废弃食用油脂两相厌氧发酵酸化条件优化

来源：农业工程学报杂志2015年第19期北京时间：

作者：贺静,邓雅月,李凛,李政伟,尹小波,邓宇,

摘要：油脂的水解和长链脂肪酸的降解是油脂厌氧发酵过程中的限速步骤，提高水解酸化阶段挥发性脂肪酸（volatile fatty acid，VFA）的产率，有助于后续甲烷化反应的进行。利用响应面方法（response surface methodology，RSM）对废弃食用油脂两相厌氧发酵水解产挥发酸条件进行优化，考察了初始pH值、原料负荷、反应时间和接种量对产生挥发酸浓度的影响，提出采用该工艺的数学模型及优化后的工艺参数。结果表明，各影响因子对挥发酸的影响顺序为：接种量＞反应时间＞原料负荷＞初始pH值，方程的F值为15.65，相关系数为0.9359，调整相关系数为0.8761，说明数学模型可以较好地模拟真实的反应曲面。优化得到最佳的工艺参数为初始pH值6.2、负荷300 g/L、反应时间8 d、接种量40%，在该条件下，实际产挥发酸7 221.0 mg/L，与预测值7 224.0 mg/L吻合且重现性较好。厌氧产甲烷试验表明，酸化后废弃油脂较未酸化油脂在甲烷产量、甲烷含量、总化学需氧量（chemical oxygen demand，COD）去除率及挥发性固体（volatile solid，VS）去除率方面分别提高了44%、11%、28%和51%，经酸化处理比未酸化油脂的厌氧发酵时间（完成一个厌氧发酵周期内总产气量的80%的时间）缩短了28%。该研究结果为废弃食用油脂的两相厌氧发酵中试提供了参考。

关键词：油脂, 发酵, 甲烷, 两相厌氧消化, 水解酸化, 响应面法