循環經濟下的糖蜜酒精廢液生產有機肥

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摘要：對目前糖蜜酒精廢液的加工利用工藝進行研究，在此基礎上，介紹了一種不需先經蒸發濃縮而直接利用糖蜜酒精廢液生產有機肥的方法，其產品在甘蔗等經濟作物的種植中使用，具有顯著的增產、增糖和提高農產品的品質作用，為建設制糖產業循環經濟探索了一條新路徑。

關鍵詞：制糖；糖蜜；廢液；有機肥；循環經濟

引言

目前許多研究及生產實踐證明糖蜜酒精廢液、爐灰、濾泥、蔗渣(髓)、蔗葉等糖廠廢棄物都是具有很好肥效和土壤改良潛力的材料，利用這些材料可以生產優質有機肥，其作為基肥或追肥返施于甘蔗等多種經濟作物的種植中，除了達到甘蔗種植增產增糖、提高多種農產品的單產和品質以外，還有助于保持地力不變和改良土壤，在建設可持續發展循環經濟體系中具有巨大的潛力[1]，目前有關利用糖蜜酒精廢液等原料生產各種有機(生物有機)肥料的研究已很多[2-3]，但關于不需先經蒸發濃縮而直接利用糖蜜酒精廢液生產有機肥的研究鮮見報道。近年來隨著一系列新技術的成功研發和使用，糖蜜酒精廢液在制作有機肥前必須先經過多效蒸發濃縮的傳統工藝得到改進，省去了投資大、能耗高、操作復雜的多效蒸發濃縮系統，同時也解決了有機肥在生產過程中臭氣排放和有機質損失嚴重等一系列問題[4]。本項目提出了直接利用糖蜜酒精廢液等原料生產有機肥的新方法，對現有的糖蜜酒精生產技術進行改進，使糖蜜酒精生產排出的廢液濃度明顯提高，達到廢液不需先經蒸發濃縮而直接生產有機肥的效果。

1技術改進方案

在糖蜜酒精生產中使用了廢液復用發酵新技術和耐高滲透壓酒精生產酵母菌種，在不影響原酒精生產能力、發酵產酒、主(輔)原料單耗等生產指標的情況下，將粗塔排出的廢液濃度提高至25～26°Bx(常壓蒸餾法)或28～29°Bx(差壓蒸餾法)，此濃度剛好能滿足生產有機肥的濃度要求，省去了傳統工藝中的多效蒸發濃縮工段，大幅度降低了糖蜜酒精廢液生產有機肥的投資和運行成本，達到節能減排和明顯增效的效果。

1.1菌種的篩選和改良

為了保證糖蜜酒精高濃度環境下正常發酵生產，通過長時間對生產菌種的篩選和適應性的培養，選出一株具有耐高滲透壓性能的優良酒精生產酵母菌種，此菌種能在濃度為28～30°Bx的發酵液中正常生長和發酵。

1.2發酵技術改進

采用糖蜜酒精廢液復用代替生產工藝用水，通過改進發酵參數的控制，解決了以往在廢液復用時發酵液錘度控制不穩定等一系列問題，使糖蜜酒精生產廢液濃度大幅提高，在生產實踐中達到如下效果(表1)：

1.3肥料生產工藝優化

在有機肥料生產中采用了發酵速度和升溫快的專用發酵菌種群，同時也采用了分段投廢液的新工藝，確保發酵料的水分控制在合理范圍，提高了糖蜜酒精廢液發酵的效率，減少了異味并提高了有機肥的質量。

2改進效果

2.1工藝流程綠色高效

本項目在直接利用糖蜜酒精廢液生產有機肥過程中，采用了專用微生物菌種群和發酵節能新技術，優化了工藝流程，在節能減排、綠色生產、產品優化、提質增效等方面取得良好的效果，包括：(1)可直接使用上述不需先經過多效蒸發濃縮的粗塔廢液作為生產有機肥的主要原料之一，相比原工藝，發酵速度加快，產熱提高，達到對原料進行充分發酵腐熟并迅速消除原料帶來的異味，可高效殺滅原料中的病原細菌和寄生蟲卵，同時繁育出數量高達5億/g以上的有益功能菌群。(2)在發酵過程中的有機物不會分解為甲烷、二氧化硫、硫化氫等有毒有害(臭)氣體，減少有機肥廠臭氣的排放，改善了生產環境，符合綠色環保生產要求。有機質經腐熟后大部分轉化為黃腐植酸、氨基酸、殼聚糖、生物酶等對農作物生長具有顯著促進和調節作用的活性有機質，從而實現了有機質的合理高效利用。

2.2產品質量提高

本項目提出的技術改進方案，不僅實現了工藝流程的綠色環保改進，同時提高了生產出來的有機肥的質量。

2.2.1產品質量利用改進后的技術生產出來的有機肥，呈粉狀，經相關檢測，多項質量指標達到國家標準(表2)。

2.2.2產品特性與使用效果所生產的有機肥無需添加任何化學肥料，所含的氮主要以氨基酸形式存在，不易受環境影響轉化為氨氣而散失，易被作物吸收利用，利用率較高。所含的鉀主要以黃腐植酸鉀形式存在，具有改良土壤形成團粒結構的作用，其中黃腐酸活性高容易被植物根系吸收利用，有一定的促生長作用。該有機肥含有活性有機質，在被作物直接吸收的同時，還可以持續改良土壤，并且該有機肥中的功能菌，在調節土壤結構、解磷、解鉀、固氮、降解纖素、抑制病菌生長、調節作物生長等方面具有一定的效果。為測試該有機肥的實際效果，本項目在廣東省翁源縣開展了用于甘蔗與花生種植試驗，試驗結果發現，該有機肥在不同程度上對作物的單產及質量有提高作用：施用了該有機肥的甘蔗在平均畝產和糖分方面均有提高；而施用了該有機肥的花生在平均顆粒重、每株產量、畝產等方面均有提高。目前，該有機肥已廣泛用于甘蔗、香蕉、果樹、花生、生姜、土豆、茶葉、蔬菜等多種作物的種植中，眾多生產實踐發現，本產品作為基肥和追肥使用的肥效、對提高作物的抗病能力、提高農產品的品質、增加單產、改良修復土壤等方面具有一定作用，得到了種植行業的驗證和認可。

3研究的意義

本項目的實施，實現了制糖有機廢棄物中糖蜜酒精發酵廢液的加工利用，有效減少有機廢棄物的排放，是建立制糖產業綠色生產循環經濟中重要的一環，在提高產業經濟效益、社會效益和生態效益中具有促進作用，對產業的綠色發展具有深刻的意義。(1)有利于產業節能減排、綠色生產、實現可持續發展本項目的實施，可有效處理制糖行業生產的有機廢棄物(特別是糖蜜酒精廢液)，減少了有機廢棄物對環境的污染，是制糖產業目前有效的環保綜合治理和明顯增效的項目之一。本項目屬于綠色農業產業以及資源循環利用產業，是國家鼓勵發展的戰略性新興產業之一。近年來，我國已對一些有機肥生產企業和使用有機肥的農戶實行了財政補貼試點，支持相關產業的推廣，促進了產業可持續發展。(2)有利于提高營養成分利用，節約資源糖蜜酒精廢液、濾泥等有機廢棄物中含有大量的氮、磷、鉀元素、以及豐富的中微量元素和其他活性有機質，本項目的實施，將有機質等轉化為可利用的有機肥料，減少了傳統工藝對廢液和濾泥處理中有機成分的浪費，節約了大量的資源。(3)有利于作物土壤改良產品富含大量的活性有機質、氨基酸、腐植酸、中微量元素以及有益功能菌，在調節土壤的酸堿平衡、增加土壤有機質含量、調節微生物平衡、松土、活化土壤、改善土壤結構等方面具有一定效果。(4)有利于建設循環經濟本項目完善了制糖產業生產鏈的中廢棄物處理的一環，實現了制糖產業生產鏈的最終廢棄物的資源化利用，所生產的有機肥料又還田于農作物種植，完成了“從農業(種植)→工業(制糖制酒)→環保(造肥)→農業(種植)”的循環。

4結語

作為國家鼓勵發展的戰略性新興產業，本項目充分利用了糖廠廢棄資源，變廢為寶再用于農業，一方面為綜合治理糖蜜酒精廢液及其用于有機肥生產工藝優化等提供思路，另一方面提高了農業資源的循環利用程度，本項目的生產的有機肥屬于環保型產品，能為綠色無公害農業食品的種植生產提供一個良好的安全屏障。

參考文獻

[1]沈大春，敖俊華，吳啟華，等.甘蔗糖廠糖蜜及酒精廢液應用現狀與展望[J].甘蔗糖業，2019(3)：46-51.

[2]傳汝文，傳其軍，李有忠，等.糖蜜酒精廢液制半有機肥料的生產實踐[J].廣西輕工業，2000(2)：33-34.

[3]江永，黃福申.糖蜜酒精廢液生產甘蔗有機復混肥的研究初報[J].甘蔗糖業，2000(4)：22-28.

[4]林榮珍，楊宇格.利用糖蜜酒精廢液生產液態生物有機肥[J].廣西糖業，2014(1)：41-46.

作者：孔照明 錢學忠 黃勇 李健強 廖建輝 趙正璧 單位：云南省孟連昌裕糖業有限責任公司