柑橘廢棄物的利用方式及存在的問題*

彭衛福 ，金元寶 ，湯 軍 ，魯繼紅 ，唐紅英 ，范美莉

（吉安職業技術學院，江西 吉安 343000）

柑橘是世界上種植面積最大、產量最高的水果，據聯合國糧農組織（FAO）統計，2020 年全球柑橘種植面積達到1 007 萬hm2，總產量達到1.58 億t，占水果總產量的18%。目前我國柑橘種植面積和產量都是世界第一，主要分布在廣西、湖南、江西、湖北、廣東等地區，上述5 省的種植面積占全國的90%以上，產量占全國的95%[1]，2021 年我國柑橘園面積約為4 500 萬畝，產量達到5 595 萬t。近年來，我國柑橘產業快速發展，柑橘產業技術體系逐漸健全，現有柑橘栽培模式逐步適應新形勢下種植業發展需要，柑橘產業結構較為合理，新技術推廣應用率高，新產品研發及時。因此，亟需建立一個適應新形勢下種植業發展需要的柑橘廢棄物利用體制機制[2-3]，促進廢棄物綜合利用和循環利用，以滿足現代農業生產和生態環境保護等產業發展要求，促進我國柑橘產業轉型升級與可持續發展。為此，課題組將對柑橘廢棄物利用現狀及其存在的問題進行分析與探討。

1 柑橘廢棄物的利用方式

1.1 填埋處理

填埋處理就是直接把柑橘廢棄物填埋在土壤中，讓自然去分解轉化，這是目前的主要處理方式[4]。相比于焚燒處理，填埋處理可以降低能源消耗，減少開支，操作簡單易行。有報道指出[5]，柑橘皮埋填能夠有效提升土壤肥力，尤其是在氣候溫暖、管理條件良好的地區，種植柑橘產生的橘皮可就地填埋，以實現營養的循環利用。但需要注意的是，柑橘皮需經風干處理，風干后的柑橘皮埋填后不會生蟲，分解速度更快，若未經風干處理，柑橘皮埋填后會吸引一些根系蚜蟲，反而對植物的生長與生產不利。因此，在埋填前需要對柑橘皮進行自然風干，雖然增加了處理程序，但無額外的資源和技術支持，因此填埋處理比焚燒更加節能、環保。

但是，填埋處理會占用大量的土地，每處理1 萬t廢棄物需要占地4 000 m2，浪費大量的土地[6]。填埋過程中會產生大量的滲漏液，且酸度高、化學需氧量大，會對土壤和水體造成嚴重的二次污染，又將增加二次污染治理的成本。填埋處理屬于厭氧發酵過程，處理時間長，會產生很多有毒物質和廢氣，污染空氣和周圍土壤，影響附近居民的身心健康，尤其是現在對環境要求非常嚴格[7]。填埋處理成本較高，處理1 t成本近120 元，1 萬t 就需要投入近120 萬元，大大增加了企業成本。因此，填埋處理越來越困難，尤其是當前實施綠色發展，保護環境的影響下，填埋受到大家的排斥。

1.2 烘干成飼料添加物

柑橘廢棄物含有多種有機營養物質，可以將其烘干作為飼料添加物，既可以解決柑橘廢棄物的問題，又可以提供很多飼料[8]。近年來，隨著研究的深入，CSP 飼料發酵技術用于柑橘皮、沉渣的加工生產，大大提高了柑橘皮飼料的生產效率，提高了柑橘皮飼料產能的同時，降低了柑橘皮飼料生產污染，提高了飼料蛋白水平，有效提升了柑橘皮、沉渣的利用率。這種處理方式不會產生廢氣、廢水等污染物，但是柑橘廢棄物含水量很高（70%），而且含有很多難烘干的大分子物質，烘干需要消耗大量的能源[7]。據估算，每烘干1 t 柑橘皮渣需要0.7 t 標煤，成本達到630 元，處理成本非常高。而且，加工企業分散，運輸成本增加，無法形成規?；幚?。因此，加工成飼料成本較高，受益較小，且添加比例非常少，只有2%左右，大大增加了烘干處理的推廣難度。

1.3 提取活性物質

柑橘皮渣中含有0.5%~2%的精油、多種天然色素（類胡蘿卜素及水溶性的黃色色素）、果膠（干重20%~30%）等多種活性物質[9]，廣泛用于食品、醫藥、日化等產品。雖然提取活性物質可以實現廢物利用，增加經濟效益，但是處理后柑橘廢棄物基本沒有減少多少，甚至可能增加柑橘廢棄物的種類和體積[7]。其中，橘皮精油可提取出大量的香精油、柑橘精油等，此類精油主要由醇類、醛類、酯類和烯類物質組成，是一種天然的香料，具有其他香精油所不具備的芳香，可用于香水、香精油制造，也可作為食品添加劑使用。同時，橘皮中還有大量的果膠，可提取后用于膠凝劑、增稠劑、乳化劑、穩定劑等食品化工制品的制造，是一種無毒無害的天然果膠成分。橘皮中含有大量的胡蘿卜素，是已知的含胡蘿卜素最多的果蔬之一。除胡蘿卜素外，還有大量的隱黃素、番茄紅素、葉黃素、玉米黃素等多種天然色素，可制作多種可用于食品加工的色素添加劑[1]。

柑橘皮（橘子皮、橙皮渣）中含有豐富的酚類、氨基酸及維生素A、B 等，是重要的藥用資源。隨著人們生活水平和健康意識的提高，近年來許多學者開展了關于柑橘皮渣中提取天然活性物質的研究，并取得了較好的成果。選取合適的橘皮進行試驗，提取出一種黃酮類化合物，該黃酮類成分對腫瘤有抑制作用，且毒性低、無成藥性。結果表明，此提取物具有良好的抗腫瘤活性，并且對人體無毒無害。此外，在柑橘皮中提取出了酯類化合物，此酯類化合物對乳腺癌有抑制作用。在常溫下可長期保持穩定狀態，能有效地抑制腫瘤細胞增殖轉化。該方法提取成本低且容易保存，經此方法處理而得的柑橘皮黃酮提取物具有良好的抗腫瘤活性。

1.4 制備有機肥

柑橘皮渣等廢棄物富含有機質及氮磷鉀等營養元素，可以作為有機肥發酵的重要原料。有報道指出，以橘皮為基礎進行真菌發酵，最終能夠得到蛋白含量在50%左右的菌株，提示通過發酵的方式可將橘皮、沉渣制作成高蛋白的有機肥料。雖然利用畜禽糞便、植物秸稈、生活污泥等發酵生產有機肥已經很成熟，但是目前利用柑橘皮渣發酵生產有機肥的技術還不成熟[10]，一是沒有進行規?；a。主要原因是柑橘皮渣含水量高，孔隙很小，需要添加一半的輔料作為通氣疏松介質，體積增加近6 倍[11]，處理量很小，占地方面積大。二是菌種問題，發酵菌種分解能力差、分解速度慢，發酵升溫慢且低，無法達到殺死有害微生物的作用，導致發酵時間長，最長達到70天，發酵效果不佳。

盡管如此，柑橘皮渣廢棄物制備有機肥能解決廢物再利用問題，提高企業經濟效益，最大限度降低環境污染，做到最大化無害處理，實現綠色可持續發展。有研究已經表明[12]，通過篩選高效分解菌系，優化發酵工藝，可以提高發酵升溫速度和最高溫度（73℃）、縮短發酵時間、減少輔料添加（10%），從而降低成本。因此，在不斷的技術改進后，柑橘廢棄物制備有機肥是完全可行且發展前景廣闊的高效率環保處理方式。

1.5 發酵生產能源物質

有學者研究橘皮廢棄物發酵生產能源物質在不同溫度、濕度條件下，橘皮廢棄物發酵產生物：乙醇（甲醇）、丙酮（3-甲基-4-羥基）、乙醚（乙醇）及二甲基-4-甲基乙醇化合物。在溫度和濕度適宜的條件下，由橘皮廢棄物發酵所得乙醇是一種經濟實用價值較高的能源物質，但是不同溫度、濕度條件對乙醇產量和產品比重有顯著影響。雖然產生部分乙醛（4-甲基）在發酵過程中可以直接轉化為無害物質，但濕度與溫度不好把控。

以柑橘皮、沉渣為原料生產能源物質能夠無害化處理柑橘皮渣，實現柑橘皮渣的全面利用，但該技術的使用需要完整的生產鏈條、硬件支持和技術支撐，屬于高投入、高技術項目。就目前的實際情況來看，該技術不具備普及的可行性，中小型企業無法承擔柑橘皮渣提取能源物質的成本投入，且當前所用的技術也不具備高效生產的能力，但隨著技術的發展和科研的進步，柑橘皮渣提取生產能源物質或許可在未來數十年內實現能源化。

2 柑橘廢棄物綜合利用的前景及障礙

目前，在柑橘產業發展中，仍以柑橘生產加工為中心，柑橘廢棄物綜合利用及循環利用方面存在嚴重短板。如橘皮橘籽分離、果皮綜合利用不合理、果皮綜合利用技術不成熟、橘皮綜合利用效果參差不齊等。由于我國柑橘產業快速發展、柑橘種植規模不斷擴大，急需建立合理、健康、高效、綠色、環保的柑橘廢棄物綜合利用產業體系。柑橘廢棄物綜合利用需要加快推進柑橘產業轉型升級，促進綠色生態發展，滿足現代農業生產和生態環境保護需要，逐步提高產業化程度，體現柑橘園有機廢棄物的處理及綜合利用的經濟價值及社會意義。當前，隨著柑橘產業發展以及農藥殘留控制等一系列政策推動，我國柑橘產業已進入了新常態。隨著環境污染、生態平衡問題逐步被重視與解決，我國柑橘產業進入了發展快車道，其產業結構也越來越合理。柑橘廢棄物的利用已成為影響柑橘產業可持續發展的重要因素之一。隨著綠色農業生態可持續發展理念的提出以及國家對有機廢棄物處理和綜合利用方式的不斷重視，目前我國有機廢棄物資源化利用領域發展前景廣闊、社會效益顯著、經濟效益可觀，是我國未來重要的農業綠色經濟發展途徑之一。

目前，除了在農田里進行堆肥之外，還存在大量不同的回收利用方式。這些回收利用物可用于生產有機肥、營養土，可以減少農田中的化肥使用量和農藥使用量[13]。因此，廢棄橘皮可以通過堆肥、自然降解、物理處理和生物處理等途徑進行綜合利用。對于橘園而言，通常有以下三種處理方法：1）利用廢棄的橘皮，生產沼氣[14]；2）將柑橘廢棄物加工成肥料供施肥、噴施農藥等土壤改良劑用；3）利用廢棄的果樹枝葉生產果樹精油及有機溶劑。盡管柑橘產業已取得了較好的發展，但柑橘產業也存在著一些問題。柑橘廢棄物規?；C合利用技術研發及應用還存在不足之處：如柑橘廢棄物處理后產生大量殘渣、廢棄果皮處置渠道狹窄等問題，還未形成比較完善高效穩定的處理方案。

3 討論與建議

柑橘生產是我國生態農業發展中一項十分重要的工作，柑橘廢棄物的綜合利用與循環利用關系到柑橘產業的可持續發展。柑橘廢棄物循環利用應遵循“合理利用、清潔生產、循環利用”原則，根據不同區域、不同栽培方式進行研究和選擇。在柑橘生產中，采用不同方式的處理技術，可以實現柑橘廢棄物的資源化利用。柑橘廢棄物的堆肥技術研究是解決柑橘廢棄物利用問題的關鍵，目前已有多種堆肥方法得到了應用，但各方法的運行效果存在差異，因此要對其應用情況加以重視。

我國柑橘生產的可持續發展主要依賴于科技進步和生態建設帶來的經濟效益。首先，需要解決環保設施建設問題，大力解決污水處理、污泥處理和垃圾處理等污水處理設施所需的電力、能源等問題。其次，需要解決現有的柑橘廢棄物處理方法是否適應當前生產技術要求的問題。最后，思考柑橘廢棄物利用方式的選擇和開發問題。

課題組認為要提高柑橘廢棄物處理利用水平，需要在以下幾方面加以重視：一是要加大對新型、高效、節能果品有機肥的研究力度；二是要建立長效機制，充分利用果品廢棄物資源；三是要加大力度推廣新技術和新產品，加快推廣應用；四是要加大生產技術培訓和技術推廣力度，鼓勵農民應用先進技術推廣果品廢棄物回收利用技術和資源化新技術、新材料。近年來，隨著社會經濟水平和環保意識的不斷提高，我國對環境狀況提出了更高要求，保護環境已成為全社會共同的責任和義務。

柑橘果園廢棄物處理利用是一項系統工程，需要多部門、多學科和多技術協同合作，共同努力，共同推進系統工程，讓柑橘廢棄物實現合理利用。

4 小結

綜上所述，如果對柑橘加工廢棄物加以利用，可以變廢為寶，降低環境污染，提高效益。在各種處理方式中，都有各自的不足。如果能夠解決發酵菌種的問題，優化發酵工藝，制備有機肥是最為環保和最具發展前景的處理方式，也是實現綠色可持續發展戰略的必由之路。