我国发酵工业存在的主要问题与解决措施

彭贵云

摘要：发酵工业说的就是利用现代的生物技术来实现对于粮食或者其他农副产品进行加工，从而可以形成有用的一些物质或者可以直接应用于工业生产的一种科学技术。随着我国经济的迅速发展，在发酵工业所显示出来的问题也逐渐增多，例如粮食短缺、水资源匮乏环境污染等问题。在这篇文章中，我们主要对我国发酵工业所存在的问题进行了一定的探讨并且提出了相应的解决措施。

关键词：发酵工业；问题；解决措施

1 前言

我国的发酵工业主要是把传统的发酵技术同现代的生物工程相结合而形成的一种全新的技术。也是现代工业生物工程技术的比较具体的应用产业。就目前来看，我国发酵工业已经形成了具备一定规模以及技术水平的独立的工业体系，其中有一部分发酵生产工艺已经到达了世界领先水平，且已经掌握了核心工艺技术。目前，我国的味精啤酒及柠檬酸的产量已经达到世界第一位。

2 我国发酵工业存在的主要问题

2.1 粮食短缺的问题。我国的总体耕地面积占到全世界耕地面积的百分之七左右，却养育了世界人口的百分之二十以上，但是近二十年来，我国房地产飞速发展，建筑用地面积在不断的扩大，二胎政策的放开，人口是在不断增多，致使我国目前可耕地面积在不断减少。2013年，我国的粮食总体消耗量已经达到了60133万吨，而对于发酵工业来说，其消耗的粮食大概是16970万吨。我国的人均粮食占有量大概是420千克，但是人均的粮食消耗量大概是500千克，尤其是这几年，我国许多地区每年都会面临着旱情，这样直接导致了粮食减产，甚至有些地方出现了颗粒无收的情况，导致发酵工业与人争粮的局面，因此，发酵工业降低粮食的消耗是非常重要的。而且对于发酵工艺来说，首先应该解决的问题就是使得发酵生产的工艺得到优化，从而可以节约粮食。其次是尽快找到粮食的代用品作为发酵工业的原料是迫在眉睫。

2.2 水资源匮乏的问题。2012年，我国的味精行业所消耗的水量为1.25亿吨，柠檬酸行业所消耗的水量为4000万吨，啤酒工业生产一吨啤酒将产生20-30吨废水，而且废水的排量每年都在增长。我们都知道，我国的水资源是非常匮乏的，尽管在我国存在着大量的淡水，大概可以占到世界淡水量的百分之七，但由于我国人口太多，人均的水资源占有量就会变得非常小，2012年我国的人均水资源含量大概是2186立方米，在全球范围内属于水资源比较匮乏的国家之一。此外，我国的水资源分布还非常不均匀，在我国，有十一个省份属于“水稀缺”，特别是西部和北部地区，虽然国家启动南水北调工程，但仍然解决不了缺水问题，在许多地区甚至还存在为生活饮用水而发愁，因此，应该使得发酵工艺的用水量降低，并且使废水的排量降低，加大对废水的处理力度和回收利用，争取早日实现废水的零排放。

2.3 环境污染的问题。发酵工业的生产步骤主要是将原料进行发酵，在经过提取以及精制从而得到产品，在生产过程中肯定会产生具有一定浓度富营养的废水以及废渣。2012年我国的味精行业污水的排放量已经达到了1.2亿吨，柠檬酸的行业污水的排放量已经达到了3500万吨，还有啤酒，酒精发酵制药生产等行业的废水，这些废水以及废渣构成了发酵行业的主要污染物，如果不经过严格处理就排放到江河，势必会对人类的生活环境造成非常严重的污染，对人体健康产生危害。三十年前，自来水可以直接飲用，可今天桶装水、瓶装水都快面临危险，食物和空气都遭受不同程度的污染。

3 我国发酵工业主要问题的解决措施

这些年，为了使得发酵原料的综合利用率以及转化率得到提升，使得生产工艺得到优化，减少废弃物的排放，国家出台了非常多的政策，并且已经取得了非常好的效果。发酵工业已经充分认识到了只有将提炼过程不断优化，使得生产工艺不断优化，才可以从源头上将污染物的排放控制住，使得发酵工业的生产成本得到降低。

3.1 原料精制体系。为了使得粮食短缺的问题得到解决，经过多年的研究，科技工作者提出了原料组分分离以及选择性结构拆分的炼制原料。一般来说，组分分离也就是发酵工业原料的精制。对于发酵工业的原料来说，里面包含有许多成分，将原料的不同成分进行分离精制，成为具有一定纯度的不同成分，这些成分再经过不同的加工工艺后形成具有不同价值的发酵产品，使得原料的利用率达到最大化，实现原料的充分利用。近年来，通过对发酵工业的原料进行充分利用，已经形成了以气爆为核心的发酵原料炼制平台以及针对发酵工业所经常使用的淀粉、糖类以及木质纤维等有机酸作为主要的发酵原料的技术体系，从而可以为建立起资源节约型、环境友好型循环发酵工业提供了强有力的保障。另外，纤维素原料替淀粉质原料也是解决粮食短缺的途径，纤维素和淀粉都属于多糖类物质，只是结构不同，如果找到分解纤维素转化为单糖的酶或者微生物，这样纤维素代替淀粉将成为现实，发酵工业原料问题也就得以解决，在这方面巴西用纤维素生产酒精已是事实，只是有待水平提高。

3.2 对废水进行处理。对于工业废水来说，只有在经过处理之后达到了规定的排放标准才可以进行排放，进入到城市污水管道。对于不同的工业，具体的排放标准也不一样，这主要是因为不同工业产生污染物的种类是不一样的，因此，对于不同的废水，一般会采用不同的净化处理办法。其主要途径是：（1）以净化技术的提高，解决废水回收利用；（2）降低处理成本，做到减少排放，少罚款，适当增加回收利用处理成本，达到双赢的目的。

3.3 节能减排技术的发展。近年来，粮食短缺的问题以及环境污染的问题变得越来越严重，因此对于发酵工业来说，必须要做到节能减排，在原料精制以及加大对工业废水处理等方面做出改变。就目前来看，关于节能减排经常使用的方法就是采用热管式发酵设备。热管式发酵设备通常利用的是传热或者是散热部件来达到发酵效果，这种设备在工作过程中如果温度没有达到预定的温度，设备的热管就不会正常工作。而如果反应过程中的温度超过了设定的最高温度，此时系统为了降低发酵罐的温度，便会开启热管进行自动温控操作；其散热的原理是通过罐外的冷凝管来将内部的热量通过热传递的方式传导出来，同时通过风扇的冷却、水冷却和自然冷却等多种作用对系统进行进一步降温。除此之外，在这个过程中还需要把发酵产生的那部分热量通过不同的热管给传导出去。对于热管式发酵设备来说，其主要的特点可以概括成以下几点：（1）降低能耗，从而就可以节约大量的水以及电量的使用；（2）传热效率比较高，并且存在比较少的副作用；（3）热管安装以及布置是比较方便的，而且结构不仅简单而且比较紧凑，同时还可以根据热量转换的多少适当地增加或者减少热管元件的数量，与此同时还可以单独对热管进行更换。（4）安全可靠。在安装完成之后，并不需要过多的维护。

4 结束语

为了使得发酵工业的核心竞争力得到提升，应该对产业结构进行必要的调整工作，使得产业升级速度加快，并且不断扩大产品的应用领域。对于企业来说，也应该积极研发新的生产技术以及生产工艺，对于落后的生产技术应该逐渐淘汰，从而降低产品的消耗，使得原料的利用率提升上去。

参考文献：

[1]石维忧，李晓燕.2013年生物发酵产业发展情况及分析[J].生物产业技术，2014（2）：9-12.

[2]汪萍.发酵行业节能减排中的生物环保技术[J].生物产业技术，2014（1）：19-22.