离子液体预处理对马铃薯茎叶厌氧消化的影响

• 作者: 于秀男 李姗珊 罗时海 葛一洪 邱凌 郭晓慧
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 农学
• 关键词: 马铃薯茎叶 离子液体 木质纤维素 厌氧消化
• 年，卷（期）: 2017,（10）
• 所属期刊栏目: 农业生物环境与能源工程
• 页码范围: 266-271
• 页数: 6页
• 分类号: X71|S216.4
• 字数: 3775字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2017.10.033

摘要

马铃薯茎叶是一种丰富的木质纤维素生物质资源,但其高结晶度、稳定的刚性结构使其不易水解酸化,微生物在短时间内难以直接高效利用.研究了离子液体和助溶剂对马铃薯茎叶进行预处理后其木质纤维素结构组分变化及厌氧消化产沼气的变化.结果表明,预处理后的马铃薯茎叶木质素质量分数降低31.8％ ～ 43.9％,离子液体脱除马铃薯茎叶木质素能力由高到低依次为[C2mim] Ac、[C2mim] Ac/DMSO、[C4mim] Cl/DMSO、DMSO、[C4mim] Cl.离子液体中阴离子可与纤维素羟基上的氢质子形成氢键作用,降低其结晶度,长链分子断裂成短链分子,使厌氧消化的启动滞后期较未处理马铃薯茎时提前9d,累积产沼气量提高3.2％ ～76.3％,最高产甲烷体积分数提高14.3％ ～25.1％.各处理组累积产沼气量和最高产甲烷体积分数分别为:T5(7.21 L,69.2％)、T4(5.12 L,64.5％)、T2(5.07 L,65.7％)、T3 (4.35 L,64.3％)、T1 (4.22 L,63.2％).经无机盐-离子液体双水相体系回收DMSO、[C2mim] Ac和[C4mim]Cl,回收率分别为95.1％、91.8％和89.6％.