食品科学论文--我国发酵工业存在的问题及应对措施.doc

我国发酵工业存在的问题及应对措施目 录 1.工业流程12.发酵工业的现状12.1我国发酵工业总体情况12.2酒精发酵行业发展情况23.我国发酵工业存在的问题23.1发酵酒精生产的原料结构不合理23.2产业结构的不合理性及由此产生的问题23.2.1生产规模小、效益低23.2.2原料状况不良且难以综合利用33.2.3环境污染十分严重33.2.4整体上酒精发酵工艺技术水平不高33.2.5发酵原料生产与酒精发酵工业布局上不合理性。34.应对措施34.1配合国家宏观调控，促进产业结构调整34.2发展酒精发酵过程原料的检验及综合利用34.3提高酒精发酵工艺本身的工艺技术水平34.4重点解决酒精发酵行业目前普遍存在的环境污染问题44.5加强人才培训，提升行业素质45.结语4参考文献5我国发酵工业存在的问题及应对措施摘 要：以酒精发酵为例，综述了我国发酵工业的发展现状，分析了当前我国酒精发酵行业存在的问题，提出解决问题的应对措施，为我国酒精发酵的发展提供参考以期达到世界领先水平。关键词： 发酵工业 酒精 问题 应对措施 发酵工业是指人们利用微生物的发酵作用，运用一些手段控制发酵过程，大规模生产发酵产品的一门传统工业。至今，我国已经形成了一个品种繁多、门类齐全、具有相当规模的独立工业体系，在国民经济中占有重要地位，其产品应用覆盖医药、卫生、轻工、化工、农业、能源、环保等诸多行业，某些产品如味精、柠檬酸年产量已跃居世界首位1。发酵工业是一种以高科技含量为特征的新型工业，近年来特别是20世纪90年代以来，行业迅速发展已经使其在食品行业中占有重要地位。发酵工业的迅速发展不仅带动了相关行业的发展，而对节约粮食、增加食品品种、提高产品质量及改善环境等发挥了重要作用。虽然发酵工业迅猛发展，但仍存在一些急于解决的问题。1.工业流程 酒 母糖 化 醪1、发酵罐2、发酵罐3、发酵罐4、发酵罐成熟醪罐蒸 馏2.发酵工业的现状2.1我国发酵工业总体情况我国生物化工行业经过长期的发展，已有一定基础。特别是改革开放以后，生物化工的发展进入了一个崭新的阶段。目前生物化工产品已涉及医药、保健、农药、食品等方面2。“十一五”期间我国发酵工业产值比“十五”末增长58.5%，产品产量增长102%，出口创汇增长67.5%。进入“十一五”以来，在国家产业政策的指导下，随着科技创新和科学进步的推进，科技推广应用和产业化步伐加快，发酵产业产品空间进一步拓展，产业链不断延长35表1 20062010年发酵产品的能耗、水耗情况： 单位：吨发酵产品20062007200820092010吨产品吨产品吨产品吨产品吨产品吨产品吨产品吨产品吨产品吨产品水耗煤耗水耗煤耗水耗煤耗水耗煤耗水耗煤耗味 精1051.9951.86921.83901.75851.69柠檬酸577.32316.43286.12265.37255.10酶制剂112.00101.9591.9081.897.91.82酵 母901.98831.95781.93731.91701.85表2 我国发酵行业集中度情况：行业产量企业个数产量总量比例（%）味精行业10万吨以上784柠檬酸行业6万吨以上578乳酸行业2万吨以上273淀粉酶行业20万吨以上760酵母行业4万吨以上3672.2酒精发酵行业发展情况酒精发酵产品应用领域广泛，在中国的酒精发酵行业始终服务于白酒行业，国内所有发酵酒精厂均执行食用酒精国家 标准生产不同等级的食用酒精，供白酒厂勾兑白酒，因此生产名牌和品牌白酒的省区，如安 徽、贵州等小型酒精装置众多。酒精生产规模从改革开放以后不断扩大，2010年底全国共有注册大小酒精厂1650家，实际酒精厂的数量已经超过2100家，但是每个酒精厂的平均生产规模不到2050 t。我国发酵酒精生产的原料结构的现状，玉米原料占60%以上；薯干原料占30%；糖蜜原料占10%以下。鉴于薯干和糖蜜原料酒精发酵过程中产生的废糟液难以治理，环境污染，特别是对水资源 的污染十分严重，国家有关部门已经着手对发酵酒精生产的原料结构进行调整。在技术经济指标提升、工艺技术改进、装备水平改善的同时，一些问题也随之而来4。下面就以酒精发酵为例阐述现代发酵工业存在的问题及应对措施。酒精发酵是酿酒工艺的核心工艺之一5,酒精发酵工艺的好坏直接影响了酿酒工业的质量，而现今，我国的发酵工业仍存在一些亟待解决的问题。3.我国发酵工业存在的问题3.1发酵酒精生产的原料结构不合理国内酒精生产企业远离原料主产区的现象十分普遍，吉林省的玉米产量已经接近20 Mt，位居全国第一，其酒精产量还不到100 Kt，在全国各省区中位居第十二位，而安徽省的玉米产量只有2.265 Mt，位居全国第十五位，但其酒精产量却位居全国第一。3.2产业结构的不合理性及由此产生的问题 3.2.1生产规模小、效益低体现在国内酒精厂生产规模太小。中国发酵酒精的总产量仅为2 Mt左右，却有大小酒精厂1000多家，酒精厂的平均生产规模仅为2000 t左右；而美国发酵酒精总产量接近10 Mt，酒精厂只有30余家，酒精厂的平均生产规模为300 Kt左右，最大酒精生产企业ADM公司的酒精生产能力接近1 Mt。在我国10Kt级规模以上酒精厂仅20余家，超过100Kt规模的生产装置仅为黑龙江华润金玉集团公司一家，该集团现有300 Kt规模和180Kt规模酒精装置各一套。 3.2.2原料状况不良且难以综合利用主要是原料卫生状况和农药残留，如果原料卫生状况不佳（如受霉菌感染/或有破损腐烂现象）或农药残留量较大时，都会抑制酵母的生长繁殖和代谢，也可能会导致起酵迟缓或困难问题，但是一般来说如果发酵初期能够供给充足的营养，使酵母菌自身机能增强，抗逆境能力也会随之增强。国外一般采用湿法粉碎的工艺很好地实现了原料的综合利用，但设备投资很大，如果年加工发酵原料量在1 Mt以下就很难采用这样的生产工艺。 3.2.3环境污染十分严重 目前三湖和三河一带的加工厂的废水已初步得到了治理，重点工厂已经达到了国家规定的排放标准，但是离清洁生产还有一段较大的距离，表现在原料利用率比较低，一般比国外先进水平底3%5%。酒精发酵的主要污染物有酒糟、酒精蒸馏废液等，目前对这些废液的处理多采用厌氧+好氧的方法，但运行费用高，处理不过彻底，很难完全达到排放标准6。目前我国酒精发酵工业采用DDGS工艺技术治理废糟液，从1980年代初期至今已经引进了十几套DDGS生产设备，但引进设备投资大，运行费用高始终困扰着酒精发酵行业，目前许多引进的装置闲置在那里，给国家造成巨大的经济损失。 3.2.4整体上酒精发酵工艺技术水平不高所有千吨级规模酒精厂基本上都采用间歇发酵的工艺，即使是安徽蚌埠酒精厂和大连酿酒厂这样生产规模达到万吨的酒精生产业，迄今为止还采用间歇发酵的落后生产工艺。 3.2.5发酵原料生产与酒精发酵工业布局上不合理性。酒精生产企业远离发酵原料主产区。由于发酵酒精生产过程中联产大量蛋白饲料，作为农业区的发酵原料主产区一般来说饲养业都比较发达，如东北地区几乎没有自己的大型饲料生产企业，这种原料与产品的大量反向输送极大地增加了企业的生产成本，浪费了资源。如果中国未来发展燃料酒精，这个问题将更加突出。4.应对措施4.1配合国家宏观调控，促进产业结构调整在国家宏观调控的基础上，配合国家政策的引导，按照产业聚集、规模化发展和扩大国际合作的要求，实现企业资源优化配置，坚持走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的发展到路，使行业健康协调发展。4.2发展酒精发酵过程原料的检验及综合利用做好原料的肥水管理，保证充足而均衡的营养供应，保证充分的成熟度，同时在原料采收期间，要严格控制采收质量，控制农药残留和破果烂果率，保证进入生产流程的原料质量和卫生状况。在酒精发酵行业向规模化方向发展和向原料主产区迁移的过程中，发展原料湿法前处理工艺和技术，加强产学研结合。4.3提高酒精发酵工艺本身的工艺技术水平向低温蒸煮和无蒸煮快速发酵方面发展，并结合发酵原料湿法前加工技术发展清液发酵的新工艺新技术，改变以往原料全粒粉碎、带渣发酵的落后生产方式。在制定生产工艺之前，必须从分分析自己的原料状况（成熟度，糖酸含量、卫生状况、营养状况、原料改良措施），生产条件（设备条件、控温条件），工艺条件（酿酒技术、辅料选用等），酿酒目标（酒种、市场定位、陈酿要求等），在了解分析这些基本因素后，制定合理酿造工艺。在发酵过程中作好科学的跟踪监测工作，预防发酵温度超标，规律的进行循环搅拌和苦学的开放式倒灌，以维持酵母的微氧发酵环境，而且还能及时排放聚集其中的二氧化碳，增加发酵安全性。4.4重点解决酒精发酵行业目前普遍存在的环境污染问题按照建设资源节约型、环境友好型社会的要求，坚持开发与节约并重、节约优先的方针，按照减量化、再利用、资源化原则，大力推进清洁生产，完善再生资源回收利用体系，形成低投入、低消耗、低排放和高效率的节约型增长方式。积极开发推广资源节约、替代和循环利用技术和产品，降低高耗能、高污染比重。首先，可以结合清液发酵的工艺过程，力争实现工艺废水的大幅度直接循环使用，直至全闭路循环使用，实现清洁生产。其次，可利用生产废水生产SCP（单细胞蛋白 sing-cell-protein），每生产5t酒精所产生的废水可生产1t酵母菌，按我国的酒精生产量计算约可生产50K100Kt的酵母菌。最后，还可运用生物膜法处理污水，如生物滤池、塔式滤池、生物转盘等7。4.5加强人才培训，提升行业素质发酵工业是高科技产业，知识性强，技术含量高、更新快，对人员要求严格。因此全行业要广泛开展各种形式的教育培训工作，不断进行知识更新，提高企业家、高管人员和技术开发人员的素质和水平，大力开展职工职业技能培训工作。5.结语在国家政策的引导以及新型科技人才的加入，酒精发酵工业中的问题定能迎刃而解，并带动酿酒工业迅猛发展。同样，整个发酵行业的发展也会势如破竹。随着科学技术的进步，特别是在酶工程技术的带动下，发酵产于原料和品种逐渐增加，产品应用领域逐渐扩大，现已与造纸、酿酒、制糖和皮革等的行业建立起技术创新联盟，这必将为解决发酵工业中存在的问题提供更多的机会，为我国发酵工业作出更大的贡献。参考文献1王薇青.我国发酵工业的科技进步J.中国食品发酵工业研究院.2陆光兴.我国发酵工业的发展现状和发展趋势D.山东：山东农业