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关于传统发酵技术的论文选题方向

发布时间:2024-07-09 05:09:40

关于传统发酵技术的论文选题方向

我国的白酒发酵技术虽源于黄酒,相对于黄酒历史而言,白酒的生产技术还很不完善,故现代对白酒的发酵工艺进行了大量的研究,在五六十年代,影响最大的改革是全面总结了“烟台操作法”,这个操作方法借鉴了酒精工业的麸皮曲及酒母制作两个关健技术,并结合传统的白酒工艺,形成了一套较为规范的操作法。当时总结了其特点是:“麸曲酒母、合理配料、低温入窖、定温蒸烧”十六个字。 由于浓香型酒在名优酒中的产量最大,深受消费者的喜爱,许多工厂和研究机构对浓香型大曲酒工艺进行了大量的研究。如研究控制低温发酵,对发酵温度曲线进行部结,提出了前期缓升,中期挺坚,后期缓落的策略。 此外还采用回醅发酵,即长期反复发酵的酒醅,配加在新酒醅中,以老醅带新醅,进行发酵的措施。或采用回糟发酵。有的也采用回酒发酵,成品酒依次分为头级酒,二级酒,三级酒。二级酒倒回酒新酒醅中,再次入窖发酵,再次蒸馏,可将二级酒变为头级酒。

为温室供能用沼气发酵方法及发酵系统摘要:介绍了一种能够为温室供能用的沼气发酵方法及发酵系统的专利技术。发酵系统具体由生物酸化积肥装置、缓冲调节池、高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置等依次经管道和阀门连接组成。发酵方法具体步骤包括生物酸化积肥装置的启动和原料的生物酸化储存,高效沼气发生装置的启动、沼气生产供应、休停和再启动等。该技术与传统沼气技术相比,具有一定的优势能够根据温室生产实际,及时把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到产酸积肥池中,然后根据温室供能需求,随时通过发酵系统生产沼气。发酵残渣根据生产需要分批取出用于温室有机肥。该技术实现了可以根据温室需求对沼气发酵灵活调节的要求。   关键词:沼气;温室;供能;可调控性   1.引言   温室是现代农业工程中重要的技术主题,温室的发展使传统露天农业转化为保护条件下的可控制农业[1]。目前国际上,温室已经广泛应用于花卉、蔬菜栽培[2]。温室栽培的最大优势是通过温室环境的控制,满足作物的最佳生活条件,抵抗自然灾害等,从而获取最大的生产效益。在温室管理中,温室冬季加温、补光和二氧化碳施肥是重要的环境调控措施[3]。这些调控过程都需要能源的消耗,目前的能源消耗以一次化石能源煤和二次能源柴油、电力[4]为主。这些能源的大量消耗一方面加重了全社会的能源供给负担,另一方面也大幅度提高产品的生产成本。受能源价格影响,许多温室不得不放弃温室的冬季加温、补光和二氧化碳施肥,这样不仅不能充分发挥温室的应有功能,甚至会造成温室管理的失败。   在温室管理中,每年会产生大量的种植业有机废弃物。目前,这些被随意堆放的废弃物,造成了严重的农业面源污染[3,4]。然而,这些有机废弃物本身富含大量有机质,是非常好的沼气生产原料。如果能用温室生产管理过程中产生的有机废弃物来生产沼气,从而替代煤、石油、电力等不可再生能源用于温室供能,不仅可以降低温室供能成本,同时废弃物中的营养物质又可以循环利用,减少废弃物排放,改善农业环境。但是,迄今为止没有沼气在温室供能领域应用的成功案例。   2.传统沼气技术与温室供能需求的背离  沼气发酵技术可以分为两类,即传统沼气发酵技术和水溶性有机物高效沼气发酵技术[5, 6]。这两类技术应用于温室沼气供应都存在诸多技术难点。具体分析如下:   传统的沼气发酵技术,利用复杂性有机质发酵沼气,沼气产生具有非常大的周期性,往往开始投料时产气慢,中间产气旺盛,而且一旦沼气发酵系统启动,是否产沼气和产生多少沼气,要受原料特性和发酵规律的内在约束,很难调节。而温室用能表现在取暖、二氧化碳施肥等方面,这些能源需求往往受天气的控制,而天气又变化无常。因此,往往是要气时没有气,不要气时产气,如果满足需求将要建立庞大的储气装置,这在投资和占地上是不允许的。如果根据长期天气预报进行计划式投料,在理论上可行,但在实践上是难操作的。一方面,长期天气预报目前的准确性较差,另一方面,关于复杂有机质的产气规律不可能准确预测。同时,温室产生有机废弃物是分散在全年的各个时段,所产生的废弃物大多易腐烂,很难储存。因此传统的沼气技术基本不能适应温室供能需求。   水溶性有机物高效沼气发酵技术,利用可溶解的简单微生物进行沼气发酵,采用高效反应器可以实现较高的效率[7,8]。一是可溶性有机质非常容易反应,沼气的产生量在反应器负荷允许的范围内,基本决定于短期内的进料量,即进料多产气量大,进料少产气量小,停止进料短期即停止产气。二是成熟反应器中的沼气发酵厌氧微生物具有非常强的耐饥饿性,在长期不进料的情况下,反应器内的微生物能够长期耐受,而且再启动时可以迅速恢复正常高效产气。水溶性有机物高效沼气发酵技术的以上两点技术特征均符合温室需能波动性的要求。但是,如果单独为了温室供能需要而刻意外购水溶性有机物作为发酵原料生产沼气,不仅成本上与化石能源不具竞争优势,而且也达不到生物质废弃物资源就地利用、开展循环经济和环境建设的目的。因此,水溶性有机物高效沼气发酵技术也不适合温室供能需求。   3.技术内容  本文提供一种可以根据温室生产实际,把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到发酵系统中,然后根据温室供能需求,随时通过发酵系统生产沼气,能够为温室提供可用的沼气发酵系统及发酵方法。其中,发酵系统由生物酸化积肥装置、 缓冲调节池、 高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置依次经管道和阀门连接组成。其结构如图1所示。其中,生物酸化积肥装置和缓冲池设置主控制阀,缓冲池与高效沼气发生装置之间设置泵, 高效沼气发生装置、出水沉淀池出水暂存池之间通过水的重力自流完成连接, 出水暂存池同时与缓冲调节池和生物酸化积肥装置相连, 中间依次设泵和配水器,高效沼气发生装置联接沼气缓存装置。  为了保证沼气发酵能够满足温室供能需求,以上发酵系统按如下步骤管理  第一、进行生物酸化积肥装置的启动和原料生物酸化储存,具体方法如下   (1)按相当于温室平均每天产生量的5~5倍质量收集温室种植业有机废弃物或其他种植业有机废弃物作为启动原料,对启动原料进行粉碎预处理;  (2)向步骤(1)所得预处理原料中添加含N元素物质,混合,控制混合料碳氮比为(20:1)~(30:1);  (3)将步骤(2)所得混合料投入到初次使用的生物酸化积肥装置中,加入接种物进行接种,混合,得到发酵原料,接种物的加入量为启动原料干重的3%~5%;  (4)向步骤(3)中生物酸化积肥装置中加水进行发酵,水的加入量为至少高于启动原料平面10cm,发酵温度控制在20~40℃;  (5)经过4~5天发酵后,发酵液pH值降到6以下,即完成酸化积肥装置的启动;  (6)按照步骤(1)~(2)的方法随时收集处理温室生产的有机废弃物,及时投入已经启动的生物酸化积肥装置中,不需接种,直接加水至原料平面以上10cm;  (7)重复步骤(6)直至一个生物酸化积肥装置投满,重新启用另一个生物酸化积肥装置,重复操作步骤(1)~(6) ;  第二、进行高效沼气发生装置启动,调控装置运行满足温室用能与沼气生产的协调,具体方法如下:   (1)高效沼气发生装置启动:投入接种物进入高效沼气发生装置,用水或水与生物酸化积肥装置中抽出的酸液混合物加满沼气发生装置,静止3~5d,接种物加入量为3~10kgVSS/m3;从生物酸化积肥装置抽出有机酸液泵入缓冲调节池中,用出水暂存池中的系统出水或外来水调节,控制有机酸液的化学耗氧量(COD)浓度为2000~5000mg/L,作为沼气发酵料;按5kg COD/( m3·d)~2kg COD/( m3·d)的速率阶段式调整水力负荷,连续进料直到实现水力负荷为5kg COD/( m3·d)~10kg COD/( m3·d),即完成沼气发生装置的启动,整个启动大约需50~80d。启动期间,温度控制为25~35℃。负荷调整的原则为,每次水力负荷调整运行稳定后,才开始进行下一阶段负荷的增加;沼气发生装置的出水经沉淀池沉淀后,流入出水暂存池,部分作为生物酸化积肥装置液体补加,部分用于缓冲调节池酸液的发酵料调节使用(2)沼气生产供应:根据温室生产实际预算沼气需求的时间和数量,按1kg COD产 4~5m3沼气折算有机酸液的需求数量和时间,并按时按量从生物酸化积肥装置中抽机酸液进入缓冲调节池,按步骤(1)中所述方法调节成沼气发酵料;按5kgCOD/( m3·d)~30kg COD/(m3·d)水力负荷的流量,采用间歇或连续方式向已经启动好的沼气发生装置中进料进行沼气生产,产生的沼气进入沼气缓存装置备用;进料的流速控制、间歇或连续方式取决于每次沼气的需求量和沼气缓存装置的体积。沼气需求大、沼气缓存装置体积小时,采用大流量连续进料,反之,使用小流量间歇进料;当一个生物酸化积肥装置中的抽出物小于800~1000mg/L时,即该生物酸化积肥装置停止产酸,停止从该装置继续抽取发酵液。  (3)沼气生产休停:对于启动好而温室不需要使用沼气,或者一个沼气使用周期结束,温室很久不使用沼气时,停止向高效沼气发生装置中继续进料,装置进入休停状态。休停期间,保持每10~30d补加一次发酵料,保证系统内微生物的营养需求。补加发酵料的调节方法同步骤(1)所述;补加发酵料的量为反应器体积1~3倍,补加速度为2~5kg COD/(m3·d)。  (4)沼气生产休停后的再启动:对于步骤(3)中已经处于休停状态的高效沼气装置,再进入新的用气周期前必须进行再启动;再启动的方法是在新用气周期开始前3~10d,按照步骤(1)中所述方法调节发酵料,按8kg COD/(m3·d)~2 kg COD/(m3·d)负荷向高效沼气装置进行适应性进料。

微生物的发酵作用对传统酿造食品安全性的影响摘要:对我国酿造食品的工艺特点和生物转化作用机制进行了阐述,分析了发酵过程中微生物的发酵作用对食品酿造过程中的生物性污染、化学性污染和物理性污染等食品安全性因素的影响,得出我国传统酿造食品由于微生物的发酵作用经过分解、消除和滤过等过程使其更具有安全性特征。关键词:传统酿造食品;发酵作用;食品安全食品为人类提供营养要素,同时也是微生物生长的天然培养基。我国传统酿造食品(酱油、酱类、食醋、腐乳、白酒、酸菜、泡菜等)多以谷类、豆类、蔬菜等为原料,将自然界的群体微生物引入发酵过程共同作用形成风味独特的食品。通过微生物发酵作用引起的生物转化食品具有良好的品质、感官特性、可消化性和营养价值。随着现代工业发展,工业“三废”中的有毒有害物质(如重金属毒物、N-亚硝基化合物、多环芳烃化合物等)在环境中污染逐渐增多,这些有毒有害物质通过土壤、水体、空气等环境污染酿造食品原料、食品容器和包装材料等。化学农药、化肥和仓储药剂(如杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂、粮食熏蒸剂、防护剂等)通过各种渠道污染食品酿造原料,作为发酵原料的粮食在生产、加工、贮藏等环节受到霉菌、细菌、寄生虫等生物污染。本文从我国传统食品酿造的工艺特点、微生物的生物转化机制对食品污染的作用进行分析,探究传统酿造食品在发酵过程中的安全性问题。1传统酿造食品的工艺特点我国传统酿造食品历史悠久,经过千百年的实践形成独特的酿造工艺特点。1敞口固态发酵传统酿造一般采用固态发酵技术,在添加谷糠或稻壳等辅料之后进行边糖化边发酵的“双边发酵”工艺,具有发酵时间长、产品风味浓厚、管理粗放等特点。整个过程采用敞口式工艺,充分利用物产资源与自然资源,制曲时富集各种功能性微生物,驯化和培育了特定的微生物群落结构体系,将主体微生物与环境微生物融为一体。同时摸索出一套完整的温度、湿度、酸碱度、通气量、发酵时间等酿造工艺条件,创立了产品增香与各种加工技术,对创造我国独特的酿造食品风味和保证产品质量具有十分重要的作用。2多种微生物共同作用酿造过程是一个复杂的生物化学反应过程,产品品质主要取决于多种微生物的协同作用。微生物主要来自于曲种和环境,包括霉菌、酵母菌、细菌等,各种微生物共栖生长,赋予醅料复杂而完整的酶系,具有较强的糖化、液化和蛋白分解能力。各种微生物在发酵过程中盛衰交替,此消彼长,协同作用,产生单一菌种所不能比拟的作用。在发酵过程中水解与发酵交替进行,避免过高浓度底物对有益微生物和生化反应的负面影响。发酵时间长,酶促反应深入而完善,代谢产物丰富多彩,产品风味醇厚、浓郁[1-2]。3多样的产品防腐措施传统酿造食品采取灵活多样的产品安全措施,一是依靠代谢产物本身的防腐作用(如白酒是依赖酒精的杀菌作用,食醋是靠醋酸的抑菌作用);二是利用高浓度的食盐抑制微生物的生长繁殖(如酱油、酱、腐乳等)。2传统酿造食品的生物转化机制传统酿造过程是多种微生物将原料中的淀粉、蛋白质和脂类等大分子物质转化为产品的各种小分子风味物质,构成产品的主要成分。酱油的风味物质按其化合物性质可分为醇类、酯类、酸类、醛类及缩醛类、酚类、呋喃酮类和含硫化合物等[3-4];食醋中除含有主要成分醋酸外,还含有糖分、氨基酸、酯、醛、醇、酚、酮类等化学成分[5-6]。酱油和食醋等酿造食品的风味物质构成产品特有的色、香、味,其来源主要是2方面,一是植物原料的“主生物质”(如蛋白质、淀粉等“,次生物质”如丹宁、芳香族化合物、异黄酮);二是微生物及其酶对植物原料作用后的代谢产物。此外,白酒、酱油、食醋等在贮藏过程中各种代谢产物相互作用形成各种风味物质,据分析酱油含有300多种风味物质[4]。1多糖的转化传统酿造食品原料的主要成分为淀粉,它在曲霉菌分泌淀粉酶的作用下分解为葡萄糖。这些单糖一部分作为霉菌、酵母菌和细菌生长繁殖的碳源和能源,一部分在微生物的作用下形成发酵产品的各种代谢产物。由淀粉转化来的代谢产物包括各种酸类、醇类、酚类以及低聚糖等[7]。酱油的糖分包括由大豆转化的低聚糖(如水苏糖、棉子糖等)和由小麦淀粉转化的蔗果三糖、低聚果糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖以及低聚木糖等,而酿造食品的酸类、醇类、酚类等小分子产物是构成产品风味的物质基础。2蛋白质的转化

关于传统发酵技术的论文选题方向怎么选

生物工程专业编辑本段 业务培养目标: 掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论,基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计生产管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。 主干课程: 无机及分析化学 有机化学 物理化学 生物化学 基础生物学 微生物学 化工原理 生化工程 发酵设备 修业年限:四年 授予学位:工学学士 相近专业:生物技术 生物工程 生物科学 质量与可靠性工程 专业分析 1)优势 社会认可度高,对本专业有较高期望 知识范围广,生物学基础强,工科知识扎实,二者有机结合 基础扎实,应用广泛,可以很容易的转到生物科学方向或其他相关应用专业,比如食品科学,制药科学 理性思维强,善于分析问题解决问题;注重动手操作能力,可以进行独立课题实验,并提交专业论文 保研考研比率很大,很多学生有机会出国继续深造 2)劣势 专业课设置不是很成熟,各学校参差不齐 生物科学专业课和工科知识学习均深度有限 所要求的科目较多,课业较重,想要学好学精必须投入大量精力,所以课余时间不是很充足 本科毕业工作前景不是十分明朗,相关就业领域要求更高学历 3)机遇 培养高级科研和技术人才学科,出国比例大,各大有名高校都十分注重其发展 专业适用面广,易转专业,可以进一步学习上游的生命科学,也可以学习下游的实用工程学科。就业领域广泛,比如制药,食品,科研,或技术开发等 把先进高端的生命科学和应用联系起来,是非常火的专业,前景十分看好 4)挑战 相对口专业要求更高学历,本科毕业后工作相对难找,为此很多学生进一步深造学习,就业的一般从事层次较低的技术工作或干脆放弃本专业而转行 如果有志与从事相关科研工作,需要培养扎实的钻研探索精神,并注重锻炼动手能力,进一步深造学习,定会成为该方面的高级科学人才。 出路 出国 生物工程属于综合交叉发展学科,且与应用有紧密的结合,国外很多著名大学都很注意其发展,所以出国深造机遇很大,也会有更大的发展空间 可以转向学习生命科学,这方面在国外有更先进的发展研究,我国的著名高校一般都与国外大学建立了友好交流关系,会推荐此类专业的很多学生出国学习 如果转专业学习与工程联系紧密的学科,如食品发酵等,荷兰,日本等国家也是比较理想的去处 读研 读研比例很大,若想要在本学科有所建树或想从事高级技术工作必须读研进一步深造,一般有一半以上的学生会选择读研 读研选择余地打,可以转向很多相关领域,如生物,制药,食品等;保研几率比较大,且各学校,各科研院所交叉保送机会很大 读研如选择生命科学类,则向理科研究方向发展,一般会一直从事研究工作,如继续本专业或转向发酵工程,制药工程,食品科学等,硕士毕业后会有很好的就业前景 找工作 适宜于医药、食品、环保、商检等部门中生物产品 的技术开发、工程设计、生产管理及产品性能检测分析等工作及教学部门的研究与教学工作 本科生直接从事科研方面工作的可能性不大,部分毕业生转向其它行业,部分毕业生从事相关专业的下游技术工作 毕业直接在医药,食品等方向就业,工作内容一般较单调的技术工作,且需要进一步的经验积累和实践操作能力培养 未来雇主 相关研究所:中国科学院生物工程研究中心、清华大学生物工程、北京协和生物工程研究所等 相关公司:华美生物工程公司,北京市百赛生物工程公司,中国生物工程公司,北京生物工程公司,上海生物工程公司等 生物技术专业 [编辑本段]业务培养目标 业务培养目标:本专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能,能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。 [编辑本段]业务培养要求 本专业学生主要学习生物技术方面的基本理论、基本知识,受到应用基础研究和技术开发方面的科学思维和科学实验训练,具有较好的科学素养及初步的教学、研究、开发与管理的基本能力。 [编辑本段]毕业生应获得以下几方面的知识和能力 1.掌握数学、物理

如何确定论文选题?学术志以学术为志业,矢志不渝!一、论文类型的选择关于论文类型的划分,大致如下:基于研究目的可划分应用性研究和学理性研究。应用性研究具有具体性、实践性、应用性三大特点,学理性研究具有学术性、抽象性、理论性三大特征。根据研究对象的不同层面,可分为现象性研究和规律性研究。根据研究时间轴可分为三类:历史研究、现状研究、趋势研究。通过研读大量论文,我总结出一种划分论文类型的方法:从时间轴看,分为过去—现在—未来;从研究对象看(图1),包括人、物、事、理、关系、模式、政策;从研究方法看,包括思辨性研究和实证性研究(实证研究又包括量化和质化两种范式)。详述研究对象(人、物、事、理、关系、模式和政策),我们来验证论文是否包括这些元素?图1 研究对象图首先是人,关于人的研究,以《斜杠青年》为例,该文以斜杠青年这个特殊群体为研究对象。当然,做群体研究的论文甚多,如近些年许多学者做边缘群体研究,(像农民工,留守儿童,同性恋,拉拉等等)。第二是物,物包含两种范畴,一类是实际存在的物,如《3D陶瓷打印的工艺特点和艺术特征》这篇论文中“物”指具体的物陶瓷。一类“物”指代新事物(如新技术、新模式、人工智能等等),就像前两年“慕课、直播、微信”也属新事物。第三是事,事分两类:大事和小事。比如说北京奥运会,刚刚过去的世界杯就是大事。我发现截止当前,有关世界杯的文章还未刊登发表。小事指我们社会生活当中的“琐事”,譬如彩礼问题、就业问题等。对我们而言,聚焦于小事更易发文,比如《从农家走进精英大学的年轻人:“懂事”及其命运》、《大学生“约炮”行为的延续与断裂:以自我合理化为理论视角》

为温室供能用沼气发酵方法及发酵系统摘要:介绍了一种能够为温室供能用的沼气发酵方法及发酵系统的专利技术。发酵系统具体由生物酸化积肥装置、缓冲调节池、高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置等依次经管道和阀门连接组成。发酵方法具体步骤包括生物酸化积肥装置的启动和原料的生物酸化储存,高效沼气发生装置的启动、沼气生产供应、休停和再启动等。该技术与传统沼气技术相比,具有一定的优势能够根据温室生产实际,及时把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到产酸积肥池中,然后根据温室供能需求,随时通过发酵系统生产沼气。发酵残渣根据生产需要分批取出用于温室有机肥。该技术实现了可以根据温室需求对沼气发酵灵活调节的要求。   关键词:沼气;温室;供能;可调控性   1.引言   温室是现代农业工程中重要的技术主题,温室的发展使传统露天农业转化为保护条件下的可控制农业[1]。目前国际上,温室已经广泛应用于花卉、蔬菜栽培[2]。温室栽培的最大优势是通过温室环境的控制,满足作物的最佳生活条件,抵抗自然灾害等,从而获取最大的生产效益。在温室管理中,温室冬季加温、补光和二氧化碳施肥是重要的环境调控措施[3]。这些调控过程都需要能源的消耗,目前的能源消耗以一次化石能源煤和二次能源柴油、电力[4]为主。这些能源的大量消耗一方面加重了全社会的能源供给负担,另一方面也大幅度提高产品的生产成本。受能源价格影响,许多温室不得不放弃温室的冬季加温、补光和二氧化碳施肥,这样不仅不能充分发挥温室的应有功能,甚至会造成温室管理的失败。   在温室管理中,每年会产生大量的种植业有机废弃物。目前,这些被随意堆放的废弃物,造成了严重的农业面源污染[3,4]。然而,这些有机废弃物本身富含大量有机质,是非常好的沼气生产原料。如果能用温室生产管理过程中产生的有机废弃物来生产沼气,从而替代煤、石油、电力等不可再生能源用于温室供能,不仅可以降低温室供能成本,同时废弃物中的营养物质又可以循环利用,减少废弃物排放,改善农业环境。但是,迄今为止没有沼气在温室供能领域应用的成功案例。   2.传统沼气技术与温室供能需求的背离  沼气发酵技术可以分为两类,即传统沼气发酵技术和水溶性有机物高效沼气发酵技术[5, 6]。这两类技术应用于温室沼气供应都存在诸多技术难点。具体分析如下:   传统的沼气发酵技术,利用复杂性有机质发酵沼气,沼气产生具有非常大的周期性,往往开始投料时产气慢,中间产气旺盛,而且一旦沼气发酵系统启动,是否产沼气和产生多少沼气,要受原料特性和发酵规律的内在约束,很难调节。而温室用能表现在取暖、二氧化碳施肥等方面,这些能源需求往往受天气的控制,而天气又变化无常。因此,往往是要气时没有气,不要气时产气,如果满足需求将要建立庞大的储气装置,这在投资和占地上是不允许的。如果根据长期天气预报进行计划式投料,在理论上可行,但在实践上是难操作的。一方面,长期天气预报目前的准确性较差,另一方面,关于复杂有机质的产气规律不可能准确预测。同时,温室产生有机废弃物是分散在全年的各个时段,所产生的废弃物大多易腐烂,很难储存。因此传统的沼气技术基本不能适应温室供能需求。   水溶性有机物高效沼气发酵技术,利用可溶解的简单微生物进行沼气发酵,采用高效反应器可以实现较高的效率[7,8]。一是可溶性有机质非常容易反应,沼气的产生量在反应器负荷允许的范围内,基本决定于短期内的进料量,即进料多产气量大,进料少产气量小,停止进料短期即停止产气。二是成熟反应器中的沼气发酵厌氧微生物具有非常强的耐饥饿性,在长期不进料的情况下,反应器内的微生物能够长期耐受,而且再启动时可以迅速恢复正常高效产气。水溶性有机物高效沼气发酵技术的以上两点技术特征均符合温室需能波动性的要求。但是,如果单独为了温室供能需要而刻意外购水溶性有机物作为发酵原料生产沼气,不仅成本上与化石能源不具竞争优势,而且也达不到生物质废弃物资源就地利用、开展循环经济和环境建设的目的。因此,水溶性有机物高效沼气发酵技术也不适合温室供能需求。   3.技术内容  本文提供一种可以根据温室生产实际,把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到发酵系统中,然后根据温室供能需求,随时通过发酵系统生产沼气,能够为温室提供可用的沼气发酵系统及发酵方法。其中,发酵系统由生物酸化积肥装置、 缓冲调节池、 高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置依次经管道和阀门连接组成。其结构如图1所示。其中,生物酸化积肥装置和缓冲池设置主控制阀,缓冲池与高效沼气发生装置之间设置泵, 高效沼气发生装置、出水沉淀池出水暂存池之间通过水的重力自流完成连接, 出水暂存池同时与缓冲调节池和生物酸化积肥装置相连, 中间依次设泵和配水器,高效沼气发生装置联接沼气缓存装置。  为了保证沼气发酵能够满足温室供能需求,以上发酵系统按如下步骤管理  第一、进行生物酸化积肥装置的启动和原料生物酸化储存,具体方法如下   (1)按相当于温室平均每天产生量的5~5倍质量收集温室种植业有机废弃物或其他种植业有机废弃物作为启动原料,对启动原料进行粉碎预处理;  (2)向步骤(1)所得预处理原料中添加含N元素物质,混合,控制混合料碳氮比为(20:1)~(30:1);  (3)将步骤(2)所得混合料投入到初次使用的生物酸化积肥装置中,加入接种物进行接种,混合,得到发酵原料,接种物的加入量为启动原料干重的3%~5%;  (4)向步骤(3)中生物酸化积肥装置中加水进行发酵,水的加入量为至少高于启动原料平面10cm,发酵温度控制在20~40℃;  (5)经过4~5天发酵后,发酵液pH值降到6以下,即完成酸化积肥装置的启动;  (6)按照步骤(1)~(2)的方法随时收集处理温室生产的有机废弃物,及时投入已经启动的生物酸化积肥装置中,不需接种,直接加水至原料平面以上10cm;  (7)重复步骤(6)直至一个生物酸化积肥装置投满,重新启用另一个生物酸化积肥装置,重复操作步骤(1)~(6) ;  第二、进行高效沼气发生装置启动,调控装置运行满足温室用能与沼气生产的协调,具体方法如下:   (1)高效沼气发生装置启动:投入接种物进入高效沼气发生装置,用水或水与生物酸化积肥装置中抽出的酸液混合物加满沼气发生装置,静止3~5d,接种物加入量为3~10kgVSS/m3;从生物酸化积肥装置抽出有机酸液泵入缓冲调节池中,用出水暂存池中的系统出水或外来水调节,控制有机酸液的化学耗氧量(COD)浓度为2000~5000mg/L,作为沼气发酵料;按5kg COD/( m3·d)~2kg COD/( m3·d)的速率阶段式调整水力负荷,连续进料直到实现水力负荷为5kg COD/( m3·d)~10kg COD/( m3·d),即完成沼气发生装置的启动,整个启动大约需50~80d。启动期间,温度控制为25~35℃。负荷调整的原则为,每次水力负荷调整运行稳定后,才开始进行下一阶段负荷的增加;沼气发生装置的出水经沉淀池沉淀后,流入出水暂存池,部分作为生物酸化积肥装置液体补加,部分用于缓冲调节池酸液的发酵料调节使用(2)沼气生产供应:根据温室生产实际预算沼气需求的时间和数量,按1kg COD产 4~5m3沼气折算有机酸液的需求数量和时间,并按时按量从生物酸化积肥装置中抽机酸液进入缓冲调节池,按步骤(1)中所述方法调节成沼气发酵料;按5kgCOD/( m3·d)~30kg COD/(m3·d)水力负荷的流量,采用间歇或连续方式向已经启动好的沼气发生装置中进料进行沼气生产,产生的沼气进入沼气缓存装置备用;进料的流速控制、间歇或连续方式取决于每次沼气的需求量和沼气缓存装置的体积。沼气需求大、沼气缓存装置体积小时,采用大流量连续进料,反之,使用小流量间歇进料;当一个生物酸化积肥装置中的抽出物小于800~1000mg/L时,即该生物酸化积肥装置停止产酸,停止从该装置继续抽取发酵液。  (3)沼气生产休停:对于启动好而温室不需要使用沼气,或者一个沼气使用周期结束,温室很久不使用沼气时,停止向高效沼气发生装置中继续进料,装置进入休停状态。休停期间,保持每10~30d补加一次发酵料,保证系统内微生物的营养需求。补加发酵料的调节方法同步骤(1)所述;补加发酵料的量为反应器体积1~3倍,补加速度为2~5kg COD/(m3·d)。  (4)沼气生产休停后的再启动:对于步骤(3)中已经处于休停状态的高效沼气装置,再进入新的用气周期前必须进行再启动;再启动的方法是在新用气周期开始前3~10d,按照步骤(1)中所述方法调节发酵料,按8kg COD/(m3·d)~2 kg COD/(m3·d)负荷向高效沼气装置进行适应性进料。

作为一名学生,我们对于研究的领域了解不太深入。通常情况下,我们的导师会帮助我们选择论文题目,确定研究方向,因为老师有非常深入的研究和渊博的学识。

关于传统发酵技术的论文选题方向怎么填

生物工程专业编辑本段 业务培养目标: 掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论,基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计生产管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。 主干课程: 无机及分析化学 有机化学 物理化学 生物化学 基础生物学 微生物学 化工原理 生化工程 发酵设备 修业年限:四年 授予学位:工学学士 相近专业:生物技术 生物工程 生物科学 质量与可靠性工程 专业分析 1)优势 社会认可度高,对本专业有较高期望 知识范围广,生物学基础强,工科知识扎实,二者有机结合 基础扎实,应用广泛,可以很容易的转到生物科学方向或其他相关应用专业,比如食品科学,制药科学 理性思维强,善于分析问题解决问题;注重动手操作能力,可以进行独立课题实验,并提交专业论文 保研考研比率很大,很多学生有机会出国继续深造 2)劣势 专业课设置不是很成熟,各学校参差不齐 生物科学专业课和工科知识学习均深度有限 所要求的科目较多,课业较重,想要学好学精必须投入大量精力,所以课余时间不是很充足 本科毕业工作前景不是十分明朗,相关就业领域要求更高学历 3)机遇 培养高级科研和技术人才学科,出国比例大,各大有名高校都十分注重其发展 专业适用面广,易转专业,可以进一步学习上游的生命科学,也可以学习下游的实用工程学科。就业领域广泛,比如制药,食品,科研,或技术开发等 把先进高端的生命科学和应用联系起来,是非常火的专业,前景十分看好 4)挑战 相对口专业要求更高学历,本科毕业后工作相对难找,为此很多学生进一步深造学习,就业的一般从事层次较低的技术工作或干脆放弃本专业而转行 如果有志与从事相关科研工作,需要培养扎实的钻研探索精神,并注重锻炼动手能力,进一步深造学习,定会成为该方面的高级科学人才。 出路 出国 生物工程属于综合交叉发展学科,且与应用有紧密的结合,国外很多著名大学都很注意其发展,所以出国深造机遇很大,也会有更大的发展空间 可以转向学习生命科学,这方面在国外有更先进的发展研究,我国的著名高校一般都与国外大学建立了友好交流关系,会推荐此类专业的很多学生出国学习 如果转专业学习与工程联系紧密的学科,如食品发酵等,荷兰,日本等国家也是比较理想的去处 读研 读研比例很大,若想要在本学科有所建树或想从事高级技术工作必须读研进一步深造,一般有一半以上的学生会选择读研 读研选择余地打,可以转向很多相关领域,如生物,制药,食品等;保研几率比较大,且各学校,各科研院所交叉保送机会很大 读研如选择生命科学类,则向理科研究方向发展,一般会一直从事研究工作,如继续本专业或转向发酵工程,制药工程,食品科学等,硕士毕业后会有很好的就业前景 找工作 适宜于医药、食品、环保、商检等部门中生物产品 的技术开发、工程设计、生产管理及产品性能检测分析等工作及教学部门的研究与教学工作 本科生直接从事科研方面工作的可能性不大,部分毕业生转向其它行业,部分毕业生从事相关专业的下游技术工作 毕业直接在医药,食品等方向就业,工作内容一般较单调的技术工作,且需要进一步的经验积累和实践操作能力培养 未来雇主 相关研究所:中国科学院生物工程研究中心、清华大学生物工程、北京协和生物工程研究所等 相关公司:华美生物工程公司,北京市百赛生物工程公司,中国生物工程公司,北京生物工程公司,上海生物工程公司等 生物技术专业 [编辑本段]业务培养目标 业务培养目标:本专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能,能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。 [编辑本段]业务培养要求 本专业学生主要学习生物技术方面的基本理论、基本知识,受到应用基础研究和技术开发方面的科学思维和科学实验训练,具有较好的科学素养及初步的教学、研究、开发与管理的基本能力。 [编辑本段]毕业生应获得以下几方面的知识和能力 1.掌握数学、物理

回答 亲~这道题由我来回答,打字需要一点时间,还请您耐心等待一下 你好,亲很高兴为你解答,1、了解自己感兴趣的课题能够研究自己感兴趣的内容是一件很幸运的事情。日常学习与翻阅专业文献,可以帮助你更好地找到自己的兴趣点。有了感兴趣的内容,就要付之实践。首先是查找相关资料,通过知网等工具可以轻松地检索到自己感兴趣内容的相关文献,当然还可以通过百度、谷歌等浏览器以及图书馆等社会资源下载所需文献。有了详细的了解之后,再考虑是否要进行更深层次的研究。2、明确导师的研究方向了解导师制定的研究方向和预期目标是确定研究内容的又一行之有效的方法。首先,应当详细地了解导师的研究方向。其次,如果是导师给出的研究方向,那么一般是可行的;这时我们就要积极与导师沟通,了解导师对于该课题的想法;在进行充分、有效地交流之后,我们就要对导师提出的建议进行认真考虑,可行度较高的话,就可以着手开始搜集资料,为论文完成打好基础。3、确定研究思路和计划“书读百遍,其义自见”,通过与导师、学长学姐的沟通,我们可能会对这个课题有一定新的认识,确定了研究方向之后,就要对近几年的文献进行更深的了解。精读和泛读相结合,同时对论文的主要观点、论证方式进行记录,同时要进行思考研究课题目前存在的问题以及需要改进的地方,形成一个完整的研究计划。 提问 我的题目是Co-MOF电极材料的制备与性能研究。 这属于哪一研究方向 ? 回答 亲,这属于材料研究 更多3条 

关于传统发酵技术的论文选题方向是什么

生物工程专业编辑本段 业务培养目标: 掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论,基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计生产管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。 主干课程: 无机及分析化学 有机化学 物理化学 生物化学 基础生物学 微生物学 化工原理 生化工程 发酵设备 修业年限:四年 授予学位:工学学士 相近专业:生物技术 生物工程 生物科学 质量与可靠性工程 专业分析 1)优势 社会认可度高,对本专业有较高期望 知识范围广,生物学基础强,工科知识扎实,二者有机结合 基础扎实,应用广泛,可以很容易的转到生物科学方向或其他相关应用专业,比如食品科学,制药科学 理性思维强,善于分析问题解决问题;注重动手操作能力,可以进行独立课题实验,并提交专业论文 保研考研比率很大,很多学生有机会出国继续深造 2)劣势 专业课设置不是很成熟,各学校参差不齐 生物科学专业课和工科知识学习均深度有限 所要求的科目较多,课业较重,想要学好学精必须投入大量精力,所以课余时间不是很充足 本科毕业工作前景不是十分明朗,相关就业领域要求更高学历 3)机遇 培养高级科研和技术人才学科,出国比例大,各大有名高校都十分注重其发展 专业适用面广,易转专业,可以进一步学习上游的生命科学,也可以学习下游的实用工程学科。就业领域广泛,比如制药,食品,科研,或技术开发等 把先进高端的生命科学和应用联系起来,是非常火的专业,前景十分看好 4)挑战 相对口专业要求更高学历,本科毕业后工作相对难找,为此很多学生进一步深造学习,就业的一般从事层次较低的技术工作或干脆放弃本专业而转行 如果有志与从事相关科研工作,需要培养扎实的钻研探索精神,并注重锻炼动手能力,进一步深造学习,定会成为该方面的高级科学人才。 出路 出国 生物工程属于综合交叉发展学科,且与应用有紧密的结合,国外很多著名大学都很注意其发展,所以出国深造机遇很大,也会有更大的发展空间 可以转向学习生命科学,这方面在国外有更先进的发展研究,我国的著名高校一般都与国外大学建立了友好交流关系,会推荐此类专业的很多学生出国学习 如果转专业学习与工程联系紧密的学科,如食品发酵等,荷兰,日本等国家也是比较理想的去处 读研 读研比例很大,若想要在本学科有所建树或想从事高级技术工作必须读研进一步深造,一般有一半以上的学生会选择读研 读研选择余地打,可以转向很多相关领域,如生物,制药,食品等;保研几率比较大,且各学校,各科研院所交叉保送机会很大 读研如选择生命科学类,则向理科研究方向发展,一般会一直从事研究工作,如继续本专业或转向发酵工程,制药工程,食品科学等,硕士毕业后会有很好的就业前景 找工作 适宜于医药、食品、环保、商检等部门中生物产品 的技术开发、工程设计、生产管理及产品性能检测分析等工作及教学部门的研究与教学工作 本科生直接从事科研方面工作的可能性不大,部分毕业生转向其它行业,部分毕业生从事相关专业的下游技术工作 毕业直接在医药,食品等方向就业,工作内容一般较单调的技术工作,且需要进一步的经验积累和实践操作能力培养 未来雇主 相关研究所:中国科学院生物工程研究中心、清华大学生物工程、北京协和生物工程研究所等 相关公司:华美生物工程公司,北京市百赛生物工程公司,中国生物工程公司,北京生物工程公司,上海生物工程公司等 生物技术专业 [编辑本段]业务培养目标 业务培养目标:本专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能,能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。 [编辑本段]业务培养要求 本专业学生主要学习生物技术方面的基本理论、基本知识,受到应用基础研究和技术开发方面的科学思维和科学实验训练,具有较好的科学素养及初步的教学、研究、开发与管理的基本能力。 [编辑本段]毕业生应获得以下几方面的知识和能力 1.掌握数学、物理

为温室供能用沼气发酵方法及发酵系统摘要:介绍了一种能够为温室供能用的沼气发酵方法及发酵系统的专利技术。发酵系统具体由生物酸化积肥装置、缓冲调节池、高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置等依次经管道和阀门连接组成。发酵方法具体步骤包括生物酸化积肥装置的启动和原料的生物酸化储存,高效沼气发生装置的启动、沼气生产供应、休停和再启动等。该技术与传统沼气技术相比,具有一定的优势能够根据温室生产实际,及时把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到产酸积肥池中,然后根据温室供能需求,随时通过发酵系统生产沼气。发酵残渣根据生产需要分批取出用于温室有机肥。该技术实现了可以根据温室需求对沼气发酵灵活调节的要求。   关键词:沼气;温室;供能;可调控性   1.引言   温室是现代农业工程中重要的技术主题,温室的发展使传统露天农业转化为保护条件下的可控制农业[1]。目前国际上,温室已经广泛应用于花卉、蔬菜栽培[2]。温室栽培的最大优势是通过温室环境的控制,满足作物的最佳生活条件,抵抗自然灾害等,从而获取最大的生产效益。在温室管理中,温室冬季加温、补光和二氧化碳施肥是重要的环境调控措施[3]。这些调控过程都需要能源的消耗,目前的能源消耗以一次化石能源煤和二次能源柴油、电力[4]为主。这些能源的大量消耗一方面加重了全社会的能源供给负担,另一方面也大幅度提高产品的生产成本。受能源价格影响,许多温室不得不放弃温室的冬季加温、补光和二氧化碳施肥,这样不仅不能充分发挥温室的应有功能,甚至会造成温室管理的失败。   在温室管理中,每年会产生大量的种植业有机废弃物。目前,这些被随意堆放的废弃物,造成了严重的农业面源污染[3,4]。然而,这些有机废弃物本身富含大量有机质,是非常好的沼气生产原料。如果能用温室生产管理过程中产生的有机废弃物来生产沼气,从而替代煤、石油、电力等不可再生能源用于温室供能,不仅可以降低温室供能成本,同时废弃物中的营养物质又可以循环利用,减少废弃物排放,改善农业环境。但是,迄今为止没有沼气在温室供能领域应用的成功案例。   2.传统沼气技术与温室供能需求的背离  沼气发酵技术可以分为两类,即传统沼气发酵技术和水溶性有机物高效沼气发酵技术[5, 6]。这两类技术应用于温室沼气供应都存在诸多技术难点。具体分析如下:   传统的沼气发酵技术,利用复杂性有机质发酵沼气,沼气产生具有非常大的周期性,往往开始投料时产气慢,中间产气旺盛,而且一旦沼气发酵系统启动,是否产沼气和产生多少沼气,要受原料特性和发酵规律的内在约束,很难调节。而温室用能表现在取暖、二氧化碳施肥等方面,这些能源需求往往受天气的控制,而天气又变化无常。因此,往往是要气时没有气,不要气时产气,如果满足需求将要建立庞大的储气装置,这在投资和占地上是不允许的。如果根据长期天气预报进行计划式投料,在理论上可行,但在实践上是难操作的。一方面,长期天气预报目前的准确性较差,另一方面,关于复杂有机质的产气规律不可能准确预测。同时,温室产生有机废弃物是分散在全年的各个时段,所产生的废弃物大多易腐烂,很难储存。因此传统的沼气技术基本不能适应温室供能需求。   水溶性有机物高效沼气发酵技术,利用可溶解的简单微生物进行沼气发酵,采用高效反应器可以实现较高的效率[7,8]。一是可溶性有机质非常容易反应,沼气的产生量在反应器负荷允许的范围内,基本决定于短期内的进料量,即进料多产气量大,进料少产气量小,停止进料短期即停止产气。二是成熟反应器中的沼气发酵厌氧微生物具有非常强的耐饥饿性,在长期不进料的情况下,反应器内的微生物能够长期耐受,而且再启动时可以迅速恢复正常高效产气。水溶性有机物高效沼气发酵技术的以上两点技术特征均符合温室需能波动性的要求。但是,如果单独为了温室供能需要而刻意外购水溶性有机物作为发酵原料生产沼气,不仅成本上与化石能源不具竞争优势,而且也达不到生物质废弃物资源就地利用、开展循环经济和环境建设的目的。因此,水溶性有机物高效沼气发酵技术也不适合温室供能需求。   3.技术内容  本文提供一种可以根据温室生产实际,把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到发酵系统中,然后根据温室供能需求,随时通过发酵系统生产沼气,能够为温室提供可用的沼气发酵系统及发酵方法。其中,发酵系统由生物酸化积肥装置、 缓冲调节池、 高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置依次经管道和阀门连接组成。其结构如图1所示。其中,生物酸化积肥装置和缓冲池设置主控制阀,缓冲池与高效沼气发生装置之间设置泵, 高效沼气发生装置、出水沉淀池出水暂存池之间通过水的重力自流完成连接, 出水暂存池同时与缓冲调节池和生物酸化积肥装置相连, 中间依次设泵和配水器,高效沼气发生装置联接沼气缓存装置。  为了保证沼气发酵能够满足温室供能需求,以上发酵系统按如下步骤管理  第一、进行生物酸化积肥装置的启动和原料生物酸化储存,具体方法如下   (1)按相当于温室平均每天产生量的5~5倍质量收集温室种植业有机废弃物或其他种植业有机废弃物作为启动原料,对启动原料进行粉碎预处理;  (2)向步骤(1)所得预处理原料中添加含N元素物质,混合,控制混合料碳氮比为(20:1)~(30:1);  (3)将步骤(2)所得混合料投入到初次使用的生物酸化积肥装置中,加入接种物进行接种,混合,得到发酵原料,接种物的加入量为启动原料干重的3%~5%;  (4)向步骤(3)中生物酸化积肥装置中加水进行发酵,水的加入量为至少高于启动原料平面10cm,发酵温度控制在20~40℃;  (5)经过4~5天发酵后,发酵液pH值降到6以下,即完成酸化积肥装置的启动;  (6)按照步骤(1)~(2)的方法随时收集处理温室生产的有机废弃物,及时投入已经启动的生物酸化积肥装置中,不需接种,直接加水至原料平面以上10cm;  (7)重复步骤(6)直至一个生物酸化积肥装置投满,重新启用另一个生物酸化积肥装置,重复操作步骤(1)~(6) ;  第二、进行高效沼气发生装置启动,调控装置运行满足温室用能与沼气生产的协调,具体方法如下:   (1)高效沼气发生装置启动:投入接种物进入高效沼气发生装置,用水或水与生物酸化积肥装置中抽出的酸液混合物加满沼气发生装置,静止3~5d,接种物加入量为3~10kgVSS/m3;从生物酸化积肥装置抽出有机酸液泵入缓冲调节池中,用出水暂存池中的系统出水或外来水调节,控制有机酸液的化学耗氧量(COD)浓度为2000~5000mg/L,作为沼气发酵料;按5kg COD/( m3·d)~2kg COD/( m3·d)的速率阶段式调整水力负荷,连续进料直到实现水力负荷为5kg COD/( m3·d)~10kg COD/( m3·d),即完成沼气发生装置的启动,整个启动大约需50~80d。启动期间,温度控制为25~35℃。负荷调整的原则为,每次水力负荷调整运行稳定后,才开始进行下一阶段负荷的增加;沼气发生装置的出水经沉淀池沉淀后,流入出水暂存池,部分作为生物酸化积肥装置液体补加,部分用于缓冲调节池酸液的发酵料调节使用(2)沼气生产供应:根据温室生产实际预算沼气需求的时间和数量,按1kg COD产 4~5m3沼气折算有机酸液的需求数量和时间,并按时按量从生物酸化积肥装置中抽机酸液进入缓冲调节池,按步骤(1)中所述方法调节成沼气发酵料;按5kgCOD/( m3·d)~30kg COD/(m3·d)水力负荷的流量,采用间歇或连续方式向已经启动好的沼气发生装置中进料进行沼气生产,产生的沼气进入沼气缓存装置备用;进料的流速控制、间歇或连续方式取决于每次沼气的需求量和沼气缓存装置的体积。沼气需求大、沼气缓存装置体积小时,采用大流量连续进料,反之,使用小流量间歇进料;当一个生物酸化积肥装置中的抽出物小于800~1000mg/L时,即该生物酸化积肥装置停止产酸,停止从该装置继续抽取发酵液。  (3)沼气生产休停:对于启动好而温室不需要使用沼气,或者一个沼气使用周期结束,温室很久不使用沼气时,停止向高效沼气发生装置中继续进料,装置进入休停状态。休停期间,保持每10~30d补加一次发酵料,保证系统内微生物的营养需求。补加发酵料的调节方法同步骤(1)所述;补加发酵料的量为反应器体积1~3倍,补加速度为2~5kg COD/(m3·d)。  (4)沼气生产休停后的再启动:对于步骤(3)中已经处于休停状态的高效沼气装置,再进入新的用气周期前必须进行再启动;再启动的方法是在新用气周期开始前3~10d,按照步骤(1)中所述方法调节发酵料,按8kg COD/(m3·d)~2 kg COD/(m3·d)负荷向高效沼气装置进行适应性进料。

关于发酵技术的论文选题方向

为温室供能用沼气发酵方法及发酵系统摘要:介绍了一种能够为温室供能用的沼气发酵方法及发酵系统的专利技术。发酵系统具体由生物酸化积肥装置、缓冲调节池、高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置等依次经管道和阀门连接组成。发酵方法具体步骤包括生物酸化积肥装置的启动和原料的生物酸化储存,高效沼气发生装置的启动、沼气生产供应、休停和再启动等。该技术与传统沼气技术相比,具有一定的优势能够根据温室生产实际,及时把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到产酸积肥池中,然后根据温室供能需求,随时通过发酵系统生产沼气。发酵残渣根据生产需要分批取出用于温室有机肥。该技术实现了可以根据温室需求对沼气发酵灵活调节的要求。   关键词:沼气;温室;供能;可调控性   1.引言   温室是现代农业工程中重要的技术主题,温室的发展使传统露天农业转化为保护条件下的可控制农业[1]。目前国际上,温室已经广泛应用于花卉、蔬菜栽培[2]。温室栽培的最大优势是通过温室环境的控制,满足作物的最佳生活条件,抵抗自然灾害等,从而获取最大的生产效益。在温室管理中,温室冬季加温、补光和二氧化碳施肥是重要的环境调控措施[3]。这些调控过程都需要能源的消耗,目前的能源消耗以一次化石能源煤和二次能源柴油、电力[4]为主。这些能源的大量消耗一方面加重了全社会的能源供给负担,另一方面也大幅度提高产品的生产成本。受能源价格影响,许多温室不得不放弃温室的冬季加温、补光和二氧化碳施肥,这样不仅不能充分发挥温室的应有功能,甚至会造成温室管理的失败。   在温室管理中,每年会产生大量的种植业有机废弃物。目前,这些被随意堆放的废弃物,造成了严重的农业面源污染[3,4]。然而,这些有机废弃物本身富含大量有机质,是非常好的沼气生产原料。如果能用温室生产管理过程中产生的有机废弃物来生产沼气,从而替代煤、石油、电力等不可再生能源用于温室供能,不仅可以降低温室供能成本,同时废弃物中的营养物质又可以循环利用,减少废弃物排放,改善农业环境。但是,迄今为止没有沼气在温室供能领域应用的成功案例。   2.传统沼气技术与温室供能需求的背离  沼气发酵技术可以分为两类,即传统沼气发酵技术和水溶性有机物高效沼气发酵技术[5, 6]。这两类技术应用于温室沼气供应都存在诸多技术难点。具体分析如下:   传统的沼气发酵技术,利用复杂性有机质发酵沼气,沼气产生具有非常大的周期性,往往开始投料时产气慢,中间产气旺盛,而且一旦沼气发酵系统启动,是否产沼气和产生多少沼气,要受原料特性和发酵规律的内在约束,很难调节。而温室用能表现在取暖、二氧化碳施肥等方面,这些能源需求往往受天气的控制,而天气又变化无常。因此,往往是要气时没有气,不要气时产气,如果满足需求将要建立庞大的储气装置,这在投资和占地上是不允许的。如果根据长期天气预报进行计划式投料,在理论上可行,但在实践上是难操作的。一方面,长期天气预报目前的准确性较差,另一方面,关于复杂有机质的产气规律不可能准确预测。同时,温室产生有机废弃物是分散在全年的各个时段,所产生的废弃物大多易腐烂,很难储存。因此传统的沼气技术基本不能适应温室供能需求。   水溶性有机物高效沼气发酵技术,利用可溶解的简单微生物进行沼气发酵,采用高效反应器可以实现较高的效率[7,8]。一是可溶性有机质非常容易反应,沼气的产生量在反应器负荷允许的范围内,基本决定于短期内的进料量,即进料多产气量大,进料少产气量小,停止进料短期即停止产气。二是成熟反应器中的沼气发酵厌氧微生物具有非常强的耐饥饿性,在长期不进料的情况下,反应器内的微生物能够长期耐受,而且再启动时可以迅速恢复正常高效产气。水溶性有机物高效沼气发酵技术的以上两点技术特征均符合温室需能波动性的要求。但是,如果单独为了温室供能需要而刻意外购水溶性有机物作为发酵原料生产沼气,不仅成本上与化石能源不具竞争优势,而且也达不到生物质废弃物资源就地利用、开展循环经济和环境建设的目的。因此,水溶性有机物高效沼气发酵技术也不适合温室供能需求。   3.技术内容  本文提供一种可以根据温室生产实际,把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到发酵系统中,然后根据温室供能需求,随时通过发酵系统生产沼气,能够为温室提供可用的沼气发酵系统及发酵方法。其中,发酵系统由生物酸化积肥装置、 缓冲调节池、 高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置依次经管道和阀门连接组成。其结构如图1所示。其中,生物酸化积肥装置和缓冲池设置主控制阀,缓冲池与高效沼气发生装置之间设置泵, 高效沼气发生装置、出水沉淀池出水暂存池之间通过水的重力自流完成连接, 出水暂存池同时与缓冲调节池和生物酸化积肥装置相连, 中间依次设泵和配水器,高效沼气发生装置联接沼气缓存装置。  为了保证沼气发酵能够满足温室供能需求,以上发酵系统按如下步骤管理  第一、进行生物酸化积肥装置的启动和原料生物酸化储存,具体方法如下   (1)按相当于温室平均每天产生量的5~5倍质量收集温室种植业有机废弃物或其他种植业有机废弃物作为启动原料,对启动原料进行粉碎预处理;  (2)向步骤(1)所得预处理原料中添加含N元素物质,混合,控制混合料碳氮比为(20:1)~(30:1);  (3)将步骤(2)所得混合料投入到初次使用的生物酸化积肥装置中,加入接种物进行接种,混合,得到发酵原料,接种物的加入量为启动原料干重的3%~5%;  (4)向步骤(3)中生物酸化积肥装置中加水进行发酵,水的加入量为至少高于启动原料平面10cm,发酵温度控制在20~40℃;  (5)经过4~5天发酵后,发酵液pH值降到6以下,即完成酸化积肥装置的启动;  (6)按照步骤(1)~(2)的方法随时收集处理温室生产的有机废弃物,及时投入已经启动的生物酸化积肥装置中,不需接种,直接加水至原料平面以上10cm;  (7)重复步骤(6)直至一个生物酸化积肥装置投满,重新启用另一个生物酸化积肥装置,重复操作步骤(1)~(6) ;  第二、进行高效沼气发生装置启动,调控装置运行满足温室用能与沼气生产的协调,具体方法如下:   (1)高效沼气发生装置启动:投入接种物进入高效沼气发生装置,用水或水与生物酸化积肥装置中抽出的酸液混合物加满沼气发生装置,静止3~5d,接种物加入量为3~10kgVSS/m3;从生物酸化积肥装置抽出有机酸液泵入缓冲调节池中,用出水暂存池中的系统出水或外来水调节,控制有机酸液的化学耗氧量(COD)浓度为2000~5000mg/L,作为沼气发酵料;按5kg COD/( m3·d)~2kg COD/( m3·d)的速率阶段式调整水力负荷,连续进料直到实现水力负荷为5kg COD/( m3·d)~10kg COD/( m3·d),即完成沼气发生装置的启动,整个启动大约需50~80d。启动期间,温度控制为25~35℃。负荷调整的原则为,每次水力负荷调整运行稳定后,才开始进行下一阶段负荷的增加;沼气发生装置的出水经沉淀池沉淀后,流入出水暂存池,部分作为生物酸化积肥装置液体补加,部分用于缓冲调节池酸液的发酵料调节使用(2)沼气生产供应:根据温室生产实际预算沼气需求的时间和数量,按1kg COD产 4~5m3沼气折算有机酸液的需求数量和时间,并按时按量从生物酸化积肥装置中抽机酸液进入缓冲调节池,按步骤(1)中所述方法调节成沼气发酵料;按5kgCOD/( m3·d)~30kg COD/(m3·d)水力负荷的流量,采用间歇或连续方式向已经启动好的沼气发生装置中进料进行沼气生产,产生的沼气进入沼气缓存装置备用;进料的流速控制、间歇或连续方式取决于每次沼气的需求量和沼气缓存装置的体积。沼气需求大、沼气缓存装置体积小时,采用大流量连续进料,反之,使用小流量间歇进料;当一个生物酸化积肥装置中的抽出物小于800~1000mg/L时,即该生物酸化积肥装置停止产酸,停止从该装置继续抽取发酵液。  (3)沼气生产休停:对于启动好而温室不需要使用沼气,或者一个沼气使用周期结束,温室很久不使用沼气时,停止向高效沼气发生装置中继续进料,装置进入休停状态。休停期间,保持每10~30d补加一次发酵料,保证系统内微生物的营养需求。补加发酵料的调节方法同步骤(1)所述;补加发酵料的量为反应器体积1~3倍,补加速度为2~5kg COD/(m3·d)。  (4)沼气生产休停后的再启动:对于步骤(3)中已经处于休停状态的高效沼气装置,再进入新的用气周期前必须进行再启动;再启动的方法是在新用气周期开始前3~10d,按照步骤(1)中所述方法调节发酵料,按8kg COD/(m3·d)~2 kg COD/(m3·d)负荷向高效沼气装置进行适应性进料。

发酵工程的前景 2007-08-14 10:36:17 本文已公布到博客频道校园·教育分类 关于发酵工程的个人观点:1 该学科前途无量,需要发展:发酵工程作为最早从事微生物学的研究领域,在过去的3个世纪中为人类的生活、生存、社会的发展作出了重大的贡献。但这些都是过去的成就。发酵工程与现在的生物工程(基因工程)相比,是处于劣势,因为其是个老学科,在很多人看来,其没有什么大的学问,通过一些操作过程的控制和菌种的筛选难以达到基因工程那样迅捷的效果。但目前发酵工程不断在发展自己,不断整合其他学科的优点来发展自己:1 上游方面:在菌种选育方面与基因工程相结合,从源头上来发展自己的优势。但这一方面存在很大的问题,因为搞基因的人对发酵不很熟悉,使得许多基因工程菌难以发酵生产产品,而且基因工程菌发酵的乙酸问题到现在还没有解决;另一方面,基因工程领域的专家对发酵工业具有很大应用价值的菌种还没有做深入研究(我指的是国内情况),国内还没有哪个基因中心对工业微生物进行基因测序,据我知道,华中农业大学已经在农业微生物方面已经与基因中心在进行农业微生物的测序工作,而工业微生物还没有第一个吃螃蟹的人,主要是因为工业微生物这个菌种生产上不行了,换个就是了,舍不得花钱。当然哦,测序的费用也很大,需要基因工程进一步提高技术降低测序成本。2工艺方面: 在过程控制中,与微生物学、微生物生理学、计算机工程、控制工程、化工工程等学科相结合,将过程操作变数与微生物生理状态结合起来。基于微生物反应原理的培养基组成优化;基于微生物代谢特性的分阶段培养策略;基于代谢通量分析的发酵优化策略。等等策略的利用,华东理工大学的多尺度控制策略(叶勤教授等)就是将化工领域的策略运用到微生物学领域的典型范例,并取得很大的成就(华北制药等等)。3 下游方面:也是我个人认为最薄弱、最需要发展的方面。从我所知道的情况,目前我们很多产品都能通过发酵工程发酵生产出来,但我们没有办法将其从发酵液中拿出来,这是我们发酵工程最需要解决的问题。为什么会出现这样的问题呢?因为搞发酵工程的人大多是搞微生物学或者食品方向的,缺乏化学工程的学术背景,而发酵产品提取需要化工背景的人来做,但我们国家化学工程方面的人不屑于做这些事情,一方面是发酵工程方面的人搞不定产品的提取,一方面是化工背景的人不屑于做这样的事情,才导致我们国家很多发酵产品虽然能发酵出来,但不能提出出来进入市场。2 该学科在积极拓展自己的领域:最明显的例子是交叉学科的出现,如发酵工程与环境工程的交叉形成了环境生物技术,与化工交叉的生物化工,与纺织工业交叉的纺织生物工程等的等。

发酵豆粕的实质是“用发酵技术处理大宗原料----豆粕”,受规模和原料成本所限,小规模,不稳定的生产方式是不合理的,必须以工业化水平进行生产。工业的技术前提,是“检测-分析-反馈体系”的建立和健全。目前发酵豆粕工艺对于检测体系是缺失的。本实验在实验中,首先建立了完整的发酵豆粕的“检测-分析-反馈体系”,然后进行工艺开发,并对所建立的“检测-分析-反馈体系”进行了合理性证明。首先明确液体深层发酵工艺过程参数选取的三个原则:1,精度。2,即时性。3,多重平行。为建立固体发酵工艺的“检测-分析-反馈体系”,进行生理参数的选取和检测,在借鉴液体深层发酵工艺以建立检测体系的过程中,最大的障碍就是物料的物理性质。由于固体发酵物料不是均匀的,这就要求取样不能任意选取,而应该在最能代表大部分或绝大部分物料的点,选取不止一个的点进行检测,然后去掉离群值,平均其余的检测点以尽可能得到散布较小的,有连贯性的数据。按照发酵行业检测的习惯,所有生理参数检测都是在较稀的水溶液中进行。工业化检测的经验显示,在水溶液中进行的定量检测,比固体条件下的检测要精确地多。依照这个惯例,固体发酵工艺过程参数也应该选用与液体深层发酵类似的过程生理参数。按照发酵参数选取的原则,参照液体发酵,已经初步确定固体发酵工艺的生理参数,但是,要建立完整的数据处理方法,也即工业化前提的“检测-分析-反馈体系”,必须要证明曲线的合理性,解决曲线的真实度和连续性,曲线才能认为是可以分析的。本文在理论上论证参数的合理性和方法的正确性的可能性。并且,用实验验证检测方法,进行实证。另外,本文明确提出了发酵风险成本的概念。事实上,发酵风险成本概念的提出,以及本文在全成本核算中,提出发酵工艺的相对合理性指标,就可以建立在成本上量化的评价被开发工艺的合理性和先进性的评价体系,直接在数字上比较工艺优劣,回避开工艺选择过程因为标准模糊而进入两难的境地。本实验在建立的“检测-分析-反馈体系”上,应用对发酵风险成本的计算和对发酵工艺相对合理性指标的比较上,在尊重“发酵豆粕的本质是豆粕原料的微生物处理”的观念下,得到了具有工业级意义的,可以放大的,稳定的成本合理的发酵豆粕工艺。 [1] 赵艳,章亭洲 发酵豆粕替代75%秘鲁鱼粉对仔猪生长性能的影响[J] 饲料与畜牧 2010(06)[2] 严鹤松,夏俊松,梁运祥 黑曲霉发酵豆粕的研究[J] 饲料工业 2009(13)[3] 晓陆 2009年5月全国饲料生产形势分析[J] 饲料广角 2009(12)[4] 曹允 2007年美国饲料与畜牧市场概况(1)[J] 饲料广角 2009(12)[5] 李建 发酵豆粕研究进展[J] 粮食与饲料工业 2009(06)[6] 陈济琛,陈名洪,蔡海松,林新坚 芽孢菌固态发酵降解豆粕工艺研究[J] 大豆科学 2008(05)[7] 蒋国华 粗饲料降解剂发酵豆粕喂猪技术[J] 农村新技术 2008(16)[8] 钟耀华,王晓利,汪天虹 丝状真菌高效表达异源蛋白研究进展[J] 生物工程学报 2008(04)[9] 苏移山,王圣钧,王鹏,祁庆生 N-糖酰胺酶F在大肠杆菌中的高效表达及其脱糖基化作用研究[J] 生物工程学报 2005(06)[10] 邵伟,熊泽,何晓文 发酵大豆多肽及其功能研究[J] 中国酿造 2005(06)

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