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木材秸秆水解研究论文

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木材秸秆水解研究论文

90年代,开展了秸秆及木材细胞壁中化学成分的分离和结构鉴定及过氧化氢制浆机理方面的研究。主要学术成就和创新性工作有以下几点:① 首次系统地提出了一整套秸秆中化学成份的分离、提纯和鉴定方法。该方法已作为标准方法被载入英国《分离科学百科全书- Encyclopaedia of Separation Science》;②提出了两步分离秸秆中木质素的新方法,使得分离的木质素含多糖杂质降至为以下;③首次提出了英国小麦秸秆中木质素-半纤维素的化学结构模型;④首次上提出了均相催化化学改性小麦秸秆半纤维素反应工艺,比传统的异相催化反应速度提高了5-10倍,并为工业化生产改性半纤维素产品提供了理论依据;⑤首次在国际上提出两步中度碱水解和两步酸水解测定秸秆细胞壁中酯化或醚化阿魏酸和香豆酸的新工艺方法。⑥发明了低温无溶剂化学改性秸秆和蔗渣木质纤维以制备新型高效吸油剂的新工艺。他与合作者已在Journal of Agricultural and Food Chemistry, Polymer, Carbohydrate Polymers, Holzforschung 等国际本专业核心刊物上发表论文110篇,并全部被SCI收录并被多次引用;同时他还被邀请参与编写Pectins and Pectoase, Chemistry and Technology of Hemicelluloses 等专著8部(英文)和英国科学分离百科全书1部。申请发明专利4项。1998年曾获留英华人化学学会和英国科学协会(CSCST1994-1998)联合举办的化学学术成就奖。2000年10月获国家杰出青年自然科学基金资助(项目名称:木材废物及农作物秸秆在工业中的应用研究)。 小麦秸秆细胞壁中羟基肉桂酸化合物分离和结构鉴定项目(国家自然科学基金项目)获教育部提名国家自然科学一等奖(2002),并推荐为2003 年国家自然科学二等奖。

秸秆生物质通过液化或固化等方式制造成燃料可直接供热,或是制造成秸秆清洁煤炭等等。秸秆煤炭是一种新型的生物质再生能源,环保清洁,远远低于原煤的成本和市场价格,应用范围极为广泛,可以代替木柴、原煤、液化气,广泛用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉等。但是如何将生物质燃料像煤、煤气和天然气一样在老百姓的生活中普及,还需大力宣传和推广。交通能源秸秆的主要成分是碳、氢、氧等元素,有机成分以纤维素、半纤维素为主,其次为木质素、蛋白质、脂肪、灰分等,用秸秆转化的生物燃料如生物乙醇和生物柴油作为交通能源,同石油、天然气和煤等化石燃料相比,最大特点是可再生性和对环境更友好。国际上生物交通能源技术相对成熟,主要路线是:谷物、秸秆、其它植物等发酵生产乙醇-车用油、乙烯、无毒溶剂及上百种化工、原材料产品等;我国秸秆交通能源技术研究虽然起步较晚,但日趋成熟,有些正形成小型规模和商品化。3秸秆生物质能源化应用技术秸秆生物质能源化应用技术主要包括秸秆沼气(生物气化)、秸秆固化成型燃料、秸秆热解气化、直燃发电和秸秆干馏等方式。

植物原料所含聚糖在催化剂与水的作用下水解成单糖的解聚过程。用于水解生产的主要植物纤维原料为森林采伐剩余物、木材加工废料和农业废料。20世纪60年代以前,水解科研及生产系以木质原料为主,当时常用“木材水解”一词。水解工业是以植物纤维为原料通过水解获得单糖等中间产物,再经生物化学或化学加工转换成一系列有机化工产品及蛋白饲料等产品的化工生产部门。

简史

1819年法国科学家布拉孔诺()首先发现纤维素可经浓硫酸水解成葡萄糖,为植物原料水解利用奠定了基础。1854年法国公布了阿雷纳(Aréna)和佩卢兹(Peluse)用浓硫酸木材水解法制酒精的研究成果。于次年在巴黎建成了世界上第一座木材水解酒精厂。早期的浓硫酸水解法虽已显示了工艺设备简单易行及糖得率高(近理论值)等方面的优越性,但由于硫酸耗量高达原料重的~倍,且不能有效回收,使这一方法的推广和应用受到限制。1856年法国学者贝尚普(échamps)首次以发烟盐酸为催化剂进行了木材水解研究。其后经过许多研究者的持续工作,两种浓盐酸水解方法——普罗多尔(Prodor)法即气体盐酸水解法,及贝尔吉乌斯—莱茵奥(Bergius-Rheinau)法即液体盐酸水解法,在20世纪20年代初达到中间试验水平。1933~1942年期间德国及意大利分别建成浓盐酸法及浓硫酸法木材水解厂,并先后投产。稀硫酸水解的研究最早可追溯至1844年。在此之后,瑞典的西蒙森()、德国的克拉森()和朔莱尔()等作了大量研究,为以后稀硫酸水解法的工业化生产打下基础。朔莱尔所提出的水解法的特点是在水解器中形成的糖可及时连续地渗滤排出。糖的分解大为下降,得率提高。这一渗滤式水解法经继续改进后,被称为朔莱尔(Scholler)法。第二次世界大战期间,德国、苏联、美国等国先后对稀硫酸渗滤水解法进行了深入的研究开发,并相继建厂生产,主产品为酒精,部分厂尚生产饲料酵母。第二次世界大战后,日本为了达到甜味资源自给及发展新木材化学工业的目的,全面开展了浓硫酸及浓盐酸水解技术方面的研究,并于50年代末60年代初采用浓硫酸法先后建厂试生产,在回收硫酸上采用了新的途径,主产品为结晶葡萄糖。此方面研究开发工作终因60年代木材价格上涨而中断。苏联拥有丰富的森林资源,始终重视发展其水解工业。从60年代开始,由于大力发展牲畜饲养事业,产品结构发生改变。饲料酵母上升为主产品,同时也巩固酒精生产,发展糠醛生产。此外,木糖醇及木质素深加工产品也得到了相应发展。水解原料构成也逐渐变化,农业废料比重日益上升。中国的水解研究,始于20世纪40年代。从60年代起,科研及生产发展较快。糠醛生产厂已遍布全国,并建立了木材水解酒精厂、木糖醇及木糖生产车间。从70年代中期起,国际上对植物纤维水解利用的研究更趋重视,主要集中于水解方法新领域的开拓研究,在纤维素酶水解法的研究方面取得了不少进展。

原料

木质原料有等外材、梢头木、木片、刨花、板皮、板条及木屑等。林产品工业领域中的废渣废液,如栲胶渣、纤维板生产废水,也不同程度地用于水解生产,硫酸盐法预水解液也有用于水解生产的。制浆生产中的亚硫酸盐法纸浆废液,作为含糖水解液早已在全球范围内大量用作发酵原料。农业废料有玉米芯、甘蔗渣、燕麦壳、棉籽壳、稻壳以及玉米秆、麦秆等。据估计80年代全世界每年用于水解生产的原料约700万吨,林业原料及农业原料各占一半。

在评价植物水解原料时,通常将其所含聚糖分为易水解聚糖及难水解聚糖两类。前者主要指半纤维素(包括果胶质、树胶类聚糖),易为酸及酶等催化水解;后者主要指纤维素及部分伴生其间的聚甘露糖和聚木糖,难被稀酸及酶催化水解。两类聚糖的含量多寡,对确立水解工艺参数有密切关系。植物因种属不同,以及生长地区、气候条件的差异等因素的影响,其化学成分,以至易水解及难水解聚糖比例等都有明显的变化。大量测定表明,林、农废料中三大组成含量的平均范围是:纤维素30~45%,半纤维素15~40%,木质素12~30%。某些富含聚糖的植物原料所含聚糖与普通谷物所含聚糖(淀粉)相近。

产品

水解生产的产品主要有酵母、糠醛、酒精(乙醇)、木糖醇、木糖、饲料糖浆、木质素植物刺激素、木质素植物生长刺激肥料、木质素活性炭等。由水解产品经再加工可形成大量二次产品及系列产品。例如糠醛除了本身可作为产品直接应用外,还是呋喃化工系列产品(包括呋喃类药物)的基本原料。按80年代末期统计数字,全球由植物纤维原料直接生产的饲料酵母每年在45万吨以上(未包括由制浆废液等工业废水生产的产品),糠醛及酒精的年产量分别为25万吨及12万吨左右。

水解厂副产品的种类与所选择的主产品种类及水解工艺有关。如采用稀酸渗滤水解法生产酒精时,可得副产品糠醛、酵母、石膏、液体二氧化碳、干冰等。生产结晶木糖醇或结晶木糖时,可同时得到饲料酵母或饲料糖浆。醋酸及醋酸盐是糠醛生产的副产品。

水解原理与方法植物纤维所含聚糖——纤维素及半纤维素加水分解的总过程可分别表示如下:

水解所得单糖中,属于己糖的除葡萄糖外,尚有甘露糖及半乳糖,戊糖为木糖及阿拉伯糖。在高温酸水解条件下,单糖将进一步发生分解。已得到生产应用和正处于研究开发中的水解方法主要有以下几个:

稀硫酸高温渗滤水解法

简称渗滤水解法。是国际上目前大规模工业生产酵母和酒精唯一应用的一种水解方法。水解时由水解器顶部向器内连续泵入高温稀酸溶液,使其透过(渗滤)水解物料层及时地将已水解出的单糖液(水解液)排出反应空间,以减少糖的分解,获得高的得糖率。半纤维素、纤维素的水解速度及其水解出的单糖的分解速度均相差甚远,植物纤维原料的形态在水解过程中变化很大,这些因素要求水解温度要由低(175℃)向高(190℃)逐渐升温,且要严格控制渗透速度。水解时,硫酸浓度为~,水解液比(水解液采出量与干基原料重量比)为14左右。渗滤法水解生产工艺包括原料制备(粗大原料削片、粉碎)、水解、水解液中和、澄清等基本工序。水解流程如图1。

图1水解器是水解生产的关键设备,在苏联该项设备在向系列化、大型化方向发展。常见的计有容积为18、20、30、37、40、50、70、80及160立方米9种。70立方米容积水解器结构见图2。

图2国际上采用渗滤法水解生产的企业为了全面利用原料中的聚己糖及聚戊糖,依所选定产品方案的不同主要有4种类型的水解厂:①酵母水解厂;②酒精酵母水解厂(酒精为主产品);③糠醛酵母水解厂(糠醛为主产品);④木糖醇酵母水解厂(木糖醇为主产品)。酒精酵母水解厂基本生产流程见图3。

通过渗滤法水解,每吨绝干原料(按针叶树材计)可获得450~500千克左右的还原糖。今以酒精酵母水解厂及酵母水解厂为例,其产品(包括副产品)及数量见下表。

现阶段,采取稀硫酸高温渗滤法进行水解生产的国家主要是苏联。此外,保加利亚、中国及巴西亦属生产国。

图3浓盐酸水解法

植物纤维素在盐酸浓度高于39%的情况下即可在常温下水解。水解前先经过吸附、润胀、溶解等过程。但在浓酸介质中,纤维素水解成葡萄糖后又立即回聚成结构不同于纤维素低聚糖的新低聚糖。这种新低聚糖在稀酸中极易水解成葡萄糖。浓盐酸水解法有液相(大酸比)及气相两类。以生产结晶葡萄糖为主产品的大酸比浓盐酸水解法,其工艺主要包括原料制备、预水解、纤维木质素干燥、水解、盐酸回收及葡萄糖复盐结晶及复盐分解等基本工序。与稀硫酸水解法相比,浓盐酸水解有得糖率高、糖浓度高、糖质纯以及节约能源等许多优点。但是,液相浓盐酸水解法在其工业生产中有不少技术难关,有待继续解决。

酶水解法

以纤维素酶及相应的半纤维素酶为催化剂,对纤维素及半纤维素聚糖进行水解的方法。酶法水解在常温常压下进行,不需要耐压耐腐蚀设备。由于酶促反应的特异性,产物单一,可免除产物的二次降解,故糖质纯净。但也存在不少技术难关,如原料预处理及酶制剂生产费用昂贵,酶水解反应慢、周期长,酶的有效回收难等,有待进一步解决。

高温快速水解法

从70年代以来,各国普遍研究这一方法。此法一般以~的稀硫酸为催化剂,在220~240℃高温下于管式水解器中连续进行,水解时间仅为数秒到数分钟。葡萄糖得率可达理论得率的50%以上。该法目前尚处于试验阶段。

趋势

现有稀硫酸高温渗滤水解法的继续完善与提高,仍将是各生产国今后的一项重点任务。以生物技术的新研究成果改进酵母生产技术将受到重视。酶水解技术在商业化的道路上可望取得更多突破,原料的经济预处理方法和酶制取成本的下降及回收利用技术的研究仍将会成为研究的中心目标。占首位的水解产品将继续是饲料酵母,其次为糠醛、酒精及水解糖质饲料等。由于饲养业迅速发展的需要,饲料酵母产量可能增长较快。为了水解生产的进一步发展与扩大,新水解原料资源的开发利用已引起普遍重视。预计城市纤维质垃圾、高位低分解度泥炭及富含聚糖的海洋植物等将会得到更多研究与应用。营造水解原料基地林亦可能受到重视。

秸秆对水稻产量的影响研究论文

太大了 给你复制点吧水稻秸秆纤维素发酵转化燃料乙醇的研究摘要我国水稻秸秆资源丰富,年产量达3亿多吨。利用水稻秸秆生产燃料乙醇,对来我国能源问题、实现节粮代粮和环保有着巨大的潜力和广阔的应用前景。水稻秸要成分是纤维素,对纤维素的利用最主要的限制性因素是将纤维素转化为可发酵还解决的办法主要有两类途径:(l)提高纤维素酶生产的经济性,主要涉及纤维素酶高获得及纤维素酶的生产技术,提高其合成效率以降低单位纤维素酶生产成本;(2)提素酶利用效率,主要涉及纤维素酶解催化过程,以降低单位可发酵还原糖生产成本本研究从菌种的选育着手,研究了菌株的产酶特性,用响应面策略优化发酵培养基,了SL发酵罐分批发酵生产高活力纤维素酶技术;分离纯化了纤维素酶;构建了代二糖的酿酒酵母工程菌;对酿酒酵母工程菌细胞固定化发酵进行了研究,利用二级生物反应器祸合系统生物协同酶解水稻秸秆发酵生产燃料乙醇等。主要研究结果如1.筛选到一株纤维素酶高产菌株(PenicilliumYT01),原生质体紫外诱变后变株YT02,YT02以水稻秸秆为碳源,豆饼粉和硫酸钱为氮源,在29”c,初始p酵12Oh,纤维素酶活力达到最高,摇瓶发酵滤纸酶活(FPA)、CMC酶活(CMcas葡萄糖昔酶活(CB)分别达、和。2.用响应面方法(RSM)优化的发酵培养基组成为:水稻秸秆为留L,为,数皮为叭,困H4)2504、KHZpO4为4g/L,MgSO;为;起始以优化的培养基发酵120h,滤纸酶活、cMc酶活和p一葡萄糖普酶活分别达到IU/mL、。远高于优化前的纤维素酶活水平。3.在SL发酵罐中研究了温度、pH值和溶氧对菌体生长和产酶的影响,确定发酵的工艺条件为:0一32h时发酵温度犯”C,溶氧70%;犯h至1加h发酵结果发29oc,溶氧50%,发酵液初始pH值,发酵%h滤纸酶活、CMC酶活和p一葡酶活分别达到、,均高于摇瓶发酵水平,酵动力学过程显示,突变菌YT02菌体生长和纤维素酶各组分均为部分祸联。4.利用DEAEsephadexA一25和sephadexG一75分离纯化了二个内切葡(CMCase)和一个p一葡萄糖营酶,CMCase纯化倍数为,回收率为,糖昔酶纯化倍数为,回收率为,经SDS一PAGE得到单蛋白分子条带,I、沪’_心钳3卜“’门尸,..量测定分别为73kDa、43kDa和,并对其进行了N端测序和质谱分析。5.以生产乙醇性能优良的酿酒酵母菌株NAN一27作为工程菌株的受体菌。利用能良好的多拷贝整合型载体pYMIKP,使纤维二糖代谢基因BGLI整合到酿酒酵母体上。从而在酿酒酵母工业菌株中建立了稳定的纤维二糖代谢途径,拓展了酒精生物利用范围,降低了纤维二糖对纤维素酶解的抑制作用。采用海藻酸钙凝胶包埋固纤维二糖酿酒酵母工程菌,固定化细胞与游离细胞相比,发酵时间缩短,乙醇产率提以上,并能有效地利用水稻秸秆水解液进行酒精发酵。6.对水稻秸秆酶解过程中底物性质、酶解温度、酶解pH、底物浓度及纤维素等关键因子进行了研究。由于YT02纤维素酶系中纤维二搪酶活力较低(CB/F队为经稀酸稀碱预处理后的水稻秸秆纤维素对乙醇转化率仅为18%。采用代谢纤维二糖母工程菌游离细胞发酵,可部分去除纤维二糖对酶解的抑制,水稻秸秆纤维素对乙率可提高至20%。进一步利用采用海藻酸钙凝胶包埋固定代谢纤维二糖酿酒酵母工酵,水稻秸秆纤维素对乙醇转化率可达26%。这方面的研究结果有助于深入了解纤的协同降解机制。7.将纤维原料的酶解、固定化代谢纤维二搪酿酒酵母工程菌的作用有机祸联,新型的二级串联式生物反应器,在该反应器体系的协同作用下,可有效解除纤维二萄糖对纤维素酶的反馈抑制作用,促进纤维原料水稻秸秆的酶水解,发酵40h,乙达留L,纤维素对乙醇的转化率达(纤维素对乙醇的理论转化率为是游离细胞同时糖化发酵(SSF)的倍,生产效率达留(Lh)。采用分批添料酶解发酵工艺,可提高纤维底物的终浓度达250岁L,产物乙醇的终浓度留L,高了纤维素酶的利用率和乙醇生产效率,降低乙醇的生产成本。该反应器性能稳定效率高,固定化细胞可以重复使用,便于自动化控制。关键词:纤维素酶,水稻秸秆,酿酒酵母,燃料乙醇,串联式生物反应器目录摘要..............................................................……ABSTRACT..........................................................……IH第一章文献综述l水稻秸秆资源及其降解方式............................................……水稻秸秆的组成与结构..…,................................……,.……水稻秸秆的预处理..................................................……物理方法预处理水稻秸秆..........................................……化学方法预处理水稻秸秆..........................................……生物方法预处理水稻秸秆..........................................……水稻秸秆纤维素的降解方式..........................................……水稻秸秆的酸水解................................................……水稻秸秆的酶水解................................................……52纤维素酶的性质与用途................................................……纤维素酶的多酶体系................................................……纤维素酶的分子结构................................................……纤维素酶的作用机理................................................……纤维素酶的分子量大小.............................................……纤维素酶的最适反应条件与稳定性...................................……纤维素酶的应用...................................................……H3纤维素酶的生产.....................................................……纤维素酶的生产菌种选育...........................................……纤维素酶的生产...................................................……144水稻秸秆原料生物转化燃料乙醇.......................................……燃料乙醇的优越性和使用现状.......................................……水稻秸秆纤维素生物转化燃料乙醇的方法.............................……分步水解发酵法生产燃料乙醇.....................................……同步糖化发酵法生产燃料乙醇.....................................……固定化细胞发酵生产燃料乙醇.....................................……酉良酒酵母途径工程应用于燃料乙醇的生产.............................……175本研究的目的、意义和主要内容.......................................……本研究的目的和意义...............................................……本研究的思路和技术路线...........................................……本研究的主要内容.................................................……21第二章纤维素酶高产菌株的选育及产酶条件研究.........................……231材料与方法..........................................................……材料.............................................................……试剂与溶液配制.................................................……器菌种与菌种分离源...............................................……培养基.........................................................……主要仪器与设备.................................................……方法.............................................................……水稻秸秆的预处理...........................……,.,...........……纤维素酶高产菌的分离与纯化.....................................……纤维素酶高产菌的初步鉴定.......................................……纤维素酶高产菌的原生质体紫外诱变...............................……产纤维素酶的液体发酵培养方法...............................……不同预处理水稻秸秆的酶水解.....................................……分析方法.......................................................……272结果与分析.........................................................……不同预处理水稻秸秆的各组分含量...................................……纤维素酶高产菌的分离与筛选.......................................……纤维素高产菌YT01的菌种鉴定......................................……纤维素酶高产菌YT01的原生质体紫外诱变............................……液体发酵培养基成分与发酵条件对YT02产纤维素酶的影响..............……不同碳源对YT02产酶的影响......................................……不同预处理水稻秸秆对YT02产酶的影响............................……不同氮源对YT02产纤维素酶的影响................................……微晶纤维素添加量对YT02产纤维素酶的影响........................……不同无机盐对YT01产纤维素酶的影响..............................……起始pH对YT01产纤维素酶的影响.................................……装液量对YT02产纤维素酶的影响..................................……转速对YT02产纤维素酶的影响....................................……培养温度对YT02产纤维素酶的影响................................……接种量对YT02产纤维素酶的影响.................................……培养时间对YT02产酶的影响.....................................……纤维素酶的酶学性质研究...........................................……温度对纤维素酶各组分酶活的影响................................……对纤维素酶各组分酶活的影响..................................……纤维素酶对不同预处理水稻秸秆的酶解试验...........................……423结论与讨论...............................................··········……4:关于筛选出的纤维素酶高产菌株....................................……4:纤维素酶生产菌的改造............................................……招青霉YT02产酶条件与酶学特性.....................................……44第三章YT02产纤维素酶发酵培养基的优化研究..........................……451材料与方法....................................···.·················……材料.............................................................……试剂................................................·.·.·······……供试菌种.......................................················……培养基................................................·········……主要仪器与设备.................................................……方法.............................................................……4尽实验设计.............................................··········……培养方法.............................................··········……分析方法.......................................................……462结果与分析..............................................···········……部分因子实验筛选发酵培养基的主要影响因子.........................……最陡爬坡实验逼近发酵培养基最优点.................................……中心组合设计优化YT02发酵培养基组成..............................……发酵过程中PH、残余还原糖与纤维素酶变化的测定结果.................……593结论与讨论...................................……,...............……61第四章YT02分批发酵产纤维素酶的研究................................……63材料与方法.........................................................……材料.............................................................……试剂...........................................................……菌株...........................................................……培养基.........................................................……娜.主要仪器.......................................................……64方法.....................·······…….1用于分批发酵的种子培养.........…….…64.…恒温分批发酵对YT02产纤维素酶的影响.............................……变温分批发酵对YT02产纤维素酶的影响.............................……溶氧量对YT02分批发酵产纤维素酶的影响...........................……分段溶氧对YT02分批发酵产纤维素酶的影响.........................……分析方法.......................................................……652结果与分析.........................................................……发酵温度对YT02产纤维素酶的影响结果..............................……变温发酵对YT02产纤维素酶的影响结果..............................……溶氧对YT02产纤维素酶的影响结果..................................……分段溶氧分批发酵对YT02产纤维素酶的影响结果......................……723结论与讨论.........................................................……73第五章YT02产纤维素酶的分离纯化及酶学性质研究...........……以U(b叮‘叮‘(bt了叮‘叮‘材料与方法….1材料.…….试验材料..主要试剂.....……76.....……常用储备液及缓冲液....................................……主要仪器........................................................……方法..............................................................……蛋白质浓度的测定方法...........................................……纤维素酶的分离纯化.............................................……纤维素酶SDS一PAGE凝胶电泳纯化及酶相对分子量的测定..............……酶蛋白的N端测序...............................................……酶蛋白的质谱分析...............................................……862结果与分析.........................................................……一SephadexA一25阴离子交换层析结果.............................……层析收集管酶蛋白同洗脱缓冲液NaCI浓度的关系.....................……层析收集管酶蛋白活性检测.......................................……即hadexG一75分子筛凝胶过滤层析结果..............................……一75分子筛凝胶过滤层析分离酶蛋白......................……分子筛凝胶过滤层析纤维素酶活测定结果...........................……纤维素酶各纯化步骤纯化情况.......................................……一PAGE聚丙烯酸胺凝胶电泳.......................................……一PAGE聚丙烯酸胺凝胶电泳银染结果.............................……纤维素酶分子量SDS一PAGE凝胶电泳测定结果........................……酶蛋白的N端测序结果.............................................……酶蛋白的质谱分析结果.............................................……933结论与讨论.........................................................……94第六章酿酒酵母纤维二糖代谢途径的构建及其细胞固定化研究.............……96材料和方法................................................·········……%1材料.............................................................……菌株和质粒.....................................................……分子克隆用酶和试剂.............................................……水稻秸秆水解液的制备...........................................……972方法.............................................................……含纤维二糖酶基因(及咒1)的重组质粒pYMIKP一那艺了的构建方法.......……酿酒酵母纤维二糖代谢途径的搭建方法.............................……酿酒酵母工程菌细胞的固定化方法................................……固定化酵母细胞发酵方法........................................……分析方法......................................................……1022结果与分析........................................................……表达及范了基因的重组菌株的构建结果...............................……目的基因及法了的获得...........................................……含目的基因那Z了重组质粒的构建.................................……酿酒酵母工业菌株NAN一27转化子的获得二,........................……转化子NAN一28细胞纤维二糖酶活性测定结果.......................……1()不同固定化条件对NAN一28细胞固定化的影响结果.....................……不同溶剂对固定化细胞转化纤维二搪的测定结果......……,.......……不同海藻酸钠浓度对固定化细胞凝胶特性的影响....................……l()酵母包埋量对固定化细胞转化纤维二糖的影响结果..................……!固定化细胞与游离细胞分批发酵实验结果............................……l()固定化细胞重复分批发酵试验结果..................................……1073结论与讨论........................................................……酉良酒酵母纤维二糖代谢途径的构建.................................……酿酒酵母工程菌细胞固定化.......................................……110第七章串联式生物反应器转化水稻秸秆生产燃料乙醇的研究..............……112材料与方法........................................................……112l材料......................................……,..............……试剂.........................................................……菌种.........................................................……主要仪器与设备...............................................……1122方法...........................................................……稻草粉的预处理................................................……纤维素酶的制备................................................……稻草粉的酶解糖化..............................................……水稻秸秆生物转化燃料乙醇......................................……测定方法......................................................……115vi2结果与分析........................................................……不同预处理方法对水稻秸秆糖化效果的影响结果......................……不同温度对水稻秸秆糖化效果的影响结果............................……不同pH对稻草粉糖化效果的影响结果...............................……不同加酶量对稻草粉糖化效果的影响结果............................……不同底物浓度对稻草粉糖化效果的影响结果..........................……水稻秸秆同步糖化发酵(SSF)结果.................................……串联式反应器转化水稻秸秆生产乙醇................................……固定化NAN一28细胞发酵生产燃料乙醇结果.........................……串联式生物反应器的稳定性结果..................................……分批添料式协同酶解发酵生产燃料乙醇结果........................……1223结论与讨论......................................................··……二级串联式生物反应器生产乙醇....................................……分批添料式协同酶解发酵工艺......................................……水稻秸秆资源的全利用............................................……123第八章结论.....................................................……124主要参考文献......................................................……126英文缩写与主要符号表...............................................……146本研究的特色与创新.................................................……147发表与待发表的学术论文及成果.......................................……148致谢............................................................……149作者简介..........................................................……150你要看哪部分?

农户行为影响粮食生产的论文

1农户行为理论

针对我国农地经营的特点,有学者认为,不同于国外农业的集约化、规模化生产,我国农户经营土地规模小、且土地细碎化严重,农户的生产很难如舒尔茨理论所认为的那样以市场为导向,同时我国当前农产品商品化率2006年已达到65.6%,也并不完全符合恰亚诺夫的理论。在这一背景下,有的学者在经典理论的基础上提出了我国农户行为目标的观点。如高帆认为我国改革开放以来经济、制度、技术进步使农户具有一种“过渡”性质,农户的生产目标正从满足自身需要向利润追求演变,但仍有显著的“半自给,半交易”特征。孔祥斌等认为随着经济发展阶段和水平不同,农户种粮的机会成本不断升高,农户的目标和土地利用方式也会随之发生三个阶段的变化,分别为追求粮食产量最大化、产量与利润最佳化、利润最大化阶段,随发展阶段的提高,农户会更少追求粮食产量,更多追求经济收益。江永红等从马斯洛需求层次理论的角度出发,将农户行为的不同目标视为制度、市场化水平、收入水平不同发展阶段农户不同突出需求的产物。“过渡理论”较好地解释了近年来我国农户行为目标的变化,也可以从一些学者实证研究中得到验证。李翠珍等发现改革开放后北京市粮食生产可以分为1978-1990、1991-1998、1999-2005三个阶段,第一阶段粮食作物种植面积最大,投入品持续增加,粮食单产逐渐提高,第二阶段粮食作物种植面积有所下降,粮食单产达到最高并保持稳定,第三阶段农户更加重视经济作物,粮食种植面积与单产均大幅下降。同时,学者发现尽管直接经济收益非常低,但是农户仍然重视粮食生产的原因在于种粮还有着某些间接受益,如对家庭基本生存的保障、较低的风险、以及粮食产品可以成为如畜牧业等其它较高收益生产的投入品。某些农户会优先种植作为主要口粮的粮食作物,之后再选择其它作物。

2农户行为对耕地质量影响

2.1农户行为对耕地利用质量影响

在国土资源部颁布的《农用地分等定级规程》中,耕地质量评价指标由自然质量等、利用等和经济等别三者组成,当前的研究者也普遍认同耕地质量是耕地自然质量与利用质量的综合体,由土壤质量、地形坡度等自然因素与对耕地投入、管理水平、区位等社会经济因素共同构成。农户行为同时对耕地自然质量与利用质量产生影响。学者对农户行为对耕地利用质量影响的研究基本围绕耕地利用质量与耕地综合质量和粮食生产的关系上。例如徐梓津等根据贵州省关岭县的调查数据,提出了在确定耕地自然质量的基础上加入农户投入行为指标的耕地综合质量评价方法。张贞等提出了类似的加入农户投入行为的耕地质量修正方法,并且将农户收益看做耕地综合质量货币化的表现,利用Cobb—Douglas生产函数测算了不同农户投入行为对耕地产出的影响程度。石淑芹等应用GIS空间分析对东北地区耕地质量评价的研究中加入了对耕地利用质量的考量,将机械化程度、亩均化肥施用量、地膜施用量和农村用电量等农户技术选择、要素投入等行为作为耕地利用质量评价指标,并利用GIS软件计算了耕地利用质量、自然质量与粮食单产的相关系数。总体而言,目前的农户行为对耕地利用质量相关研究数量较少,角度较为单一,对耕地利用质量的评价很大程度上是基于反应耕地综合质量的耕地产出,或以耕地自然质量变化为归依,从根本上说这是因为对耕地利用质量的本质的认识比较含混。

2.2农户行为对耕地自然质量影响

在与农户行为相关的耕地质量问题中,现有研究普遍将土壤质量作为耕地自然质量的标准,研究表明土壤质量受农户土地利用方式、技术选择、化肥、有机肥施用、秸秆还田等多种因素影响,现阶段学者们广泛探讨了农户不同经营行为的影响。综合性研究如杨景成等发现保护性耕作、提高复种指数、合理的轮作换茬、有机肥料和化肥的施用以及弃耕农田还林还草等保护性管理措施则能够显著地影响土壤有机质动态,提高农田土壤有机质含量。丁忠义等使用GIS空间分析对曲周县的研究对比了1980年与2002年的土壤调查数据,发现盐碱地治理、增施有机肥、秸秆还田等农户土地改良活动使该地区土壤有机质含量显著提高。土地利用方式方面,廖晓勇等对三峡库区万州地区的研究发现,不同的土地利用方式下土壤的通气、透水能力大小、人为扰动影响、表土覆盖程度各有不同,从各种理化标准看,耕地质量从优到劣的排序为林地>柑橘园>旱地。侯鹏程等比较了江苏省吴江市稻田、林地、桑园、菜地、果园、旱地六种常见土地利用方式,发现稻田的土壤质量显著高于其他利用方式。从培肥、耕作方式角度,学者们普遍认为长期投入有机肥、进行保护性耕作和秸秆还田有助于耕地质量的提高。如王鹏等在湖南省祁东县的研究认为,当地减少有机肥投入,增加化肥投入,导致耕地土壤有机质含量减少,理化性状变差,土壤自然肥力降低。邓祥征等基于土地动态模拟系统,运用CENTURY模型对我国各主要农业生产区农田土壤有机碳贮量变化进行了模拟与预测,研究表明实施秸秆还田与保护性耕作能够有效促进农田土壤有机碳贮量的增加。不过这种也有学者举出反例,如Campbell等研究发现,保护性耕作对土壤有机质的汇集作用很大程度上受到土壤肥力的影响,肥力贫瘠情况下免耕并不总能提高土壤有机质水平。

3农户行为对粮食生产影响

关于农户的不同生产行为对粮食生产的影响,学者们的注意力集中于肥料施用上。如宇万太等对海伦、沈阳、桃园三地的研究表明,农户施肥对作物产量形成的贡献率随气候热量增长由北向南逐渐由0.31提高至0.42。徐卫涛等利用我国31个省级地区1999-2007年的面板数据分析了当前粮食产量与化肥施用量关系,提出应当依靠科学施肥、增加替代要素投入等方式减少化肥投入,提高我国粮食生产效益。李忠芳对我国典型农田21个长期肥料试验的分析表明,在长期不施肥条件下玉米和小麦年平均产量表现为下降趋势,仅施用化肥时玉米、小麦和水稻的年产量同样呈、下降趋势,增施有机肥可提高作物产量。保护性耕作也受到一些学者的关注。如,黄国勤介绍了江西省稻田保护性耕作的12种常见模式及其效益。何进等根据1993-2000年在寿阳县和临汾市以及2002-2003年在定兴县的综合试验,发现采取深松与免耕耕作技术的试验地粮食产量均显著高于采取传统耕作技术的土地。刘立晶等对河北省的研究发现,当地保护性耕作使玉米和小麦产量提高分别达到11.8%和9.7%。

4农户行为影响因素及其对耕地质量与粮食生产影响研究

当前学者们的研究热点是农户对各种内外因素的响应以及这些因素引起的农户行为变化产生的影响,许多关于农户行为对耕地质量与粮食生产影响问题的研究也涵盖于该问题之中。

4.1经济因素

经济因素被认为是对农户行为产生影响的重要因素,根据经济学的基本假设,种粮收益的提高会提高农户种粮收入,激励农户进行更多的粮食生产,并保护用于生产的耕地。粮食价格水平是受到较多学者讨论的因素。如王竹芹等对2003-2009年26个省面板数据的研究则认为,粮价提高对于增加粮食种植面积和提高粮食产量具有显著促进作用。罗峦认为,即使在粮食商品化率比较低的时期,预期粮食价格也是刺激农户粮食生产行为的重要因素。Rosegrant等研究了印度尼西亚粮食作物的动态供给反应函数,利用1969-1990年的国家数据,分别对总产出模型、播种面积模型和单位产出模型进行估计,结果表明价格支持政策对印度尼西亚的粮食产量具有重要影响。也有研究者认为粮食价格对农户无法产生有效激励。陈飞等基于适应性预期模型对我国29个省市1995-2008年的面板数据,分析了预期价格因素对小麦、水稻、玉米三种主要作物生产的影响,发现预期价格水平的影响不并显著。张淑萍在河南省的调查发现,7成农户认为粮食价格不合理,8成农户认为种地不划算,表明当前粮食价格水平仍然偏低,一定程度的提高不足以对农户产生有效激励。持相同观点的还有廖洪乐等、丁忠义等。农业收入比例的影响也受到研究者的关注。谢蓉等通过对上海市郊本地与外来农户间的对比发现,农业收入比重较高的外来农户,有着较高的农业生产积极性。肖建英利用logistic回归分析的研究表明,农业收入比例与农户采取保护性耕作的意愿为正向关系,在1%水平上显著。赵华甫等研究了北京市平谷区的农户,由于户均耕地面积小,更加以地块细碎化,当地农户农业收入比重很低,农户大多兼业,因此缺乏耕地保护意愿。陈美球等通过对江西省952个农户的农户调查也发现,农民耕地保护积极性不高的主要因素是农业生产收入过低。在当前阶段,非农就业机会增加,农民的职业、收入来源逐渐多元化,农户兼业化趋势加剧,除了粮食价格,农民外出务工对粮食生产与耕地质量的影响受到研究者的广泛关注。非农就业带来的首要影响是农民劳动力相对价格产生变化,农户行为也会发生相应变化。田玉军、李秀彬、辛良杰等对宁夏回族自治区的研究表明,在非农就业机会增加引起的农业劳动力机会上升的影响下,农户倾向于选择水稻、玉米、马铃薯等劳动力要素边际收益更高的作物,种植结构也趋向于向这几种作物集中,一些质量较差的土地则被撂荒退出了生产。李德洗利用2010年国家统计局河南调查总队对河南省4200个农户调查的数据发现,在本地就业和外出务工的农户都在不同程度上减少了粮食播种面积、增加了小麦玉米的种植比重,但粮食亩均产量下降了。陈风波等发现,江汉平原地区农民的外出务工引起当地水稻种植制度由种植两季转为种植一季。钱文荣等还讨论了非农就业带来的汇款收入的影响。研究认为农民外出务工的汇款收入同时产生了增加化肥农药投入的正面因素与减少劳动力投入的负面因素,但总体上仍会引起水稻产量下降。李谷成等的研究也认为在农户外务工成员汇款的增加会降低在家务农成员的生产积极性,产生道德风险问题。

4.2农地产权制度因素

农地产权制度对农户行为的影响是长期以来研究者讨论的焦点问题之一。许多学者从新制度经济学的角度出发,认为农地产权制度是刺激农户行为进而影响耕地质量变化的根本因素。如谭淑豪等认为不同的制度安排会产生不同的激励机制,如土地的频繁调整会降低了耕地产权的稳定性,将导致农户减少对土地的长期投资,代之以不利于耕地可持续发展的短期行为。石志恒等对新疆维吾尔自治区内农户进行调查研究也发现,更长的承包期限对农户耕地保护积极性则有正面影响。高明的农户调查中,三分之二的被访农户愿意对其承包土地作长期性投资,其余的农户不愿对承包地长期投入的主要原因是认为30年的承包期难以真正实现。马贤磊对江西省丘陵地区的农户调查研究表明,农地产权稳定性因素对农户的耕地保护性投资行为具有正向激励作用,同时农户的风险厌恶倾向加大了农地产权因素对农户耕地保护性投资的影响。张振环等利用Cobb—Douglas生产函数对我国1952-2008年的数据进行计量分析,显示出产权制度稳定性对耕地单产和质量变化有显著正向影响。

4.3耕地质量因素

由于更高质量的耕地给农户带来更高的预期收益和更低的生产成本与风险,因此研究者也将耕地质量本身作为刺激农户行为的重要因素进行了研究。如,石淑芹等应用GIS空间分析技术对东北地区的研究表明,因为中高产田的预期收益较高、由于灾害发生严重减产的风险较低,农户投入意愿较高。张衍毓等根据对陕西省横山县的'调查提出,农户对不同质量的土地有着不同的行为响应,因为对于较高质量土地有着更高的收益预期,因此对质量相对较高的土地倾向于投入更多的有机肥、化肥以及劳动,这使得不同质量土地之间的质量差异越来越大。孔祥斌等对北京市大兴区1982年、2000和2006年的农户土地利用和土壤肥力变化数据的研究表明,不同农户、不同地块利用投入的差异逐年增强,地块间肥力的空间差异性也显著提高。

4.4补贴政策因素

为实现粮食增收、耕地质量提高的目标,近年来我国农业补贴持续提高,许多学者认同通过补贴以及农业投资等方式引导农户。国外学者如Hellin和Schrader分析了瑞典农户秸秆还田的激励因素,提出了以政府为主体通过补贴来促进秸秆还田、减少直接焚烧的设想。国内的刘明月等采用logistic回归分析对河南省宝丰县农户调查数据进行研究显示,政策的补贴力度和对农户焚烧秸秆的处罚对农户是否采取秸秆还田有显著影响。高明认为提高种粮补贴额度是促进粮食生产的有力措施。但是,也有许多学者认为当前的粮食补贴政策并没有起到实效,如陈春生认为以政府为主体主导的粮食补贴与提高粮价本质上是短期性的,稳定粮食生产的重点还是在市场化改革之中培育出一个经营能力强、抗风险水平高的“主力农户”群体。张秀林等也不认同把提高收购价格作为促进生产的主要方式,而主张通过引入新技术等方式降低生产成本,提高农户自身竞争力。

5总结

保障粮食生产与改良耕地质量是我国政府高度关注的两大问题,在我国以小农户为主,农户是对耕地质量与粮食生产产生影响的最重要因素。相关研究从研究方法上看,既有理论研究也有实证研究;从研究内容上看,学者们研究了不同类别的农户行为对耕地质量与粮食生产的直接影响,也探讨了农户响应不同内外因素产生的间接影响。当前研究可以在以下几方面做出深化和拓展。第一,学者们对耕地利用质量本质的认识仍然是模糊的,在对其评价时所选取的指标各有不同,远不如对耕地自然质量标准的认同度之高,研究者还需要进一步明晰耕地利用质量的概念;第二,多数学者在分析农户决策时将农户视为以经济效益最大化为追求的理性人,但正如农户行为理论指出的,我国小农的行为处在“过渡状态”,其决策并非完全依据经济理性。因此,研究者可以尝试探索基于有限理性的农户行为影响。;第三,农户行为、耕地质量、粮食生产三者之间的影响相互交叉,而学者的研究往往仅针对其中两者,所以,对三者之间动态关系的分析可能会成为未来的研究方向。

地里有烂秸秆,对水淹法种植水稻有没有影响呢?长期以来,冷浸田质量差,是南方种植水稻的低产田。在这种稻田里移栽的水稻转绿慢,容易出现僵苗、赤霉病、稻叶黄化等生长不良现象,水稻分蘖少,后期容易出现宿根现象等,制约了水稻的产量。冷浸田的主要障碍是水温和土壤温度低。土壤泥泞,水多气少,通透性差;还原物质堆积,缺乏可利用的养分;有些田块中的亚铁、硫化氢等物质有毒,可以概括为 "冷、烂、毒、瘦"。

这些特点容易导致水稻根系活力弱,影响营养吸收。下面笔者和大家谈谈促进水稻产量的改良措施。根据不同的形成条件和土壤质量,《中国农业土壤》介绍将冷浸田分为泥田、冷水田、冷底田、毒田和高原冷浸田。近年来,还有人从治理改良措施的角度,将有无冷浸田分为有耕地的和无耕地的冷浸田,分为:山脊和泥田、低洼泥田和锈水泥田,而有耕地的冷浸田已初步分为低洼水田、灰岩质冷浸田、钙质水田、沙质冷浸田、毒质冷浸田等。

采用开沟埋管排水,先处理冷泉水、毒锈水、串灌水,这种方法虽然可以治本,但资金投入和人力成本大,不易开展。在高标准农田的发展下,有望完善农田水系的配套工程。开沟应包括水田采用 "三沟"(主沟、支沟和厢沟)配套排水,可以降低水位,改善土壤通透性,增加土壤养分,促进水稻生长发育,提高水稻产量。在水田中开 "三沟",便于进行合理的水分管理。早稻的栽培应采用 "先浅后湿、中烤 "的方法,晚稻的栽培应采用 "先浇水、后浅中烤 "的方法。灌溉可以提高种子结实率和抗宿根性,降低毒性。增施磷、钾肥是提高冷浸田产量的关键措施。

磷肥应选用钙镁磷肥,锌肥应选用硫酸锌,这样可以提高肥料的利用率。从水稻生产的角度看,施肥应把握以下几点:在施用钙镁磷肥的基础上,应尽早增施硅锌肥,施用锌肥,以提高和防止秧苗僵化。后期控制施肥,增施钾肥,穗期可喷施磷酸二氢钾,防止晚熟和低熟;对一些浸出性强的缺镁田块,在施基肥或分蘖肥时,每亩应施硫酸镁20公斤左右。

我认为并没有影响,因为这些秸秆会腐烂形成有机肥,为水稻提供营养。

秸秆综合利用研究进展论文

秸秆生物质通过液化或固化等方式制造成燃料可直接供热,或是制造成秸秆清洁煤炭等等。秸秆煤炭是一种新型的生物质再生能源,环保清洁,远远低于原煤的成本和市场价格,应用范围极为广泛,可以代替木柴、原煤、液化气,广泛用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉等。但是如何将生物质燃料像煤、煤气和天然气一样在老百姓的生活中普及,还需大力宣传和推广。交通能源秸秆的主要成分是碳、氢、氧等元素,有机成分以纤维素、半纤维素为主,其次为木质素、蛋白质、脂肪、灰分等,用秸秆转化的生物燃料如生物乙醇和生物柴油作为交通能源,同石油、天然气和煤等化石燃料相比,最大特点是可再生性和对环境更友好。国际上生物交通能源技术相对成熟,主要路线是:谷物、秸秆、其它植物等发酵生产乙醇-车用油、乙烯、无毒溶剂及上百种化工、原材料产品等;我国秸秆交通能源技术研究虽然起步较晚,但日趋成熟,有些正形成小型规模和商品化。3秸秆生物质能源化应用技术秸秆生物质能源化应用技术主要包括秸秆沼气(生物气化)、秸秆固化成型燃料、秸秆热解气化、直燃发电和秸秆干馏等方式。

秸秆可收集量增加的原因有很多,以下是其中一些可能的因素:1. 政策鼓励:政府出台了一系列环保政策,鼓励农民收集和利用秸秆,促进资源的循环利用。2. 经济利益:随着秸秆综合利用技术的发展,收集、打包和运输秸秆已成为一项有利可图的生意,这也促使了更多的人参与到秸秆收集中来。3. 环保意识提高:随着环保意识的普及,越来越多的人认识到秸秆是宝贵的资源,而不是垃圾。因此,他们开始更认真地对待秸秆,并积极参与到秸秆收集中来。总之,秸秆可收集量增加的原因是多方面的,包括政策鼓励、经济利益和环保意识提高等。这种现象在未来还会继续发展,为社会和环境带来更好的效益

2010 年,秸秆综合利用率达到,利用量约5 亿吨。其中,作为饲料使用量约 亿吨,占;作为肥料使用量约 亿吨(不含根茬还田,根茬还田量约 亿吨),占;作为种植食用菌基料量约 亿吨,占;作为人造板、造纸等工业原料量约 亿吨,占;作为燃料使用量(含农户传统炊事取暖、秸秆新型能源化利用)约 亿吨,占,秸秆综合利用取得明显成效。1.多元化利用格局形成。秸秆由过去仅用作农村生活能源和牲畜饲料,拓展到肥料、饲料、食用菌基料、工业原料和燃料等用途;由过去传统农业领域发展到现代工业、能源领域。秸秆能源化利用发生了质的变化,从农民低效燃烧发展到秸秆直燃发电、秸秆沼气、秸秆固化、秸秆干馏等高效利用。秸秆工业化利用发展迅速,秸秆人造板、秸秆木塑等高附加值产品实现了产业化生产,产品已经应用于北京奥林匹克公园、上海世博会等多项重大工程。2.技术水平明显提高。通过自主创新、引进消化吸收,多项技术取得一定突破。秸秆沼气、秸秆固化、秸秆人造板、秸秆木塑等综合利用工艺技术以及秸秆联合收获、粉碎、拾捡打包等机械装备得到成功应用;秸秆直燃发电技术装备基本实现国产化;秸秆清洁制浆等多项技术的应用部分实现了造纸工业污水循环利用和达标排放;自主研发的秸秆人造板粘合剂已经实现甲醛零排放。3.综合效益快速提升。通过大力推进秸秆综合利用,带动相关产业加快发展,重点地区的秸秆焚烧问题基本得到解决,大气环境污染问题得到有效缓解,带动了农村剩余劳动力就业、促进了农业增效和农民增收。2010 年养畜消耗的秸秆相当于节约粮食5000 万吨;作为燃料使用相当于节约标煤约6000 万吨,实现了环境效益、经济效益和社会效益的多赢。

外国秸秆处理方法研究论文

为了使玉米秸秆得到充分的利用,用化学法处理玉米秸秆,并对其木质素含量的变化进行了测定.结果表明:NaOH与氧化剂复合处理法对玉米秸秆中的木质素降解最强,降解率最高可达74%;用氨气、尿素处理降解率可达和.英文==================================================For making the maize straw stem get sufficient making use of, admeasurement having used chemistry to follow the stem handling maize straw, and being in progress to whose lignin contents change. Result is indicated: NaOH is most strong with oxidant compound lignin degradation in the stem handling law to maize straw, degradation rates most Gao Ke Da 74%; Use ammonia , urea to handle degradation rates but amount to and .

1234567阿阿阿阿阿阿阿 这个回答太牛了

在美国处理秸秆一般是有两种方法的,第1种方法就是先把秸秆处理掉,然后过一段时间再去耕地,第2种方法就是把处理过的秸秆直接当成动物的饲料,通常使用第2种方法的时候会把很多的饲养场放在农业区的旁边,这样处理的时候就会非常的方便。

其实大家都知道,一般秸秆险要完全的腐烂也是需要一些时间的,所以放在地里会影响到耕地。所以在美国一般会先把秸秆打碎,然后放在地里,大概过一段时间以后才会去进行耕地,这样可以让秸秆充分的腐烂,而腐烂以后的秸秆其实是非常好的肥料。如果是把处理好的秸秆当成饲料来使用,那对很多农民来说,其实是可以增加自己的额外经济收入的,所以在美国其实第2种方法用的会更加多一点。

其实现在美国的饲养场也是比较的多,很多饲养场也都是非常缺少动物饲料的。这个时候,很多人会选择把这些秸秆进行加工,加工好的秸秆可以直接作为动物的饲料来使用,这样可以节省很多饲养场的饲料成本。而且秸秆里面的营养成分也是比较的多,如果给一些动物喂食加工好的秸秆,也是可以让家禽发育的更加快一点。

处理秸秆一直都是每个国家最难解决的问题,在之前很多国家都会选择把这些秸秆直接焚烧掉,但是后来发现焚烧这些秸秆也是会污染空气的。而且现在越来越多的国家都是在提倡环保,正确的处理好这些秸秆其实是非常重要的。

美国的秸秆一般是先把秸秆处理掉,然后过一段时间再去耕地,有的也会把处理过的秸秆直接当成动物饲料。营养又方便。

秸秆综合利用研究方法论文

1、秸秆肥料化。

秸秆还田肥料化是实现秸秆综合利用的主要手段。深入秸秆还田技术的研究和应用,在条件允许的情况下,可以结合微生物学,加快秸秆的腐熟时间,迅速完成从秸秆到肥料的转变,缩短土壤的吸水时间。充分发挥秸秆的肥料化,可以促进农民的参与度,起到有效减少秸秆不合理处置产生的生态破坏。

2、秸秆基料化。

秸秆中含有丰富的矿物质,比如碳、氢、磷等。以秸秆作为基料种植各种食用菌,丰富的营养可以提高菌类的产量。而秸秆可以在收获季节后的农田轻松获得,基本没有成本,可以扩大食用菌的种植效益。利用秸秆种植食用菌,还能减少对生态环境的破坏,利于发展生态农业。

3、秸秆原料化。

如今的科学技术发展日新月异,已经有技术可以以秸秆作为原料,用于制造秸秆纤维板,秸秆地砖、秸秆纤维等材料。秸秆原料化是一种可塑性较强的材料,通过一定的技术还能达到一定的强度,完全可以用于建材领域。加大这方面的资金投入,或许会取得更大的技术成绩和发展。

4、秸秆燃料化。

秸秆具有易燃性,研究和应用秸秆的燃料化技术,能提高秸秆的综合利用价值。比如把秸秆作为燃料转化为电能,这样的技术在我国已经得到了应用。当然,可以把秸秆当成发电原料的发电厂,不单单可以燃烧秸秆,还可以燃烧其他的农作物和废弃物作为燃料。秸秆燃料化的应用场景很多,不过需要在燃烧的同时,注意燃烧的安全性,避免发生危险。

5、秸秆饲料化。

秸秆的饲料化,主要通过青贮、微贮以及厌氧发酵技术等技术手段的研究和应用,转化秸秆中的木质纤维为糖类物质,然后借助有机发酵菌再次转化为脂肪酸和乳酸,就成为了一种有机饲料,实现饲料化。

现在越来越多的人重视环保,很多秸秆燃烧出来的灰尘会污染大气,所以很多人把秸秆回收,用来做成枕头,这样的枕头既便宜又环保。

环境专业开题报告

开题报告,就是当课题方向确定之后,课题负责人在调查研究的基础上撰写的报请上级批准的选题计划。下面是环境专业开题报告,欢迎参考阅读!

论文题目:农业秸秆制备活性炭及其性能研究

学 院:生物与环境工程学院

专业班级:08环境工程一班

一 选题依据

1.设计题目:农业秸秆制备活性炭及其性能研究

2.研究领域:固体废弃物处理与处置

3.设计工作的理论意义和应用价值:

我国农业在我国产业结构中处于基础地位,在农业生产过程中也不乏废弃物的产生,其中秸秆就是农业生产的主要固体废弃物,这就需要我们对其进行处理。焚烧秸秆现象不仅严重污染环境,还存在严重的安全隐患,特别是造成烧伤甚至死亡,更是得不偿失。因此,我们利用农业秸秆制备活性炭,既将农业秸秆有效的处理了,减少了固体废弃物,节约了资源,也制备了具有良好吸附性能、也可以作为燃料的活性炭,满足了人们对活性炭的需求。处理了固体废弃物,较好的保护了环境,减少了环境污染。

4.目前研究的概况和发展趋势:

目前,利用农业秸秆类废料制备活性炭是一种既可以减少环境污染,又可以拓宽能源渠道的新模式。制备活性炭的秸秆有:玉米杆、稻壳、稻杆、剑麻杆、黄麻杆、蚕豆杆等。不同的秸秆可以使用不同的方法来制备活性炭。如稻壳类活性炭的制备方法包括:NaOH法、磷酸法、氯化锌法。稻杆类活性炭的制备方法有:化学方法、微波辐照法。近几年来,利用廉价易得的农业废弃物—秸秆来制备活性炭在国内外得到了大量的研究。制得的活性炭具有吸附性,还可以作为燃料来燃烧。

虽然我国拥有巨大的农业秸秆类资源,但现阶段对其应用还十分有限,对于很多秸秆制备活性炭还处于实验研究阶段,对于真正的大规模工业化生产和利用,还需要不断地探索和推进。利用农业秸秆制备活性炭,不仅可以扩大废弃资源的利用,而且可以保护环境,真正实现“建设环境友好型、资源节约型社会”。活性炭在生产和人类生活中应用越来越广泛,如何制备质优低廉的活性炭变得越来越重要。随着科技的发展,研究的深入,将来可能生产出更优质的低廉的活性炭。

二 毕业设计研究的内容

1.重点解决的问题:

(1)制备工艺的选取,活化剂的.选择

(2)活性炭性能的研究

(3)活性炭灰份去除

2.拟开展研究的几个方面:

(一)、使用何种活化剂

(二)、活性炭的性能研究

(三)、采用哪种方法

(四)、最佳工艺条件

3.本设计预期取得的成果:

制得具有吸附性能和可以作为燃料的活性炭,将秸秆有效的利用,减少了固体废物,减少了环境污染,保护了环境。

三、设计工作安排:

1.拟采用的主要研究方法:

在查阅文献基础上,通过科学实验结合综合理论分析得出合理的结果和结论,找出最佳工艺条件和最优化的活化剂。

2.毕业论文(实验/论文)进度计划

第一周:下达任务书,毕业实习。

第二周:毕业实习,查阅文献资料。

第三周:毕业实习,查阅文献资料,拟定实验方案。

第四周:毕业实习,整理文献资料,确定实验方案,撰写开题报告。

第五周:实验阶段的初期准备(实验材料、装置、仪器与分析方法)。

第六至十三周:开展实验研究工作。

第十三、十四周:实验结果分析与讨论,撰写论文初稿。

第十五周:论文修改。

第十六周:毕业答辩。

四、阅读的参考文献

[1]郑秋生,李龙,胡雪玉.农作物秸秆用于制备活性炭的进展研究[J] .西安工程大学纺织与材料学院,2010,18(3):69-82

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[10]  卢春兰,徐绍平,刘淑琴等.烟杆制活性炭的工艺研究[J].林产化学与工业,2007,27(4):127-130

[11]  O Ioannidou A residues as precursors for activated carbon production-a review[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2007,11(9):1966-2005

一、 选题意义

1、课题来源概况

本课题题目为北京市名门宾馆空调设计。本次毕业设计的任务要求是完成建筑物冷、热源空调系统负荷设计计算;分析并确定空调系统设计方案和主要设备的选型;完成管路系统的设计计算等;不低于规定要求的工程图纸设计任务;撰写毕业论文。要求各项设计计算正确,论文条例清晰,图纸符合国家要求,按时完成各项设计任务。

2、研究设计意义

随着现代科学技术的发展和我国市场经济的大发展,各地都在兴建高标准的宾馆。宾馆的建筑水准和设备水准是一个国家现代化程度和技术水平的标志,而其空调方式应能适应宾馆的功能需求,因此搞好宾馆空调设计是至关重要的。在此设计中采用中央空调系统,满足室内工作人员的舒适感。【2】

二、调研综述

在现代宾馆建筑的空调中,中央空调与局部空调相结合的方式成为主流。而中央空调方式中,由于旅馆建筑中数量多是客房,采用半集中式空调为数较多,客房的空调方式几乎公认首选风机盘管加新风的半集中式空调系统。国内以往设计旅馆大部分采用定水量系统,但在目前节能趋势下,外资或合资宾馆已较多

的应用变水量系统。【5】

旅馆建筑中的公共用房如餐厅,商场和多功能厅等场所,一般采

用全空气低风速单风道系统,而对于负荷和人流变化均大的采用变风量系统,但是其初投资较高没有能推广使用。【6】另外,为了满足一些建筑过度季节或冬季内部区供冷,周边区供暖的要求,采用内部区变风量或单风道集中方式,外部区用双水管风机盘管加新风的半集中方式。

同时,还有一种水源热泵系统,属于半集中局部方式,用同一系统按照不同房间的不同要求分别供冷或供热,且热泵效率较高,能大幅度的节省一次能源,但其初投资和运行经常费比较高,只能在有条件的场合推广使用。对于办公室采用分散式或个别空调方式,其中,全空气系统的下送风空调方式的应用正越来越广泛。

由于受工程多变,施工技术水平参差不齐,设计者力求安全等因素的支配,对于设备的选型,往往取大,造成系统的使用效率过低,或者空调工程不能满足变工况的使用要求造成过冷或过热,即调节性差。 【7】

三、基本内容及技术路线

1、主要设计内容及具体步骤:

(1)确定室内外参数;

(2)房间冷(热)负荷计算;

(3)确定送风状态及送风量;

(4)确定新风量;

(5)确定空气处理方案;

(6)空气处理设备的选择确定气流组织;

(7)风管路、水管路的水力计算;

(8)机组选择与计算;

(9)消声减震要求;

(10)风机盘管加新风机组系统的有关要求;

(11)防火排烟;

(12)全年运行方案的确定;

(13)说明书部分;

(14)空调平面图;

(15)空调剖面图;

(16)空调系统图;

(17)相关必要的详图。

2、方法:

通过实习参观掌握工程实际操作,资料翻阅、搜集,小组探讨,指导老师指导来完成本次设计。

四、毕业设计报告(论文)提纲

第一部分 绪论;

第二部分 设计内容;

第三部分 空调方案;

第四部分 空调设备的选择与计算;

第五部分 水力计算;

第六部分 结束语;

第七部分 参考文献;

第八部分 谢辞;

第九部分 附录。

五、进度安排

熟悉图纸、明确设计任务、收集资料  周

空调负荷计算 周

设计方案选择、设备选型计算  周

水、风系统水力计算 周

绘制施工图周

编制说明书及修改设计周

外文翻译  周

答辩周

六、主要参考文献

【1】单寄平,《空调负荷实用计算方法》,北京,中国建筑工业出版社,。

【2】钱以明,《高层建筑空调节能》,上海,同济大学出版社,。

【3】赵荣义,《空气调节》,北京,中国建筑工业出版社,。

【4】范存养、金东哲 译,《空气调节手册》,北京,中国建筑工业出版社,。

【5】顾兴蓥,《民用建筑暖通空调设计技术措施》,北京,建设部建筑设计院,。

【6】樊高定、截世龙,《我国制冷空调主要能效现状分析》,《制冷与空调》,北京,中国制冷空调工业协会,2009年第01期。

【7】许宏褉、万嘉风,《上海四季酒店暖通空调设计》,《暖通空调》,北京,中国建筑工业出版社,2008年第06期。

【8】余晓平、付祥钊,《室内相对湿度对夏热冬冷地区新风耗冷量的影响》,《建筑热能通风空调》,北京,机械工业出版社,2001年第02期。

【9】周学文,《地源热泵竖直地埋管换热器的热平衡问题及解决方案》,《建筑节能》,北京,中国建材工业出版社,2009年第01期。

【10】刘源全等,《空调节能泵应用的节能效果》,《建筑节能》,北京,中国建材工业出版社,2008年第12期。

可以使用秸秆还田,也可以作为饲料进行使用。一定要将秸秆进行处理和发酵,这样才会有很好的效果。

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