物料粒度大小對(duì)厭氧發(fā)酵具有顯著影響，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一、對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響

pH值與ORP(氧化還原電位)變化

較小顆粒度的物料在發(fā)酵初期pH值下降較快，而較大顆粒度的物料pH值變化不顯著。

顆粒度越小，ORP下降越快，這可能與微生物與底物的接觸面積增大有關(guān)。

底物降解與酶活力

較小顆粒度的物料由于表面積增大，微生物附著點(diǎn)多，有利于底物的降解。

某些酶(如纖維素酶)在高破碎(即小粒度)的情況下具有很強(qiáng)的活性，但中后期可能會(huì)減弱。

二、對(duì)產(chǎn)氣性能的影響

產(chǎn)氣總量與產(chǎn)氣速率

一般來(lái)說(shuō)，物料粒度適中時(shí)，產(chǎn)氣總量和產(chǎn)氣速率較高。過(guò)小的粒度可能導(dǎo)致酸化現(xiàn)象，反而降低產(chǎn)氣性能。

例如，在蔬菜廢棄物的厭氧發(fā)酵中，顆粒大小為整片和1/4棵的條件下累積產(chǎn)氣量較高，而顆粒大小為2cm小塊時(shí)則出現(xiàn)酸化產(chǎn)氣停止的現(xiàn)象。

甲烷含量

物料粒度對(duì)甲烷含量也有影響。一般來(lái)說(shuō)，粒度適中時(shí)，甲烷含量較高。

三、對(duì)原料轉(zhuǎn)化率與降解率的影響

原料轉(zhuǎn)化率

物料粒度越小，表面積越大，微生物附著點(diǎn)多，有利于原料的轉(zhuǎn)化。但并非粒度越小越好，因?yàn)檫^(guò)小的粒度可能導(dǎo)致能耗增加，且不一定能提高原料轉(zhuǎn)化率。

木質(zhì)纖維素降解率

在高木質(zhì)纖維素的物料中，粒度減小有助于木質(zhì)纖維素的降解。機(jī)械粉碎雖然不會(huì)使木質(zhì)纖維素降解或轉(zhuǎn)化，但會(huì)增大其表面積，降低其結(jié)晶度，使得被生物較容易接近并對(duì)其進(jìn)行生物降解。

四、能耗與發(fā)酵效率

能耗

物料粒度越小，破碎過(guò)程中的能耗通常越高。因此，在選擇粒度時(shí)需要權(quán)衡能耗與發(fā)酵效率。

發(fā)酵效率

物料粒度適中時(shí)，厭氧發(fā)酵效率較高。過(guò)大的粒度可能導(dǎo)致底物中的有機(jī)物無(wú)法充分與微生物接觸，而過(guò)小的粒度則可能增加能耗并影響發(fā)酵效果。

綜上所述，物料粒度大小對(duì)厭氧發(fā)酵的影響是多方面的。在實(shí)際操作中，需要根據(jù)物料的性質(zhì)、發(fā)酵工藝和設(shè)備性能等因素綜合考慮，選擇合適的粒度以提高發(fā)酵效率和原料轉(zhuǎn)化率。