[发明专利]沼气复合原料

说明书

技术领域

本发明涉及一种沼气复合原料。

背景技术

沼气是一种无色、有味、有毒、有臭的混合气体，其成分不仅随发酵原料的种类及相对含量不同而有变化，而且因发酵条件和发酵阶段各有差异。一般情况下，沼气的主要成分是甲烷、二氧化碳以及少量的硫化氢、一氧化碳、氢、氮和氨气等气体。沼气只有在满足微生物的生长条件和沼气池正常运行条件下才能取得质优、量多的沼气。现在沼气的发酵原料主要是通过农户养殖畜禽解决，原料比较单一且不足，但养殖的趋势是集中化、规模化方向发展，加之农村外出劳力较多，农户养殖量越来越少。近年来，国家投入大量资金发展农村户用沼气池，解决农村能源问题，由于养殖农户数少、发酵原料严重不足，无法满足沼气池正常运行的条件，许多沼气池闲置，甚至报废，加之原料成份单一、产气量不足，影响了沼气产业的发展。因此，研发科学配方的沼气复合原料是解决这一问题的关键。 

我国专利200910167968.2公开了“一种沼气复合原料及制备方法”， 它利用畜禽粪便、农作物废弃秸杆经堆沤、干燥、粉碎处理，加入生物菌、添加剂，搅拌混合成为产品，原料按以下重量份混合：畜禽粪便70－80%，农作物秸杆15－25%，生物菌3－6%，添加剂0.001－1%。所用的生物菌为沼气专用生物菌，所用的添加剂为尿素或活性碳粉末。解决秸秆作为户用沼气池发酵原料的技术难题，但产生效果也不太理想，难以满足大面积的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的不足，而提供一种产气持续时间长、产气量高产气速度快、有利于促进纤维素、半纤维素分解提高原料利用率的沼气复合原料。其组份按质量为:

畜禽粪便70－80kg，菌渣10－15kg，生物菌10kg，沼渣5kg。

所说的畜禽粪便为干鸡粪30kg，干猪粪10－40kg，干牛粪10－40kg。

所说的沼渣为沼气池的沉淀物经干燥、粉碎的产物。

从本发明的技术方案可以看出，由于菌渣就是种植过平菇、金针菇、双孢菇等食用菌的下脚料。而秸秆细胞壁由相互紧密结合在一起的三种成分构成其丰富的碳水化合物组成，这三种物质即半纤维素、纤维素和木质素。半纤维素在细胞组织中结合松散，很容易被酸和酶分解，是最容易利用的碳源，主要分布在植物细胞的初生壁，次生壁中则较少，它由一种或数种单糖聚合的短链多糖组成。纤维素是植物细胞次生壁的主要成分，是由几千到一万多个脱水呋喃葡萄糖构成的多聚物。木质素是天然高分子聚合物，由苯基丙烷单元通过醚键和碳－碳键交联而成。并且木质素与纤维素、半纤维素复合程度越高，细胞壁降解效果越差。秸秆质地疏松，比重小，进入沼气池后容易漂浮形成发酵死区-浮壳层。发酵一般需经预处理。种植食用菌的棉籽壳，秸秆中的纤维素、木质素，在食用菌的发育过程中50%以上被分解，同时大量的食用菌菌丝也残留在菌渣中，便于被甲烷菌利用，产生甲烷（沼气）。经科研部门测定，用棉籽壳作原料生产食用菌的干下脚料，其粗蛋白含量为7.8%。此外，菌渣中还含有丰富的钙、磷和维生素，对沼气微生物的生长提供了丰富的营养和有利的环境。因此菌渣作为沼气的发酵原料可直接加入沼气池中，不必再经过堆沤发酵处理，降低了生产成本，为食用菌生产中产生的菌渣利用开辟了新的途径。

沼气发酵过程实质上是微生物的物质代谢和能量转换过程。在分解代谢过程中沼气微生物获得能量和物质，以满足自身生长繁殖，同时大部分物质转化为甲烷和二氧化碳。这样各种各样的有机物质不断的被分解，就构成了自然界物质和能量循环的重要环节。所以说，发酵原料生产沼气是通过一系列复杂的生物化学反应来实现的。

从有机物质进入沼气池到产生沼气，经历了“水解-产酸-产甲烷”三个阶段。水解阶段就是将固体有机物质水解成分子量较小的可溶性单糖、氨基酸、甘油、脂肪酸。产酸阶段就是各种可溶性物质（单糖、氨基酸、脂肪酸）在纤维素细菌、蛋白质细菌、脂肪细菌、果胶细菌胞内酶作用下继续分解，转化成低分子物质，如：丁酸、丙酸、乙酸以及醇、酮、醛等简单的有机物质。产甲烷阶段就是由产甲烷菌将产酸阶段分解出来的乙酸等简单有机物分解成甲烷和二氧化碳，其中二氧化碳在氢气的作用下还原成甲烷。