[发明专利]一种黧蒴栲木屑颗粒燃料的预处理方法

说明书

本发明属于生物质颗粒燃料技术领域，具体涉及一种黧蒴栲木屑颗粒燃料的预处理方法，包括微波处理、γ‑射线辐照源辐照处理和发酵处理。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中微波和辐照处理，纤维中分子发生交联和断裂反应，在固态发酵时，微生物容易进入木屑内部，能够在较短时间内有效降解半纤维素，木屑仍保持完整的木质素的纤维结构，同时富含腐殖质和小分子物质，在颗粒燃料成型过程中，玻璃化的木质素流动性高，被挤压进行重新排列位置，使离子更紧密的粘结在一起，提高成型颗粒燃料的密度，由于预处理过程中纤维素和木质纤维的降解和重新键合作用，能增强颗粒燃料的强度，并降低其吸水性，更容易贮存和运输。

技术领域

本发明属于生物质颗粒燃料技术领域，具体涉及一种黧蒴栲木屑颗粒燃料的预处理方法。

背景技术

生物质成型是利用温度、压力和粘结剂等将各类原本松散细碎的生物质废物压制成棒状、块状或颗粒状成型燃料的技术，目前，我国制备生物质燃料的主要原料是木屑，木屑中的纤维成分是实现成型过程的主要因素，在适宜的压力和温度作用下，木质素发生玻璃态状化，具有粘性，并易被挤压进入由纤维素纤丝组成的“框架”中，物料微粒之间产生的氢键和“固体搭桥”作用促进了“钢筋混凝土”结构的构成，使成型燃料具有一定的形态和强度，缠绕的半纤维素也使成型燃料具有一定的韧性，成型燃料的储运成本是散装木屑的4-7倍，能扩大成型燃料的时空应用范围，同时，成型燃料具有燃烧性能稳定、燃烧中的黑烟、飞灰、NOx和Sox的排放量低的特点，是目前发展较为迅速的生物质利用方式之一，然而，生物质中的半纤维素富含亲水性的羟基，容易吸水而降低成型燃料的热值，并加速微生物的反应，微生物活动会导致降解气体的生成和成型燃料的破碎，危害操作工人的身体健康，甚至引发自燃或爆炸事故，在《固态发酵预处理木屑对其制备成型燃料的影响》一文中给出，为了解决生物质成型产业存在的成型燃料密度低、强度低、抗吸水能力差、不耐存储等问题，采用黄孢原毛平革菌对黧蒴栲木屑进行固态发酵预处理，固态发酵木屑在含水率15%和最大压强98MPa的条件下制备成型条件，以成型能耗、成型燃料密度、颗粒强度和吸水性等表征发酵时间对黧蒴栲木屑成型行为及成形燃烧性能的影响；与由新鲜黧蒴栲木屑制备的成型燃料相比，燃烧热值基本不变，其挤压能耗升高、推动能耗降低，燃料密度、颗粒强度和抗吸水能力均有所提高，储存过程中品质保持度较好，此时固态发酵时间为48天左右、成型温度为150℃，而由现有技术已知，随着发酵时间的延长，木屑中腐殖质的产生率和木质纤维素的降解率均会降低，而且也大大延长了生物质颗粒燃料的制备时间，降低了生产效率，因此，需要对如何在缩短发酵时间的基础上提高生物质颗粒燃料的性能进行研究。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种黧蒴栲木屑颗粒燃料的预处理方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种黧蒴栲木屑颗粒燃料的预处理方法，包括以下内容：

（1）采集直径小于2cm的黧蒴栲枝条，用清水洗净，然后在气压为45-55kPa的微波场中，控制微波功率为300-400W，至含水量低于10%后，粉碎过40目筛，得到黧蒴栲粉料，以200-300g/袋装入密封袋中备用；

（2）将装有黧蒴栲粉料的密封袋在辐射剂量为120-130kGy的条件下，进行γ-射线辐照源辐照处理，辐照时间为2-4分钟，得到辐照料，辐照料在低于10℃的避光条件下备用；

（3）活化菌种，得到浓度为2.0×10⁶个/mL的孢子悬液，在发酵槽中加入备用的辐照料，然后加入液体基质和吐温80配制成含水率为85%的固态培养基，所述吐温80的用量为辐照料重量的2%，灭菌后，加入相当于固态培养基0.8%的孢子悬液，在温度为38℃的条件下发酵14天，得到发酵料备用；

每升所述液体基质含以下组分：磷酸二氢钾1g、六水氯化钴0.12g、二水钼酸钠0.01g、七水硫酸锌0.1g、氯化钙0.06g、五水硫酸铜0.01g、水杨酸0.2g、二水柠檬酸三钠0.1g、十二水合硫酸铝钾0.01g、七水硫酸镁3g、硼酸0.01g、乙酸0.01g、干酪素0.1g；