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摘要:利用HAU-M1光合细菌对玉米秸秆同步糖化生物制氢工艺进行实验研究,提出了同步糖化生物制氢工艺中玉米秸秆底物质量浓度与pH值、还原糖质量浓度、氢气体积分数和累积产氢量等因素之间的相关关系,探讨了底物质量浓度对玉米秸秆同步糖化生物制氢工艺的影响规律.实验结果表明:当玉米秸秆底物质量浓度为25 g/L时,玉米秸秆同步糖化生物制氢工艺的累积产氢量达到最高,为186 m L;当玉米秸秆底物质量浓度为15 g/L时,玉米秸秆同步糖化生物制氢工艺的氢气体积分数达到最高,为48%;玉米秸秆同步糖化制氢工艺的产氢高峰期为12~48 h,48 h后逐渐停止产氢,可为进一步优化和完善以生物质为基质的同步糖化生物制氢工艺理论与技术提供科学参考....
摘要:为研究磷酸盐和碳酸盐对光发酵产氢过程的影响,该文主要以酶解预处理后的玉米秸秆为产氢基质,对不同浓度的磷酸盐(K2HPO4)和碳酸盐(NaHCO3)下的氢气产量、pH值、ORP值和产氢动力学结果进行分析.结果表明,当K2HPO4的浓度为10 mmol/L时,氢气产量为(40.65±0.35)mL/g,比对照组显著提高了28.48%,对光发酵产氢的促进效果最好;终pH值为6.37±0.02,显著高于对照组的6.06±0.03,能够有效缓冲反应体系的pH值.不同K2HPO4浓度下的产氢动力学特性结果表明,适当的K2HPO4浓度提高了最大产氢潜能和最大产氢速率,缩短了产氢延迟时间,当K2HPO4的浓度为10 mmol/L时,最大产氢潜能最大,和最大产氢速率较大,产氢延迟时间较短,分别是40.81 mL/g、1.87 mL/(h·g)和2.85 h.当NaHCO3浓度为5 mmol/L时,氢气产量为(37.46±1.40)mL/g,比对照组显著提高了18.39%,对光发酵产氢的促进效果最好;终pH值为6.26±0.04,显著高于对照组的6.06±0.03,能够有效缓冲反应体系的pH值.不同NaHCO 3浓度下的产氢动力学结果表明,适当的NaHCO 3浓度能够提高最大产氢潜能和最大产氢速率,但却会延迟光合细菌的产氢,当NaHCO3浓度为5 mmol/L时,最大产氢潜能和最大产氢速率最大,产氢延迟时间相对较短,分别是37.26 mL/g、1.92 mL/(h·g)和5.11 h.该研究可为秸秆类生物质光发酵生物制氢工艺提供参考....
摘要:文章以小麦秸秆为原料,研究了不同接种量对产气肠杆菌同步糖化发酵产氢的影响,以期寻求最佳的接种量条件.试验以累积产氢量、产氢速率等指标来分析产气肠杆菌利用小麦秸秆进行同步糖化发酵产氢的潜力及其可行性.结果表明:在以反应液体积为200 mL,底物为5 g小麦秸秆,酶负荷为150 mg·g-1秸秆、初始pH值为6.5,温度为35℃的条件下,接种量为30%时产氢效果最好,此时的累积产气量达到737 mL,累积产氢量达到293mL,最大产氢速率为35.42 mL·h-1L-1.该实验研究为秸秆类生物质同步糖化厌氧暗发酵产氢的进一步研究奠定了基础并提供了科学参考....
[硕士论文] 刘会亮
农业工程 河南农业大学 2018(学位年度)
摘要:随着全球性资源枯竭和能源不合理使用对环境的破坏加剧,氢能作为理想的替代能源日益受到重视。光合生物制氢可以有机地结合太阳能利用、氢能开发和有机废弃物处理,以其低成本、低能耗的绿色能源生产技术而更具有开发潜力。本文以玉米秸秆为原料,在不同的初始pH条件下,分别研究磷酸盐和碳酸盐对光合细菌同步糖化发酵产氢的影响,以获取最佳的产氢条件,为提高系统的产氢能力以及降低制氢成本提供进一步的参考。试验结果表明:磷酸盐对光合细菌的产氢有显著影响,磷酸盐在一定浓度范围内能够促进光合细菌产氢,过高或者过低的浓度对产氢都有抑制作用。在初始pH值为6、7和8的条件下,最大的氢气产率均在磷酸盐浓度为4mmol/L时得到,分别为63.09±0.38、62.23±0.84和58.97±0.68mL/g TS,分别比对照组显著提高了45.94%、20.46%和24.83%(P<0.05)。磷酸盐能够有效缓冲反应体系的pH值,添加磷酸盐的终pH值与对照组相比均呈显著性差异(P<0.05),反应体系的终pH值都随着磷酸盐浓度的增加而逐渐升高。适宜浓度的磷酸盐能够提高光合细菌产氢潜能和最大产氢速率,缩短产氢延迟时间。
  碳酸盐对光合细菌的产氢有显著影响,碳酸盐在一定浓度范围内能够促进光合细菌产氢,过高或者过低的浓度对产氢都有抑制作用。在初始pH值分别为6、7和8的条件下,最大的氢气产率分别在碳酸盐浓度为6、4和4mmo/L时得到,分别为62.36±2.26、67.20±0.72和62.15±0.49mL/g TS,分别比对照组显著提高了44.25%、30.08%和31.56%(P<0.05)。碳酸盐能够有效缓冲反应体系的pH值,添加碳酸盐的终pH值与对照组相比均呈显著性差异(P<0.05),反应体系的终pH值都随着碳酸盐浓度的增加而逐渐升高。初始pH值为6和7时,适宜浓度的碳酸盐能够提高光合细菌产氢潜能和最大产氢速率,缩短产氢延迟时间;而初始pH值为8时,适宜浓度的碳酸盐能够提高光合细菌产氢潜能,但是却会降低最大产氢速率,延长产氢延迟时间。
[专利] 发明专利 CN201710187094.1
河南农业大学 2017-08-04
摘要:序批式同步糖化光合生物制氢反应器,包括光合产氢单元和设置在光合产氢单元内部的酶解反应单元;光合产氢单元包括透明容器,透明容器顶部设置有第一密封盖,第一密封盖上设置有进料孔,透明容器底部设置有出料孔;酶解反应单元包括下筒体、上筒体和渗透膜筒体;上筒体上端设置有第二密封盖,第二密封盖上设置有氢气出孔。本发明还公开了该反应器的制氢操作方法。本发明将酶解反应装置和产氢反应器结合一起,纤维素酶解出来的碳水化合物通过渗透膜筒体渗透到产氢部分,光合细菌利用渗透过来的碳水化合物进行产氢,这样酶解和产氢同时进行,底物不会累积从而能解除碳水化合物对纤维素酶的抑制作用,也减少了反应器的数量,降低了反应成本。
[专利] 发明专利 CN201510997545.9
河南农业大学 2016-05-04
摘要:本发明公开了一种塔式光合细菌连续产氢反应系统及其产氢方法,目的在于解决现有技术中制氢反应器体积大而导致的光照度衰减过大、温度差异大、产氢工艺条件不精确、产氢效率低的问题。系统包括进料箱、进料泵、若干中空板式产氢反应器、支撑柱、LED灯带、气液分离箱、储气箱和废液收集箱。本发明涉及生物质光合制氢的技术领域,系统设计合理、简单易行,能够实现制氢反应器内部光照度和温度与实验要求值保持一致,提高产氢工艺条件精确度和产氢效率。
[专利] 实用新型 CN201521098676.5
河南农业大学 2016-05-18
摘要:本实用新型公开了一种塔式光合细菌连续产氢反应系统,目的在于解决现有技术中制氢反应器体积大而导致的光照度衰减过大、温度差异大、产氢工艺条件不精确、产氢效率低的问题。系统包括进料箱、进料泵、若干中空板式产氢反应器、支撑柱、LED灯带、气液分离箱、储气箱和废液收集箱。本实用新型涉及生物质光合制氢的技术领域,系统设计合理、简单易行,能够实现制氢反应器内部光照度和温度与实验要求值保持一致,提高产氢工艺条件精确度和产氢效率。
摘要:采用秸秆类生物质暗发酵制氢工艺技术,既能提升农作物秸秆的资源化利用水平,又能获取环境友好型的清洁可再生能源---氢气。本文主要对常见农作物秸秆类生物质的暗发酵制氢工艺及其影响因素进行实验研究,提出纤维素含量、预处理方式、易溶性糖含量等因素对秸秆类生物质暗发酵制氢工艺的影响规律。实验结果表明,经碱处理后的秸秆类生物质酶解液中还原糖含量与纤维素含量成正比,即纤维素含量越高,其酶解液的还原糖含量越高;经超微预处理后的秸秆类生物质酶解液中还原糖的含量不仅与纤维素含量有关,还与易溶性糖含量有关,即易溶性糖含量越高,其酶解液的还原糖含量越高;暗发酵产氢过程中的累积产氢量和秸秆类生物质酶解液的还原糖含量成正比,还原糖含量越高,累积产氢量就越大。
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