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甘蔗糖廠糖蜜及酒精廢液應(yīng)用現(xiàn)狀與展望

2019-03-19 08:11沈大春敖俊華吳啟華盧穎林
甘蔗糖業(yè) 2019年3期
關(guān)鍵詞:糖蜜廢液甘蔗

沈大春,敖俊華,吳啟華,黃 瑩,盧穎林,江 永

(廣東省生物工程研究所(廣州甘蔗糖業(yè)研究所) 廣東省甘蔗改良與生物煉制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東廣州510316)

0 引言

甘蔗是我國(guó)主要的糖料作物,約90%以上的食糖來(lái)源于甘蔗,其主要種植在我國(guó)廣西、云南、廣東和海南等省,甘蔗產(chǎn)業(yè)在支持和穩(wěn)定地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要作用。糖蜜是甘蔗壓榨制糖過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物,其含糖量高,主要包括蔗糖(含量在25%~35%之間)、葡萄糖和果糖,錘度一般為80°Bx,且還含有多酚和黃酮類等抗氧化性成分,還包括水、蛋白質(zhì)、維生素、氨基酸、有機(jī)酸和鉀鈉鹽等成分[1]。同時(shí)在甘蔗糖蜜中含有大量的具有蔗香風(fēng)味的色素類物質(zhì),將其從甘蔗糖蜜中分離制備,可作為醬油、飲料等食品添加劑使用,從而顯著提高甘蔗糖蜜的附加值[2]。由于糖蜜本身組分呈多樣化,同時(shí)市場(chǎng)采購(gòu)成本較低廉,因此其用途比較廣泛,可充當(dāng)飼料添加劑、提取液體糖、制備焦糖色素,還能作為發(fā)酵輔料和微生物培養(yǎng)基的復(fù)合碳源[3-6]。另外,酒精廢液是糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)酒精過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)高濃度廢水,由于其富含有機(jī)無(wú)機(jī)養(yǎng)分,作為肥料利用可作為土壤調(diào)理劑,調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)[7-8]。

甘蔗糖廠副產(chǎn)物糖蜜及酒精廢液富含多種有機(jī)成分,且產(chǎn)量巨大,價(jià)格低廉,引起了農(nóng)學(xué)、食品加工、微生物發(fā)酵等相關(guān)學(xué)科和產(chǎn)業(yè)的重視,相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用研究也取得了較豐富的成果。因此,就目前制糖副產(chǎn)物糖蜜及酒精廢液綜合利用的最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,通過(guò)闡述糖蜜及酒精廢液的利用現(xiàn)狀及存在問(wèn)題,進(jìn)一步探索新的開(kāi)發(fā)途徑,開(kāi)發(fā)具有低成本、低污染、高附加值的產(chǎn)品,對(duì)提高甘蔗糖廠的附加經(jīng)濟(jì)效益,資源的循環(huán)利用率和生態(tài)環(huán)境保護(hù),特別是促進(jìn)我國(guó)甘蔗產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

1 糖蜜利用現(xiàn)狀

甘蔗糖廠的糖蜜又稱“廢蜜”、“桔水”,是甘蔗制糖工業(yè)的一種副產(chǎn)物,呈深棕色、黏稠狀和半流動(dòng)液態(tài)。糖蜜產(chǎn)率一般為原料蔗的 3%~4%左右,糖蜜組分因原料蔗品種、栽培管理?xiàng)l件、成熟度以及制糖工藝不同而有一定差異。糖蜜目前的利用方式主要包括以下幾個(gè)方面:

1.1 糖蜜用作飼料

糖蜜含有豐富的糖類及蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是一種優(yōu)良的飼料原料,糖蜜的適口性好,容易被動(dòng)物消化吸收,另外還含有多種生物素、氨基酸、維生素以及微量元素等物質(zhì)。糖蜜用作反芻動(dòng)物飼料不僅利用效率較高,同時(shí)又綠色環(huán)保。一方面是由于糖蜜甜味可掩蓋飼料的不良?xì)馕叮纳骑暳系倪m口性;另一方面是由于糖蜜本身的黏稠性和半流動(dòng)狀態(tài)使其具有粘結(jié)作用,可降低飼料的粉塵率、提高飼料質(zhì)量[9]。在荷蘭、蘇格蘭、美國(guó)和加拿大等奶牛產(chǎn)業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家,糖蜜是作為常用的能量飼料添加到奶牛日糧中[10]。糖蜜用微生物發(fā)酵生產(chǎn)飼料,可提高飼料的粗蛋白含量,并改善其適口性。胡詠梅[11]等采用黑曲霉、綠色木霉和產(chǎn)朊假絲酵母3種菌種,蔗渣、糖蜜按8∶2配料,料水比1∶3,添加6% (NH4)2SO4,自然pH值,發(fā)酵溫度30℃,混菌發(fā)酵36 h,發(fā)酵后的飼料粗蛋白含量能提高到11.48%,香味、適口性較蔗渣大為改觀,可用做牛、羊等的飼料;利用糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)酵母單細(xì)胞蛋白可彌補(bǔ)常規(guī)蛋白飼料資源的不足。李大鵬[12]利用糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)酵母單細(xì)胞蛋白,配合飼料中使用3%的甘蔗糖蜜,豬日增重提高2.8%,飼料增重比下降4.3%;雞產(chǎn)蛋率提高2.05%,料蛋比下降3.7%。胡敏等[13]開(kāi)展的甘蔗糖蜜廢水生產(chǎn)飼料蛋白質(zhì)的菌種和發(fā)酵條件優(yōu)選試驗(yàn),結(jié)果表明了熱帶假絲酵母是能充分利用糖蜜廢水生產(chǎn)飼料蛋白質(zhì)的較好菌株,飼料蛋白產(chǎn)量達(dá)12.5 g/L,化學(xué)耗氧量去除率為40%。

另外,在青貯飼料調(diào)制過(guò)程中,糖蜜能夠?yàn)槿樗峋鲋程峁┌l(fā)酵底物,常被用作青貯飼料發(fā)酵促進(jìn)劑。吳金彩等[14]在全株“張雜谷”青貯中添加糖蜜發(fā)現(xiàn),添加糖蜜可不同程度地提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)降解率和體外發(fā)酵參數(shù)。馬吉鋒[15]等研究表明,糖蜜尿素復(fù)合處理能夠提高玉米芯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,飼喂經(jīng)糖蜜尿素復(fù)合處理的玉米芯能夠提高肉牛的生產(chǎn)性能和育肥效益,對(duì)肉牛健康無(wú)不良影響。李志春[16]等利用添加糖蜜(糖蜜組、混合組)可明顯改善青貯飼料的感官品質(zhì),提高蛋白質(zhì)含量,降低pH、氨態(tài)氮和單寧含量;聯(lián)合添加糖蜜與米糠(混合組)不僅顯著提高了青貯飼料的干物質(zhì)和粗蛋白含量,還有效降低了氨態(tài)氮、粗纖維和單寧含量,呈協(xié)同作用。原現(xiàn)軍[17]等研究發(fā)現(xiàn),添加糖蜜顯著改善了青稞秸稈和多年生黑麥草混合青貯的發(fā)酵品質(zhì),降低了pH值、丁酸和氨態(tài)氮含量,顯著提高了乳酸和水溶性碳水化合物含量,保留了較高的粗蛋白含量,促進(jìn)了部分半纖維素和纖維素的降解。張萬(wàn)金[18]等通過(guò)在奶牛飼糧中添加糖蜜,結(jié)果表明其可以緩解夏季奶牛熱應(yīng)激采食量的下降,提高泌乳量和乳蛋白率。

1.2 糖蜜制備酒精

甘蔗糖蜜是制糖工業(yè)中的一種副產(chǎn)物,含有大量的蔗糖,總糖約 40%~60%,同時(shí)含有大量的膠體物質(zhì)以及無(wú)機(jī)鹽類,用糖蜜原料生產(chǎn)酒精可以省去蒸煮、制曲、糖化等工序,投資少,成本較低。但糖蜜中雜質(zhì)較多,前處理過(guò)程復(fù)雜,設(shè)備易結(jié)垢,產(chǎn)生的廢液難處理。以糖蜜為原料生產(chǎn)酒精所產(chǎn)生的廢液是一種難降解的廢水,其有機(jī)污染物濃度高,COD含量一般為100 000~200 000 mg/L,BOD可達(dá)40 000~50 000 mg/L,如果直接排放,會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化,對(duì)環(huán)境污染大。目前國(guó)內(nèi)多數(shù)大型糖廠都以糖蜜為原料發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方式處理糖蜜,大部分糖廠均設(shè)有酒精車間,其酒精生產(chǎn)工藝也較為成熟,但酒精廢液的排放量大,對(duì)酒精廢液的有效治理是各糖廠亟待解決的問(wèn)題,另外有些酒精廠也用糖蜜作為生產(chǎn)朗姆酒和二氧化碳的原料[19-22]。

糖蜜生產(chǎn)酒精目前利用自絮凝顆粒酵母發(fā)酵甘蔗糖蜜生產(chǎn)乙醇,得到了較好的結(jié)果。凌長(zhǎng)清[23]研究高產(chǎn)釀酒酵母菌株MF1001的甘蔗糖蜜酒精發(fā)酵特性及利用該菌株進(jìn)行甘蔗糖蜜高濃度酒精發(fā)酵,將該菌株用于5萬(wàn)t規(guī)模的甘蔗糖蜜酒精發(fā)酵生產(chǎn),全年生產(chǎn)的成熟醪酒精含量維持在 12.5%(體積比)以上,發(fā)酵效率維持在 91%~93%,生產(chǎn)噸酒精的廢液排放維持在8 t左右,生產(chǎn)效益顯著。郭藝山[24]和王曉斐[25]等分別利用固定化酵母載體制備方法和固定化酵母工藝條件優(yōu)化,豐富酵母在載體中生長(zhǎng)代謝的傳質(zhì)通道和優(yōu)化發(fā)酵參數(shù),提高了發(fā)酵效率,滿足了糖蜜酒精連續(xù)生產(chǎn)以及酒精最大產(chǎn)量的需求。目前,國(guó)內(nèi)甘蔗糖廠利用糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)酒精的工藝,大多廣泛采用多孔圓柱體固定化酵母載體進(jìn)行連續(xù)發(fā)酵,同傳統(tǒng)酒精發(fā)酵工藝相比,固定化酵母技術(shù)發(fā)酵周期短、設(shè)備利用率高、雜菌感染少、發(fā)酵效率高和生產(chǎn)成本低[26-29]。

1.3 糖蜜生產(chǎn)酵母

酵母菌是一種單細(xì)胞真核微生物,適宜生長(zhǎng)在含糖量較高的偏酸性(pH 4.0~7.0)環(huán)境中,其本身含有大量的蛋白質(zhì)和豐富的維生素,營(yíng)養(yǎng)要求不高,能夠迅速生長(zhǎng)。糖蜜是制糖業(yè)的一種主要副產(chǎn)物,價(jià)格低廉,含有豐富的糖分和無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),以及少量的生長(zhǎng)因子,總糖和蔗糖含量均很高,是發(fā)酵生產(chǎn)酵母菌的良好原料,現(xiàn)已作為一種生產(chǎn)原料被廣泛用于發(fā)酵領(lǐng)域。利用甘蔗糖蜜作為碳源規(guī)?;囵B(yǎng)酵母菌,具有重要意義。酵母菌具有菌體大、蛋白含量高、易培養(yǎng)、生長(zhǎng)期短和代謝產(chǎn)物多等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于微生物發(fā)酵領(lǐng)域,例如:營(yíng)養(yǎng)酵母(飼用酵母)、生防酵母和釀酒酵母。

謝式云[30]等通過(guò)甘蔗糖蜜培養(yǎng)飼用酵母菌YS-01條件優(yōu)化的研究,結(jié)果表明:利用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)的初步優(yōu)化,飼用酵母菌YS-01在處理糖蜜中生長(zhǎng)良好,優(yōu)化的培養(yǎng)條件下 OD值達(dá)到14.6,活菌數(shù)達(dá)到2.5×108CFU/mL。王鵬[31]等以糖蜜作為原料對(duì)Rhodosporidium paludigenum進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng),并通過(guò)碳氮源的篩選,確定了一種以糖蜜為碳源的廉價(jià)的培養(yǎng)基質(zhì)以取代昂貴的 NY-DB培養(yǎng)基,并研究其培養(yǎng)條件,為生防酵母 R.paludigenum的大規(guī)模生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。酵母菌 R.paludigenum在其發(fā)酵培養(yǎng)條件下細(xì)胞干重能夠達(dá)到13.50 g/L,比NYDB培養(yǎng)基中的生物量(7.46 g/L)有較大幅度的增長(zhǎng)。蔡子康[32]等以葡萄有孢漢遜酵母CM2為研究對(duì)象,細(xì)胞生物量為測(cè)定指標(biāo),利用甘蔗糖蜜作為發(fā)酵原料,對(duì)糖蜜培養(yǎng)基的優(yōu)化進(jìn)行較為全面的探討。采用煮沸法、磷酸法、硫酸法、活性炭法、亞鐵氰化鉀法對(duì)糖蜜進(jìn)行預(yù)處理,結(jié)果表明硫酸處理法優(yōu)于其他處理方法。糖蜜作為碳源已成功應(yīng)用于生防酵母 Pichiaanomala、P.agglomerans及Candida sake的發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程。

釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是單細(xì)胞微生物,屬于真菌類,耐酸性強(qiáng),是兼性厭氧菌。釀酒酵母營(yíng)養(yǎng)成分十分豐富,含有菌體蛋白質(zhì)、多種氨基酸、維生素、脂肪、食物纖維、礦物質(zhì)元素及生理活性物質(zhì)等。陳雪[33]等以糖蜜為碳源的培養(yǎng)基作為發(fā)酵培養(yǎng)基,在單因素條件的基礎(chǔ)上,進(jìn)行正交試驗(yàn),對(duì)釀酒酵母的發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化,為后期高密度發(fā)酵和工業(yè)化生產(chǎn)酵母類的飼料添加劑提供參考依據(jù)。陳偉康[34]等通過(guò)發(fā)酵工藝條件優(yōu)化,確定了釀酒酵母ZM1-5在糖蜜發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化配方,通過(guò)優(yōu)化,得到了含水量65%左右的鮮酵母,活菌率為65.95%的干酵母。

甘蔗糖蜜的使用提高了酵母菌的生產(chǎn)量,同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本,便于工業(yè)規(guī)?;a(chǎn)。

1.4 糖蜜其他利用

糖類具有一定的緩凝功能,糖蜜作為緩凝劑價(jià)格又低廉,因此使用也較為廣泛。何燕[35]等研究了糖蜜與聚羧酸減水劑復(fù)配,對(duì)水泥漿體流動(dòng)性、凝結(jié)時(shí)間及砂漿力學(xué)強(qiáng)度的影響,并揭示了糖蜜與聚羧酸減水劑作用機(jī)理以及相容性,為聚羧酸減水劑復(fù)配效應(yīng)在高性能混凝土的實(shí)踐應(yīng)用提供理論指導(dǎo)和方法。趙明[36]等研究也說(shuō)明了糖蜜與聚羧酸減水劑復(fù)合,具有顯著緩凝效果,但不具有輔助塑化效果,隨著糖蜜摻量增加,聚羧酸減水劑初始分散性能以及60 min分散性能顯著下降,而水泥漿體凝結(jié)時(shí)間顯著延長(zhǎng)。

糖蜜由于含有大量的蔗糖,可以用于提取液體糖,液體糖主要供于水果罐頭業(yè),各種非酒精飲料及面包加工業(yè)等使用,減少甜蜜素、糖精鈉等合成甜味劑的使用,特別適用于那些不需考慮糖的顏色的產(chǎn)品中。秦祖贈(zèng)[37]等采用絮凝分離的方法,從甘蔗糖蜜中制得液體食用糖,所得食用糖符合國(guó)家對(duì)食品的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),可用于食品工業(yè)。

糖蜜最突出的特點(diǎn)是含糖分很高(35%~40%),可作為微生物發(fā)酵所需的碳源來(lái)生產(chǎn)細(xì)菌纖維素及酶(葡糖淀粉酶、谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶)、功能性糖醇(表多糖、丁醇、甘露醇)、有機(jī)酸(丙酸、琥珀酸等)等。姚麗萍[38]等研究了糖蜜預(yù)處理方法及糖蜜添加量對(duì)谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵產(chǎn)L-絲氨酸過(guò)程的影響,結(jié)果表明以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%蔗糖和1%糖蜜總糖為混合碳源有利于菌體生長(zhǎng)及產(chǎn)L-絲氨酸。

細(xì)菌纖維素(BC)是一類由微生物產(chǎn)生的纖維素。細(xì)菌纖維素以其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、造紙、紡織等領(lǐng)域。然而,BC應(yīng)用的最大挑戰(zhàn)是其生產(chǎn)成本,尤其是發(fā)酵生產(chǎn)碳源的成本相對(duì)較高。以相對(duì)廉價(jià)的糖蜜為原料,陳軍[39]等研究比較了不同預(yù)處理方法(硫酸熱處理、熱處理和未處理)以及生產(chǎn)菌種(木葡糖醋桿菌和紅茶菌)對(duì)細(xì)菌纖維素產(chǎn)量的影響,結(jié)果表明硫酸熱處理之后的糖蜜獲得的細(xì)菌纖維素產(chǎn)量最高,可達(dá) 6.0 g/L,比用葡萄糖制備細(xì)菌纖維素的產(chǎn)量提高了78%。當(dāng)以紅茶菌為菌種,細(xì)菌纖維素的產(chǎn)量可達(dá)12.0 g/L,是木葡糖醋桿菌作為菌種的2倍。

彭超[40]等通過(guò)培養(yǎng)高山被孢霉利用糖蜜來(lái)發(fā)酵生產(chǎn)花生四烯酸(ARA),研究了不同甘蔗糖蜜預(yù)處理方法對(duì)ARA發(fā)酵生產(chǎn)的影響。研究表明硫酸法是最利于ARA發(fā)酵生產(chǎn)的糖蜜預(yù)處理方法,其利用預(yù)處理的甘蔗糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)ARA,通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),確定了最優(yōu)的培養(yǎng)條件。

白潔[41]等通過(guò)比較用酸、酶制劑等方法處理糖蜜后對(duì)產(chǎn)L-賴氨酸的影響,確定了酶制劑處理為糖蜜的最佳處理方法,以及酶制劑處理糖蜜的最佳條件。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,利用酶制劑處理糖蜜后,葡萄糖含量達(dá)到 145 g/L在最佳處理?xiàng)l件下處理糖蜜,L-賴氨酸產(chǎn)量比不處理提高了 58.3%,比酸處理提高了21.8%。

張秀鳳[42]等對(duì)紅酵母利用糖蜜發(fā)酵產(chǎn)類胡蘿卜素進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:對(duì)糖蜜的預(yù)處理的最佳酸為硫酸;利用經(jīng)過(guò)酸處理后的糖蜜發(fā)酵,菌株的生物量為30.75 g/L,單細(xì)胞色素含量為104 μg/g,色素產(chǎn)量為26 mg/L;最佳發(fā)酵時(shí)間為168 h。使用糖蜜代替葡萄糖作廉價(jià)碳源對(duì)紅酵母進(jìn)行發(fā)酵,確定添加量為170 g/L,色素產(chǎn)量最大值為葡萄糖發(fā)酵的0.97倍,生物量為1.04倍。

但是用糖蜜作為碳源替代物的綜合利用途徑仍多處于實(shí)驗(yàn)室階段,產(chǎn)品商品化生產(chǎn)并不多,這可能是因?yàn)樾录夹g(shù)還有待產(chǎn)業(yè)化擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。另外,利用糖蜜發(fā)酵酒精已是一個(gè)較為穩(wěn)定的副產(chǎn)物利用和企業(yè)創(chuàng)收途徑,大部分制糖企業(yè)不需要或不愿意承擔(dān)新技術(shù)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),只有小部分企業(yè)用糖蜜來(lái)生產(chǎn)味精(谷氨酸鈉)、檸檬酸、賴氨酸和酵母等。

2 糖蜜酒精廢液的治理和利用

糖蜜生產(chǎn)酒精過(guò)程產(chǎn)生大量的廢液,生產(chǎn)每1 t的酒精約產(chǎn)生12~14 t,COD 8~12萬(wàn)mg/L,BOD54~6萬(wàn)mg/L的酒精廢液[43-44]。由于糖蜜酒精廢液的特性,其治理難度很大,酒精廢液較傳統(tǒng)的處理方法是用氧化塘自然氧化,這種處理方法時(shí)間長(zhǎng),占用大量土地,容易對(duì)地下水造成污染,通常排放時(shí)間長(zhǎng)、量多及大雨時(shí)氧化塘常常溢出,污染江河、農(nóng)田,同時(shí)在氧化過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣(實(shí)際是好氧和厭氧過(guò)程)也對(duì)周圍空氣造成污染,因此可以說(shuō)糖蜜酒精廢液治理和再利用是一項(xiàng)重大工程。

酒精廢液的治理方法主要有濃縮法、發(fā)酵生產(chǎn)飼料蛋白法、燃燒法、生物膜、超濾膜處理法、生產(chǎn)光合菌法、厭氧消化生產(chǎn)沼氣法及稀釋農(nóng)灌法等處理和綜合利用方法[45-46]。目前糖蜜原料生產(chǎn)酒精的廢液處理主要采用以下幾種方法:

2.1 農(nóng)灌法

將酒精廢液經(jīng)過(guò)一定處理后灌溉農(nóng)田。該方法成本低,但易破壞土壤的結(jié)構(gòu),引起土壤營(yíng)養(yǎng)元素失衡,長(zhǎng)期使用會(huì)使農(nóng)田酸化并結(jié)塊。但相關(guān)研究表明[47],試驗(yàn)施用糖蜜酒精廢液可有效增加土壤速效養(yǎng)分,促進(jìn)甘蔗作物生長(zhǎng)。韋紹龍[48]等采用水肥一體化澆灌糖蜜酒精廢液,研究結(jié)果表明,糖蜜酒精廢液可以提高蕉園土壤肥力,促進(jìn)香蕉產(chǎn)量提升。

2.2 濃縮燃燒法

此工藝是將糖蜜酒精廢液蒸發(fā)濃縮至錘度60~70°Bx,送至焚燒爐進(jìn)行焚燒,以回收熱量,殘?jiān)€可用作肥料,但蒸發(fā)酒精廢液的耗能高,濃縮燃燒產(chǎn)生蒸汽法能較徹底治理酒精廢液的污染,還能回收富鉀爐灰,但蒸發(fā)系統(tǒng)和鍋爐發(fā)電設(shè)備投資較大,運(yùn)行費(fèi)用很高,對(duì)生產(chǎn)廠家造成較大壓力。

2.3 濃縮制有機(jī)復(fù)混肥[49]

酒精廢液含有大量的有機(jī)質(zhì)和K、N、P、Ca、Mg、Mn和Zn等無(wú)機(jī)鹽,也富含其它植物活性小分子,適宜來(lái)制作復(fù)混肥。由于酒精廢液中的有機(jī)物膠質(zhì)太多,對(duì)后工序的造粒、烘干和產(chǎn)品存放造成影響,必須對(duì)廢液中的這些大分子有機(jī)物先進(jìn)行降解,使其變成小分子,才能明顯減少吸濕情況。濃廢液加入多孔性吸附劑、分散劑等,有效地降低粘稠的影響,經(jīng)干燥后再按一定比例加入適當(dāng)?shù)牡?、磷、鉀單元化肥及肥力增效劑后混合,?jīng)圓盤造粒機(jī)造粒,送轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)干燥、篩選、包裝,得到復(fù)混肥產(chǎn)品。

2.4 生物處理法

生物處理法是通過(guò)微生物對(duì)酒精廢液進(jìn)入?yún)捬?、好氧或厭?好氧結(jié)合處理,使廢液中的各種復(fù)雜有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷和CO2等物質(zhì)。但生物處理法占地面積較大,投資高,廢液達(dá)標(biāo)排放難度大,沼氣的利用很難有效的解決,同時(shí)厭氧產(chǎn)生沼氣未能徹底消除污染,由于其投資大,運(yùn)行費(fèi)用高,很多糖蜜酒精廠的厭氧產(chǎn)生沼氣的治理工程都難于維持而停產(chǎn)。

2.5 酒精廢液作糖廠鍋爐的沖灰水

糖蜜酒精廠一般附屬在糖廠內(nèi),糖廠鍋爐較大,酒精廢液代替水作煙氣沖灰除塵。廢液先用石灰中和后,利用鍋爐煙氣作熱源,在沖灰除塵過(guò)程中,蒸發(fā)出酒精廢液中的水分,廢液經(jīng)沉降除去爐灰,循環(huán)復(fù)用沖灰除塵,廢液得到濃縮,濃度可達(dá)40°Bx。

此外糖蜜酒精廢液處理方法還有絮泥法、催化氧化法等。

3 展望

⑴糖蜜作為傳統(tǒng)的甘蔗制糖過(guò)程的副產(chǎn)物,由于其本身成分組成的復(fù)雜性和市場(chǎng)價(jià)值低廉,因此可廣泛應(yīng)用在環(huán)保、農(nóng)業(yè)、食品和相關(guān)輕工業(yè)領(lǐng)域,具有較廣闊的應(yīng)用前景,但開(kāi)發(fā)具有較高附加值的產(chǎn)品仍然需要進(jìn)一步技術(shù)理論和方法的積累和改進(jìn)。例如在農(nóng)業(yè)肥料制造領(lǐng)域,糖蜜作為直接的肥料價(jià)格低廉,無(wú)法產(chǎn)生有效的競(jìng)爭(zhēng)力,若通過(guò)微生物發(fā)酵降解和轉(zhuǎn)化形成生物活性小分子則可以很大程度上提升甘蔗糖廠糖蜜的價(jià)值,這目前也是很多科研工作者努力的方向。

⑵糖蜜酒精廢液由于本身排放量太大,成分又不穩(wěn)定和復(fù)雜性,目前從成本和生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益角度出發(fā),最直接有效的是采用直接還田技術(shù),但糖蜜酒精廢液的直接還田還需要結(jié)合甘蔗作物品種的耐受性和土壤養(yǎng)分情況平衡考慮,同時(shí)也要結(jié)合其他農(nóng)藝措施配套使用,從整體上可提高糖蜜酒精廢液的附加值。雖然采用液體沖施還田模式可消化一部分酒精廢液,但對(duì)于大規(guī)模的糖廠制造酒精仍然有很大難度。因此,利用糖蜜酒精廢液開(kāi)發(fā)液體沖施肥料產(chǎn)品,使其以商品的模式固定下來(lái),對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)和增加甘蔗產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值具有重要實(shí)際意義,可以說(shuō)糖蜜酒精廢液也有一定的應(yīng)用前景,但更具有挑戰(zhàn)性。

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