一种产油脂微生物发酵油茶加工废弃物制备成型固体燃料的方法
一种产油脂微生物发酵油茶加工废弃物制备成型固体燃料的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纤维质废弃物资源化利用和生物质能源领域。具体涉及农林加工副产物的深度开发利用，特别是一种利用产油脂微生物发酵农业废弃物挤压成型固体燃料的方法。
技术背景
[0002]我国是农业生产大国，生物质资源非常丰富，农作物秸杆的年产量超过7亿吨，折合成标准煤约为3.5亿吨，扣除工业、秸杆还田、饲料及农民生活散烧所消耗的部分，还有2.5亿吨左右的秸杆可用于生产成型燃料，此外，每年的林木业生物质资源约13亿吨，城市生活固体垃圾约1.5亿吨，这些有机废弃物将为生物质固体成型燃料的发展提供了保证。另一方面，生物质固化成型以后其燃烧性能平均提高20 %，一吨秸杆成型燃料可替代一吨中质煤，而且其燃烧时温室气体排放量仅为煤炭的1/9，ΝΟχ* SO2排放量分别为煤炭的1/5和1/10，如果用来替代2亿农户的生活用煤，可直接和间接地少向大气排放二氧化碳4.2亿吨、二氧化硫12万吨和烟尘300万吨。可见，生物质成型燃料不仅能充分利用可再生资源，节约能源，而且也减少了环境的污染，尤其能避免秸杆焚烧导致当前雾霾天气的问题。因此，综合开发和利用生物质固体成型燃料具有可观的经济前景和显著的社会效益，已成为生物质能源转化与利用的主要发展方向之一。
[0003]其中，油茶为我国特有的木本油料树种，广泛分布于长江流域及其以南的14个省(市、区)的低山丘陵地带，尤以湖南产量最大，达到1780万亩。油茶耐旱、耐贫瘠、对土壤要求不高，是丘陵地区生态系统的主体，具有很高的生态经济价值；同时油茶籽出油率高，油茶籽油及其副产品在工业、农业、医药等方面具有多种用途，发展油茶生产对国民经济和人民生活有重大意义。我国油茶林种植潜力非常大，预计2020年种植面积将要达到7000万亩，符合我国“不与粮争田”的政策，今后发展油茶种植与油茶加工具有良好的经济前景。随着茶油加工业的蓬勃兴起，如何处理占油茶总产量80%以上的茶油加工副产物将成为未来亟待解决的问题。可见，将这些农林加工副产物作为原料经成型机挤压成固体燃料是一个值得关注的方向。
[0004]然而现有这些农林加工副产物的固体成型技术大多是对原料进行粉碎烘干后挤压成型，获得固体燃料的生产能耗较大、生产效率偏低和产品热值均不高，导致生产成本偏高，缺乏市场竞争力。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有工艺的能耗较高、生产效率较低和热值偏低等问题，提供一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，降低挤压成型能耗和提高产品热值，最终降低生产成本和提高市场竞争力，实现油茶加工副产物等农业废弃物的综合应用。
[0006]本发明的上述目的可采取下列技术方案来实现:
[0007]一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，其包括以下步骤:
[0008]I)将原料粉碎至3 -1Omm碎颗粒。
[0009]2)按照固液比1:1 -4添加无机盐等营养液，配制发酵培养基。
[0010]3)将发酵培养基混合均匀后直接接种产油脂微生物的一种或几种。
[0011]4)接种完成后培养一段时间，此期间对培养基进行定期搅拌。
[0012]5)发酵完成后，将发酵物料通过深度脱水机脱水，然后再进行流化床干燥。
[0013]6)干燥后发酵物料经成型机挤压成型生产固体燃料。
[0014]步骤I)中所述原料可以是任意的农业废弃物，例如农作物秸杆、中草药植株、菌渣及农副产品加工废弃物，具体是指稻草秸杆、玉米秸杆、油茶加工副产物、小麦秸杆、麸皮、甘草药渣以及甘蔗渣等。
[0015]步骤3)中所述发酵培养基混匀后可以不经灭菌直接接种产油脂微生物，接种量为 5 - 25%。
[0016]步骤4)中所述接种后需在25 - 38 °C条件下培养4 - 28天，培养过程中可每隔18 - 36小时进行定期搅拌。
[0017]步骤5)中所述的发酵物料经深度脱水机脱水后含水量不大于35%，经流化床干燥至含水量为15-20%。
[0018]步骤6)中所述的发酵混合物经成型机挤压成型时的成型压力为100 - 350MPa，成型温度为50 - 120。。。
[0019]本发明带来的有益技术效果:本发明之利用产油脂微生物发酵处理农林加工副产物挤压成型固体燃料的方法，使得固体成型燃料密度达到0.7 - 1.3X103kg/m3，含水量为8 - 13%，热值达到 14 - 29MJ/kgo
[0020]本发明的优点在于:
[0021]I)利用产油脂微生物进行固态发酵处理时对原料含水量要求低，所以该方法更适用于新鲜物料的处理。
[0022]2)利用产油脂微生物进行固态发酵改变了原纤维质物料的组成和物性，使其更易成型。
[0023]3)微生物发酵后菌体在物料挤压成型时有润滑和粘结作用，便于成型。
[0024]4)微生物发酵后胞内积累大量油脂，导致物料和产品中油脂含量增高，提高了成形固体燃料的热值。
【具体实施方式】
[0025]以下为本发明的几个具体实例，进一步描述本发明，但是本发明不仅限于此。
[0026]实施例1
[0027]一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，包括如下步骤:
[0028]1、取5kg自然风干后的油茶果壳，用粉碎机粉碎，粒径保持在5 - 10mm。
[0029]2、配制发酵培养基，其中无机盐配比(相对于发酵培养基总质量％ ) =MgSO40.2 ；KH2PO40.1 ；CaCl20.1 ;ZnS043.0 X 1(T4; (NH4)2SO40.2。
[0030]3、按油茶果壳碎颗粒与无机盐溶液1: 1.5的质量比，在步骤I)粉碎的油茶果壳中加入7.5kg步骤2)中配制的无机盐溶液，然后以10%的接种量(相对于固体发酵培养基的总质量)，即0.8kg斯达油脂酵母的种子液和0.45kg黑曲霉的种子液，接入未灭菌的发酵培养基中，混合均匀。
[0031]4、将步骤3)中已接入种子液的发酵培养基放入28 - 30°C的恒温室内，通气培养15天，期间每隔24小时定期搅拌一次，使得培养基内营养成分及氧气均匀。
[0032]5、待发酵完成后，将发酵混合物经深度脱水机处理后含水量为32%，然后再经流化床干燥后含水量为17%。
[0033]6、将步骤5)中烘干后的发酵混合物经成型机挤压成型生产固体燃料。
[0034]本实施例所得的固体燃料为颗粒状，直径为8mm，长度为10- 15mm，含水量为13%，热值为16MJ/kg，固体成型燃料密度为0.9X 103kg/m3。
[0035]实施例2
[0036]一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，包括如下步骤:
[0037]1、取2kg自然风干后的油茶果壳，用粉碎机粉碎，粒径保持在3 - 5mm。
[0038]2、配制发酵培养基，其中无机盐成分配比(相对于发酵培养基总质量％ ):
[0039]MgSO40.2 ；KH2PO40.1 ；Cacl20.2 ；FeCL3.6H20 2 X l(T3;ZnSO 4.7H203 X 1(T4;(NH4)2SO40.2 o
[0040]3、按油茶果壳碎颗粒与无机盐溶液1:3的质量比，在步骤I)中粉碎的油茶果壳中加入6kg步骤2)中配制的无机盐溶液，然后以20%的接种量(相对于总质量)，即Ikg皮状丝孢酵母的种子液和0.6kg黑曲霉的种子液，接入未灭菌的发酵培养基中，混合均匀。
[0041]4、将步骤3)中已接入种子液的发酵培养基放入28 - 30°C的恒温室内，通气培养20天，期间每隔36小时定期搅拌一次，使得培养基内营养成分及氧气均匀。
[0042]5、待发酵完成后，将发酵混合物经深度脱水机处理后含水量为31%，然后再经流化床干燥后含水量为16%。
[0043]6、将步骤5)中烘干后的发酵混合物经成型机挤压成型生产固体燃料。
[0044]本实施例所得固体燃料为颗粒状，直径为8mm，长度为15 - 25mm，含水量为11%，热值为19MJ/kg，固体成型燃料密度为1.1X 103kg/m3。
[0045]实施例3
[0046]一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，包括如下步骤:
[0047]1、分别取脱脂米糠、麦麸和菜籽柏用粉碎机粉碎，各物料粒径保持在3 - 10mm。
[0048]2、配制固体发酵培养基，营养液配比(相对于发酵培养基总质
[0049]量% ):MgS040.2 ；KH2PO40.1。发酵底物配比，脱脂米糠:麦麸:菜籽柏=1:3:1。
[0050]3、按步骤2)中的固体物料混合物与营养液1:1的质量比，取Ikg固体物料混合物与Ikg营养液混合均匀。按照黄孢原毛平革菌:里氏木霉:黑曲霉:禾本红酵母=1:5:1:5，5%的接种量(相对于总质量)接入发酵培养基中。
[0051 ] 4、将步骤3)中已接入种子液的发酵培养基放入28 - 300C的恒温室内，通气培养5天，期间每隔24小时定期搅拌一次，使得培养基内营养成分及氧气均匀。
[0052]5、待发酵完成后，将发酵混合物经深度脱水机处理后含水量为32%，然后再经流化床干燥后含水量为18%。
[0053]6、将步骤5)中烘干后的发酵混合物经成型机挤压成型生产固体燃料。
[0054]本实施例所得固体燃料为颗粒状，直径 为8mm，长度为15 - 25mm，含水量为10%，热值为26MJ/kg，固体成型燃料密度为1.3X 103kg/m3。
[0055]实施例4
[0056]一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，包括如下步骤:
[0057]1、取Ikg自然风干后的玉米秸杆，用粉碎机粉碎，粒径保持在3 - 10mm。
[0058]2、配制发酵培养基，其中营养液配比(相对于发酵培养基总质量％ ) =ZnSO4.7Η200.15 ； (NH4)2NO3I ;柠檬酸 0.2ο
[0059]3、按玉米秸杆碎颗粒与营养液1: 1.6的质量比，在步骤I)中粉碎的玉米秸杆中加入1.6kg步骤2)中配制的营养液，然后将刺孢小克银汉霉以15%的接种量(相对于总质量)接入未灭菌的发酵培养基中，混合均匀。
[0060]4、将步骤3)中已接入种子液的发酵培养基放入24 - 260C的恒温室内，通气培养8天，期间每隔36小时定期搅拌一次，使得培养基内营养成分及氧气均匀。
[0061]5、待发酵完成后，将发酵混合物经深度脱水机处理后含水量为33%，然后再经流化床干燥后含水量为18%。
[0062]6、将步骤5)中烘干后的发酵混合物经成型机挤压成型生产固体燃料。
[0063]本实施例所得固体燃料为颗粒状，直径为7mm，长度为13 - 26mm，含水量为13%，热值为15MJ/kg，固体成型燃料密度为0.7X 103kg/m3。
[0064]实施例5
[0065]一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，包括如下步骤:
[0066]1、取Ikg自然风干后的稻草秸杆，用粉碎机粉碎，粒径保持在3 - 10mm。
[0067]2、配制发酵培养基，其中营养液配比(相对于发酵培养基总质量％ ):(NH4)2SO40.5 ；KH2PO40.2 ；MgS04.7H20 0.03。
[0068]3、按稻草秸杆碎颗粒与营养液1:3的质量比，在步骤I)中粉碎的稻草秸杆中加入3kg步骤2)中配制的营养液，然后将绿色木霉以5%的接种量(相对于总质量)接入未灭菌的发酵培养基中，混合均匀。
[0069]4、将步骤3)中已接入种子液的发酵培养基放入28 - 31 °C的恒温室内，通气培养4天，期间每隔36小时定期搅拌一次，使得培养基内营养成分及氧气均匀。
[0070]5、待发酵完成后，将发酵混合物经深度脱水机处理后含水量为35%，然后再经流化床干燥后含水量为17%。
[0071]6、将步骤5)中烘干后的发酵混合物经成型机挤压成型生产固体燃料。
[0072]本实施例所得固体燃料为颗粒状，直径为8mm，长度为10 - 12mm，含水量为10%，热值为23MJ/kg，固体成型燃料密度为1.2X 103kg/m3。
[0073]实施例6
[0074]一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，包括如下步骤:
[0075]1、将自然风干后的麸皮，用粉碎机粉碎，粒径保持在3 - 10_。
[0076]2、配制发酵培养基，营养液配比(相对于发酵培养基总质量％ ):柠檬酸钠0.2 ;磷酸二氢钾0.2 ;硫酸镁0.05。发酵底物配比，玉米淀粉:麸皮=1:3。
[0077]3、按混合物料与营养液1:1的质量比，将Ikg步骤2)中的玉米淀粉与麸皮的混合物料与Ikg步骤2)中配制的营养液混合均匀，然后将深黄被孢霉以25%的接种量(相对于总质量)接入未灭菌的发酵培养基中，混合均匀。
[0078]4、将步骤3)中已接入种子液的发酵培养基放入25 - 31 °C的恒温室内，通气培养7天，期间每隔36小时定期搅拌一次，使得培养基内营养成分及氧气均匀。
[0079]5、待发酵完成后，将发酵混合物经深度脱水机处理后含水量为32%，然后再经流化床干燥后含水量为15%。
[0080]6、将步骤5)中烘干后的发酵混合物经成型机挤压成型生产固体燃料。
[0081]本实施例所得固体燃料为颗粒状，直径为8mm，长度为10- 12mm，含水量为10%，热值为20MJ/kg，固体成型燃料密度为1.3X 103kg/m3。
[0082]需要理解到的是:以上实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明，只是对本发明的简单说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的发明创造，均落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)农业废弃物原料粉碎至3-1Omm碎颗粒； 2)添加营养液，配制固体发酵培养基； 3)接种产油脂微生物进行固态发酵培养； 4)发酵完毕，发酵物料脱水至含水量30- 35%，将脱水后发酵物料进一步干燥至含水量 15 - 20% ； 5)干燥后发酵物料挤压成型制得固体燃料。2.按权利要求1所述的一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，其特征是，所述的步骤I)中农业废弃物可以是任意的废弃纤维质物料，例如农作物秸杆、中草药植株、菌渣、农副产品加工废弃物、动物粪便和城市垃圾，具体是指木肩、锯末、稻草秸杆、玉米秸杆、油茶加工副产物、小麦秸杆、麸皮、甘草药渣、食用菌渣、油茶果壳/柏以及甘蔗渣，优先指油茶果壳和油茶柏。3.按权利要求1所述的一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，其特征是，所述的步骤I)中农业废弃物原料是指新鲜收获的、自然风干的和长久放置的，含水量在8 -80%。4.按权利要求1所述的一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，其特征是，所述的步骤2)中营养液涉及无机盐、无机氮源和有机氮源，添加量为固液质量比1:1-4。5.按权利要求1所述的一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，其特征是，所述的步骤3)中接种产油脂微生物可以是霉菌类、酵母菌类、细菌类以及藻类，具体是指交链孢霉属(Alternaria)、枝孢霉属(Cladosporium)、无孢菌群(Mycelia sterilia)、硬内囊霉属(Sclerocystis)、曲霉属(Aspergillus)、拟莖点霉属(Phomopsis)、木霉属(Trichoderma)、深黄伞形霉(Umbelopsisisabellina)、青霉属(Penicillium)、毛霉属(Mucor)、被抱霉属(Mortierella)、Pseudozymaantarctica、产脂内抱霉(Endomycesvernalis)、赤霉属(Gibberella)、Plectosphaerella> Phycomycetes、丝抱酵母属(Trichosporon)、红酵母属(Rhodotorula)、粘红酵母属(Hodotorulaglutinis)、隐球酵母(Cryptococcus aerius)、圆红冬孢酵母(R.toruloides)、斯达油脂酵母(Lipomycesstarkeyi)、油脂酵母(Saccharomyces oleaginosus)、盐单胞菌属(Halomonas)、苍白杆菌属(Ochrobactrum)、Backusellactenidia、Davidiellatassiana、Tillet1psisalbescens、小球藻(Chlorellasp)、三角褐指藻(Phaeo-dactyIumtricomutum)、球等鞭金藻(Isochrysis galbana)、祸鞭毛藻纲(Dinophyceae)和Prymeaes1phyeeae06.按权利要求1所述的一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，其特征是，所述的步骤3)中固态发酵的接种量5 - 25%，发酵条件温度25 - 38°C，pH为5.5-8.5，发酵 4-28 天。7.按权利要求1所述的一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，其特征是，所述的步骤5)中成型机成型压力为100 - 350MPa，成型温度为50 - 120°C。8.由前述权利要求任一项所述方法制备的生物质固体燃料，其特征在于，所述固体燃料特征为块状成型燃料和颗粒状成型燃料。9.根据权利要求8所述的固体燃料，其特征在于，所述的固体成型燃料密度为0.7 -.1.3X103kg/m3，含水量为 8- 13%，干基热值为 14 - 29MJ/kg。
【专利摘要】本发明公开了一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，涉及废弃物资源化利用和生物质能源领域。其步骤为：1)将农业废弃物原料粉碎至3–10mm的碎颗粒；2)营养溶液的添加以配制成固体发酵培养基；3)于上述固体发酵培养基中接入产油脂微生物的种子液，并恒温培养；4)发酵完成后将发酵物深度脱水至含水量35％以下，并通过流化床干燥至含水量在15–20％；5)将发酵物烘干，并挤压成型，获得块状或颗粒状固体，该燃料密度为0.7–1.3×103kg/m3，含水量为8–13％，热值为14–29MJ/kg。本发明之农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料，具有原料适用性强、物料易成型和产品热值显著提高等优点，在降低传统固体燃料成型工艺能耗同时提高生产效率，有助于提高成型固体燃料的市场竞争力。
【IPC分类】C12N1/14, C12P39/00, C12P7/64
【公开号】CN104894177
【申请号】CN201510268766
【发明人】孙付保, 唐松, 张震宇, 高中元, 沈松
【申请人】江南大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月22日
【技术领域】
[0001]本发明属于纤维质废弃物资源化利用和生物质能源领域。具体涉及农林加工副产物的深度开发利用，特别是一种利用产油脂微生物发酵农业废弃物挤压成型固体燃料的方法。
技术背景
[0002]我国是农业生产大国，生物质资源非常丰富，农作物秸杆的年产量超过7亿吨，折合成标准煤约为3.5亿吨，扣除工业、秸杆还田、饲料及农民生活散烧所消耗的部分，还有2.5亿吨左右的秸杆可用于生产成型燃料，此外，每年的林木业生物质资源约13亿吨，城市生活固体垃圾约1.5亿吨，这些有机废弃物将为生物质固体成型燃料的发展提供了保证。另一方面，生物质固化成型以后其燃烧性能平均提高20 %，一吨秸杆成型燃料可替代一吨中质煤，而且其燃烧时温室气体排放量仅为煤炭的1/9，ΝΟχ* SO2排放量分别为煤炭的1/5和1/10，如果用来替代2亿农户的生活用煤，可直接和间接地少向大气排放二氧化碳4.2亿吨、二氧化硫12万吨和烟尘300万吨。可见，生物质成型燃料不仅能充分利用可再生资源，节约能源，而且也减少了环境的污染，尤其能避免秸杆焚烧导致当前雾霾天气的问题。因此，综合开发和利用生物质固体成型燃料具有可观的经济前景和显著的社会效益，已成为生物质能源转化与利用的主要发展方向之一。
[0003]其中，油茶为我国特有的木本油料树种，广泛分布于长江流域及其以南的14个省(市、区)的低山丘陵地带，尤以湖南产量最大，达到1780万亩。油茶耐旱、耐贫瘠、对土壤要求不高，是丘陵地区生态系统的主体，具有很高的生态经济价值；同时油茶籽出油率高，油茶籽油及其副产品在工业、农业、医药等方面具有多种用途，发展油茶生产对国民经济和人民生活有重大意义。我国油茶林种植潜力非常大，预计2020年种植面积将要达到7000万亩，符合我国“不与粮争田”的政策，今后发展油茶种植与油茶加工具有良好的经济前景。随着茶油加工业的蓬勃兴起，如何处理占油茶总产量80%以上的茶油加工副产物将成为未来亟待解决的问题。可见，将这些农林加工副产物作为原料经成型机挤压成固体燃料是一个值得关注的方向。
[0004]然而现有这些农林加工副产物的固体成型技术大多是对原料进行粉碎烘干后挤压成型，获得固体燃料的生产能耗较大、生产效率偏低和产品热值均不高，导致生产成本偏高，缺乏市场竞争力。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有工艺的能耗较高、生产效率较低和热值偏低等问题，提供一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，降低挤压成型能耗和提高产品热值，最终降低生产成本和提高市场竞争力，实现油茶加工副产物等农业废弃物的综合应用。
[0006]本发明的上述目的可采取下列技术方案来实现:
[0007]一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，其包括以下步骤:
[0008]I)将原料粉碎至3 -1Omm碎颗粒。
[0009]2)按照固液比1:1 -4添加无机盐等营养液，配制发酵培养基。
[0010]3)将发酵培养基混合均匀后直接接种产油脂微生物的一种或几种。
[0011]4)接种完成后培养一段时间，此期间对培养基进行定期搅拌。
[0012]5)发酵完成后，将发酵物料通过深度脱水机脱水，然后再进行流化床干燥。
[0013]6)干燥后发酵物料经成型机挤压成型生产固体燃料。
[0014]步骤I)中所述原料可以是任意的农业废弃物，例如农作物秸杆、中草药植株、菌渣及农副产品加工废弃物，具体是指稻草秸杆、玉米秸杆、油茶加工副产物、小麦秸杆、麸皮、甘草药渣以及甘蔗渣等。
[0015]步骤3)中所述发酵培养基混匀后可以不经灭菌直接接种产油脂微生物，接种量为 5 - 25%。
[0016]步骤4)中所述接种后需在25 - 38 °C条件下培养4 - 28天，培养过程中可每隔18 - 36小时进行定期搅拌。
[0017]步骤5)中所述的发酵物料经深度脱水机脱水后含水量不大于35%，经流化床干燥至含水量为15-20%。
[0018]步骤6)中所述的发酵混合物经成型机挤压成型时的成型压力为100 - 350MPa，成型温度为50 - 120。。。
[0019]本发明带来的有益技术效果:本发明之利用产油脂微生物发酵处理农林加工副产物挤压成型固体燃料的方法，使得固体成型燃料密度达到0.7 - 1.3X103kg/m3，含水量为8 - 13%，热值达到 14 - 29MJ/kgo
[0020]本发明的优点在于:
[0021]I)利用产油脂微生物进行固态发酵处理时对原料含水量要求低，所以该方法更适用于新鲜物料的处理。
[0022]2)利用产油脂微生物进行固态发酵改变了原纤维质物料的组成和物性，使其更易成型。
[0023]3)微生物发酵后菌体在物料挤压成型时有润滑和粘结作用，便于成型。
[0024]4)微生物发酵后胞内积累大量油脂，导致物料和产品中油脂含量增高，提高了成形固体燃料的热值。
【具体实施方式】
[0025]以下为本发明的几个具体实例，进一步描述本发明，但是本发明不仅限于此。
[0026]实施例1
[0027]一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，包括如下步骤:
[0028]1、取5kg自然风干后的油茶果壳，用粉碎机粉碎，粒径保持在5 - 10mm。
[0029]2、配制发酵培养基，其中无机盐配比(相对于发酵培养基总质量％ ) =MgSO40.2 ；KH2PO40.1 ；CaCl20.1 ;ZnS043.0 X 1(T4; (NH4)2SO40.2。
[0030]3、按油茶果壳碎颗粒与无机盐溶液1: 1.5的质量比，在步骤I)粉碎的油茶果壳中加入7.5kg步骤2)中配制的无机盐溶液，然后以10%的接种量(相对于固体发酵培养基的总质量)，即0.8kg斯达油脂酵母的种子液和0.45kg黑曲霉的种子液，接入未灭菌的发酵培养基中，混合均匀。
[0031]4、将步骤3)中已接入种子液的发酵培养基放入28 - 30°C的恒温室内，通气培养15天，期间每隔24小时定期搅拌一次，使得培养基内营养成分及氧气均匀。
[0032]5、待发酵完成后，将发酵混合物经深度脱水机处理后含水量为32%，然后再经流化床干燥后含水量为17%。
[0033]6、将步骤5)中烘干后的发酵混合物经成型机挤压成型生产固体燃料。
[0034]本实施例所得的固体燃料为颗粒状，直径为8mm，长度为10- 15mm，含水量为13%，热值为16MJ/kg，固体成型燃料密度为0.9X 103kg/m3。
[0035]实施例2
[0036]一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，包括如下步骤:
[0037]1、取2kg自然风干后的油茶果壳，用粉碎机粉碎，粒径保持在3 - 5mm。
[0038]2、配制发酵培养基，其中无机盐成分配比(相对于发酵培养基总质量％ ):
[0039]MgSO40.2 ；KH2PO40.1 ；Cacl20.2 ；FeCL3.6H20 2 X l(T3;ZnSO 4.7H203 X 1(T4;(NH4)2SO40.2 o
[0040]3、按油茶果壳碎颗粒与无机盐溶液1:3的质量比，在步骤I)中粉碎的油茶果壳中加入6kg步骤2)中配制的无机盐溶液，然后以20%的接种量(相对于总质量)，即Ikg皮状丝孢酵母的种子液和0.6kg黑曲霉的种子液，接入未灭菌的发酵培养基中，混合均匀。
[0041]4、将步骤3)中已接入种子液的发酵培养基放入28 - 30°C的恒温室内，通气培养20天，期间每隔36小时定期搅拌一次，使得培养基内营养成分及氧气均匀。
[0042]5、待发酵完成后，将发酵混合物经深度脱水机处理后含水量为31%，然后再经流化床干燥后含水量为16%。
[0043]6、将步骤5)中烘干后的发酵混合物经成型机挤压成型生产固体燃料。
[0044]本实施例所得固体燃料为颗粒状，直径为8mm，长度为15 - 25mm，含水量为11%，热值为19MJ/kg，固体成型燃料密度为1.1X 103kg/m3。
[0045]实施例3
[0046]一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，包括如下步骤:
[0047]1、分别取脱脂米糠、麦麸和菜籽柏用粉碎机粉碎，各物料粒径保持在3 - 10mm。
[0048]2、配制固体发酵培养基，营养液配比(相对于发酵培养基总质
[0049]量% ):MgS040.2 ；KH2PO40.1。发酵底物配比，脱脂米糠:麦麸:菜籽柏=1:3:1。
[0050]3、按步骤2)中的固体物料混合物与营养液1:1的质量比，取Ikg固体物料混合物与Ikg营养液混合均匀。按照黄孢原毛平革菌:里氏木霉:黑曲霉:禾本红酵母=1:5:1:5，5%的接种量(相对于总质量)接入发酵培养基中。
[0051 ] 4、将步骤3)中已接入种子液的发酵培养基放入28 - 300C的恒温室内，通气培养5天，期间每隔24小时定期搅拌一次，使得培养基内营养成分及氧气均匀。
[0052]5、待发酵完成后，将发酵混合物经深度脱水机处理后含水量为32%，然后再经流化床干燥后含水量为18%。
[0053]6、将步骤5)中烘干后的发酵混合物经成型机挤压成型生产固体燃料。
[0054]本实施例所得固体燃料为颗粒状，直径 为8mm，长度为15 - 25mm，含水量为10%，热值为26MJ/kg，固体成型燃料密度为1.3X 103kg/m3。
[0055]实施例4
[0056]一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，包括如下步骤:
[0057]1、取Ikg自然风干后的玉米秸杆，用粉碎机粉碎，粒径保持在3 - 10mm。
[0058]2、配制发酵培养基，其中营养液配比(相对于发酵培养基总质量％ ) =ZnSO4.7Η200.15 ； (NH4)2NO3I ;柠檬酸 0.2ο
[0059]3、按玉米秸杆碎颗粒与营养液1: 1.6的质量比，在步骤I)中粉碎的玉米秸杆中加入1.6kg步骤2)中配制的营养液，然后将刺孢小克银汉霉以15%的接种量(相对于总质量)接入未灭菌的发酵培养基中，混合均匀。
[0060]4、将步骤3)中已接入种子液的发酵培养基放入24 - 260C的恒温室内，通气培养8天，期间每隔36小时定期搅拌一次，使得培养基内营养成分及氧气均匀。
[0061]5、待发酵完成后，将发酵混合物经深度脱水机处理后含水量为33%，然后再经流化床干燥后含水量为18%。
[0062]6、将步骤5)中烘干后的发酵混合物经成型机挤压成型生产固体燃料。
[0063]本实施例所得固体燃料为颗粒状，直径为7mm，长度为13 - 26mm，含水量为13%，热值为15MJ/kg，固体成型燃料密度为0.7X 103kg/m3。
[0064]实施例5
[0065]一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，包括如下步骤:
[0066]1、取Ikg自然风干后的稻草秸杆，用粉碎机粉碎，粒径保持在3 - 10mm。
[0067]2、配制发酵培养基，其中营养液配比(相对于发酵培养基总质量％ ):(NH4)2SO40.5 ；KH2PO40.2 ；MgS04.7H20 0.03。
[0068]3、按稻草秸杆碎颗粒与营养液1:3的质量比，在步骤I)中粉碎的稻草秸杆中加入3kg步骤2)中配制的营养液，然后将绿色木霉以5%的接种量(相对于总质量)接入未灭菌的发酵培养基中，混合均匀。
[0069]4、将步骤3)中已接入种子液的发酵培养基放入28 - 31 °C的恒温室内，通气培养4天，期间每隔36小时定期搅拌一次，使得培养基内营养成分及氧气均匀。
[0070]5、待发酵完成后，将发酵混合物经深度脱水机处理后含水量为35%，然后再经流化床干燥后含水量为17%。
[0071]6、将步骤5)中烘干后的发酵混合物经成型机挤压成型生产固体燃料。
[0072]本实施例所得固体燃料为颗粒状，直径为8mm，长度为10 - 12mm，含水量为10%，热值为23MJ/kg，固体成型燃料密度为1.2X 103kg/m3。
[0073]实施例6
[0074]一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，包括如下步骤:
[0075]1、将自然风干后的麸皮，用粉碎机粉碎，粒径保持在3 - 10_。
[0076]2、配制发酵培养基，营养液配比(相对于发酵培养基总质量％ ):柠檬酸钠0.2 ;磷酸二氢钾0.2 ;硫酸镁0.05。发酵底物配比，玉米淀粉:麸皮=1:3。
[0077]3、按混合物料与营养液1:1的质量比，将Ikg步骤2)中的玉米淀粉与麸皮的混合物料与Ikg步骤2)中配制的营养液混合均匀，然后将深黄被孢霉以25%的接种量(相对于总质量)接入未灭菌的发酵培养基中，混合均匀。
[0078]4、将步骤3)中已接入种子液的发酵培养基放入25 - 31 °C的恒温室内，通气培养7天，期间每隔36小时定期搅拌一次，使得培养基内营养成分及氧气均匀。
[0079]5、待发酵完成后，将发酵混合物经深度脱水机处理后含水量为32%，然后再经流化床干燥后含水量为15%。
[0080]6、将步骤5)中烘干后的发酵混合物经成型机挤压成型生产固体燃料。
[0081]本实施例所得固体燃料为颗粒状，直径为8mm，长度为10- 12mm，含水量为10%，热值为20MJ/kg，固体成型燃料密度为1.3X 103kg/m3。
[0082]需要理解到的是:以上实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明，只是对本发明的简单说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的发明创造，均落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)农业废弃物原料粉碎至3-1Omm碎颗粒； 2)添加营养液，配制固体发酵培养基； 3)接种产油脂微生物进行固态发酵培养； 4)发酵完毕，发酵物料脱水至含水量30- 35%，将脱水后发酵物料进一步干燥至含水量 15 - 20% ； 5)干燥后发酵物料挤压成型制得固体燃料。2.按权利要求1所述的一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，其特征是，所述的步骤I)中农业废弃物可以是任意的废弃纤维质物料，例如农作物秸杆、中草药植株、菌渣、农副产品加工废弃物、动物粪便和城市垃圾，具体是指木肩、锯末、稻草秸杆、玉米秸杆、油茶加工副产物、小麦秸杆、麸皮、甘草药渣、食用菌渣、油茶果壳/柏以及甘蔗渣，优先指油茶果壳和油茶柏。3.按权利要求1所述的一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，其特征是，所述的步骤I)中农业废弃物原料是指新鲜收获的、自然风干的和长久放置的，含水量在8 -80%。4.按权利要求1所述的一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，其特征是，所述的步骤2)中营养液涉及无机盐、无机氮源和有机氮源，添加量为固液质量比1:1-4。5.按权利要求1所述的一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，其特征是，所述的步骤3)中接种产油脂微生物可以是霉菌类、酵母菌类、细菌类以及藻类，具体是指交链孢霉属(Alternaria)、枝孢霉属(Cladosporium)、无孢菌群(Mycelia sterilia)、硬内囊霉属(Sclerocystis)、曲霉属(Aspergillus)、拟莖点霉属(Phomopsis)、木霉属(Trichoderma)、深黄伞形霉(Umbelopsisisabellina)、青霉属(Penicillium)、毛霉属(Mucor)、被抱霉属(Mortierella)、Pseudozymaantarctica、产脂内抱霉(Endomycesvernalis)、赤霉属(Gibberella)、Plectosphaerella> Phycomycetes、丝抱酵母属(Trichosporon)、红酵母属(Rhodotorula)、粘红酵母属(Hodotorulaglutinis)、隐球酵母(Cryptococcus aerius)、圆红冬孢酵母(R.toruloides)、斯达油脂酵母(Lipomycesstarkeyi)、油脂酵母(Saccharomyces oleaginosus)、盐单胞菌属(Halomonas)、苍白杆菌属(Ochrobactrum)、Backusellactenidia、Davidiellatassiana、Tillet1psisalbescens、小球藻(Chlorellasp)、三角褐指藻(Phaeo-dactyIumtricomutum)、球等鞭金藻(Isochrysis galbana)、祸鞭毛藻纲(Dinophyceae)和Prymeaes1phyeeae06.按权利要求1所述的一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，其特征是，所述的步骤3)中固态发酵的接种量5 - 25%，发酵条件温度25 - 38°C，pH为5.5-8.5，发酵 4-28 天。7.按权利要求1所述的一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，其特征是，所述的步骤5)中成型机成型压力为100 - 350MPa，成型温度为50 - 120°C。8.由前述权利要求任一项所述方法制备的生物质固体燃料，其特征在于，所述固体燃料特征为块状成型燃料和颗粒状成型燃料。9.根据权利要求8所述的固体燃料，其特征在于，所述的固体成型燃料密度为0.7 -.1.3X103kg/m3，含水量为 8- 13%，干基热值为 14 - 29MJ/kg。
【专利摘要】本发明公开了一种农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料的方法，涉及废弃物资源化利用和生物质能源领域。其步骤为：1)将农业废弃物原料粉碎至3–10mm的碎颗粒；2)营养溶液的添加以配制成固体发酵培养基；3)于上述固体发酵培养基中接入产油脂微生物的种子液，并恒温培养；4)发酵完成后将发酵物深度脱水至含水量35％以下，并通过流化床干燥至含水量在15–20％；5)将发酵物烘干，并挤压成型，获得块状或颗粒状固体，该燃料密度为0.7–1.3×103kg/m3，含水量为8–13％，热值为14–29MJ/kg。本发明之农业废弃物经产油脂微生物发酵制备成型固体燃料，具有原料适用性强、物料易成型和产品热值显著提高等优点，在降低传统固体燃料成型工艺能耗同时提高生产效率，有助于提高成型固体燃料的市场竞争力。
【IPC分类】C12N1/14, C12P39/00, C12P7/64
【公开号】CN104894177
【申请号】CN201510268766
【发明人】孙付保, 唐松, 张震宇, 高中元, 沈松
【申请人】江南大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月22日
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