生物天然气范文

生物天然气范文（精选10篇）

生物天然气 第1篇

将已知的常规石油和天然气储量换算成热量大约是8000×108J, 按目前世界的能耗率估算尚可维持40年。但考虑到人口和需求的增长, 这些储量仅仅只能维持25年。如果加上其他未发现的能源, 将可再满足人类20年左右对流体资源的需求。非常规天然气 (比如非生物成因天然气、深层天然气和甲烷水合物等) 无疑在未来能源结构中占有举足轻重的地位。

传统的石油、天然气生物 (有机) 成因理论认为, 地球内部的石油和天然气的碳来源于大气中的CO2, 经绿色植物的光合作用将碳转化成为含碳有机质, 这些有机物质死亡后, 被埋藏在地下, 成为石油和天然气的物质来源。非生物成因天然气理论则认为地球内部的天然气可由非生物作用形成。但非生物作用能否形成有商业价值的石油和天然气, 是科学界一个多世纪以来, 不断探索又争论不休的重大科学论题。

问题与焦点

论及石油和天然气形成的非生物成因假说, 至少可以追溯到19世纪早期, 当人们注意到泥火山、油苗和岩浆活动有关系时, 就联想到石油和天然气可能是由非生物 (无机) 过程形成的。19世纪后期, 法国著名化学家Berthelot M (1886) 、Biasson A (1871) 和Kloetz T (1878) 提出地壳深部碱金属同再循环的CO2反应形成石油的假说。稍后, 俄国化学家Mendeleyev DI (1877-1897) 提出了著名的碳化铁形成石油和天然气假说。100多年来, 众多学者相继论述了非生物成因石油和天然气理论, 美国天文学家Gold T (1980) 提出了著名的“地球深部气体假说”。近20年来中国学者进行了不懈的探索和努力, 并取得重要进展和成就。这些学者们主要论及的科学问题有:

(1) 太阳系形成演化及地球原始有机质 (前生命物质) 的特征、丰度和演化。

(2) 地球深部甲烷的热力学稳定性。

(3) 地幔流体的化学组成和氧化还原特性。

(4) 地球内部高温、高压和不同氧逸度条件下碳一氢一氧流体体系的组成与演化。

(5) 地球内部流体的赋存状态、运移和聚集特征。

非生物成因天然气理论

关于地球深部存在大量气体的假说, 一直是人们十分关注的问题, 它为解释许多颇为费解的自然过程提供了一个共同的基础。地幔中存在大量的烃类气体为非生物成因天然气理论提供了依据。

非生物成因天然气理论可归结为:烃类是太阳系的主要含碳分子。行星形成时, 地球从原始太阳星云获得大量的这种原始烃类气体。地球在太阳系所独具的特征, 使得这部分烃类有可能赋存在地球内部。地球深部的高压条件不仅有抑制烃类系列化合物热分解的作用, 而且可以促进烃类的环化作用、聚合作用和凝析作用, 并向复杂烃类系列演化。在地壳深部和上地幔, 高压能使烃类 (CH4) 趋于稳定。这些烃类同其他深部气体一起沿地壳薄弱带向上运移, 在合适的成藏条件下, 将形成具有商业价值的天然气藏, 其资源量将大大超过地球上已知的天然气的总资源量。

非生物过程能否形成天然气, 其资源前景如何L这是100多年来争论不休, 尚未做出结论的难题。

非生物成因天然气理论的宇宙化学依据及资源前景

关于地球上存在大量非生物成因烃类的假说是在观察到烃类是太阳系中的主要含碳分子之后提出的。地球很可能就是以烃类的形式获得大量的碳。星际有机分子的相继发现和陨石中有机质的研究, 不仅对探讨行星和恒星际空间有机质的来源与存在状态、生命前期的化学演化过程、生命的起源以及太阳星云的凝聚过程有重要的意义, 而且对于探索地球上非生物成因天然气有重要启示。太阳系各天体大致是在相同时间 (45.5亿年) 从太阳星云凝聚而成, 这意味着各行星形成时, 从原始太阳星云中俘获的含碳分子应具有近于相同的形式。在行星演化历程中, 由于各行星距太阳距离不同, 密度各异, 行星体的组成和内部构造不同, 其含碳分子赋存的形成也随之发生变化。对迄今所获行星大气化学成分的观察资料和陨石有机质的对比研究, 可获得地球原始烃类赋存状态的重要信息。研究表明, 地球等类地行星的含碳分子同类木行星和远日行星一样, 应以CH4等烃类气体占优势, 但由于行星本身的性质所决定, 这部分烃类分子不是被保存在大气中, 而可能是赋存在地球内部。费—托反应是形成陨石有机质的重要途径, 地球形成时, 这些与生命起源有关的有机质就混杂在地球内部, 成为地球生命起源和非生物成因的重要物质来源。

非生物成因天然气的资源前景如何2可以从下述两个方面进行理论估算。

1.地幔中甲烷的资源量

●沉积岩中产生的生物成因甲烷:地球沉积岩中有机质的年净增量为3.2×109kg·碳, 按公式:CH1.o (干酪根) →0.75C (石墨) +0.25CH4计算, 沉积岩中甲烷的最大年产量为0.8×109kg·碳。

●幔源甲恤:每年从大陆火山地热区和海洋进入大气的幔源碳分别为65×109kg·碳和24×109kg·碳, 假设甲烷在地幔含碳流体中仅占1%, 则地幔中甲烷的年脱气量可高达0.89×109kg·碳, 与沉积岩中生物成因甲烷的年产出量在同一数量级。如果从全球表面估算地幔脱气进入大气的甲烷则是更为可观。

2.地球原始有机质的贡献

地球的原始成分相当于45%的石陨石、15%的铁陨石和40%的碳质球粒陨石。碳质球粒陨石的含碳量很高, 其中I型含碳3%~5%, Ⅱ型含碳0.8%~2.6%, Ⅲ型含碳0.2%~1%, 有机化合物是其主要含碳物种, 氧化态的碳酸盐仅占总碳量的3%~5%。

地球很有可能类似碳质球粒陨石, 以烃类形式获得大量的碳, 成为非生物成因的巨大物质来源。

地幔的氧化-还原性与地球深部甲烷的热力学稳定性

地幔的氧化-还原性是甲烷能否存在于地幔的重要条件之一, 目前学术界对此尚见解不一。某些学者认为, 地幔氧化性太高, 甲烷等不能稳定地存在。而另一些学者认为相当于地下深处35~40km, 甚至100~300km深度, 甲烷仍是稳定的。

中国东部地幔岩包体气体化学组成的实际观测结果表明, 气体的化学组成是不均一的, 不同地区的地幔氧化-还原性也存在巨大差异, 还原性强的地幔区域则有利于甲烷等的稳定存在, 也是寻找非生物成因天然气成藏的理想场所。

甲烷的热力学稳定性, 关系到甲烷能否稳定地存在于地球深部的高温高压条件下, 这是非生物成因天然气理论重要的理论基础之一。热力学研究指出, 在原始地球的化学物理条件下, 代表碳质球粒陨石的Fe—Mg—Si—C—H—O体系中, 平衡矿物组合为:橄榄石、辉石、铁和石墨 (或金刚石) 时, 原始末分异地幔流体成分将以CH4 (≈90%) 和H2 (6%~8%) 占优势。在1100K和0.5GPa的温压条件下, 与石墨处于平衡的C—H—O体系中CH4可稳定存在, 其含量可高达70%, 而水仅为24%。

模拟实验结果表明, 温度在600~800℃、压力条件为2~3GPa (相当于陆壳60~90km深度) , 即在下地壳至上地幔的温压条件下, 气相中H2、CO和CH4等烃类气体是占优势的成分, 同时还生成了高碳数的烃类化合物分子 (如C15+) 。这说明地球深部的高压条件不仅有抑制烃类系列化合物热分解的作用, 而且可以促进烃类向着复杂系列演化。

地球原始气体与非生物成因天然气的地球化学特征

地球深部存在大量非生物成因天然气的理论是以烃类为太阳系的主要含碳分子这一观察结果为依据。研究地球原始甲烷是非生物成因理论的重要内容。

近20年来人们相继在大洋中脊热流体、大洋Popping岩、火山地热区温泉以及天然气中发现地球形成时就赋存于地球内部的原始气体, 如稀有气体 (3He、20Ne和129Xe等) 、CH4、H2及CO2等幔源气体组分。从中国云南腾冲火山区温泉获得的有关的资料与大洋中脊热流体的发现相似, 反映了深部岩浆活动脱气释放的地球原始气体特征。根据大洋中脊热流体的CH4/3He和H2/3He值估算, 从洋中脊体系释放的CH4和H2是十分可观的, CH4为1.6×108m3/a, H2为1.6×109m3/a。

上述发现给了人们有力的暗示, 即地球内部所含的原始非生物成因甲烷, 可能是一种巨大的天然气资源, 同时各类地球原始气体的化学组成和同位素特征是论证非生物成因天然气地球化学特征的重要基础和判识指标。

非生物成因天然气藏

非生物成因天然气理论, 近百年来未获重要突破的关键在于未发现和提供确切的证据以证明某一商业天然气藏是非生物成因的。

美国科学院院士H.Craig等人提出用天然气中氦同位素比值、甲烷及其同系物的碳同位素δ13C值判识是否为非生物成因天然气, 但他们在分析了世界各地1700多口天然气井的资料后, 未曾找到一口井能够满足上述三个条件的资料, 同时他们采用大洋中脊热流体的CH4/3He值计算这些天然气藏中非生物成因天然气所占的比例, 得到仅仅只有0.1%的结果, 由此而得出非生物成因天然气不能形成商业气藏的结论。

中国松辽盆地昌德一肇州西商业气藏, 通过地质、地球化学和地球物理的综合研究, 确证该气藏为非生物成因天然气藏。最新的研究成果表明, 松辽盆地三肇地区约1万km2的区域将成为研究和寻找非生物成因天然气的理想场所。

中国松辽盆地昌德一肇州西非生物成因商业气藏的发现和证实, 为探索非生物成因天然气提供了一个成功的实例, 肯定地回答了非生物成因天然气能否形成商业气藏这一关键问题。

结语

非生物成因天然气理论将天然气的物质来源从传统的壳源生命有机质拓延至地球内部原始前生命有机质, 在日趋紧张的常规能源危机和全球环境问题压力不断增大的气氛中, 这不仅有重要的理论意义, 还有重大的实践意义。成因观点的更新, 将导致勘探新方向、新技术和新方法的产生, 也将获得巨大的经济效益和社会效益。

生物天然气 第2篇

冷杉天然林下地表主要苔藓斑块生物量及其影响因素

调查分析了大渡河上游藓类-冷杉天然林下5种主要地表苔藓斑块(锦丝藓、赤茎藓、大羽藓、塔藓及锦丝-大羽藓)的生物量,同时测定了各斑块相关环境因子(斑块表面气温、空气湿度、光照强度及基质湿度等).对苔藓生物量和相关环境因子进行综合分析表明,不同苔藓斑块的.生物量有差异,且不同斑块环境因子也表现出一定的差异性.对斑块生物量与环境因子进行相关分析显示,苔藓斑块生物量与环境因子之间相关性较显著,苔藓生物量特征受空气温度、空气湿度、光照强度、灌木层盖度及草本层盖度等因素影响较大.但不同环境因子对不同斑块苔藓生物量的影响水平有差异.

作 者：刘俊华 包维楷 Junhua Liu Weikai Bao  作者单位：刘俊华,Junhua Liu(滨州学院黄河三角洲生态环境研究中心,滨州,256603)

包维楷,Weikai Bao(中国科学院成都生物研究所,成都,610041)

刊 名：植物学通报  ISTIC PKU英文刊名：CHINESE BULLETIN OF BOTANY 年，卷(期)： 23(6) 分类号：S7 关键词：苔藓   斑块   生物量   环境因子  

能穿透细菌生物膜的天然抗生素 第3篇

细菌生物膜

—强大的“隐蔽敌人”

医学研究发现，在自然条件下，细菌以浮游和生物膜两种形态存在，其中细菌生物膜是细菌耐药性形成和慢性感染性疾病难以控制的重要原因之一。细菌生物膜是细菌在不利于其生长的环境下，通过自身产生的胞外多糖被膜多聚物相互黏连而形成的细菌群落。细菌生物膜能使成千上万个细菌以非常精细的方式相互黏连在一起，其耐药性相当于浮游菌的500～1000倍以上，一般情况下，西药抗生素只能对浮游菌发挥作用，而无法穿透细菌生物膜发挥灭菌作用。

细菌生物膜如果在患者体内长期存在，会不断释放出浮游菌，导致感染发生，病情出现反复加重或急性发作等现象，使用常规的抗生素后，可杀灭浮游菌和表层菌，因此临床症状能得以控制。但是由于生物膜的独特耐药性，深层菌往往能抵抗抗生素的作用，得以继续生存。当停止对患者继续使用抗生素以后，存留的细菌会将死亡菌作为营养，然后迅速繁殖，研究发现，仅需数小时便可恢复原有状态，等环境允许的情况出现时，细菌生物膜会再次释放浮游菌，导致感染再次发作，如此“周而复始”，造成患者病情长期反复，迁延不愈。

另外，由于细菌生物膜在患者体内持续存在，生物膜内的细菌还会产生超抗原，不仅可逃避患者免疫系统的“捕捉”，还能影响患者的免疫系统。

连花清瘟

—穿透细菌生物膜的利剑

面对人类健康的强大“敌人”——细菌生物膜，医学界近年来展开了深入的研究，专家发现，很多中草药具有与抗生素相同的杀灭细菌的作用，这些“天然抗生素”也许是以后人类用以抗击细菌感染的利器，是化学合成抗生素的有效替代品。

生物天然气 第4篇

联合国工业发展组织的《生物能源战略 (2007) 》指出, 沼气可提纯为生物天然气, 并可通过压缩制成CNG供车用。在国外, 沼气提纯制取生物天然气技术成熟, 已基本实现产业化。瑞典在全球率先开发车用压缩天然气, 已有15个城市完全使用车用生物天然气, 瑞士、德国等国家也建设了大量的沼气提纯厂和压缩车用生物天然气加气站[1]。在国内, 沼气资源十分丰富, 但利用方式比较传统, 除少数获得发电上网补贴的企业外, 主要为烧锅炉、发电自用。近年来, 出现了较多高产量沼气工程, 日产沼气量达到10 000~150 000Nm3, 远远大于企业自用所需的气量, 多余沼气往往通入锅炉不完全燃烧甚至直接排放, 造成环境污染和资源浪费。在当前节能减排严峻趋势下, 沼气提纯生物天然气是必然的发展趋势。

1 沼气提纯是发展方向

1.1 符合国家产业政策, 是发展可再生能源、改善能源结构的需要

目前, 我国已成为第二大能源消费国, 化石燃料的生产和使用引起严重的温室效应、酸雨、破坏臭氧层等环境问题。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出, 推动能源生产结构和利用方式变革, 推进能源多元清洁发展。继《天然气利用政策》实施后, 相关部门出台了《关于发展天然气分布式能源的指导意见》等一系列政策, 表明了中国政府发展“气体能源”, 大力推动节能减排和积极发展低碳经济的决心和意志。生物天然气作为一种清洁的气体能源, 以其循环环保、变“废”为“宝”、副产品可利用、成本低廉、技术成熟易推广等特点, 在补充我国气体能源不足方面大有作为。

1.2 减少温室气体排放的需要

由于日益严重的全球变暖趋势受到世界各国的重视, 温室气体减排越来越紧迫。2007年在印尼巴厘岛召开的联合国气候变化大会和2009年的G20峰会都把减少化石能源消耗、发展可再生能源作为首要任务。CH4的温室气体效应可达CO2气体的21倍, 全球温室气体效应20%来自甲烷。如果沼气得不到有效利用, 就会成为造成温室效应的元凶。以每日利用沼气提纯制取6万标准立方米生物天然气为例, 每年减排温室气体排放量相当于约45.8万t CO2, 可见沼气提纯对实现我国节能减排目标具有重要意义。

1.3 延长产业链, 提升附加值, 提高企业竞争力

由于世界经济增速放缓、国内外产品市场低迷、市场竞争不断加剧, 加之受政策调整、补贴标准下降等因素, 企业利润空间受到挤压。通过提纯制取生物天然气, 可以延长公司产品产业链, 提升产品附加值, 是企业提升竞争力的有效手段之一。

2 沼气提纯生物天然气项目建设的可行性

2.1 政策的可行性

国家政策和法规为沼气提纯项目的发展实施提供了政策保障和支持。

2.1.1《可再生能源中长期发展规划》中提到, 重点发展生物质发电和生物质燃气。到2020年底, 在沼气发电、生物质燃气等方面, 沼气综合利用将达到440亿m3。

2.1.2 国家对生物质能源建设项目有项目固定资产投资补助和贷款贴息等扶持方式。

根据《2015年农村沼气工程转型升级工作方案》, 中央对符合条件的规模化生物天然气试点工程予以投资补助, 每立方米生物天然气生产能力补助2 500元, 目前已有部分企业获得该补贴[2]。

《关于印发《资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录》的通知》 (财税[2015]78号) 明确, 利用沼气生产的燃气作为商品对外销售, 经相关主管部门认定为资源综合利用产品, 可享受增值税即征即返的优惠政策。

2.2 提纯技术的可行性

沼气提纯在西欧 (德国、丹麦、瑞典等) 一些国家的能源总量的比例为10%左右。沼气提纯技术, 如加压水洗法、化学吸收法、变压吸附法和膜分离法等技术已实现商业化利用, 其中加压水洗法和变压吸附法欧洲沼气提纯市场使用率最高, 各占1/3。

在国内, 沼气提纯技术近几年逐渐兴起, 但提纯的主要工艺, 包括脱硫、脱碳和脱水, 在合成氨等工业气体净化项目中早已应用广泛并发展成熟。脱硫方面, 可分为干法和湿法两大类, 其中干法以活性炭法和氧化铁法为主, 湿法包括化学法、物理法和物化法。在硫含量低的情况下采用干法脱硫即可, 硫含量高的情况下一般以湿式氧化法为主, 并采用干法脱硫加以辅助结合。脱碳方面, 主要有加压水洗法、变压吸附法、膜分离法等物理法和MDEA、碳酸丙烯酯等化学法, 其中压力水洗法和变压吸附法是较为成熟和稳定的工艺, 适用于大型沼气工程, 运行可靠性高, 工程经验多, 压力水洗法甲烷回收率更具优势[4]。脱水方面, 在国内的加气母站均设有脱水装置, 一般采用物理吸附脱水法。经过上述工艺, 可使净化气达到GB17820-2012天然气 (或GB18047-2000的车用燃气) 标准, 净化后的产品气进入城市燃气管网 (或加压至25MPa对拖车加气) 。

3 应用实例

国内目前已建成多个沼气提纯生物天然气示范项目, 如烟台双塔4万方沼气提纯项目、龙口烟台环能公司3万方沼气提纯车用燃气示范项目、南阳天冠10万方沼气提纯项目等, 目前运转良好, 产品气供给车用或燃气管网。烟台双塔和南阳天冠沼气提纯项目均被列入国家科技支撑计划“管道并网高纯生物燃气技术集成研究与模式示范”项目。南阳天冠10万方沼气提纯项目目前为国内最大。

4 结语

据国家有关部门预测, 截止2020年我国的天然气汽车保有量将达到1000万辆, 而CNG汽车加气站的数量也将以每年20%的速度飞速递增。建设沼气提纯项目, 产品气可以送入燃气管网或送至加气站供给车用, 既可以生产清洁能源, 缓解项目所在地区的环保压力, 改善环境状况, 又是企业一个新增长点, 可以很好地形成社会、环境, 企业经济、形象的双重结合。项目所产生的清洁能源 (生物天然气) 可减少社会发展对石油等化石能源的依赖, 并对节能减排做出贡献, 未来必然有良好的发展前景。

参考文献

[1]刘程序, 朱万斌.欧盟国家新兴的生物天然气产业[J].中外能源, 2011 (6) :22-29.

生物天然气 第5篇

羟基磷灰石-是天然骨无机盐的主要成分，具有良好的骨传导性与生物相容性，被认为是骨缺损修复的理想材料，尤其是纳米级羟基磷灰石与天然骨中的无机成分相似，引入到复合材料中可使材料在力学和生物学方面具有很大的优越性和应用潜力。但羟基磷灰石也有其自身的缺点，如生物力学强度不理想、骨诱导活性低等。学术术语来源---

纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合骨组织工程支架材料的生物相容性 文章亮点： 大量的研究表明丝素蛋白、胶原蛋白和羟基磷灰石，无毒无味，具有良好的生物学特性和理化性质。但单独使用时都暴露一些不足，如丝素降解较慢、干燥时易碎裂；胶原降解速度过快，机械强度较低；简单合成的羟基磷灰石材料成型后强度低、孔隙度小。而通过将两种及两种以上材料共混制备复合支架材料可以弥补各自的不足，利用各种材料的互补特性来满足组织工程对支架的要求，受到越来越多的关注。实验将纳米羟基磷灰石、胶原蛋白与丝素蛋白的质量比分别设为1∶1∶5、1∶2∶5、1∶3∶5，采用冷冻干燥法制备复合支架，发现质量比为1∶2∶5时，复合支架的孔隙率、孔径及压缩弹性等相应参数性能符合组织工程骨组织构建要求，并且具有良好的细胞相容性。关键词：

生物材料；骨生物材料；丝素蛋白；胶原蛋白；纳米羟基磷灰石；骨组织工程；支架材料；细胞相容性；国家自然科学基金 主题词：

胶原；丝素蛋白；羟基磷灰石类；组织工程

摘要

背景：通过将两种及两种以上材料共混制备复合支架材料可以弥补各自的不足，利用各种材料的互补特性来满足组织工程对支架的要求。目的：制备纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合三维支架材料，并研究其细胞相容性。

方法：将纳米羟基磷灰石、胶原蛋白与丝素蛋白分别按质量比为1∶1∶5、1∶2∶5、1∶3∶5的比例混合，制备纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合材料，测试其孔隙率、孔径大小、吸水膨胀率及压缩力学性能。将表征结果良好的质量比为1∶2∶5的纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合材料与MC3T3-E1细胞体外复合培养，MTT法检测复合培养2，4，6，8，12 d后的细胞活性。结果与结论：羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白按质量1∶2∶5的比例混合更符合要求：孔径98-260 μm，孔隙率为(96.72±2.78)%，吸水膨胀率为(549.37±35.29)%，生物力学试验机测定其力学性能稳定、压缩应变及弹性模量等指标适宜骨组织工程研究应用。MC3T3-E1细胞在纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合三维支架上生长增殖良好，表明纳米羟基磷灰石/胶原/丝素复合三维支架具有良好的细胞相容性。

生物天然气 第6篇

1.1 数值模型的构建

建立串行流化床生物质气化制取代用天然气的模拟流程图 (图1) 。

生物质气化模型采用的是串行流化床技术, 该技术被认为很适合Biomass-to-SNG。本文研究的串行流化床生物质气化系统如图2所示, 相应的试验装置位于东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室。

发生在生物质气化反应器 (Gasifier) 中的主要反应有:

甲烷化过程用于将产物气中的CO或CO2与H2反应生成甲烷, 发生在甲烷化反应器 (FBMR) 中的主要反应式如下:

1.2 模型的验证

当气化反应器温度为737℃, 气化压力在0.1~1.5MPa范围内, 甲烷化压力为2MPa时, 粗甲烷气的组成如表1所示。经过与本文的模拟值 (也见表1) 比较, 模拟值与文献值基本吻合, 则证明可以利用所建的模型研究增压串行流化床生物质气化制取代用天然气的过程。

2 计算工况与输入参数

本文计算的生物质原料为江苏省某地区的稻秸, 其低位热值为19.513MJ/kg, 含水分14.4 wt%, 固定碳64.6 wt%, 挥发分15.2 wt%, 灰5.8 wt%, 等;从元素分析的角度来看, 含C为40.9 wt%, 含H为5.0wt%, 含O为32.71 wt%, 含N为0.96 wt%, 含S为0.15 wt%, 等。串行流化床生物质气化制取代用天然气流程的其它输入值见表2。

3 结果与分析

3.1 甲烷产率的变化规律

甲烷产率是指甲烷化反应器中生成的甲烷与进入到气化反应器中的生物质之比, 它是整个生物质气化制取代用天然气的重要指标之一。

在甲烷化反应器温度 (Tm=300℃) 和反应器压力 (pm=0.3MPa) 给定的情况下, 当S/B=0.4时, 不同气化压力pg下, 气化温度Tg对甲烷产率的影响如图4所示。由图可见, 不同气化压力下气化温度对甲烷产率的影响呈现相同的变化趋势, 即随着气化温度的升高, 甲烷产率随之增大, 且在气化温度较高时, 气化压力对其影响较小, 甲烷产率基本保持不变。这主要是因为相同气化压力下, 提高气化温度有利于反应式 (1) 、 (3) 和 (5) 向正方向进行。在相同的气化温度下, 随着气化压力的提高, 生物质合成气产量有所下降, 故甲烷的产率也有所下降;而当气化温度大于一定数值时, 气化压力对生物质合成气产量的影响已较小, 故对甲烷产率的影响也较小。

图5给出了当气化温度Tg=750℃时, 不同气化压力pg下甲烷产率随S/B的变化规律。如图所示, 不同气化压力下, S/B对甲烷产率的影响趋势相似, 即随着S/B的增大, 甲烷产率先提高, 后略有下降, 且S/B在0.4附近甲烷产率存在一最大值。这主要是因为对于相同的气化压力, S/B的增大意味着进入到气化反应器中的水蒸气量增多, 与水蒸气有关的反应将会深化, 即反应式 (1) 、 (2) 和 (5) 将向正方向进行, 则合成气的产量提高, 故随后的甲烷产率也随之增大;但是当进一步提高S/B (>0.4) 时, 会导致气化份额 (即生物质气化系统在实现自供热的情况下进入气化反应器的生物质占送入到整个系统中的总生物质的质量百分比) 的下降、燃烧份额 (1-气化份额) 上升, 则合成气产率下降, 故甲烷产率反而下降。综合的结果是, 甲烷产率存在一最大值。而对于相同的S/B, 气化压力的增大不能提高合成气产率, 故随着气化压力的上升, 甲烷产率略有下降。

3.2 生物质碳转化率的变化规律

生物质碳转化率是指粗甲烷气中的含碳量与送入到整个系统中生物质的含碳量之比, 其定义式如下:

生物质碳转化率越高, 则证明有更多的生物质转化成粗甲烷气体。图5和6分别给出了不同气化压力下, 气化温度和S/B对生物质碳转化率的影响。

如图5所示, 当S/B为0.4时, 不同气化压力下, 随着气化温度的上升, 碳转化率逐渐增大, 且当温度在较高数值 (>750℃) 时, 维持在一较大的数值 (接近100%) , 这表明进入到气化系统中绝大部分生物质的碳都转化成了气体。这是因为气化温度对生物质气化过程具有积极的影响, 随着气化温度的上升, 生物质气化过程也不断深入, 最后影响到甲烷化反应的进行。同时, 还可以发现在气化温度较低时, 气化压力的提高并不能增大碳转化率, 而在较高气化温度时, 气化压力对碳转化率的影响不是很明显。因此, 为获得较大的碳转化率, 气化温度宜在750℃左右, 而气化压力可取的较小。

图6给出了当气化温度Tg为750℃时, 不同气化压力下碳转化率随S/B的变化情况。不同气化压力pg下, 随着S/B的增大碳转化率也增大, 并在S/B大于0.4时, 碳转化率维持一较大值, 且变化平缓。这是因为随着S/B的增大, 有水蒸气参与的反应式 (1) 、 (2) 和 (5) 得到强化, 生成的气化产物增多, 则随后的甲烷化反应得到深化, 故碳转化率上升;而当S/B进一步增大, 会导致气化份额减小, 即进入到气化反应器中的生物质量减少, 故生成的气化产物反而减少, 这样将导致碳转化率的下降, 两者综合作用的结果是碳转化率维持在一较稳定的数值。从气化压力的角度来看, 尽管提高气化压力可以提高气化份额, 但是当S/B较小时, 即进入到气化反应器中的水蒸气量较少时, 则气化反应器中的生物质不能完全气化, 故碳转化率较低, 而随着S/B的增大, 这种情况会得到改善, 故碳转化率相应提高。

4 结论

(1) 不同气化压力下气化温度对甲烷产率的影响呈现相同的变化趋势, 随着气化压力的提高, 甲烷的产率有所下降, 且在气化压力较高时, 不同气化压力对甲烷产率的影响较小。

(2) 不同气化压力下, 随着气化温度的上升, 碳转化率逐渐增大, 且在气化温度>750℃时, 维持在一较大的数值;碳转化率随着S/B的增大而增大, 并在S/B>0.4时, 碳转化率维持一较大值;当气化温度较低时, 在相同气化温度下, 气化压力越高, 碳转化率反而越低, 而在气化温度较高时, 气化压力对碳转化率的影响不是很明显;当S/B较小时, 气化压力越高, 则碳转化率越小, 且在S/B较大时, 气化压力对碳转化率的影响并不是很显著。

(3) 对于串行流化床生物质气化制取代用天然气系统, 为获得较高的甲烷产率和碳转化率, 适宜的气化温度在750℃左右, S/B值在0.4左右, 而气化压力则不宜太高。

摘要：众所周知, 天然气是我国居民与工业不可或缺的能源之一, 而随着我国城市化进程和工业产业的不断发展, 天然气资源也越来越紧缺。在这一背景下, 生物质气化制取代用天然气技术油然而生。本文试图从另一个角度研究Biomass-to-SNG技术, 即以Aspen Plus软件为主要手段, 对基于增压串行流化床生物质气化一步法合成甲烷的工艺进行数值模拟研究, 从而为今后开展生物质气化合成甲烷的试验提供理论依据。

关键词：增压串行流化床,代用天然气,生物质气化,数值计算

参考文献

[1]武宏香, 赵增立, 王小波等.生物质气化制备合成天然气技术的研究进展[J].化工进展, 2013, 32 (01) :83-90+113.

[2]吴家桦, 沈来宏, 王雷等.串行流化床生物质气化制氢试验研究[J].太阳能学报, 2010, 31 (02) :242-247.

[3]陈蔚萍, 陈迎伟, 刘振峰.生物质气化工艺技术应用与进展[J].河南大学学报 (自然科学版) , 2007, 37 (01) :35-41.

浅谈天然橡胶生物资产会计处理 第7篇

《企业会计准则第5号——生物资产》规范了与农业生产相关的生物资产的确认、计量和相关信息披露要求。从会计核算的角度来看, 生物资产通常分为消耗性生物资产、生产性生物资产和公益性生物资产三大类, 消耗性生物资产的会计处理类似于存货, 生产性生物资产的处理类似于固定资产。天然橡胶企业的橡胶林生物资产, 根据其生物特性, 其生长和成熟期应分类为生产性生物资产, 在其批准更新倒树后应转换为消耗性生物资产进行账务处理。通常认为, 橡胶林生物资产在一定程度上类似与一般制造企业的固定资产, 需要在资产负债表中单独列示。一般情况下, 橡胶林生物资产通常需要生长8~10年才开始具备生产割胶的能力。根据其是否具备生产能力 (即是否达到预定生产经营目的) , 可以把橡胶林生物资产划分为未成熟生产性生物资产和成熟生产性生物资产两类。

对于天然橡胶企业自行营造的橡胶树, 其成本确定的一般原则是按照其达到预定生产经营目的前发生的必要支出确定, 包括苗木费、开垦定植费、肥料及农药、抚管费及工资附加费、其他直接费和应分摊的资本化利息等。未成熟生产性生物资产达到预定生产经营目的时, 按其账面余额, 借记“生产性生物资产——成熟生产性生物资产”科目, 贷记“生产性生物资产——未成熟生产性生物资产”科目, 未成熟生产性生物资产已计提减值准备的, 还应同时结转已计提的减值准备。

在实务中, 自行营造的橡胶树是否已达到预定的生产经营目的, 是区分橡胶林生物资产成熟和未成熟的分界点, 也是判断其借款费用停止资本化的时点, 同时还是区分其是否具备生产能力、从而是否应计提折旧的分界点。

[例1]D橡胶农场自2002年开始自行营造2000亩橡胶园, 当年发生种苗费190000元, 平整土地和定植所需的机械作业费100000元, 定植当年抚育发生肥料及农药费450000元、幼林工资及附加费等900000元。该橡胶树达到正常生产期为8年, 从定植后到2009年共发生抚管费用3080000元, 以银行存款支付。D橡胶农场的账务处理如下:

借:生产性生物资产

——未成熟生产性生物资产 (橡胶林) 1640000

贷:原材料640000

应付职工薪酬900000

累计折旧100000

借:生产性生物资产

——未成熟生产性生物资产 (橡胶林) 3080000

贷:银行存款3080000

该2000亩橡胶林的更新定植及抚管成本为:

190000+450000+900000+100000+3080000=4720000 (元)

未成熟胶园转为成熟生产性生物资产时:

借:生产性生物资产

——成熟生产性生物资产 (橡胶林) 4720000

贷:生产性生物资产

——未成熟生产性生物资产 (橡胶林) 4720000

二、橡胶林生物资产计提折旧账务处理

现实生活中, 由于处于不同生长阶段的橡胶树尚缺乏成熟的市场, 公允价值有时难以取得, 因此, 一般应采用历史成本对橡胶林生物资产进行后续计量。未成熟的橡胶林生物资产按成本减累计减值准备计量, 成熟的橡胶林生物资产按成本减生产性生物资产累计折旧及累计减值准备后的金额计量。橡胶树作为天然橡胶企业的生产性生物资产, 达到预定生产经营目的后, 应按照新企业会计准则的规定按期计提折旧。

(一) 正确理解橡胶林生物资产累计折旧

天然橡胶企业成熟的橡胶林生物资产进入正常生产期, 可以多年连续稳定产出胶乳初级农产品。会计核算时, 由于橡胶林生物资产折旧费占天然橡胶企业成本比重较大, 所以, 应按月计提折旧, 其应与给企业带来的经济利益流入相配比。生产性生物资产累计折旧, 是指在生产性生物资产的使用寿命内, 按照确定的方法对应计折旧额进行系统分摊。其中, 应计折旧额是指应当计提折旧的生产性生物资产的原价扣除预计净残值后的余额;企业如果已经计提减值准备, 还应当扣除已计提的生产性生物资产减值准备累计金额。天然橡胶企业只对成熟橡胶林生物资产计提折旧, 对未成熟的橡胶林生物资产不需计提折旧。

(二) 科学预计橡胶林生物资产的使用寿命

天然橡胶企业在确定橡胶林生物资产的使用寿命时, 应结合橡胶林生物资产的具体情况做出判断, 例如, 云南农垦天然橡胶企业在考虑橡胶林生物资产的使用寿命时, 要考虑诸如温度、湿度、海拔高度和降雨量等生物特征、橡胶树的株间距、所使用的品系类型、割胶的方法、所生产产品的预计市场需求等。在相同的环境下, 同样的橡胶林生物资产的预计使用寿命应该基本相同。

(三) 合理选择橡胶林生物资产的折旧方法

生物资产准则规定了企业可选用的折旧方法包括年限平均法、工作量法、产量法等。在具体运用时, 天然橡胶企业应当根据橡胶林生物资产的具体情况, 合理选择相应的折旧方法。根据笔者了解, 大多数天然橡胶企业均采用年限平均法计提折旧, 使用该方法虽然简单, 但是与橡胶林生产割胶产出胶乳产品不匹配。橡胶林的生产割胶年限一般为30-40年, 橡胶林成熟后, 割胶的前期和后期产胶量少, 中期产量高。因此, 如果企业基础工作扎实, 企业会计人员业务素质较高, 天然橡胶企业可以更多的考虑采用工作量法和产量法对橡胶林生物资产折旧进行核算, 这样更符合会计核算的权责发生制和配比原则。

(四) 橡胶林生物资产计提折旧的账务处理

天然橡胶企业对于达到预定生产经营目的的橡胶林生物资产应按月计提折旧, 并根据受益对象分别计入将收获的橡胶农产品成本。对成熟生产性生物资产按期计提折旧时, 借记“生产成本”科目, 贷记“生产性生物资产累计折旧”科目。

三、橡胶林生物资产减值账务处理

天然橡胶企业应当建立严格的生物资产减值测试制度, 根据新会计准则的有关规定计提减值准备。天然橡胶企业至少应于每年年度终了对橡胶林生物资产进行检查, 如有确凿证据表明由于遭受自然灾害、病虫害和市场需求变化等原因影响, 橡胶林生物资产的可回收金额低于其账面价值时, 企业应当按照可变现净值或可回收金额低于账面价值的差额计提减值准备。

在理解橡胶林资产减值会计核算时, 笔者认为, 一是由于橡胶林生物资产属于长期资产, 对橡胶林生物资产计提减值准备的会计核算类似于固定资产等长期资产的减值准备的会计处理, 由于橡胶树生长周期远远大于一般资产, 并且具有自我生长性, 暂时的减值很可能会通过以后的生长和市场需求的变化得以恢复, 因此, 实务中, 对橡胶林减值的判断可以做简化处理。二是在实际工作中, 大多数天然橡胶企业对橡胶林减值准备的处理是建立在以成本模式计量的基础上, 如果橡胶林生物资产以公允价值计量, 在公允价值模式下, 天然橡胶企业不应对橡胶林生物资产计提折旧和计提减值准备, 只需在资产负债日, 以资产负债表日橡胶林生物资产的公允价值减去估计销售时所发生费用调整其账面价值, 其与原账面价值之间的差额计人当期损益。三是由于根据《企业会计准则第8号——资产减值》的规定, 橡胶林生物资产减值准备一经计提, 不得转回, 因此, 天然橡胶企业应对计提减值准备持谨慎态度。

[例2]2009年7月, D橡胶农场的橡胶园曾遭受过一次风灾袭击, 12月31日D橡胶农场对橡胶园进行检查时认为可能发生减值。该橡胶园销售净价总额为1200000元, 尚可使用5年, 预计在未来5年内产生的现金净流量分别为390000元、356000元、318000元、249000元、199000元。在考虑有关风险的基础上, 甲企业决定采用6%的折现率。该橡胶园2009年12月31日的账面价值为1400000元, 以前年度没有计提减值准备 (见表1) 。

未来现金流量现值1297591元大于销售净价1200000元, 因此该橡胶园的可收回金额为1297591元, 应计提的减值准备=1400000-1297591=102409 (元)

D橡胶农场的会计分如下:

借:资产减值损失——生产性生物资产 (橡胶林) 102409

贷:生产性生物资产减值准备—— (橡胶林) 102409

四、橡胶林生物资产更新处置账务处理

2008年财政部财会[2008]15号文件《农垦企业执行〈企业会计准则〉有关衔接问题的规定》, 就橡胶林生物资产更新的账务核算做出了具体处理规定:“天然橡胶生产企业橡胶林达到一定割胶年限、橡胶产量下降、橡胶林割胶不经济时, 其用途应转变为用材林, 应当转为消耗性生物资产进行会计处理”。按转变用途时的账面价值, 借记“消耗性生物资产”科目, 按已计提的累计折旧, 借记“生产性生物资产累计折旧”科目, 按其账面余额, 贷记“生产性生物资产”科目, 已计提减值准备的, 还应同时结转已计提的减值准备。转换用途后的橡胶林的出售收入作为天然橡胶企业的主营业务收入处理。会计处理步骤为先转入“消耗性生物资产”, 批准更新时:借记“消耗性生物资产”和“生产性生物资产累计折旧”贷记“生产性生物资产”;收到售林木款并开具发票时, 借记“银行存款”, 贷记“主营业务收入——橡胶林木处置收入”;结转销售成本时:借记“主营业务成本——橡胶林木处置成本”, 贷记“消耗性生物资产”, 销售时发生的相关劳务等费用在“销售费用”中核算。

实务中, 在把握盘亏、毁损和死亡橡胶林生物资产的会计核算时:笔者认为, 一是对于橡胶林生物资产的盘亏、毁损和死亡的会计处理不应属于企业的日常业务, 其处置不属于企业主营业务核算内容;二是由于橡胶林生物资产在会计处理时, 是与企业固定资产分开核算的, 其核算只是类似于企业固定资产, 并不属于企业固定资产的核算范畴, 因此, 其处置也不应属于“固定资产清理”的核算范畴。三是天然橡胶企业在发生盘亏、毁损和死亡橡胶树时, 应将处置收入扣除其账面价值和相关税费后的余额, 先记入“待处理财产损溢”科目, 待查明原因后, 经股东大会、董事会、经理 (场长) 办公会议或类似机构批准后, 按处置收入减去过失人或者保险公司等赔款之后, 计入当期管理费用;属于自然灾害和病虫害等非常损失造成的, 计入“营业外支出”, 如为收益计入“营业外收入”。盘亏、毁损和死亡的橡胶林生物资产的账务处理应在期末处理完毕, 不得跨期进行会计处理。

参考文献

生物天然气 第8篇

天然橡胶(NR)是一种生物合成弹性体,其分子链结构主要包括1个ω活性端基、2个反式聚异戊二烯、1个长的顺式聚异戊二烯重复单元及1个α活性端基,并以颗粒的形式与蛋白质、糖类及无机盐等其他非胶组分共存于水中形成天然胶乳[1]。天然胶乳必须经过凝固、干燥等工艺才能制成天然橡胶。天然胶乳的凝固是影响NR质量的重要环节之一[2]。长期以来,国内主要采用酸凝固工艺制备NR,所生产的NR的拉伸性能明显低于国外采用自然凝固工艺生产的NR。近年来,我国开展了天然胶乳自然凝固生产工艺的研究,其主要集中于自然凝固NR的结构、物理机械性能、老化性能及硫化特性等方面[3,4,5,6,7],而对流变特性方面的研究鲜见报道。

流变学是研究材料流动及变化规律的一门科学[8]。流变性能是高分子材料内在结构的反映,对高聚物的链结构、相对分子质量及其分布、支化结构等因素具有一定的依赖性。流变性能作为评价加工性能和最终产品质量的重要依据,在橡胶制品的加工过程中具有重要的指导意义[9,10]。Mitra 等[11,12]研究了橡胶凝胶对天然橡胶和丁苯橡胶生胶流变行为的影响。Ehab等[13]研究了加工前NR生胶的贮藏及熟化过程对其流变性能的影响。Dimier等[14]研究了塑炼工艺对NR流变行为的影响。本实验采用橡胶加工分析仪(RPA)系统研究了微生物凝固和酸凝固天然橡胶生胶的流变性能。

1 实验

1.1 原材料

新鲜天然胶乳,中国热带农业科学院试验场胶厂; 乙酸, CP级,汕头市光华化学厂。

1.2 试样制备

酸凝固天然橡胶(NR-a):取一定量的新鲜天然胶乳,加入乙酸进行凝固,再将凝块洗涤、压薄,放入烘箱中70 ℃恒温干燥,制得酸凝固天然橡胶样品。

微生物凝固天然橡胶(NR-m):取一定量的新鲜天然胶乳,在室温下自然凝固,再将凝块洗涤、压薄,放入烘箱中 70 ℃恒温干燥,制得微生物凝固天然橡胶样品。

1.3 测试分析

采用英国Prescott公司生产的MFR型橡胶加工分析仪(RPA)对两种凝固工艺制备的NR生胶进行测试。试验条件为:(1)应变扫描:频率6 cpm,温度分别为60 ℃、100 ℃、150 ℃;(2)频率扫描:应变7%,温度分别为 60 ℃、100 ℃、150 ℃。

2 数据处理

高分子材料的流动行为一般可分为牛顿流体和非牛顿流体,其中非牛顿流体包括假塑性流体、胀塑性流体、宾哈姆流体等。橡胶在一定的剪切速率下属于典型的假塑性流体,其剪切应力与剪切速率不成正比,但粘度随剪切应力、剪切速率的增大而减小,即“剪切变稀”行为。一般来说,剪切应力与剪切速率的关系服从Ostwald幂律方程[8]:

undefined

式中:σ 为剪切应力,undefined为剪切速率,k为流体的稠度,n为流动指数,即非牛顿性指数。n可以大于1,也可以小于1,牛顿流体可看成n=1的特殊情况。表观粘度 (ηа) 定义为剪切应力与剪切速率的比值:

undefined

式(1) 代入式(2) 得:

undefined

通过lnηа 对 lnundefined作图,可根据所得直线的斜率及截距分别求得n和k值。在RPA的动态模式下,剪切应变与剪切速率存在正弦关系:

undefined

式中:γ0为最大的剪切应变,ω为频率,t为时间。如果以粘度表示流动阻力的大小,根据Arrhenius-Frenkel-Eyring方程[15]:

ηa=Ae(E/RT) (5)

式中:R为理想气体常数 (8.314 J·mol-1·K-1),T为绝对温度 (K),E为粘流活化能,即分子向空穴跃迁时克服周围分子的作用所需要的能量,其值受分子结构、温度等的影响。通过lnηа对1/T作图,可根据所得直线的斜率求得E。由于表观粘度与RPA所测得的复合粘度 (η*) 存在较好的线性关系[16],因此本研究用复合粘度代替表观粘度进行数据分析。

3 结果与讨论

3.1 应变扫描

NR-m和NR-a的应变扫描结果分别如图1、图2和图3所示。从图1和图2可以看出,随着应变的增大,NR-a和NR-m的弹性模量(G′)先迅速下降,当应变增大至某一值时,其G′随着应变的增大而下降缓慢,并趋于恒定。由图1和图2还可知,随着温度的升高,两种凝固工艺生胶的G′减小,且60 ℃时的起始G′是其他温度的2～3倍,而100 ℃和150 ℃时的起始G′差异不大。这可能是因为当温度低于NR的粘流温度(130 ℃)时,NR处于高弹态,链段可以自由转动,但分子间还未发生滑移;当温度升高至粘流温度附近时,分子热运动加剧,使分子链间的缠结开始松弛,分子整链发生相对滑动[17]。NR-m的起始G′比NR-a的大,这可能是由于微生物凝固主要是通过微生物代谢消耗天然橡胶中的某些非胶组分来使天然胶乳凝固的全乳凝固过程,凝固浓度高,橡胶结构紧密[18,19]。从图3可以看出,两种凝固工艺生胶的tanδ变化趋势相同,均随应变的增加而增大,且与NR-a相比,NR-m的tanδ较低。

3.2 频率扫描

对两种凝固工艺的NR生胶在不同温度下进行频率扫描,结果分别如图4、图5和图6所示。从图4和图5可看出,两种生胶的G′均随频率的增加而增大,随温度的升高而减小,且NR-m的G′比NR-a 的高。由图6可知,tanδ随着频率的增加而减小,且NR-m的tanδ与NR-a的相比较低,这说明NR-m的内耗较小[20]。

3.3 流变特性参数

两种凝固工艺NR的流变特性参数如表1所示。从表1可知,两种NR的k值均随着温度的升高而减小,这是由于温度升高,分子无规则热运动加剧,分子间距增大,有利于链段的运动,导致NR的粘度下降[8]。NR-m的k值比NR-a大,说明NR-m的流动性较差。从表1还可看出,流动指数n值均小于1,这表明两种生胶均为典型的假塑性流体。随着温度的升高n值增大,且NR-m的n 值小于NR-a,这说明NR-m的n值偏离1的程度较大,表现出较强的粘流特性。

3.4 粘流活化能

粘流活化能(E)是描述材料粘-温依赖性的物理量,反映了材料流动的难易程度。由于高分子材料的流动单元是链段,因此粘流活化能的大小与分子链结构有关,而与总分子量关系不大。频率扫描中,在27.99 s-1、62.41 s-1、169.08 s-1 和 486.18 s-1四个不同剪切速率下NR-a和NR-m的E值如表2所示。由表2可看出,NR-a和NR-m的E值变化趋势相同,均随剪切速率的增加而减小,表现出明显的“剪切变稀”行为。NR-m的E值比NR-a的大,这可能是由于NR-m在凝固过程中,微生物活性酶催化橡胶分子链端的活性端基(如醛基)发生缩合反应,导致橡胶分子链刚性增大或极性增强,同时形成部分三维网络结构,增加了天然橡胶中的凝胶含量,减少了NR中“空穴”的形成,从而阻碍了链段的运动及分子链间的滑移[21,22,23]。

4 结论

(1)微生物凝固和酸凝固NR的G′随着温度的升高和应变的增大而减小,随着频率的增加而增大;tanδ则随着应变的增大而增大,随着频率的增加而减小;与NR-a相比,NR-m的G′较大,tanδ较低。

天然乳胶生物凝固法试生产现状分析 第9篇

1 材料与方法

1.1 材料

生物菌种:引自中国热带农业科学院农产品加工研究所;

糖蜜：黎明糖厂;

无氨混合鲜胶乳：勐捧农场。

1.2 仪器、设备

凝固液贮存发酵罐、不锈钢潜水泵、搅拌器、压薄机、绉片机、锤磨机、烘箱、塑性计等。

1.3 实验方法

1.3.1 生物凝固液的制备

首先，配制第1次凝固原液，干菌种∶清水∶糖蜜按0.5∶100∶5(质量比)的比例配制，搅拌均匀，贮存发酵2 d，待凝固液pH值达到3.8～4.1之间可用于新鲜无氨胶乳的凝固。第2次培养：收集生物凝固的凝块乳清，根据乳清量及时投入5%的糖蜜，搅拌均匀，贮存发酵留待下一次凝固用。以此方法不断循环扩大培养，取得生物凝固液。一次设入菌种培养凝固液可循扩大培养20～25 d。

1.3.2 计算凝固液的用量

凝固液的量约为鲜胶乳重量的10%(如果以糖蜜计算时，凝固液中糖蜜的用量约为干胶重量的1.8%～2.3%)，可根据凝固液的pH值、胶乳的浓度、凝固时的气温等来确定凝固液用量的高低。

1.3.3 工艺流程

无氨混合鲜胶乳→验收→净化→混合→稀释→加生物凝固液→压薄→压绉→造粒→干燥→标准胶产品→检验→包装→入库

2 结果与分析

2.1 生物凝固法对天然橡胶性能的影响

2.1.1 不同凝固方式生产天然橡胶性能结果比较

除凝固方式外，用同样的生产工艺进行对比实验，试验自2010年4月16日开始至2010年10月6日结束，历时半年，共生产干胶583.32 t，消耗糖蜜14925 kg，干菌种7 kg。对不同批次天然橡胶初产品进行塑性初值(Po)和塑性保持指数(PRI)等6项性能的测定，统计结果如表1所示。

从表1可以看出，用生物凝固的天然橡胶产品Po值高于同期生产的甲酸凝固值，PRI值低于甲酸凝固的值，灰分含量高于甲酸凝固值，杂质含量、氮含量、挥发含量基本相近，而且生物凝固胶的6项性能均达到国家标准规定的SCRWF(全乳胶)胶的性能要求。

2.1.2 贮存时间对生物凝固天然橡胶性能的影响

在相同条件下，将生物凝固和甲酸凝固所生产的天然橡胶产品进行贮存，并取不同贮存时间(d)的天然橡胶测定其Po值和PRI值，统计结果如表2所示。

从表2可以看出，随着贮存时间的延长，生物凝固胶和甲酸凝固胶的Po值均呈现上升的趋势，而且生物凝固胶的Po值比甲酸凝固胶的Po值普遍高2个单位以上，2种胶的PRI值较接近。

2.2 影响生物凝固液的因素分析

2.2.1 容器清洁度对生物凝固液的影响

采用的菌种是经过筛选、分离培养用于凝固天然橡胶的菌种，如果菌液中其他的杂菌含量较多时将会抑制有益菌种的生物活性或吞噬有益菌种，影响到凝固效果。在配制过程中应保持容器的清洁，特别是在1次培养菌种时一定要将上一循环遗留下来的残液全部清除，容器清洗干净，尽量减少其他杂菌对它的污染。

2.2.2 配制及发酵时间对生物凝固液的影响

凝固液的pH值随着培养时间的延长而逐渐下降，当降到3.8后保持不变，说明微生物代谢产物达到pH值为3.8后会抑制它自身的繁殖成长。乳清回收完毕后应在5 h之内及时加入糖蜜培养凝固液，超过8 h后，发酵效果不太理想。贮存发酵2 d以上凝固液比发酵1 d的凝固液pH值更易达到3.8。但发酵时间过长(在5 d以上)的凝固液pH值会有上升的趋势，乳清有浑浊现象，而且凝固后的产品氧化严重，黑点多，影响产品质量。一般应控制在2 d比较适宜。

2.2.3 气温对生物凝固液的影响

随着配制贮存时气温的升高，凝固液的pH值下降，达到pH值3.8的时间也更短。说明温度升高，加快微生物的生长繁殖，代谢产物也增多，凝固液达到稳定pH值(为3.8)也较快。发酵气温在24℃以上(当天最高气温计)，培养1～2 d，凝固液pH值可达到3.8～4.1;在18℃以下，增加糖蜜用量(由5%的用量提高到5.3%～5.5%)及延长培养时间，pH值有望达到3.8～4.1。

2.2.4 鲜胶乳氨含量对生物凝固液的影响

6～8月属雨季，胶乳一般要在林段加氨保存，生产中的加氨量≤0.05%，试生产表明：胶乳中的氨含量越高，絮凝时间长，凝固不完全，凝块软，乳清混浊，制成率低。胶乳中的氨含量大于0.02%，严重影响胶乳的凝固效果。说明氨水的加入可能对凝固液有杀菌作用。故采用生物凝固法制备子午线轮胎胶建议采用无氨胶乳。

2.3 影响鲜胶乳凝固效果的因素分析

2.3.1 胶乳稳定性对凝固效果的影响

胶乳稳定性高，微生物凝固速度慢，凝固效果差，反之则好。试验过程中一般取用新鲜无氨或低氨保存的混合胶乳进行凝固，pH值为6.7～7.0。当pH值大于7.0以上时，凝固不完全，乳清中有白水现象。

2.3.2 鲜胶乳浓度对凝固效果的影响

胶乳浓度高，凝固速度快，凝块硬，产品颜色深，凝固效果好;反之，胶乳浓度低，凝固速度慢，凝固效果差。鲜胶乳稀释浓度一般控制在25%～28%。6～8月雨季，鲜胶乳干胶含量会达到15%左右，此浓度的鲜胶乳稳定性低，胶乳已有凝粒，不适合用生物凝固法生产子午线轮胎胶。

2.3.3 凝固液用量对凝固效果的影响

凝固液用量为鲜胶乳重量的10%，但因为凝固时胶乳浓度各不相同，试验过程中多数采用糖蜜的用量来计算凝固液的用量。气温高时，用量减少;气温低时，用量增加。当气温高于24℃、胶乳干含量高于25%、凝固液pH值在3.8时糖蜜消耗量可采用干胶重量的1.8%或稍低来计算;当气温低于24℃，特别是进入10月份，胶乳干含量低(一般在21%～23%)、凝固液pH值在4.1～4.4时，糖蜜消耗量可采用占干胶重量的2%～2.3%计算。胶乳凝固时pH值可控制在4.8～5.0之间。

2.3.4 不同气温条件对凝固效果的影响

气温越高，凝固越快，凝固效果较好，6～10月气温在24℃以上，凝固液用量较少，糖蜜用量为干胶重量的1.8%，回收率99.9%，凝块有轻微的膨胀。10月以后，气温下降，在18℃以下时，凝固液用量增加，糖蜜用量为干胶重量的2%～2.3%，回收率下降，凝块膨胀率严重时超过20%，给工艺操作带来了困难。

2.4 生物凝固生产成本分析

采用微生物凝固生产子午线轮胎胶，除了凝固段工艺有所不同，其他的生产工艺成本与甲酸生产工艺成本没有什么区别，所以只作凝固成本的比较。

采用微生物凝固吨干胶凝固成本计算：糖蜜单价0.9元/kg，用量为干胶重量的1.8%～2.5%，当用量为1.8%时，吨干胶凝固费用=1000 kg×1.8%×0.9元/kg=16.2元;当用量为2.5%时，吨干胶凝固费用=1000 kg×2.5%×0.9元/kg=22.5元;

采用甲酸凝固吨干胶成本计算：甲酸单价8.8元/kg，干胶耗酸量为6.5～7.5 kg，吨干胶耗酸为6.5 kg时，干胶凝固费用=1×6.5 kg×8.8元/kg=57.2元;吨干胶耗酸为7.5 kg时，干胶凝固费用=1×7.5 kg×8.8元/kg=66元。

从以上理论计算可看出生物凝固的直接费用比甲酸凝固的每吨干胶可节约41～43.5元。

3 小结

生物凝固胶Po值高于甲酸凝固Po值，PRI值多数低于甲酸凝固的值，灰分含量高于甲酸凝固值，杂质含量、氮含量、挥发含量变化不大。随着贮存时间的延长，生物凝固胶和甲酸凝固胶的Po值均呈现上升的趋势，而且生物凝固胶的Po值比甲酸凝固胶的Po值普遍高2个单位以上，2种胶的PRI值较相近。同时，生产子午线轮胎胶必须用无氨鲜胶乳生产。

用生物凝固法生产，只需在凝固工段增加2个菌液培养罐，生产操作简单，不仅可以提升天然橡胶的产品质量而且可以节约生产成本，其直接生产费用比甲酸凝固的每吨干胶可节约成本41～43.5元。

摘要：经研究后,对生物凝固法进行试生产,对比研究了2种胶的6项性能,贮存时间对天然橡胶Po和PRI值的影响,对影响生物凝固液及胶乳凝固效果的因素进行了分析与讨论。结果表明:生物凝固胶的6项性能较好,生物凝固胶的Po值比甲酸凝固胶的Po值高2个单位以上,2种胶的PRI值较接近。从理论计算可看出生物凝固直接费用比甲酸凝固直接费用每吨干胶可节约41～43.5元。

关键词：天然橡胶,子午线轮胎胶,试生产,现状

参考文献

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[3]李程鹤,钟杰平,李思东,等.白糖辅助微生物凝固天然橡胶的特性研究[J].加工.应用,2008,18(5):30-32.

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生物天然气 第10篇

济源希健生物医药科技发展有限公司主要从事硒产品及其制品的研制与销售, 目前与上海第二军医大学药学院签订开发硒保健品和抗癌药物的合作协议, 主要产品有L-硒代蛋氨酸、DL-硒代蛋氨酸、L-硒-甲基硒代半胱氨酸、富硒麦芽粉。

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