[发明专利]一种用于厌氧发酵能源植物的青贮方法

说明书

本发明公开了一种用于厌氧发酵能源植物的青贮方法，以城市生活垃圾渗滤液为青贮添加剂，包括以下步骤：(1)将刈割后的能源草粉碎；(2)将步骤(1)得到的所述能源草与城市生活垃圾渗滤液按鲜重1:30～1:45(W/W)完全混合，得到混合能源草物料；(3)将步骤(2)得到的所述混合能源草物料进行厌氧密封青贮，置于室温下30～35d后，得到用于厌氧发酵的青贮能源植物。本发明中使用垃圾渗滤液氨氮含量较高(最高可达7400mg/L)，对于青贮过程来说，具有营养性添加剂的作用，可以补充物料氮元素含量的不足，同时还能够抑制有害微生物的生长繁殖。本发明得到的青贮的能源植物适用于厌氧发酵，尤其适用于制备生物燃气。

技术领域：

本发明涉及属于生物技术能源领域，具体涉及一种用于厌氧发酵能源植物的青贮方法。

背景技术：

能源草是可直接作燃料以及用于生产生物质能源的草本植物的总称，具有生长周期短、产量高、适应性强、能量回报率(输入/输出)高等显著优势，近年来逐渐成为生物质能领域的研究热点。利用能源草厌氧发酵制备生物燃气，既能够生产清洁燃料，发酵后产生的沼液、沼渣又是优质的有机肥料。由于能源草的生长具有较强的季节性，当其作为生物燃气工程的主要原料时，很难保证全年的均衡供应。通过在生长旺盛时期对过剩的能源草进行贮藏，可以平衡原料年际供应，提高生物燃气工程的稳定性。由于含有非结构性碳水化合物，能源草在贮藏过程中极易损失，如雨淋可造成5％-10％的损失，呼吸作用可造成10％-15％的损失等。据统计，鲜草在收获和干燥之后营养价值可降低30％-50％。

青贮是在厌氧条件下，使鲜草经乳酸菌发酵产生有机酸，迅速降低贮藏环境的pH值，从而抑制微生物的生长和繁殖，使得鲜草的营养成分得到较大限度的保存。由于青贮过程中保证厌氧环境，氧化分解作用十分微弱，鲜草的营养成分损失仅为3％-10％，尤其是蛋白质和微生物的保存远优于其他贮藏方式，因此青贮常成为首选的能源草贮藏方法。青贮发酵是一个非常复杂的生物过程，受到多种因素的影响。为了优化发酵过程和提高保存品质，现代青贮技术中重要的一环就是采用青贮添加剂。青贮添加剂主要分为三类，包括发酵促进剂、发酵抑制剂和营养性添加剂。发酵促进剂包括乳酸菌菌种、葡萄糖、糖蜜等，其作用为加快乳酸发酵过程，使环境pH迅速下降，从而抑制有害微生物的生长繁殖；发酵抑制剂主要包括无机酸、甲酸、苯甲酸、山梨酸等，其作用为降低青贮环境pH值，形成乳酸菌适宜的酸性生长环境的，抑制有害微生物的生长繁殖；营养性添加剂主要用于提高提高青贮物料的营养价值，如尿素作为添加剂不仅可以补充物料氮元素含量的不足，提物料高粗蛋白含量，而且在脲酶的作用下可以分解为二氧化碳和氨气，有利于营造青贮发酵所需的厌氧环境，抑制有害微生物的生长繁殖。

现有的青贮添加剂中不乏效果出众者，但是在以能源草为原料制备生物燃气的过程中采用这些添加剂会增加燃气工程的运营成本。虽然当今常规化石能源由于资源渐渐枯竭，价格总体趋势走高，但是与生物质能相比,化石能源在市场上的仍然占据相当的地位，具有低价竞争的优势。而生物质能要提高市场竞争力，首先就要具有相当的价格优势。使用现有的添加剂无益于生物质能源生产成本的下降，因此开发新型青贮添加剂势在必行。

目前，利用非常规青贮添加剂进行能源草类物料青贮的方法主要有袁振宏，李连华等人公开的201410379844.1“一种厌氧发酵制备生物燃气用的草本能源植物的青贮方法”，采用微藻作为青贮添加剂。虽然该种添加剂能够提高青贮性能和原料产气率，但是实际上微藻在发展高值化技术上潜力较大，前景广阔，可用于生产化妆品、健康食品、功能食品、动物饲料、高值生物活性产品(多不饱和脂肪酸、微藻多糖、微藻蛋白、抗生素、生物毒素)等。将微藻用作生物燃气原料青贮添加剂，实际上是对微藻的高值成分的浪费，无法实现高品位的利用。另一个公开的专利201410324075.5“一种厌氧发酵用的能源草本植物的青贮方法及青贮物料混合装置”则是利用糖蜜酒精废水作为青贮添加剂，作为发酵促进剂，加快乳酸发酵过程以提高青贮品质。糖蜜酒精废水作为廉价的添加剂，相较传统的青贮添加剂有一定的价格优势，但是该废水中含有很多难以被微生物降解的、抑制厌氧发酵的物质，包括高浓度色素、硫酸根离子以及甲醛等，对后续的厌氧发酵过程有抑制风险。