一、行業(yè)基本情況
我國的食品與發(fā)酵工業(yè)有幾萬家生產(chǎn)廠,組成了60多個獨立的生產(chǎn)部門,這些生產(chǎn)廠依據(jù)規(guī)模、所在地和隸屬關(guān)系,分別歸屬輕工總會、工商局或地方政府。這些廠家在不同行業(yè),甚至是同行業(yè)的不同廠家之間所使用的原料和技術(shù)流程彼此之間差異也很大。發(fā)酵工業(yè)業(yè)主要包括酒精、味精和啤酒三個分行業(yè)。
發(fā)酵工業(yè)
發(fā)酵工業(yè)主要是依靠淀粉酶的活力把淀粉轉(zhuǎn)化成糖,再將糖進一步由酵母轉(zhuǎn)化成zui終產(chǎn)品。啤酒和酒精行業(yè)的zui終產(chǎn)品是乙醇,味精行業(yè)則是谷氨酸鈉。
酒精行業(yè)
酒精行業(yè)的原料可分為薯類、玉米類以及糖蜜類等。1994年,酒精總產(chǎn)量達330萬噸,產(chǎn)值達160億元左右。
味精行業(yè)
1996年,總產(chǎn)量達45萬噸,占世界總產(chǎn)量的一半,實現(xiàn)產(chǎn)值75億元。我國的味精生產(chǎn)原料主要是大米。
技術(shù)和設(shè)備水平
在味精和釀酒的從業(yè)人員中,80%為工人,3-8%為技術(shù)人員。設(shè)備折舊率一般是15年?;静僮髟O(shè)備是現(xiàn)代的。
財務狀況
目前我國部分輕工企業(yè)的經(jīng)濟正處于低谷時期,特別是味精、酒精這樣的傳統(tǒng)工業(yè),財務狀況不容樂觀,相當數(shù)量的味精、酒精生產(chǎn)廠家虧損。
市場前景
我國每年出口10萬噸酒精,1萬噸味精。在國內(nèi)市場,人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)對味精,酒精的需求是很大的。從長遠來說,市場前景看好。
二、生產(chǎn)工藝過程
原料準備
酒精、啤酒、及味精生產(chǎn)的原料準備包括清除沙粒和其它雜物,把薯干、玉米、高粱、大米等粉碎,然后進行蒸煮。
糖化
酒精、啤酒、味精生產(chǎn)的糖化工藝中,先加入淀粉酶將淀粉分子變小;然后將糖化酶加入到溶液中,60℃保溫30分鐘。糖化酶將淀粉轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵糖。糖化醪在進入發(fā)酵罐前先要冷卻到30~40℃ 。
發(fā)酵
酒精發(fā)酵過程涉及發(fā)酵醪的冷卻,酵母的加入以及2~3天的發(fā)酵三個過程。發(fā)酵罐中加入酵母可以把糖轉(zhuǎn)化成乙醇和二氧化碳。發(fā)酵溫度控制在25~35℃。一個普通的酒精發(fā)酵過程一般包括26~28℃的初發(fā)酵、28~30℃的發(fā)酵和26~28℃的后發(fā)酵三個階段。發(fā)酵過程產(chǎn)生的熱量需要冷卻,產(chǎn)生的二氧化碳氣要排放到大氣中去。
蒸餾
有幾種不同的蒸餾方法可供選擇。我國的企業(yè)一般使用二塔或三塔蒸餾法。發(fā)酵醪進入粗餾塔進行粗蒸餾,酒糟留在蒸餾塔的底部,而后被送入收集池。精餾的目的是分離水、低沸點的酒精(乙醇)和高沸點雜醇油。水留在精餾塔的底部,
雜醇油留在塔的中部。乙醇蒸汽由頂部流出經(jīng)冷卻后冷凝成乙醇。低沸點的其它不凝性氣體則被排放到大氣中。
過濾 啤酒和味精的發(fā)酵過程中的懸浮酵母和雜質(zhì)通過過濾去除。
提取 味精生產(chǎn)發(fā)酵母液通過冷凍等電點的方法提取谷氨酸。
提純 味精生產(chǎn)的精制部分包括中和、脫色、結(jié)晶和干燥。
罐裝 啤酒充入CO2氣體后罐裝。
三、環(huán)境影響
我國有大量的酒精和味精生產(chǎn)廠家位于偏遠地區(qū),并靠近大的水體。它們產(chǎn)生的廢水通常直接排入環(huán)境。
隨工廠以及操作方法的不同,通常每生產(chǎn)一噸味精需用4~4.5噸大米,生產(chǎn)一噸酒精需用3~3.5噸玉米。這其中只有占原料60%的淀粉能被用來發(fā)酵生產(chǎn)酒精和味精,其他剩余的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、纖維素作為廢物被丟棄了。這些被丟棄的剩余物質(zhì)不僅引起嚴重的環(huán)境問題,還造成資源的嚴重浪費。例如,味精行業(yè)每年要產(chǎn)生200萬立方米廢渣,酒精行業(yè)每年產(chǎn)生4350萬立方米酒精糟。生產(chǎn)過程中還要耗費大量的水進行沖洗、冷卻、提取等操作。
污染來源包括粉碎、提取、泵送、蒸發(fā)、結(jié)晶、廢糖蜜的儲存和輸送;通氣操作過程中的滲漏、逃液、超負荷以及違章操作。地板沖洗、鍋爐洗滌、鍋爐房的操作等都能引起環(huán)境污染。
四、清潔生產(chǎn)工藝的需求
酒精類飲料和烹調(diào)食品在我國的食品結(jié)構(gòu)中占很大的比重,并且人均消費量增長迅速,對環(huán)境,特別是對水體構(gòu)成嚴重污染。
國家對食品與發(fā)酵工業(yè)廢水排放的控制越來越嚴格。面對這種形勢,為了減少原料、水、能源的消耗和廢水的排放,食品與發(fā)酵工業(yè)要求采用清潔生產(chǎn)工藝。對于食品與發(fā)酵行業(yè)來說,減少用水量和廢水排放量同時回收其中有用的副產(chǎn)品是改善環(huán)境表現(xiàn)和提高企業(yè)經(jīng)濟效益非常有效的途徑。
廢水中的有用物質(zhì)被回收后,食品與發(fā)酵工業(yè)對環(huán)境造成的影響可以很大程度的減輕。為了經(jīng)濟合理地處理,應將不同類型的廢水分開處理。
根據(jù)工廠的實際技術(shù)水平,引用清潔生產(chǎn)工藝,zui多可以節(jié)約40%的用水量。另一方面,回收副產(chǎn)品后,酒糟水和廢水的COD可以降低50%左右;廢水經(jīng)過生物處理后,污染負荷可以進一步減少90%左右。