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利用马铃薯淀粉渣、废水生产生物质能燃料及生产方法

  • 专利名称
    利用马铃薯淀粉渣、废水生产生物质能燃料及生产方法
  • 发明者
    常华, 张春定, 马宝成
  • 公开日
    2012年9月26日
  • 申请日期
    2012年6月8日
  • 优先权日
    2012年6月8日
  • 申请人
    常华
  • 文档编号
    C12P5/02GK102690844SQ20121018708
  • 关键字
  • 权利要求
    1.ー种马铃薯淀粉渣、废水用于生产生物质能燃料的用途2.如权利要求I所述的用马铃薯淀粉渣、废水生产的生物质能燃料,其特征在于所述生物质能燃料还包括接种物,所述马铃薯淀粉渣、废水及接种物各组分的重量配比马铃薯淀粉渣和废水为50 70%,其中含固量5% 95%,接种物为50 30%3.根据权利要求I所述的ー种马铃薯淀粉渣、废水生产的生物质能燃料的生产方法,其特征在于具体步骤为 (1)准确测量所用的马铃薯淀粉渣、接种物的固含量; (2)接种物的配制所述接种物为取自城市污水处理厂的活性污泥与取自饲养场的新鲜畜粪按固含量I I混合,再以马铃薯淀粉渣鲜渣中浙出的废水调解浓度为10 12% ; (3)将所述马铃薯淀粉渣、接种物按实际测得的含固量和配方要求或压滤或用马铃薯废水稀释的方法,各自调配成固体占5% 20%的浓度后,两者再以I 7 I 3的重量比混合并用螺杆泵泵入反应器进行厌氧发酵,在该发酵体系中以碳酸氢钠调解体系PH值在6.5 7. 5之间,保持体系温度30 56で,在接种物即甲烷菌的作用下生产沼气;沼气经脱硫、脱碳提纯、压缩,贮存于储气容器4.根据权利要求3所述的ー种马铃薯淀粉渣、废水生产的生物质能燃料的生产方法,其特征在于所述马铃薯淀粉渣和接种物稀释后,两者的重量比为11
  • 技术领域
    本发明涉及ー种生物质能燃料,具体地说是以马铃薯淀粉渣、废水为原料,经厌氧发酵产生沼气,然后将沼气脱硫、脱碳提纯,压缩生产为符合《GB18047-2000车用压缩天然气》标准的生物质能燃料,既可用于车用燃气替代汽油,也可用于家庭燃料替代液化石油气
  • 背景技术
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:利用马铃薯淀粉渣、废水生产生物质能燃料及生产方法马铃薯淀粉渣、废水是马铃薯淀粉生产过程中产生的废弃物,每生产I吨马铃薯淀粉,可生产淀粉渣、废水约15吨,而马铃薯淀粉加工企业没有有效处理和利用马铃薯淀粉渣、废水的措施而无序排放,既浪费了资源,又造成严重的环境污染,影响着马铃薯产业的可持续发展。 马铃薯渣主要含有水、残余淀粉颗粒、薯皮细胞或细胞结合物,其化学成分包括淀粉、纤维素、半纤维素、果胶、游离氨基酸、寡肽、多肽和灰分等,其主要成分与含量见表I。表I 鲜薯渣中主要组成成分__成分湿基0/0(w/w) 干基0/o(w/w)固形物含量13.0___^ 灰分O. 54 淀粉4.937 纤维素2.217半纤维素1.814 果胶2.217
纤维(无法识别)O. 97
蛋白质/氨基酸 P.5_[4_
而自然界的许多微生物具有氧化、分解有机废弃物的能力。利用微生物的这种能力,处
理可降解的有机废弃物,达到无害化和资源化,这是有机固体废弃物处理利用的一条重要途径。


基于上述情况,本发明的目的在于提供一种以马铃薯淀粉渣、废水为主要原料经厌氧发酵生产沼气,然后将其脱硫、脱碳提纯、压缩为符合《GB18047-2000车用压缩天然气》标准的生物质能燃料的方法,解决污染难题,实现变废为宝。所采用的技术方案为
ー种马铃薯淀粉渣、废水用于生产生物质能燃料的用途。利用马铃薯淀粉渣、废水生产的生物质能燃料,所述生物质能燃料还包括接种物,所述马铃薯淀粉渣、废水及接种物各组分的重量配比马铃薯淀粉渣和废水为50 70%,其中含固量5% 95%,接种物为50 30%。ー种马铃薯淀粉渣、废水生产的生物质能燃料的生产方法,具体步骤为
(I)准确测量所用的马铃薯淀粉渣、接种物的固含量;(2)接种物的配制所述接种物为取自城市污水处理厂的活性污泥与取自饲养场的新鲜畜粪按固含量1:1混合,再以马铃薯淀粉渣鲜渣中浙出的废水调解浓度为10 12% ;
(3)将所述马铃薯淀粉渣、接种物按实际测得的含固量和配方要求或压滤或用马铃薯废水稀释的方法,各自调配成固体占5% 20%的浓度后,两者再以I 7: I 3的重量比混合并用螺杆泵泵入反应器进行厌氧发酵,在该发酵体系中以碳酸氢钠调解体系PH值在
6.5 7. 5之间,保持体系温度30 56で,在接种物即甲烷菌的作用下生产沼气;沼气经脱硫、脱碳提纯、压缩,贮存于储气容器。因马铃薯淀粉渣属于高碳水化合物、低蛋白质的物质,C/N比值范围在40 60之间,而沼气发酵的适宜C/N比值范围在20 30:1之间。又由于马铃薯渣和废水的原料本身接近酸性,且含有大量的淀粉,极易迅速酸化,容易导致反应初期VFA (挥发性脂肪酸)积累过多而使PH值下降,影响体系产甲烷阶段的启动。因此,反应体系中马铃薯淀粉渣、废水占体系总量的50 70%,发酵接种物的量为体系总量的50 30%时,可使反应体系保持 相对稳定的PH环境,实现生产沼气。所述接种物为取自城市污水处理厂的活性污泥与取自饲养场的新鮮畜粪按固含量I: I混合,再以马铃薯淀粉渣鲜渣中浙出的废水调解浓度为10 12%、以碳酸氢钠调解体系PH值在6. 5 7. 5之间,保持体系温度35°C,直至稳定产气。维持体系PH值在6. 5
7.5之间,逐渐陆续升温到56°C,保持恒温。在此条件下培养出的接种物甲烷菌种群丰富,活性高,适宜于高温、高酸性条件下生存。本发明的验证试验
试验装置由抽滤瓶、广ロ瓶和烧杯组成。其中发酵瓶为500ml抽滤瓶,集气瓶为500ml广ロ瓶,集水瓶为500ml烧杯。整个厌氧发酵装置放在水浴锅中保持55°C恒温,利用排水集气法计量沼气产量。实验期间每天至少手工摇动发酵瓶I次,以达到物料混合均匀的目的。(如图I)
原料物料特性的測定
将马铃薯渣(包括干马铃薯渣和鲜马铃薯渣)和废水分别进行物料特性分析,指标包括含水量(%)、总固体(TS,%)、挥发性固体(VS,%)和PH值。测定结果见表2。


一种利用马铃薯淀粉渣、废水生产生物质能燃料及生产方法,该生物质能燃料的组成马铃薯淀粉渣和废水为50~70%,其中含固量5%~95%,接种物为50~30%,该生物质能燃料的生产方法准确测量所用的马铃薯淀粉渣、接种物的固含量;将所述马铃薯淀粉渣、接种物按实际测得的含固量和配方要求或压滤或用马铃薯废水稀释后,两者混合泵入反应器进行厌氧发酵,该体系pH值在6.5~7.5之间,温度30~56℃,在接种物的作用下生产沼气;沼气经脱硫、脱碳提纯、压缩为生物质能燃料,该燃料满足《GB18047-2000车用压缩天然气》标准,可作为清洁能源安全使用,可用作车用CNG以替代汽油或家用代替液化石油气。



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