2008年10月8日 星期三

與發酵技術相關之文獻要點整理(1)

(1)堆肥過程是一個微生物發酵的過程,而堆肥化的目的則是滅菌以及穩定化。

    

    堆肥在維持一段高溫的狀態之後,雖然能將雜菌消滅,但其穩定化過程尚未完成,因此,還要持續進行中溫堆肥,並藉此來穩定堆體。

 

    在中溫(30℃~40℃)條件之下穩定效率最高,但是堆體穩定化完成的時間並無具體之規定,一般只能憑經驗來斷定或是採用腐熟度檢測方法來協助判斷。

 

(2)微生物之群落結構會隨著堆肥不同時期的溫度變化而產生改變。

 

    微生物種群在整個堆肥過程中的演替能夠指示堆肥的腐熟程度。

 

    不同種類的微生物其生長繁殖所需的溫度要求不盡相同,而最適溫度以及微生物所能忍耐的最低與最高溫則是我們用來度量微生物對溫度要求的標準。

 

(3)對於一個定量的堆體而言,高溫短時間以及低溫長時間反應可以達到大致一樣的穩定化效果。

 

    堆肥的穩定化過程需要一定的溫度強度以及一定的溫度總合(溫度強度乘以持續時間)。

 

    堆肥溫度的上升過程是一個由堆肥起始溫度、微生物新陳代謝產熱過程以及堆體保溫效應的綜合作用結果。

 

    一個完整的堆肥過程是由4個階段所組成,分別為緩慢升溫階段、快速升溫階段、高溫階段以及降溫階段。

 

    堆肥的價值在於堆肥中的有機物含量,因此,將所有的有機物都穩定到變成二氧化碳與水並不符合我們製作堆肥的目的。

 

    當堆體的厭氧情況以及氣味不至於妨礙產物的儲存與使用時,就可以將其視為已達到穩定化的要求。

 

(4)堆肥穩定化過程的積溫指標只有在其他條件固定的情況下,其溫熱條件對於堆肥穩定化過程的主導作用才會明顯。

 

    堆肥原料的性質、堆肥技術、微生物種群、生物學零度以及外在環境是可能會影響積溫穩定性的因素。

 

 


 

2008年10月4日 星期六

一些可以思考與嘗試的課題

發酵一般來說,是藉由微生物來分解有機物並形成腐植質。

 

而其過程則可分為2種形式,一種是厭氧過程,另一種則是好氧過程。

 

在厭氧發酵過程裡,厭氧菌在充斥著有機物、水分以及二氧化碳的環境中會產出像是氨與甲烷等有害物質以及一些其他的最終產物。

 

而在好氧發酵過程裡,好氧菌在適當的環境中(具有水分、氧氣以及有機物)則會產生水、二氧化碳與氧化物以及硝酸鹽.......等。

 

雖然這兩種發酵過程都會產生一些氣味,但假如能正確的利用好氧發酵技術,則其發酵過程中所產生的氣味將會比厭氧發酵來得小。

 

下列的幾項因素是掌控好氧發酵速度的關鍵 :

 

(1)供氧量

 

(2)濕度

 

(3)有害物質

 

(4)微生物所需之養分含量(ex : 磷、鉀.........)

 

其中,(1)與(2)與(3)都互有關聯。

 

而(1)又與我們所選用的木屑顆粒大小有著密切的關係,可以想見的,若木屑顆粒太細緻則將會直接影響到好氧菌進行發酵作用,因為木屑中的含氧量不足。

 

我們或許可以藉由翻推木屑來增加木屑中之含氧量,但關鍵的是,我們應該多久才進行一次木屑的翻推作業?

 

就目前我所搜尋到的paper來看,不同菌種所能承受的環境壓力都不同,而這些環境壓力可能來自於外界的污染物(3)或是發酵過程中所產生的酸性物質(3)以及有毒物質(3)。

 

大量的研究結果指出,某些生物物種對外界惡劣環境(像是冷凍、加熱、乾燥、滲透壓、毒性化合物.......等)所表現出的承受力和牠們體內所存在的海藻糖有直接關係。

 

而牠們體內的海藻糖含量則會隨著時間的推演而有增加以及減少的現象。

 

因此,我們在決定翻推木屑的頻率時,或許也應該考量木屑中之菌種對於環境的忍受力。

 

除此之外,木屑之濕度(2)以及木屑添加物之百分比(4)要在什麼範圍內才不會影響到發酵作用的進行同樣也是一個值得我們深思的問題。

 

最後,假如我們採用酵母來協助進行發酵,則或許還得再考慮酵母活性最強時之溫度範圍也不一定.................