息
代表队 广东 项目编号 CMI1540008T 学科分类 微生物学 竞赛组别 大学组
关键词
项目简介

?设计目的: 1.以木薯渣的回收综合利用为例,提出一种能够有效利用低品位生物质的具体方法,变废为宝; 2.通过相关文献查阅以及实验设计,完善整个木薯渣回收利用的流程,探究每一步的最适条件; ?基本思路: 本设计中,木薯渣的回收综合利用分为四步骤: 1.一次发酵,利用嗜热厌氧发酵和乙醇发酵产燃料乙醇; 2.二次发酵,利用光合细菌继续发酵一次产物中未被完全分解的小分子有机酸; 3.微藻固碳,利用小绿藻的光合作用吸收气体产物中的二氧化碳实现体系碳的零排放,并与小绿藻产业结合; 4.气体净化,得到目标产物纯氢气。 ?创新点: 1. 以淀粉工业中的废弃物——木薯渣为发酵原料,既解决了木薯渣对环境的污染问题,又实现了真正意义上的变废为宝,一举两得。 2. 嗜热厌氧发酵和乙醇发酵相结合,两阶段混合发酵程序简化了生产燃料乙醇的生产设备,降低了成本。 3. 无需商业酶参与的预处理过程,木薯渣可直接投料用于发酵,减少了工序,降低了成本。 4. 乙醇的提取与闪蒸汽提相结合,大大地提高了燃料乙醇的生产效率,同时也能降低成本。 5. 体系中引入光合细菌作为二次发酵的菌种,可利用一次发酵产生的有机小分子酸,使得对木薯渣中的有机质的利用更为彻底。 6. 将体系中产生的CO2与小球藻片产业相结合,综合性考虑地提高了该体系设计的社会经济效益。 ?作品的科学性先进性: 1.传统对废弃木薯渣的处理方法是就地填埋,由于木薯渣呈酸性,对环境有一定的污染,本设计对木薯渣进行了综合回收利用,一定程度上实现了“减排”; 2.以往用生物法产燃料乙醇,需要对原料进行一定的预处理,无论是酸处理还是酶处理,都需要花费比较高的成本,而在本设计中,木薯渣可直接作为发酵原料而无需进行任何预处理,体现了“节能”的思想; 3.C.thermocellum 与T. aotearoense两种菌株以适当比例共培养相比文献报道的乙醇发酵方法原料发酵的利用率以及乙醇的产率得到了提高; 4.一次发酵过程,创新性地应用了两阶段混合程序,可大大减少流程的设备投资,这又是体现了“节能减排”的一个方面; 5.一次发酵和二次发酵整个过程,应用了嗜热厌氧发酵、乙醇发酵和光合产氢发酵,使木薯渣中的有机质得到比较彻底地利用; 6.流程的设计综合考虑了社会经济效益,力求在各方面使得成本最低化以及综合利用的完整性;

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