包邮生物质能实验

实验教学安排建议 作为农业工程学科下设的农业建筑环境与能源工程、农业水土工程、农村能源工程等专业的本科生，建议生物质能实验课与生物质能工程专业课同步进行。生物质能实验根据各学校课程设置不同，其课时也不相同，建议生物质能实验课时设置为54学时（一个学期）。按此课时要求，实验周学时为3学时，实验安排集中在**篇和第二篇，而第三篇的综合性实验主要是为专业实习或实训设置的，实验周期较长。也可以分两个学期开设，基础实验安排一个学期，周学时为2学时，即36学时；另安排课程于实习期间设置综合性实验。 **篇中的实验可选取12个，每个实验为1～3学时，建议选择实验参见表1，小计学时数为31。第二篇中的实验可选取4个（表2），每个实验为3学时，小计学时数为12。第三篇的实验可选取一个，学时数为8。 表1 基础实验安排 表2 制备实验安排 **篇 生物质特性参数的分析测试基础实验 实验1 生物质原料的总固体（TS）含量的测定 1．测定意义 在生物质能的应用与研究中，尤其在沼气发酵中，总固体（total solid，TS）是一项重要的基础性测定指标。某一特定的发酵原料的总固体数据，可用于计算沼气发酵的投料量和确定发酵池的负荷。目前，通常以每单位质量的总固体的产气量来表示发酵原料的优劣，即TS产气率。 2．测定方法 2.1 固体物料样的测定方法 将洗净的瓷坩埚放于烘箱内，于（105±5）°C下烘干至恒重，存于干燥器中冷却备用。取一定量混合均刀的物料放入已干燥的备用瓷坩埚内，用符合精度要求的天平称重，于烘箱内（105±5）°C下烘干3～4h，移入干燥器内冷却后称重，再将已称重的瓷坩埚重新于（105±5）°C烘1h，再次称重，两次称重之差不超过0.01g。若样品量<1g时，要求称重精确到三位有效数字。总固体的计算公式如下。 式中，WS——样品的质量（g），总质量减去瓷坩埚质量；WD——烘干质量（g），烘干总质量减去瓷坩埚质量。 2.2 液体固形内容物较少的物料样的测定方法 将洗净的50mL或100mL的瓷蒸发皿放于烘箱内，于（105±5）°C下烘干至恒重，存于干燥器中备用。准确量取25mL搅拌混刀的液体物料，如果固体太少可增加取样量，于水浴中蒸干，移入（105±5）°C烘箱内4h后取出，于干燥器内冷却后称重。再将已称重的蒸发皿重新于（105±5）°C烘1h，冷却再称重，如此反复直至恒重。总固体的计算公式同上。 2.3 沼气发酵料液总固体的测定方法 生物质秸秆、畜禽粪和污泥等原料以固体为主，TS采用“固体物料样的测定方法”分析物料。污水、沼气发酵液等以液体为主的物料，采用“液体固形内容物较少的物料样的测定方法”。 在物料沼气发酵潜力的研究与应用中，发酵前后的TS变化分析通常采用“固体物料样的测定方法”。具体为，将料液和接种物搅拌混刀，在搅拌混刀状态下，取混合物于烘干备用的瓷坩埚内，小心地在符合精度要求的天平上称重，置于搪瓷盘中再小心地放入烘箱内，80°C左右温度下烘3～4h，除去较多水分，升温至（105±5）°C烘干3～4h，移入干燥器内冷却后称重，再将已称重的瓷坩埚重新于（105±5）°C烘1h，再次称重检验是否已烘至恒重。 3．实验仪器 电热恒温干燥箱（烘箱），30cm×20cm搪瓷盘，长19～20cm坩埚钳，25～30mL的瓷坩埚，精确到0.0001g的电子天平，上口内径25cm左右的干燥器（内装经干燥备用，呈绿色颗粒的硅胶）。 4．实例 稻草TS的测定 （1）取4个洗净的瓷坩埚置于（105±5）°C烘干，用坩埚钳小心夹取放于干燥器中冷却、称重（W1）。 （2）将样品稻草剪碎（长度小于1cm）或是取经粉碎的稻草糠样品，混合均刀后取适量装入瓷坩埚中，称重（W2）。 （3）将已装有样品的瓷坩埚置于搪瓷盘中，小心地放入烘箱内，于（105±5）°C干燥3h，用坩埚钳移入干燥器内，冷却后称重（W3）。 （4）再将已称重的瓷坩埚重新于（105±5）°C烘1h，再次称重（W3′），检验是否已烘至恒重（即W3.W3′<0.01g）。 （5）计算稻草样品：TS（%）。 样品质量：WS（g）=W2-W1。 样品干重：WD（g）=W3-W1。 （6）将实验数据记录在表1-1中。 表1-1实验数据记录参考表 思考题 1．含水量较多的样品为什么要用80°C预处理（提示：样品黏度较大时会发生的现象）？ 2．请列举在TS测定分析过程中应注意的事项（提示：以不同原料样品分别举例说明）。 3．物质含水量与TS有何关系？