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Position: Home > Articles > Improving methane production performance via NaOH pretreatment of sugarcane leaves and its mechanism analysis Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 2019 (24) 262-270

NaOH预处理提高甘蔗叶产甲烷性能及其机理分析

作  者:
罗娟;赵立欣;孟海波;李秀金;冯晶;袁海荣;任雅薇;于佳动;黄开明
单  位:
农业农村部规划设计研究院农业农村部农业废弃物能源化利用重点实验室;北京化工大学环境科学与工程系
关键词:
废弃物;发酵;沼气;甘蔗叶;NaOH预处理;机理分析
摘  要:
为提高甘蔗叶厌氧消化的产甲烷性能,采用NaOH对粉碎后的甘蔗叶进行了预处理,得到了不同NaOH浓度、不同预处理时间条件下甘蔗叶厌氧消化的甲烷产率,并研究比较了预处理前后甘蔗叶微观物理形态、化学分子结构和化学组分的变化。结果表明:与未预处理甘蔗叶相比,NaOH预处理甘蔗叶的累计产甲烷量提高了22.02%~89.94%,厌氧消化时间T80缩短了2~4 d,其中6%NaOH-5d预处理甘蔗叶的产甲烷性能最好;NaOH破坏了甘蔗叶表面蜡质层和细胞壁结构,促进了甘蔗叶表面二氧化硅、木质素等分解,打破了对纤维素的束缚;预处理后甘蔗叶的木质纤维素结构发生明显变化,其中木质素的羟基、甲氧基和羰基等部分官能团发生不同程度断裂,紧致的大分子结构发生分解,纤维素的结晶度降低,部分氢键遭到破坏,半纤维素发生了分子间和分子内的降解;预处理甘蔗叶的木质纤维素含量均有不同程度的降低,可被微生物分解利用的有机物质增多,其中6%NaOH-5d预处理甘蔗叶厌氧消化的木质素、纤维素、半纤维素降解率分别提高了9.27%、25.14%和21.52%。因此NaOH预处理是一种提高甘蔗叶厌氧消化产甲烷性能的有效方法。
译  名:
Improving methane production performance via NaOH pretreatment of sugarcane leaves and its mechanism analysis

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