我國發(fā)酵工業(yè)存在的主要問題與解決措施

彭貴云

摘要：發(fā)酵工業(yè)說的就是利用現(xiàn)代的生物技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對于糧食或者其他農(nóng)副產(chǎn)品進(jìn)行加工，從而可以形成有用的一些物質(zhì)或者可以直接應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的一種科學(xué)技術(shù)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，在發(fā)酵工業(yè)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(huán)境污染等問題。在這篇文章中，我們主要對我國發(fā)酵工業(yè)所存在的問題進(jìn)行了一定的探討并且提出了相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵工業(yè)；問題；解決措施

1 前言

我國的發(fā)酵工業(yè)主要是把傳統(tǒng)的發(fā)酵技術(shù)同現(xiàn)代的生物工程相結(jié)合而形成的一種全新的技術(shù)。也是現(xiàn)代工業(yè)生物工程技術(shù)的比較具體的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)。就目前來看，我國發(fā)酵工業(yè)已經(jīng)形成了具備一定規(guī)模以及技術(shù)水平的獨(dú)立的工業(yè)體系，其中有一部分發(fā)酵生產(chǎn)工藝已經(jīng)到達(dá)了世界領(lǐng)先水平，且已經(jīng)掌握了核心工藝技術(shù)。目前，我國的味精啤酒及檸檬酸的產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到世界第一位。

2 我國發(fā)酵工業(yè)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(yǎng)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(chǎn)飛速發(fā)展，建筑用地面積在不斷的擴(kuò)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(jīng)達(dá)到了60133萬噸，而對于發(fā)酵工業(yè)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(qū)每年都會(huì)面臨著旱情，這樣直接導(dǎo)致了糧食減產(chǎn)，甚至有些地方出現(xiàn)了顆粒無收的情況，導(dǎo)致發(fā)酵工業(yè)與人爭糧的局面，因此，發(fā)酵工業(yè)降低糧食的消耗是非常重要的。而且對于發(fā)酵工藝來說，首先應(yīng)該解決的問題就是使得發(fā)酵生產(chǎn)的工藝得到優(yōu)化，從而可以節(jié)約糧食。其次是盡快找到糧食的代用品作為發(fā)酵工業(yè)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(yè)所消耗的水量為1.25億噸，檸檬酸行業(yè)所消耗的水量為4000萬噸，啤酒工業(yè)生產(chǎn)一噸啤酒將產(chǎn)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(huì)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(nèi)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(gè)省份屬于“水稀缺”，特別是西部和北部地區(qū)，雖然國家啟動(dòng)南水北調(diào)工程，但仍然解決不了缺水問題，在許多地區(qū)甚至還存在為生活飲用水而發(fā)愁，因此，應(yīng)該使得發(fā)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(shí)現(xiàn)廢水的零排放。

2.3 環(huán)境污染的問題。發(fā)酵工業(yè)的生產(chǎn)步驟主要是將原料進(jìn)行發(fā)酵，在經(jīng)過提取以及精制從而得到產(chǎn)品，在生產(chǎn)過程中肯定會(huì)產(chǎn)生具有一定濃度富營養(yǎng)的廢水以及廢渣。2012年我國的味精行業(yè)污水的排放量已經(jīng)達(dá)到了1.2億噸，檸檬酸的行業(yè)污水的排放量已經(jīng)達(dá)到了3500萬噸，還有啤酒，酒精發(fā)酵制藥生產(chǎn)等行業(yè)的廢水，這些廢水以及廢渣構(gòu)成了發(fā)酵行業(yè)的主要污染物，如果不經(jīng)過嚴(yán)格處理就排放到江河，勢必會(huì)對人類的生活環(huán)境造成非常嚴(yán)重的污染，對人體健康產(chǎn)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(xiǎn)，食物和空氣都遭受不同程度的污染。

3 我國發(fā)酵工業(yè)主要問題的解決措施

這些年，為了使得發(fā)酵原料的綜合利用率以及轉(zhuǎn)化率得到提升，使得生產(chǎn)工藝得到優(yōu)化，減少廢棄物的排放，國家出臺了非常多的政策，并且已經(jīng)取得了非常好的效果。發(fā)酵工業(yè)已經(jīng)充分認(rèn)識到了只有將提煉過程不斷優(yōu)化，使得生產(chǎn)工藝不斷優(yōu)化，才可以從源頭上將污染物的排放控制住，使得發(fā)酵工業(yè)的生產(chǎn)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(jīng)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(jié)構(gòu)拆分的煉制原料。一般來說，組分分離也就是發(fā)酵工業(yè)原料的精制。對于發(fā)酵工業(yè)的原料來說，里面包含有許多成分，將原料的不同成分進(jìn)行分離精制，成為具有一定純度的不同成分，這些成分再經(jīng)過不同的加工工藝后形成具有不同價(jià)值的發(fā)酵產(chǎn)品，使得原料的利用率達(dá)到最大化，實(shí)現(xiàn)原料的充分利用。近年來，通過對發(fā)酵工業(yè)的原料進(jìn)行充分利用，已經(jīng)形成了以氣爆為核心的發(fā)酵原料煉制平臺以及針對發(fā)酵工業(yè)所經(jīng)常使用的淀粉、糖類以及木質(zhì)纖維等有機(jī)酸作為主要的發(fā)酵原料的技術(shù)體系，從而可以為建立起資源節(jié)約型、環(huán)境友好型循環(huán)發(fā)酵工業(yè)提供了強(qiáng)有力的保障。另外，纖維素原料替淀粉質(zhì)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(zhì)，只是結(jié)構(gòu)不同，如果找到分解纖維素轉(zhuǎn)化為單糖的酶或者微生物，這樣纖維素代替淀粉將成為現(xiàn)實(shí)，發(fā)酵工業(yè)原料問題也就得以解決，在這方面巴西用纖維素生產(chǎn)酒精已是事實(shí)，只是有待水平提高。

3.2 對廢水進(jìn)行處理。對于工業(yè)廢水來說，只有在經(jīng)過處理之后達(dá)到了規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)才可以進(jìn)行排放，進(jìn)入到城市污水管道。對于不同的工業(yè)，具體的排放標(biāo)準(zhǔn)也不一樣，這主要是因?yàn)椴煌I(yè)產(chǎn)生污染物的種類是不一樣的，因此，對于不同的廢水，一般會(huì)采用不同的凈化處理辦法。其主要途徑是：（1）以凈化技術(shù)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(dāng)增加回收利用處理成本，達(dá)到雙贏的目的。

3.3 節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展。近年來，糧食短缺的問題以及環(huán)境污染的問題變得越來越嚴(yán)重，因此對于發(fā)酵工業(yè)來說，必須要做到節(jié)能減排，在原料精制以及加大對工業(yè)廢水處理等方面做出改變。就目前來看，關(guān)于節(jié)能減排經(jīng)常使用的方法就是采用熱管式發(fā)酵設(shè)備。熱管式發(fā)酵設(shè)備通常利用的是傳熱或者是散熱部件來達(dá)到發(fā)酵效果，這種設(shè)備在工作過程中如果溫度沒有達(dá)到預(yù)定的溫度，設(shè)備的熱管就不會(huì)正常工作。而如果反應(yīng)過程中的溫度超過了設(shè)定的最高溫度，此時(shí)系統(tǒng)為了降低發(fā)酵罐的溫度，便會(huì)開啟熱管進(jìn)行自動(dòng)溫控操作；其散熱的原理是通過罐外的冷凝管來將內(nèi)部的熱量通過熱傳遞的方式傳導(dǎo)出來，同時(shí)通過風(fēng)扇的冷卻、水冷卻和自然冷卻等多種作用對系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步降溫。除此之外，在這個(gè)過程中還需要把發(fā)酵產(chǎn)生的那部分熱量通過不同的熱管給傳導(dǎo)出去。對于熱管式發(fā)酵設(shè)備來說，其主要的特點(diǎn)可以概括成以下幾點(diǎn)：（1）降低能耗，從而就可以節(jié)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(jié)構(gòu)不僅簡單而且比較緊湊，同時(shí)還可以根據(jù)熱量轉(zhuǎn)換的多少適當(dāng)?shù)卦黾踊蛘邷p少熱管元件的數(shù)量，與此同時(shí)還可以單獨(dú)對熱管進(jìn)行更換。（4）安全可靠。在安裝完成之后，并不需要過多的維護(hù)。

4 結(jié)束語

為了使得發(fā)酵工業(yè)的核心競爭力得到提升，應(yīng)該對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的調(diào)整工作，使得產(chǎn)業(yè)升級速度加快，并且不斷擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。對于企業(yè)來說，也應(yīng)該積極研發(fā)新的生產(chǎn)技術(shù)以及生產(chǎn)工藝，對于落后的生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)該逐漸淘汰，從而降低產(chǎn)品的消耗，使得原料的利用率提升上去。

參考文獻(xiàn)：

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