一种秸秆发酵产热方法技术

本发明专利技术涉及一种秸秆发酵复合菌剂来发酵秸秆产热的方法，通过使用复配调节剂来调控秸秆的发酵，一方面控制秸秆的微生物分解速率，避免前期秸秆发酵过快，使之能够长时间地维持热量的散发；另一方面通过加深已经降解的秸秆的腐解程度，提高秸秆腐解过程中的产热效率和产热量，从而综合实现秸秆长期发酵与产热。从而综合实现秸秆长期发酵与产热。从而综合实现秸秆长期发酵与产热。

【技术实现步骤摘要】
一种秸秆发酵产热方法


[0001]本专利技术涉及一种秸秆发酵产热方法，还涉及一种用于发酵秸秆产热的菌剂以及一种秸秆发酵产热促进油麦菜生长的方法。

技术介绍

[0002]现阶段的取暖供热主要依赖煤电等能源，但设施蔬菜生产、居民家庭供热等取暖供热面临加热成本高，或环境污染大等诸多难题。“秸秆生物反应堆”技术是一项利用秸秆降解菌分解作物秸秆，通过反应堆释放热量和CO2来为作物营造更好的生长环境，从而实现作物高产、优质的高效生物质能利用技术，其主要应用于设施蔬菜的冬季生产，可以解决温室内温度较低、作物产量低和品质下降等诸多问题，以往在短期加热取暖上取得良好的应用效果。
[0003]秸秆生物反应堆的作用类型在这项技术的发展过程中不断革新，目前主要的秸秆生物反应堆类型有内置式秸秆生物反应堆和外置式秸秆生物反应堆两种。内置式(行间地理式)秸秆生物反应堆是将秸秆反应堆设置在生产空间内进行，热量和气体等直接散布到生产空间内，而外置式秸秆生物反应堆就是在生产空间外设置，通过专门通路向生产空间内传送。
[0004]但秸秆生物反应堆仅在微生物发酵过程中，才能利用微生物发酵活动产生的热量，这导致秸秆生物反应堆产热时间较短，一般仅20 天左右，只能实现部分供热需要。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种秸秆发酵产热复合菌剂，具体包括：2.0
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107cfu/g的多粘类芽孢杆菌Paenibacillus polymyxa(中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心北京市朝阳区北辰西路1 号院3号登记入册标号CGMCC No：20494，保藏日期：2020年8月 6日)60份，1.0
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107cfu/g灰黄青霉Penicillium griseofulvum(中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心北京市朝阳区北辰西路1号院3号登记入册标号CGMCC No：19940，保藏日期：2020年8月6日)40份， 2.0
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109cfu/g的腊样芽孢杆菌4份；1.0
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109cfu/g的枯草芽孢杆菌4份；加入1.2份氟化钠和0.8份六水氯化钴作为调节剂。分数为重量份。
[0006]其中多粘类芽孢杆菌能够产生纤维素酶等各种酶，用于降解秸秆多种组分来产生热量，并主要抑制酵母菌、黑曲霉、链孢霉等杂菌的滋生，维持发酵堆相对稳定的菌群结构；灰黄青霉主要是降解秸秆中的纤维素，但其能够形成结球，可以抵御高温、低氧等短期不利发酵环境，实现长时间的生命活动，从而持续产热；腊样芽孢杆菌与枯草芽孢杆菌主要是通过拮抗作用，分别协助多粘类芽孢杆菌在高温和低温环境下，强化对假单胞杆菌、欧文氏杆菌等有害杂菌的抑制作用。由此上述菌剂组成能够避免杂菌过度侵入导致秸秆迅速腐烂而不可控制，能够抵御一定的发酵环境变化，为维持相对稳定的秸秆发酵菌群结构、从而长时间地产热奠定基础。
[0007]进一步地，其中氟化钠主要抑制细菌的过度生长，从而控制秸秆腐解速度，使得秸秆缓慢地腐解，从而长时间地持续释放热量。
[0008]进一步地，其中六水氯化钴主要是提高多粘类芽孢杆菌产纤维素酶的秸秆腐解产热效率，使单位质量秸秆产生更多的热量。
[0009]一种秸秆发酵产热菌料，具体包括：2kg上述秸秆发酵产热复合菌剂、米糠60kg、红糖1kg、尿素4kg、过磷酸钙1kg，即为1吨秸秆所需的产热菌料。
[0010]一种秸秆发酵产热方法，包括：在待加温空间的一角，建立1个高度3
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5m、宽度2
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3.5m的框架(隔间所用材料为钢管、钢筋、木柱等任意)，框架长度任意，用于填装秸秆；先将秸秆在框架地表分层开始建堆，每层秸秆铺设厚度约0.1
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0.5m，铺设秸秆过程中均匀撒入产热菌料，并往秸秆上均匀地反复喷水，使得秸秆堆平均水分含量保持在60～70％范围内。
[0011]为促进发酵堆发热效果，专利技术人提出了在发酵堆中设置通气网笼，通气网笼沿着水平方向贯穿用于填装秸秆的框架，设置在发酵堆中线位置，通气网笼的左右两个断面暴露在空气中即可。通气网笼为矩形立方体结构，长度与填装秸秆的框架长度相同，考虑结构的抗压性，高度和宽度均为0.35m。所述通气网笼可以采用与所述框架相同的材料，通气网笼的主框架采用钢筋，网采用普通的钢丝网。
[0012]专利技术人也考察了通气网笼的设置高度对发酵堆温度的影响。专利技术人发现，考虑到发酵堆随着发酵进程的延长而逐渐变得更加紧实，透气性逐渐变差，从而直接导致发酵产热失败，为此设置网笼后，当网笼中部的空气被发酵堆加热，在对流作用下顺着秸秆间空隙向上部流动后，产生的负压会驱动发酵堆外部空气进入发酵堆内部，满足微生物生长需要，从而促进微生物发酵产热。考虑到底部发酵堆温度较低，为保证一定的负压使得发酵堆外部空气能够缓慢地从网笼两侧进风口进入发酵堆内部，又不会由于过度进风而导致发酵堆热量大量流失，进而影响微生物产热。也就是说通气网笼的设置高度既要考虑到发酵堆透气性问题，也要考虑到由于负压外部空气进入对发酵温度的影响。
[0013]专利技术人对通气网笼的设置高度进行考察时发现，在发酵堆的高度在3
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5m的范围内，通气网笼的长度为1
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1.5m通气网笼的设置高度低于0.35m或者高于0.95m时，由于透气性较差或负压导致外部空气过多，因此，发酵堆发热效果不好，因此，本专利技术优选通气网笼的设置高度(与地面的距离)为0.35
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0.95m。专利技术人通过对通气网笼的设置高度(与地面的距离)为0.35
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0.95m范围内进行考察研究发现，当通气网笼的设置高度(与地面的距离)为0.65m的效果最好。
[0014]铺设通气网笼后，继续堆积秸秆，并撒入产热菌、浇水，最后在框架内堆积成高秸秆堆，并使用塑料膜等材料覆盖整个秸秆堆，覆盖塑料膜后的秸秆堆最顶部需要预留1m2左右见方的专用透气分子纳米膜，塑料膜底部无需压实。
[0015]进一步地，秸秆堆内距离顶部50cm的位置放置换热管道，换热管道进、出水管与待加温空间的散热管路相连。由此，整个秸秆堆即可通过塑料膜以及换热管道向加温空间内传导散热。
[0016]一般在秸秆发酵一段时间后，随着微生物的活动，原有可以发酵产热的菌群结构会逐渐改变，导致产热量逐渐下降直至无法有效产热和传导散热。为此通过“菌群二次强化”的方法，即当发酵堆温度逐渐降低向40℃接近时，按照1吨秸秆分别将上文所述多粘类芽孢杆菌0.6kg、灰黄青霉0.4kg、红糖1kg的用量，在容器内进行混合后加水20
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25公斤，并
在室温下保持4小时，然后倒入发酵堆中即可。“菌群二次强化”可以有效维持发酵堆的正常菌群结构，从而得以继续保持产热。
[0017]本专利技术还涉及通过所述秸秆发酵产热复合菌剂并由上述产热方法产热以促进油麦菜生长的方法。
[0018]技术效果
[0019]本专利技术在使用微生物菌剂来发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种秸秆发酵产热复合菌剂，包括：2.0
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107cfu/g的多粘类芽孢杆菌(中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心登记入册标号CGMCC No：20494)60份，1.0
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107cfu/g灰黄青霉(中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心登记入册标号CGMCC No：19940)40份，2.0
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109cfu/g的腊样芽胞杆菌4份；1.0
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109cfu/g的枯草芽孢杆菌4份；1.2份氟化钠和0.8份六水氯化钴作为调节剂。2.一种根据权利要求1所述的秸秆发酵产热复合菌剂进行秸秆发酵产热的菌料，包括：2kg上述秸秆发酵产热复合菌剂、米糠60kg、红糖1kg、尿素4kg、过磷酸钙1kg，即为1吨秸秆所需的产热菌料。3.一种根据权利要求1所述的秸秆发酵产热复合菌剂进行秸秆发酵产热的方法，包括：在待加温空间的一角，建立1个高度3
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5m、宽度2
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3.5m的框架(隔间所用材料为钢管、钢筋、木柱等任意)，框架长度任意，用于填装秸秆；先将秸秆在框架地表分层开始建堆，每层秸秆铺...

【专利技术属性】
技术研发人员：关法春，
申请(专利权)人：吉林省农业科学院，
类型：发明
国别省市：