我國發酵工業存在的主要問題與解決措施

彭貴云

摘要：發酵工業說的就是利用現代的生物技術來實現對于糧食或者其他農副產品進行加工，從而可以形成有用的一些物質或者可以直接應用于工業生產的一種科學技術。隨著我國經濟的迅速發展，在發酵工業所顯示出來的問題也逐漸增多，例如糧食短缺、水資源匱乏環境污染等問題。在這篇文章中，我們主要對我國發酵工業所存在的問題進行了一定的探討并且提出了相應的解決措施。

關鍵詞：發酵工業；問題；解決措施

1 前言

我國的發酵工業主要是把傳統的發酵技術同現代的生物工程相結合而形成的一種全新的技術。也是現代工業生物工程技術的比較具體的應用產業。就目前來看，我國發酵工業已經形成了具備一定規模以及技術水平的獨立的工業體系，其中有一部分發酵生產工藝已經到達了世界領先水平，且已經掌握了核心工藝技術。目前，我國的味精啤酒及檸檬酸的產量已經達到世界第一位。

2 我國發酵工業存在的主要問題

2.1 糧食短缺的問題。我國的總體耕地面積占到全世界耕地面積的百分之七左右，卻養育了世界人口的百分之二十以上，但是近二十年來，我國房地產飛速發展，建筑用地面積在不斷的擴大，二胎政策的放開，人口是在不斷增多，致使我國目前可耕地面積在不斷減少。2013年，我國的糧食總體消耗量已經達到了60133萬噸，而對于發酵工業來說，其消耗的糧食大概是16970萬噸。我國的人均糧食占有量大概是420千克，但是人均的糧食消耗量大概是500千克，尤其是這幾年，我國許多地區每年都會面臨著旱情，這樣直接導致了糧食減產，甚至有些地方出現了顆粒無收的情況，導致發酵工業與人爭糧的局面，因此，發酵工業降低糧食的消耗是非常重要的。而且對于發酵工藝來說，首先應該解決的問題就是使得發酵生產的工藝得到優化，從而可以節約糧食。其次是盡快找到糧食的代用品作為發酵工業的原料是迫在眉睫。

2.2 水資源匱乏的問題。2012年，我國的味精行業所消耗的水量為1.25億噸，檸檬酸行業所消耗的水量為4000萬噸，啤酒工業生產一噸啤酒將產生20-30噸廢水，而且廢水的排量每年都在增長。我們都知道，我國的水資源是非常匱乏的，盡管在我國存在著大量的淡水，大概可以占到世界淡水量的百分之七，但由于我國人口太多，人均的水資源占有量就會變得非常小，2012年我國的人均水資源含量大概是2186立方米，在全球范圍內屬于水資源比較匱乏的國家之一。此外，我國的水資源分布還非常不均勻，在我國，有十一個省份屬于“水稀缺”，特別是西部和北部地區，雖然國家啟動南水北調工程，但仍然解決不了缺水問題，在許多地區甚至還存在為生活飲用水而發愁，因此，應該使得發酵工藝的用水量降低，并且使廢水的排量降低，加大對廢水的處理力度和回收利用，爭取早日實現廢水的零排放。

2.3 環境污染的問題。發酵工業的生產步驟主要是將原料進行發酵，在經過提取以及精制從而得到產品，在生產過程中肯定會產生具有一定濃度富營養的廢水以及廢渣。2012年我國的味精行業污水的排放量已經達到了1.2億噸，檸檬酸的行業污水的排放量已經達到了3500萬噸，還有啤酒，酒精發酵制藥生產等行業的廢水，這些廢水以及廢渣構成了發酵行業的主要污染物，如果不經過嚴格處理就排放到江河，勢必會對人類的生活環境造成非常嚴重的污染，對人體健康產生危害。三十年前，自來水可以直接飲用，可今天桶裝水、瓶裝水都快面臨危險，食物和空氣都遭受不同程度的污染。

3 我國發酵工業主要問題的解決措施

這些年，為了使得發酵原料的綜合利用率以及轉化率得到提升，使得生產工藝得到優化，減少廢棄物的排放，國家出臺了非常多的政策，并且已經取得了非常好的效果。發酵工業已經充分認識到了只有將提煉過程不斷優化，使得生產工藝不斷優化，才可以從源頭上將污染物的排放控制住，使得發酵工業的生產成本得到降低。

3.1 原料精制體系。為了使得糧食短缺的問題得到解決，經過多年的研究，科技工作者提出了原料組分分離以及選擇性結構拆分的煉制原料。一般來說，組分分離也就是發酵工業原料的精制。對于發酵工業的原料來說，里面包含有許多成分，將原料的不同成分進行分離精制，成為具有一定純度的不同成分，這些成分再經過不同的加工工藝后形成具有不同價值的發酵產品，使得原料的利用率達到最大化，實現原料的充分利用。近年來，通過對發酵工業的原料進行充分利用，已經形成了以氣爆為核心的發酵原料煉制平臺以及針對發酵工業所經常使用的淀粉、糖類以及木質纖維等有機酸作為主要的發酵原料的技術體系，從而可以為建立起資源節約型、環境友好型循環發酵工業提供了強有力的保障。另外，纖維素原料替淀粉質原料也是解決糧食短缺的途徑，纖維素和淀粉都屬于多糖類物質，只是結構不同，如果找到分解纖維素轉化為單糖的酶或者微生物，這樣纖維素代替淀粉將成為現實，發酵工業原料問題也就得以解決，在這方面巴西用纖維素生產酒精已是事實，只是有待水平提高。

3.2 對廢水進行處理。對于工業廢水來說，只有在經過處理之后達到了規定的排放標準才可以進行排放，進入到城市污水管道。對于不同的工業，具體的排放標準也不一樣，這主要是因為不同工業產生污染物的種類是不一樣的，因此，對于不同的廢水，一般會采用不同的凈化處理辦法。其主要途徑是：（1）以凈化技術的提高，解決廢水回收利用；（2）降低處理成本，做到減少排放，少罰款，適當增加回收利用處理成本，達到雙贏的目的。

3.3 節能減排技術的發展。近年來，糧食短缺的問題以及環境污染的問題變得越來越嚴重，因此對于發酵工業來說，必須要做到節能減排，在原料精制以及加大對工業廢水處理等方面做出改變。就目前來看，關于節能減排經常使用的方法就是采用熱管式發酵設備。熱管式發酵設備通常利用的是傳熱或者是散熱部件來達到發酵效果，這種設備在工作過程中如果溫度沒有達到預定的溫度，設備的熱管就不會正常工作。而如果反應過程中的溫度超過了設定的最高溫度，此時系統為了降低發酵罐的溫度，便會開啟熱管進行自動溫控操作；其散熱的原理是通過罐外的冷凝管來將內部的熱量通過熱傳遞的方式傳導出來，同時通過風扇的冷卻、水冷卻和自然冷卻等多種作用對系統進行進一步降溫。除此之外，在這個過程中還需要把發酵產生的那部分熱量通過不同的熱管給傳導出去。對于熱管式發酵設備來說，其主要的特點可以概括成以下幾點：（1）降低能耗，從而就可以節約大量的水以及電量的使用；（2）傳熱效率比較高，并且存在比較少的副作用；（3）熱管安裝以及布置是比較方便的，而且結構不僅簡單而且比較緊湊，同時還可以根據熱量轉換的多少適當地增加或者減少熱管元件的數量，與此同時還可以單獨對熱管進行更換。（4）安全可靠。在安裝完成之后，并不需要過多的維護。

4 結束語

為了使得發酵工業的核心競爭力得到提升，應該對產業結構進行必要的調整工作，使得產業升級速度加快，并且不斷擴大產品的應用領域。對于企業來說，也應該積極研發新的生產技術以及生產工藝，對于落后的生產技術應該逐漸淘汰，從而降低產品的消耗，使得原料的利用率提升上去。

參考文獻：

[1]石維憂，李曉燕.2013年生物發酵產業發展情況及分析[J].生物產業技術，2014（2）：9-12.

[2]汪萍.發酵行業節能減排中的生物環保技術[J].生物產業技術，2014（1）：19-22.