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論文

稻桿之生質能醱酵

林茜羽

逢甲大學環境工程與科學所

2008

根據永續能源國際網路（INFORSE）機構所提出之全球未來能源趨勢，傳統燃料如石油、煤、天然氣及核能將逐漸被可再生能源及生質能所取代。近幾年生質能的技術發展，其原料來源已發展到第二代木質纖維素的利用，因此從非糧食作物取得之木質纖維素轉化成生質燃料與生質產品，是目前國際上生物質能技術研發的重要趨勢。纖維素是農業、林業最主要的廢棄物，也是都市廢棄物中廢紙類之主要成份。台灣每年稻草產量約有235萬公噸，因此稻草廢棄物是很好的纖維素來源，可作為生質能源。 以稻桿為基質，本研究探討植種污泥、菌種熱前處理、溫度、pH、粒徑及基質濃度之影響，測試中興新村生活污水廠等11種污泥。結果顯示經過熱前處理之中興新村植種污泥在55℃有較高的累積產氫量12.8 mL。初始pH試驗範圍為3.5〜8，最理想的產氫初始pH為6.5，其產氫量為13.4 mL。將稻桿粒徑分為＜0.297、0.297〜0.58、0.58〜1.19、大於1.19及10 mm（1 cm），得知粒徑小於0.297 mm能獲得較大的產氫量11.4 mL。基質濃度測試範圍在30〜120 g 稻桿/L，濃度90 g 稻桿/L有最大的氫氣產率，一克的總揮發性固體量有77.2 ml的氫產量（77.2 ml/g TVS）相當於0.77 mmol/g cellulose。 添加介面活性劑無法提升產氫量，但反應時間可減少約50％，代謝路徑則由乙酸轉換為乙醇醱酵。饋料式進料方法亦無法提昇產氫效率，反而有抑制產氫情形發生。稻桿醱酵之菌源可鑑定出Clostridium Pasteuianum、Thermoanaerobacterium saccharolyticum及Clostridium stercorarium三株菌種，其中C. stercorarium具有分解纖維素產氫的特性；此三株菌最適合生長的溫度均為高溫，推測係稻桿醱酵液中的優勢菌種。

氫氣、纖維素、稻桿、biohydrogen、cellulose、straw

http://hdl.handle.net/11296/ndltd/36274295799075633156