[发明专利]生物质微环境调控发酵方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物质微环境调控发酵方法及装置。

背景技术

生物质是地球上最广泛存在的物质，据估计全球年约产出600万亿吨，它包括所有动物、植物、微生物以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢产生的物质(如农作物、树木、野草、能源作物和其他植物及其残体、畜禽粪便、生活垃圾、有机废弃物等)，其主要成分是纤维素、半纤维素、木质素(也称木质纤维素)等有机物质。这些废弃物不容易在自然条件下无害发酵降解，而成为环境的污染源。

发明内容

针对生物质造成的污染，本发明的目的在于提供一种生物质微环境调控发酵方法和装置，变废为宝，降低环境污染。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种生物质微环境调控发酵方法，按以下步骤进行：

第一步，将生物质破碎；

第二步，将生物质和氮源配料混合为营养料，搅拌均匀，调节pH值6-9.5，含水量控制在40-75％；

第三步，将第二步的营养料装入发酵装置，进行微生物发酵6天，先利用细菌群落分解生物质，温度65-85℃，时间保持48小时左右，再利用真菌群落分解生物质，温度55-65℃，时间保持48小时左右，最后利用放线菌群落分解生物质，温度30-55℃，时间保持48小时左右。

所述氮源包括长效氮源、速效氮源和辅助氮源。

所述生物质为含木质纤维的有机物，占营养料干料总重量的60％-80％，长效氮源占营养料干料总重量的1％-10％，速效氮源占营养料干料总重量的1％-10％；辅助氮源占营养料干料总重量的1％-20％。

所述长效氮源为粗蛋白含量高的物质先经过粉碎后再进行膨化处理制成的粉状物质，其中各组分的重量百分比为：含粗蛋白的物质占90％-100％，维生素占0％-1％，无机矿物质占0％-1％，能被微生物分解为碳水化合物的物质占0％-8％。

所述速效氮源为将植物性粗蛋白含量在30％以上的物质粉碎后再进行膨化处理制成的粉状物质。

所述辅助氮源为粉状物质，其植物性粗蛋白含量在8％以上。

所述营养料中还包括增氧剂，增氧剂的加入量为营养干料重量的0.2％-0.3％，增氧剂为过氧化钙或空气。

所述pH值是通过石膏粉或者石灰来调节，用量为1-8％。

一种生物质微环境调控发酵装置，由仿瘤胃、蜂巢胃和百叶胃组成，仿瘤胃为具有进风口和出风口的大棚，仿瘤胃中放入蜂巢胃，蜂巢胃为具有通风孔的筐体，蜂巢胃中放入百叶胃，百叶胃由镂空筒和压垫组成，镂空筒上加设压垫，压垫上开设散热通氧孔，且散热通氧孔的孔壁向下延伸散热通氧管，散热通氧管插置在镂空筒中。

所述每个蜂巢胃中放入1至6个百叶胃。

采用上述方案后，本发明将生物质通过发酵过程改善木质纤维及粗蛋白等组分的物理性状，把一些复杂的大分子化合物降解或分解成简单的小分子化合物，使之能被微生物直接利用，并把一些有害物质降解掉，同时产生大量微生物菌体蛋白。营养料经过几天时间发酵完全，同时发酵过程可诱导营养料中杂菌孢子的萌发，再利用发酵后营养料内的高温杀死杂菌，达到诱导灭菌的目的。

本发明利用发酵微环境调控技术，根据微生物分解所需碳氮比、培养基含水量、氧气、酸碱度、营养颗粒、外界温度等因素，运用模拟瘤胃微生物发酵系统，创造人工瘤胃发酵装置，该装置发酵数量由250Kg至数吨，营造细菌、真菌、放线菌最佳的生长繁殖环境，为有益的发酵菌群提供良好的环境物候条件，利用生物的生存优势，将废弃物变害为宝。该技术充分利用自然物候条件的(自然能量)系统(利用生物能)，在最经济的环境工程设施中，使生物质(木质纤维素)转化成为各个单体，解决了现代世界面临的三大问题：食物问题、环境问题和能源问题。本发明不需任何发酵剂及不添加任何化学物质，可运用在生物燃料、生物制浆、生物脱墨、生物脱胶、生物制药、动物饲料生产、食用蕈菌培养料处理、微生物有机肥生产、生活垃圾处理以及纤维素预处理技术研究等各方面。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是本发明整体装置的结构示意图；

图2是本发明百叶胃的结构示意图。

具体实施方式

配合图1至图2所示，本发明的一种生物质微环境调控发酵装置，由仿瘤胃1、蜂巢胃2和百叶胃3组成。

仿瘤胃1为具有进风口11和出风口12的大棚，仿瘤胃1中若干放入蜂巢胃2。

蜂巢胃2为具有通风孔21的筐体，每个蜂巢胃2中放入1至6个百叶胃3。