玉米秸稈發酵產沼氣工藝分析

王靂

摘要：隨著經濟社會的不斷進步，我國對于能源的需求量越來越大，而過去所使用的能源開發方式已經難以應對現在企業對于能源的要求，我國能源開發的相關研究機構充分利用我國的農業發展優勢，將在農業生產過程中生產的秸稈作為燃料進行使用，然而雖然能夠節省其他成本較高的燃料，但是秸稈在燃燒之后會產生很多有害氣體，長此以往會造成及其嚴重的環境污染，如土壤礦化等、本文對玉米的秸稈進行發酵生產沼氣的工藝進行分析。

關鍵詞：玉米秸稈；發酵；產沼氣工藝；分析

我國在進行小麥、玉米等農作物生產過程中，會出現大量的秸稈剩余，一般農戶會將這些秸稈當成普通燃料來使用，雖然能夠節省燃料的成本，但是燃燒秸稈造成的環保隱患是很嚴重的，沒有對剩余秸稈進行有效處理，不僅會破壞大氣環境，還會引起大型的火災事故。但是秸稈又是一種可利用的能夠再生的資源，如果能科學地進行利用，反而可以改善生態環境，節省能源。

1 玉米秸稈的使用概況

秸稈作為肥料還田是秸稈利用的主要方法之一，由于其簡單易行，政府部門一直鼓勵農民采用這種方法，并獲得了良好的社會、經濟效益。秸稈還田后，土壤中氮、磷、鉀養分都有所增加，對改善土壤結構有重要作用。秸稈覆蓋和翻壓對土壤有良好的保墑作用并抑制雜草生長。實踐證明，秸稈還田能有效的增加土壤中的有機質含量、改善土壤、培養肥力，特別是解決我國氮、磷、鉀比例失調的矛盾，補充磷、鉀化肥不足有十分重要的意義，此外還可以改善農村的生態環境。

秸稈肥料利用方面，由于我國人均占有耕地面積小，機械化程度低，耕地復種指數高，倒茬時間短，加之秸稈碳氮比值高，給秸稈還田帶來困難。常常會因為翻壓量過大、土壤水分不夠、施氮肥不夠、翻壓質量不好等原因，出現妨礙耕作、影響出苗、燒苗、病蟲害增加等現象，嚴重的還會造成減產。秸稈飼料利用方面，秸稈在結構中含有生物化學上十分穩定的各種復雜結合形式，不能被動物消化吸收，而且草食動物的瘤胃微生物缺乏降解木質素的酶，秸稈細胞內的營養物質不能釋放出來，從而限制了動物對纖維素和半纖維素等成分的降解和利用，導致秸稈消化率低。

2 發酵玉米秸稈產生沼氣的工藝分析

2.1 玉米秸稈的特性

玉米秸稈的主要成分為粗纖維、粗蛋白、碳水化合物、脂肪以及一些比較容易降解的物質，由于玉米秸稈中的硫元素的含量比較少，因此在燃燒玉米秸稈后產生的二氧化硫以及二氧化氮氣體也隨之減少，能夠有效減少酸雨的發生概率，還可初步實現二氧化碳零排放，生物秸稈中鉀、氮、碳以及磷等元素都是可以促進農作物生長的營養性元素。由于玉米秸稈的構成細胞十分堅實，其細胞壁的成分主要是木質素，從生物化學的角度來看，玉米秸稈的機構既復雜又穩定，對玉米秸稈實施發酵產沼氣的過程中，由于其細胞中的木質素進行消化講解的能力很弱，水解的過程相對比較緩慢，程度不高，對降解階段過后氣化以及酸化過程也會產生影響。

2.2 工藝原理

進行秸稈發酵工藝時，需要將玉米秸稈放到粉碎機中進行粉碎，在已經被粉碎的玉米秸稈中加入酵菌劑，并且要做好堆漚以及其他的預處理，再將這些經過加工的混合性的玉米秸稈投放到沼氣池來實施厭氧發酵，完成發酵后，不僅僅可以獲得沼氣，還可獲得用于農業生產的有機肥料。

在進行這項工藝時，發揮最大作用的技術主要是生物酶技術以及厭氧消化技術。在玉米秸稈產生厭氧消化的反應時，其原理主要是，作為有機物的生物秸稈在厭氧的環境下，通過微生物對其的作用發生了分解，由原有物質轉化成二氧化碳以及甲烷，在這個過程中，玉米秸稈還能完成合成自身的細胞物質過程。另外，玉米秸稈進行厭氧消化的過程實際上是一個生物與化學互相轉化的過程。

玉米秸稈發酵產沼氣的過程可被分為三個階段，第一階段主要發生水解現象，玉米秸稈內部的不溶于水的復合型有機物通過一定的化學反應，轉化成可溶于水的化合物；第二階段主要進行產酸，上一階段得到的可溶于水的化合物通過化學反應再轉化成乙醇以及短鏈酸；最后一個階段是產生甲烷的階段，前兩階段獲得的新物質再次通過一些厭氧菌進行轉化，可以達到產生主要成分是二氧化碳以及甲烷的能夠燃燒的混合性氣體，也就是我們需要的沼氣。

3 結語

這種新型的通過發酵產沼氣的工藝與傳統的房角技術相比有很多優勢，最主要的是不需要大量的水來進行發酵，能夠有效解決發酵用水，但是我國對于這項工藝的研究還有許多可發展的空間，實驗人員應當對實驗過程中存在的問題進行探究與解決，使通過發酵玉米秸稈生產沼氣的方式更加科學，能夠為我國得節約能源的環保事業貢獻力量。

參考文獻

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