贵州省酒糟利用方式分析及能源潜力评估

曹忠耀，陶 雪，闫松显，母砚城，唐 勇

（茅台学院，贵州仁怀 200093）

中国酒文化历史源远流长，大约在三千多年前，中国人就已经创立了独特蒸酒技术，因此为中国的酿酒技术奠定了基础[1]。酒糟中含有大量的蛋白质、维生素等生物质，在生物质利用前景研究上拥有巨大的潜力。但由于不受到重视，致使酒糟的回收与利用在国内外并没受到太大的关注。调查资料发现酒糟回收的成本低廉，其中以贵州省为目标，发现贵州省仁怀市中酒糟的回收价格在220元/t 左右。如果能够将酒糟全部利用起来，不仅能够减轻其带来的环境污染问题，还能够使其资源得以利用。国内对酒糟利用的研究方式众多，但是要想将其得到完全利用，还是存在一定困难[2]。

1 国内外酒糟综合利用现状

1.1 酒糟综合利用

酒糟作为白酒生产过程中产的副产品，在国外受到的关注并不太大，其中最为主要的就是将酒糟作为饲料。饲养动物时加入酒糟来探索对动物咀嚼活性的影响，Penner 等研究了冲泡乙醇后直接加入湿酒糟或干酒糟代替部分青贮饲料对荷斯坦奶牛泌乳性能和咀嚼活性的影响。结果表明，酒糟的湿干状态对奶牛的产奶量或咀嚼性能没有差异[3]。然而，湿酒糟无法满足奶牛对大麦青贮饲料咀嚼性能的要求，最终会降低牛乳的脂肪浓度和增加反刍酸中毒的发生。干酒糟的添加对奶牛产乳量、牛乳成分和咀嚼性能没有负面影响。Mntysaari 等发现在艾尔郡的奶牛饲料中添加湿蒸馏酒糟会导致奶牛的产奶能力下降。Kleinschmit 等[5]比较了不同来源的玉米酒糟对奶牛产乳能力和牛乳成分的影响，结果表明，与对照相比，添加酒糟的各组饲料能提高产乳量，但是其牛乳的蛋白质含量却略低于对照。

1.2 酒糟饲料化利用

酒糟是由高粱、小麦等农作物生产白酒后的副产品，其中含有丰富的蛋白质、维生素和纤维素，是一种良好的动物饲料。酒糟中富含的营养元素如果能被家禽进一步吸收，将会极大提升酒糟的使用价值。

1.3 酒糟肥料化利用

由于酒糟极易变质发霉的特点，如果不能及时处理，将会造成极大的环境污染。酒糟发酵的肥料含有大量的乳酸菌、酵母菌等多种复合菌群，是理想的有机肥发酵剂，不仅可以极大地缩短发酵时间，还可以杀灭残留的病菌和虫卵，提高有机肥的可利用养分和有益微生物数量。酒糟中的有机物含量较高，但是其养分较低，如果想发酵成合格的有机肥的话，建议和粪便或者饼粕之类含养分较高的物料一起发酵。

1.4 酒糟原料化利用

由于酒糟的特性，酒糟作为原料的用途极少，多数都是以其为原料作为饲料喂养家禽。又由于其中所含的有机物含量较高，在后面的实验中发现酒糟也能够作为肥料来促进农作物的生长。后来又发现酒糟也可作为木糖醇的生产原料。同时，酒糟中含量最高的是稻壳，稻壳的主要元素为纤维素，所以酒糟也会被用作提取纤维素的原料。酒糟灰同时还能作为水泥的添加剂，但是这会受到酒糟稻壳燃烧温度的影响。

1.5 酒糟能源化利用

（1）酒糟直接燃烧。因为鲜酒糟中的含水量高达60%，所以酒糟在直接燃烧时需要进行干燥。但其余40%为有机可燃物，据研究表明，鲜酒糟燃烧所产生的热值高达5 665.14 kJ/kg。所以酒糟能够作为燃料直接燃烧。

（2）酒糟发酵制沼气。由于酒糟的特性，在厌氧的条件下，经过厌氧微生物的发酵，使其容易被分解成为沼气和水。其中沼气的主要成分为甲烷，甲烷又是天然气的主要成分。因此利用这一特性。可以对酒糟进行厌氧发酵，以此来生产沼气，每吨酒糟发酵约产生20m3的沼气。

（3）酒糟生产燃料乙醇。燃料乙醇原料分为淀粉和糖类，而酒糟本是由高粱等农作物产生的副产品。因此酒糟可作为生产燃料乙醇的原料，通常采用固态工业发酵的方法，其产率可达4.18%。如果再利用优良的酵母菌发酵，能够提高乙醇燃料的产率，最终能够达到6.15%。

（4）酒糟气化生产燃气。酒糟气化生产原理就是生物质气化。生物质气化就是生物质在一定温度等条件下，发生氧化、热解等，最终转化成为可燃气体的过程。酒糟中的主要成分蛋白质及淀粉经过这一气化反应会产生燃气、焦油等。

（5）酒糟制备生物质燃料与热解催化。

2 贵州省酒糟能源化利用潜力及现状

2.1 酒糟理论资源量

据《贵州省统计年鉴（2021）》，贵州省有21 020家白酒企业。其中白酒生产分布受到气候、土质、水质等自然因素的影响。以贵州省著名的茅台酒为例，茅台镇中独特的气候更有利于茅台酒中微生物的栖息与繁衍；继而其中造酒的水也取自赤水河，因为其独特的特性，形成了纯正的泉水；还有就是其独特的原材料即红缨子高粱，因其与其他高粱显著的特性，由此才能够酿造出纯正的酱香风味。

通过分析贵州省酒类分布，发现酒企主要分布在遵义地区，其他少部分则分布在毕节市、贵阳市、黔东南地区。可看出酒企的分布相对比较集中。因此生产过程中产生的酒糟也相对会比较集中，更有利于酒糟的综合利用。

近几年白酒企业数量一直呈上升趋势。其中增长速度最快在2018—2019年，变化速度最快的为遵义市，其外几个城市的变化数量虽然也是呈上升，但增长速度比较慢，可见近几年白酒行业发展得十分迅速。查阅资料得出贵州白酒已经形成了相对完整的品牌梯队，形成了相对健康和规范的行业发展环境。以茅台为龙头，发挥茅台集团的带动作用，打造和建设世界酱香型白酒产业基地集聚区。查阅资料显示，白酒企业的增长不仅会带来经济效益的增加，还会带动地区农业及包装行业的发展，农业中得到显著变化则是高粱种植业，高粱作为白酒酿造的原材料。据2020年贵州省提出的发展规划建设中提出，规划建设约133 333 万m3的高粱基地，其能够带动约几十万的农户增值收入；同时还会建设约266 666 万m3的烟田，进一步带动经济发展，能够使户均的收入增加1万元左右。

从贵州白酒产业未来发展目标来看，根据2018年12 月贵州出台的《贵州省十大千亿级工业产业振兴行动方案》，其中明确提出到2020 年，贵州白酒产量达到50 万kL，白酒产值达到1 200 亿元；到2022 年，白酒产量达到80 万kL，白酒产值达到1 600 亿元。而近几年，贵州省白酒产量距离规划目标仍有较大差距，表明贵州白酒产业未来还有巨大的发展空间。白酒产量在近几年一直变化不断，因此酒糟的量也会变化不断。按平均 2.5 t 酒糟/t 白酒（干基）计，可得出近几年贵州省酒糟产量数据图。

通过计算可知，酒糟分布地域以遵义地区为主，酒糟产量约占贵州省的80%，而其中仁怀市就占据75%。通过参观仁怀市酒糟处理厂发现，仁怀市大部分都是利用烘干技术将鲜酒糟进行烘干处理，再利用加工生产为饲料原料。其工艺流程步骤大致为：鲜酒糟→干燥→干酒糟→去除稻壳→分离酒糟→粉碎→成品。通过这些步骤加工处理后，能使其蛋白质含量达到35%以上，合理的添加使用能够使家禽增重更快，产量更好。但由于技术原因，在生产的过程中可能会产生新的污染物，严重还会影响家禽的生理活性。

2.2 贵州省酒糟利用现状

（1）近年，贵州省工业和信息化厅发布了《贵州省“十四五”大宗工业固体废物综合利用规划（征求意见稿）》。《规划》提出，围绕打造世界级酱香型白酒产业基地核心区，聚焦赤水河流域酱香白酒生态保护，强化重点白酒企业升级改造和酒糟综合利用。提高技术装备水平、推行清洁高效生产，提高出酒率、降低酒糟产生量。《规划》支持优质白酒产区建设酒糟收储和清运系统，助力酒糟综合利用。大力扶持利用白酒糟生产蛋白饲料、饲料添加剂、食用菌、食用醋等在饲料、生物科技和农业等领域的综合利用，重点推进实施一批酒糟规模化高效利用项目。

（2）酒糟烘干后用作饲料。酒糟烘干后用作饲料会使其纤维含量更高，但是用作猪饲料中需控制使用，否则就会影响饲料的营养价值。

（3）酒糟用作饲料添加剂。酒糟也可作为添加剂使用，酒糟中含有大量的维生素E，通过研究数据得知，以添加剂形式加入饲料中会减缓保藏动物脂肪的氧化速度。

（4）酒糟用作食用菌。食用菌的是由天然的木质材料为原料，而酒糟的特性使其成了食用菌原料的代替品，不但能够实现废物的再利用，还能够有效地降低食用菌的成本。是一种很好的利用前景。

酒糟生产食用醋。用酒糟作为醋原料，先用酒糟来生产醋基，然后再进行发酵成为食用醋，其产品香味更加饱满，在其中加入灵芝等，还具有保健等功能。

2.3 贵州省酒糟能源化利用困境

（1）独特的地貌使其难以全部利用。由于贵州省的地貌条件影响，使酒糟的运输比较困难，又由于酒糟不易储存的特性，使得运输酒糟的成本的极大提高。虽然贵州省的酒糟分布比较集中，但还是存在一部分难以得到利用。

（2）酒糟的处理方式。贵州本就属于较贫困地区，技术方法还不够完善，要想将酒糟营养价值得到全部发挥，成本将会大幅提高。大部分企业和个体对酒糟处理方法比较简单粗暴，多数都是简单干燥处理用作饲料或者直接填埋，这样不仅会导致酒糟的营养成分丢失，还会造成环境污染。

（3）酒糟的能源化利用不够完善。贵州省内的酒糟处理方式比较少，不能够将酒糟的价值完全体现。在利用过程中需要大量的设备投入和人力资源的消耗，很难维持其加工的成本。虽然近几年对酒糟的利用已有很多研究，但提取后二次产物及废弃物处理也是一个更大的挑战。

2.4 酒糟能源化利用潜力

由以上数据可得，贵州白酒企业分布比较集中。酒糟的产量分布是以遵义地区分布为主，其中主要以仁怀市占主导地位。以贵州省2021年酒糟产量为例，计算酒糟生产沼气产生热值。查阅资料得到酒糟产沼气，每吨酒糟发酵约产生20 m3的沼气，沼气的热值为20~25 MJ/m3，可得：

式中，M为沼气产生总量，m3；K为酒糟总量，t；C为每吨酒糟生产沼气量，m3。

经计算得知，如果利用酒糟产沼气，能产生17 400 000.4 m3沼气。如果全部燃烧可得能量为：

式中，Q为产生能量，MJ；K为酒糟总量，t；C为每吨酒糟生产沼气量，m3。

经计算全部能量可约替代14 236 t 煤所产生的能量，2020年贵州省能源总体消耗量为10 621.44万t 标准煤，其中不可再生能源消费量为8 720.20万t 标准煤，可再生能源消费量为1901.24万t 标准煤，占比为17.6%，由此可发现，酒糟的潜力化应用前景十分可观。

2.5 社会效益

“十三五”期间，贵州白酒产业年均增速达到了12.7%，白酒产业工业增加值占贵州全省工业的比重达到30%，2020年贵州白酒产量已占全国白酒行业的30%，酒糟作为工业产生的副产品，如果把酒糟饲料的开发与有机制造业结合在一起，会产生良好的生产机制，酒糟能够得到长期的存储，使备荒饲料得到解决。酒糟中稻壳能再生利用，使酒厂的成本降低，酒糟中的壳渣不再易发霉变质，解决了酒厂中的污染危害。如果贵州省的酒糟得到开发利用，那么酿酒原料的利用率将能够得到极大的改善。使饲用粮食节约数万吨，实现酒糟变废为宝。因此，全面综合利用酒糟在未来发展势在必行。

3 结束语

以贵州省酒糟能源化利用方式及潜力评估为目标，探讨了贵州省近几年白酒产量及酒糟产量，白酒企业分布主要分布在遵义市、贵阳市、毕节市以及黔东南四个地区。其中，贵州省的酒糟分布主要集中在遵义地区，占据全省80%，其中仁怀市就占据75%，贵州省酒糟的主要利用方式包括酒糟生产蛋白饲料、饲料添加剂、食用菌、食用醋等。继而依据公式计算出2021年贵州省酒糟产量若全部能源化利用，所产生的热量可替代14 236 t 煤所产生的热量。最后根据贵州省酒糟分布的特点，以遵义地区为例设计酒糟制备沼气发电工艺，如果将该系统投入每户使用，其可带来的利润约为3亿元，但是由于所需投入成本较高。在现阶段落实不太理想。相信在未来随着社会发展的进步，通过科学技术的不断发展，贵州省内酒糟的利用方式将会得到进一步完善。但对于目前多存在的能源化利用困境有以下几点想法。

1）企业要加强对于酒糟的认识，制定相应的酒糟处理计划。切记不能将酒糟随意丢弃，这样不仅会造成环境污染还会造成资源浪费。

2）企业要因地制宜，对贵州省酒糟资源分布进行系统分析，制定出较为完善合理的收购、利用方案。

3）政府采取相应鼓励政策，鼓励引进人才研究酒糟的能源化利用方式，使酒糟的利用得到更加全面的发展。

4）文章仅对贵州省酒糟利用进行分析，在实际生活中还需更加进行细化，根据实际情况进行系统分析。