發酵行業節能減排的主要策略天津科技大學生物工程學院2011年12月14日生物制藥技術專題主要內容發酵工程的應用領域發酵行業的能源消耗及污染物產生情況發酵行業節能減排形勢與存在的問題發酵行業節能減排策略“十一五”時期發行業節能減排初見成效發酵行業未來方向—推行清潔生產技術發酵工程的應用領域

環境農業化工與能源藥品食品發酵行業的能源消耗及污染物產生情況水和廢水發酵過程中水的消耗量和排放量非常大，2006年發酵工業主要行業用水量達到6億噸，2007年近6.3億噸。其中耗水量最大的為味精行業，2007年全國味精產量為190萬噸，耗水量約2億噸生產過程中所產生的廢水可分為發酵廢水、提取廢水、洗滌廢水和冷卻廢水，是單位產品排水量較大的行業；發酵行業的廢水排放量約占全國工業廢水排放總量的2.3%，是輕工業中污染較重的行業之一發酵工業的廢水、廢渣槽中含有豐富的蛋白質、氨基酸、糖類和多種微量元素，具有較高的COD值，在8000-80000mg/L

之間，而國家要求的排放標準為300mg/L發酵行業的能源消耗及污染物產生情況

能源和廢氣

發酵行業能耗成本約占生產總成本的20%左右，節能任務非常艱巨。以味精行業為例，2006年耗煤約318萬噸；2007年耗煤約355萬噸，耗煤量同比增長11.6%。發酵過程需要供應壓縮空氣，還需要機械攪拌混合，培養基的無菌消毒需要高溫，這些都消耗大量的蒸汽和電能燃煤過程會排放高濃度煙塵和SO2，對環境空氣造成污染。在高濃度有機廢水的厭氧處理過程中會產生以甲烷為主要成分的沼氣，直接排放會造成環境風險，還有嚴重的溫室效應

發酵行業的能源消耗及污染物產生情況原材料消耗和固廢發酵過程菌種的生長和繁殖要消耗很多營養物質，包括淀粉、豆粉、玉米漿等農副產品和氯化鈉、硫酸鎂、磷酸二氫鉀等無機鹽類發酵液提取后所剩的殘渣、燃煤后所殘留的爐渣和粉煤灰、廢水處理過程中所產生的污泥等固體廢棄物，直接排放環境會造成危害發酵行業節能減排形勢與存在的問題

近年來，發酵行業企業已比較深刻地認識到節能減排的重要性和必要性，紛紛投入大量資金對生產過程中產生的廢水、廢渣和廢氣進行治理和回收利用，并取得了一定的成績，但是，主要著眼于末端治理，投入的治理費用高，增加了發酵企業的生產成本。節能減排中存在的問題：一是發酵行業能耗比較高，能耗成本約占生產總成本的20%左右二是行業耗水量較大，噸產品耗水量在30～150噸之間。三是廢水排放量較大，2007年發酵工業的廢水排放量約占全國工業廢水排放總量的2.3%，四是原料利用率不高，資源綜合利用深度不夠發酵行業節能減排策略在國家政策方面采取措施菌種改良采用清潔能源減少污染物的排放采用合適的原材料減少污染物的排放廢棄物循環利用以發展循環經濟采用先進技術改造設備和生產工藝發酵車間要狠抓各項基礎管理工作,杜絕浪費發酵行業節能減排策略在國家政策方面采取措施增強觀念，強化管理調整產業結構，優化區域布局健全節能減排激勵約束機制加大對發酵行業在節能減排自主科技創新方面的支持力度發酵行業節能減排策略菌種改良從基因水平改良，提高基質至產物的轉化率，可使氧至產物的轉化率相應提高，氧消耗的下降同時使產生的發酵熱減少，從而降低冷卻動力消耗篩選菌絲較短，分支較多的菌株，可降低發酵液粘度，減少動力消耗，從形態上改良菌種是降低發酵過程中能源消耗的一個重要途徑。發酵行業節能減排策略采用清潔能源減少污染物的排放進行節能減排必須使用清潔能源。能源使用的改進，為實現能源可持續發展和減少排污創造了條件。應綜合利用能源、開發新能源和可再生能源，提高能源利用率發酵行業節能減排策略采用合適的原材料減少污染物的排放原料準備是產品生產的第一步。原材料的選擇與生產過程中污染物的產生量有很大的相關性。不能以犧牲環境為代價或高昂的費用來處理、處置生產過程產生的大量廢棄物來選擇原材料發酵行業節能減排策略廢棄物循環利用以發展循環經濟實施節能減排，要求流失的物料必須加以回收，返回到流程中或經適當處理后作為原料回用，建立從原料投入到廢物循環回收利用的生產閉合圈，使工業生產不對環境造成危害，發展循環經濟。發酵行業節能減排策略

采用先進技術改造設備和生產工藝

（1）使用電機變頻控制技術，根據發酵周期調整攪拌的轉速，節約電能（2）增加冷卻水的回收利用裝置，提高水的循環利用率（3）發酵培養基的消毒可由實灌消毒改為連續消毒，可以節約蒸汽用量（4）采用DO、pH、溫度等在線監測設備，達到對發酵培養基所需要的風、蒸汽、攪拌速度等的自動控制發酵行業節能減排策略（5）改革設備布局，避免操作中半成品傳遞帶來污染物（6）工藝操作參數優化，適當改變操作條件，可延長工藝溶液使用壽命，提高物料轉化率，（7）提高技術指標減少發酵批次、減少污水排放量（8）采用新工藝，改變落后舊工藝，使用最新的科學技術成果，（9）使用電子信息技術，配套自動控制裝置，實現過程優化控制發酵行業節能減排策略發酵車間要狠抓各項基礎管理工作,杜絕浪費（1）杜絕電、汽等能源的浪費,主要指設備的跑冒滴漏及長明燈等現象（2）檢查設備,避免設備死角造成污染（3）根據生產需求調整對各項設備的使用和節能工作“十一五”時期發行業節能減排初見成效在國家產業政策的正確引導下，發酵工業企業已經越來越認識到發展循環經濟和節能減排的重要性和必要性，努力提高原料轉化率、副產品的綜合利用率，加大對生產過程中產生的廢水、廢渣和廢氣的治理和回收利用。

“十一五”時期發行業節能減排初見成效由表1可見，2006-2010年，我國發酵行業主要發酵產品節能減排效果顯著，其中味精行業噸產品水耗平均每年降低4%，能耗下降2.2%；檸檬酸行業噸產品的水耗平均每年降低11.2%，能耗下降6.1%；淀粉糖行業噸產品的水耗平均每年降低8.6%，能耗下降6.3%；酶制劑行業噸產品的水耗平均每年降低5.6%，能耗下降1.8%；酵母行業噸產品的水耗平均每年降低4.4%，能耗下降1.3%發酵行業未來方向—推行清潔生產技術發酵行業未來方向—推行清潔生產技術2003年1月1日實施的《中華人民共和國清潔生產促進法》中對清潔生產的定義為：清潔生產是指不斷采取改進設計、使用清潔的能源和原料、采用先進的工藝技術與設備、改善管理、綜合利用的措施，從源頭消減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產、服務和產品使