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关键词:玉米深加工;玉米产业;发展趋势
美国是世界上最大的玉米生产国,玉米产量占全球玉米总产量的40%,中国占20%。美国每年用于深加工的玉米量已超过5000万吨,占玉米产量的20%左右。美国的玉米经济实力最强,技术最先进,并以此为基础形成了发达的玉米深加工业。美国玉米深加工产品,由19世纪的淀粉、葡萄糖、饲料、玉米油,到20世纪的变性淀粉、淀粉糖和燃料酒精,尤其是目前作为玉米深加工的两大主导产品淀粉糖和燃料酒精,成为推动美国玉米深加工产业发展的主要动力。
一、美国玉米深加工现状
(一)玉米深加工产品多样。美国玉米深加工已有150多年的历史,玉米深加工产品伴随技术的进步而不断丰富,已制造出3500种以上的产品,由过去单纯的淀粉产品发展到淀粉糖、各种发酵产品、变性淀粉、玉米油和蛋白饲料等多门类的产品体系。玉米深加工产品主要包括:一是玉米淀粉。美国的玉米淀粉工业发展迅猛,是世界淀粉生产产量最大的国家,2003年美国淀粉产量占世界淀粉总产量为50.8%。由于美国淀粉原料基地连片集中,所以淀粉厂的规模大,一般年生产能力在数十万吨。二是玉米淀粉糖。与其它淀粉糖相比,玉米淀粉糖具有成本低、副产品多、效益高等优点。美国玉米原淀粉有70%左右被用作制糖原料,仅用于生产糖类的玉米就达3300多万吨。玉米淀粉糖除用于食品工业外,还应用于其它工业,如用于空气清洁剂和烟草的保湿剂,也用于砖瓦制造中,通过防止干燥过程中水分移动减少破裂和变形,还可用于水泥中延迟其凝固时间。三是酒精。美国酒精用玉米的消费增长近几年来非常强劲,酒精生产消费的玉米量已超过淀粉行业,成为美国工业用玉米消费的主体。2003年度燃料酒精生产消费玉米2340万吨,比上年同期增加520万吨,增长幅度高达28.9%。在2005年,美国玉米产量的14.56%用于生产酒精,2006年,这一比重上升到20%以上。这主要是玉米燃料酒精迅猛发展所致,燃料酒精将成为未来玉米酒精加工的主要方向。四是赖氨酸。玉米深加工产品中,氨基酸类的产品主要是味精(谷氨酸钠)和赖氨酸。味精的生产主要在中国,赖氨酸的生产主要在美国和日本。目前,世界上95%以上的赖氨酸都作为饲料添加剂。随着世界饲料工业的发展,赖氨酸的消费量逐年增加。世界赖氨酸生产规模最大的是美国ADM公司,约占全球赖氨酸总产量的一半。
(二)有专业的玉米深加工组织。为提高玉米生产贸易及加工的组织化程度和产业竞争力,美国成立了玉米生产者协会、玉米贮藏与加工协会和玉米精加工协会,且3个协会间长期保持稳定的协同关系,使美国玉米加工产业具有规模化、组织化、集约化、现代化等特征。美国玉米精加工协会有9家公司,下属28家企业,年加工玉米3556万吨,平均每个企业日处理玉米3500吨以上。
(三)玉米深加工技术先进。美国在发展玉米精深加工业中不断进行科技创新,特别是节能、节水、节约原料和提高产品质量、提高效率和效益、降低成本费用和减轻环境污染的技术工艺。乳酸和琥珀酸等有机酸采用膜分离与细菌连续发酵生物反应器耦合技术和双极膜电渗析分离技术,赖氨酸生产采用连续离交法进行分离提纯。采用快脱纤维法和快脱胚芽法,提高了加工效率,提升了饲料副产品的价值。此外,经过改造的研磨技术有效提高了发酵罐的实际产量。
(四)政府对玉米深加工产业进行扶持。美国玉米深加工业持续发展的一个重要原因是采取了财政补贴和金融扶持。财政补贴一种是政府直接补贴给加工企业,另一种是政府在农业政策中对种植玉米的农户提供直接补贴。采取这种补贴措施取决于玉米的市场价格和销售量,农户的玉米出售量越大,自然得到的补贴款越多。政府对种植玉米的农民提供补贴后,降低了企业收购玉米的价格,相应降低了玉米加工企业的成本,有利于玉米加工业的发展。美国对玉米资源开发提供金融扶持的金融机构主要有两种:一种是商业银行。许多玉米加工企业建厂的一半资金是从商业银行得到的贷款,政府给予一定扶持。另一种是农业合作发展服务机构,当地政府为农业合作社提供无息贷款。另外,美国对玉米资源深度开发关键科学技术的研究提供支持。
二、美国玉米深加工业发展趋势
(一)玉米深加工产品不断丰富,应用范围不断扩大。在传统工业产品淀粉、糖、油和饲料中,淀粉已成为工业应用的龙头;在一些工业领域,淀粉已得到很好的应用。玉米深加工产品市场空间不断拓展,不断开发新用途和扩展原有用途。除继续淀粉及其深加工产品在传统领域的应用,更注重开发和开拓以下三领域的产品和市场:建筑产品中的增稠剂、粘合剂喷涂剂;铸造和陶瓷中的脱膜剂、防裂剂,日用化工中的填充剂、粘合剂等;高档产品,如高档医药生化产品、功能性食品及添加剂、精细化工产品及用化学方法或很难生产的产品(微生物多糖、工业酶制剂表面活性剂、高分子材料等)。
(二)玉米加工不断向精深发展。目前美国采用的玉米乙醇转化工艺分干磨和湿磨两种,前一种工艺投资成本相对较低,除生产乙醇外,其余产品都加工为动物饲料;后一种工艺则是把玉米籽粒分解成淀粉、麸质、胚芽和纤维。与干磨比较,湿磨具有延长产业链的重要优点:一方面,利用玉米的多价值属性分别加工出多种产品。诸如利用玉米胚芽生产高营养玉米油;利用玉米糠麸生产高蛋白饲料;纤维和液流混合干燥后也可当作低蛋白动物饲料出售。另一方面,利用湿磨工艺生产的纯淀粉通过延长产业链进一步加工出多种下游产品。玉米淀粉除经过发酵制取乙醇外,还可制作变性淀粉用于食品业、纺织业、造纸业及粘合剂等。用酶法可以把淀粉转化为一系列高纯度的葡萄糖下游产品,然后再通过发酵制成各种不同的终端产品。
(三)玉米开发利用向综合方向发展。美国在玉米利用方面进一步实现了综合化,在产品开发方面,生产出更多种类的变性淀粉。21世纪以来,为应对石油危机,美国大力开发石油替代品玉米燃料乙醇。随着对玉米成分和价值属性认识的提高,加上加工技术的革新,玉米综合化开发利用路线完全改变了玉米单一化开发利用路线。采用玉米综合化开发利用路线,有效突破传统的只加工生产低附加值产品的玉米初加工业的局限和束缚,开拓加工生产包括醇、氨基酸、微生物、低聚糖和多糖、酶制剂、单细胞蛋白、抗生素等高附加值产品在内的现代玉米产业,因而被提高到发展“玉米产业经济”的高度。(四)现代生物技术不断推动玉米深加工业的发展。玉米深加工业的发展离不开现代生物技术的支撑。玉米深加工业未来新产品的开发、市场的开拓依然要依赖于现代生物技术,尤其是现代生物酶技术和基因工程技术。引用现代生物酶技术,色谱分离、膜分离技术,喷射、超微以及自动化微机控制等技术,使产业进入高科技、高产出的快速发展阶段。现代生物技术尤其是基因工程技术方面的进步,导致了一系列酶产品方面的创新和酶产品成本的降低,极大提高了玉米深加工产品在市场上的竞争力。
三、对我国玉米产业发展的借鉴
(一)不断开发新产品,发展玉米综合利用。玉米综合利用是提高玉米附加值的重要途径,也是美国等发达国家玉米深加工业的发展趋势。我国应积极开发、引进玉米综合利用技术和联合生产方式,努力提高玉米加工的综合效益。适应市场需求、发挥现有优势和克服薄弱环节是确定玉米深加工业主导产品的决定因素。我国要在充分发挥味精、柠檬酸的生产规模和技术优势的同时,加快酒精(尤其是燃料酒精)、淀粉糖和变性淀粉的发展速度。
(二)不断进行技术创新,提高玉米加工效益。在中国玉米深加工的过程中,技术是一个瓶颈,因此,中国要以实现“玉米的精深加工”为目标,不断进行技术创新。目前,在玉米加工过程中,许多中国企业只是在模仿国外企业的核心技术,始终得不到高额垄断利润。所以,中国玉米加工企业应加大技术的投入,尽快开发自己的核心技术,同时国家应对玉米加工业的技术创新活动制定相应的保护和支持的政策。
(三)加大生物研发力度,密切跟踪工业生物技术前沿。高度关注世界生物技术及其产业发展的趋势,国务院成立了“国家生物技术研发与促进产业化领导小组”,明确未来20年生物技术和产业发展的重点和方向。以化工醇、聚乳酸等新产品为代表的玉米化工转化产品已成为各企业开发的重点。据统计,全国约有政府资助的生物技术重点实验室200个,拥有研发人员3万多人,现代生物技术企业500余家,从业人员超过5万人。
近年来,我国木薯产量基本呈上升的态势,鲜薯市场仍然处于供不应求的状态,整个行业总体需求量呈上升态势。2012年,木薯加工行业需求结构大致为:淀粉22.81%,变性淀粉14.59%,酒精41.54%,淀粉糖0.21%,饲料20.05%,其他0.8%。其中,燃料乙醇和食用酒精的加工占主要地位,市场前景广阔。
一、现状分析
1.木薯淀粉加工
我国木薯淀粉加工业始于20世纪50年代,经过数十年的发展,由过去传统作坊式流槽生产,到目前已经全部实现机械化生产,整个淀粉加工行业已全面进入整合期。“十一五”期间,木薯加工业由粗放加工、数量扩张阶段转向精深加工、质量提升的规模发展阶段。产业的发展在扩大就业、带动农民增收等方面做出了重要贡献。“十二五”时期是全面加快转变经济发展方式的攻坚时期,木薯产业面临前所未有的机遇和挑战。
(1)产能过剩局面依旧。目前,全国98%以上的木薯淀粉加工企业生产以鲜木薯为原料的鲜木薯淀粉,仅有2%左右企业在鲜薯收获期过后使用干片加工淀粉,木薯淀粉加工企业加工期短,行业产能多数处于闲置状态,产能过剩局面依旧。据统计,2012/2013年榨季,我国木薯淀粉产能为3.5万t/日,以生产120天计,木薯淀粉产品可达420.0万t,而实际生产量仅为68.0万t(相当于按80%的设计产能加工25天)。
(2)企业数量不断减少。20世纪80年代后期,由于市场需求大幅度增长,木薯淀粉工业迅速发展,企业数量增加、规模扩大、产量提高,企业采用了“三段清洗、二次碎解、逆流洗涤、二次离心分离和一级负压脉冲气流干燥”等先进工艺,选用压力曲筛、立式离心筛、碟式分离机、刮刀离心机、一级负压烘干机和导热油加热炉等先进设备,生产技术水平不断提高。淀粉加工企业也由2005年的232家减少到2012年的145家,生产产能有所提高,日产量100t所占比例由2005年的0.5%提高到2012年的100%。
(3)生产技术不断革新。我国木薯淀粉加工业经过多年生产实践,技术得到不断升级。目前,针对木薯的特性,加工企业普遍采用了先进、科学、合理、成熟的生产工艺技术,实现了全部机械化生产,生产技术水平、商品淀粉回收率、加工产品质量等都有了较大的提高,吨淀粉所需鲜薯量为3.5~4.0t、消耗一次性水≤20.0m3、耗电(含环保处理用电)≤190.0kW・h、耗标煤≤80.0kg、商品淀粉回收率>89.0%,各项技术指标已经达到一定的水平。
(4)市场需求旺盛。随着人们生活水平的提高,淀粉被普遍应用于国民生产中的诸多行业,市场需求成倍增长。据统计,我国各领域应用淀粉的发展速度一般年均递增在7%以上,极大促进了淀粉行业的发展。另一方面,2006年12月国家出台关于限制玉米深加工业发展宏观调整政策以来,玉米淀粉在各关联产业中的用量受到一定的影响,间接刺激了木薯淀粉市场需求的高涨。
(5)行业利润逐年下降。从近五年走势来看,淀粉价格紧随木薯原料,没有改变粗加工、低附加值产品的特性。木薯原料价格涨幅大于木薯淀粉,淀粉行业盈利能力较五年前下降近90%,行业利润形势整体呈下滑态势。2010年以来,大部分淀粉加工企业处于保本或亏损状态。
(6)加工副产物综合利用率日益增加。随着科技的发展,木薯淀粉加工过程中产生的许多副产物,如木薯皮、木薯渣、黄浆水和废水等副产物已经逐步被利用,木薯淀粉加工企业实现了“木薯淀粉加工加工副产物养殖种植木薯淀粉加工”的生态循环经济可持续发展。木薯渣广泛应用于生物质燃料、生物质燃汽、畜禽饲料、工业材料、食用菌基质、机专用肥等。国内多数木薯淀粉加工企业的废水普遍采用“厌氧、好氧”废水处理达标后可作为“液态肥”用于农业灌溉。国内木薯淀粉加工厂在榨季生产结束后,普遍将黄浆淀粉进行干燥,产品提供给工业发酵产品作为原料使用。
2.木薯变性淀粉加工
(1)优势明显。我国变性淀粉生产原料主要以玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉为主。木薯淀粉与其他淀粉相比,具有蛋白质含量低、支链淀粉含量高、糊化温度低、糊液透明度高、成膜性好、渗透性强等先天优点,利用木薯淀粉这些优良的性能生产木薯变性淀粉产品,更能满足不同应用领域的应用性能要求,特别是食用变性淀粉行业的需求。
(2)产量逐年增长。据中国淀粉协会变性淀粉专业委员会统计,我国变性淀粉(含木薯变性淀粉)产量从2006年69.12万t至2012年的172万t,年均递增26.%以上。其中,以木薯淀粉为原料生产的木薯变性淀粉占总变性淀粉产量的50%以上,特别是以木薯淀粉为原料生产食用变性淀粉系列产品,所占的比例大于90%。
(3)生产方法多样化。木薯变性淀粉的生产不受木薯收获季节的影响,可以在鲜木薯收获期大量加工新鲜木薯淀粉浆直接生产变性淀粉,也可以在鲜木薯收获期过后采购商品木薯淀粉为原料进行变性淀粉生产。木薯变性淀粉的生产方法多样化,主要有化学法、物理法和酶法以及复合变性法等,其中以化学法为主。采用的工艺有湿法工艺、干法工艺、预糊化生产工艺等。其中,湿法生产线占总木薯变性淀粉的80%,其余为干法或预糊化法生产线,而木薯预糊淀粉占全国预糊化淀粉总量的90%以上。同一木薯变性淀粉生产企业具备多种变性淀粉生产线占42家木薯变性淀粉加工企业的65%。木薯变性淀粉湿法单线最大产能为12万t/年,干法单线最大产能为6万t/年,预糊化单线最大产能为3.5万t/年。
(4)加工企业遍及全国。木薯变性淀粉生产企业不受原料产地的制约,主要分布在鲜薯生产地和消费区。据国家木薯产业技术体系统计,2012年,我国全年以木薯淀粉为原料的木薯变性淀粉加工企业主要分布在木薯原料主产区,其中广西占63%、广东占22%、海南占6%、福建占6%、江西占3%,其产量占全国木薯变性淀粉总产量的80%。其余20%由外资企业或不在木薯原料产地的木薯变性淀粉生产线生产。
(5)产品丰富,用途广泛。木薯变性淀粉产品是新一代的“绿色、环保、可再生”的绿色生物基础材料,可在诸多领域替代石油化工产品,由于绿色环保消费潮流的需要,以及社会对环境保护的日益重视,木薯变性淀粉的应用领域越来越广泛。80年代,木薯变性淀粉应用于纺织、水产领域,90年代初期应用于造纸、石油、食品、陶瓷、建材、环保领域,2000年以来应用于日用品、医药、无纺布、矿业、人造海绵等多个领域,木薯变性淀粉应用已经覆盖了主要应用领域。据中国淀粉协会变性淀粉专业委员会统计,2012年,我国变性淀粉用途:纺织行业占9.3%、造纸行业占51.7%、食用行业占13.4%、饲料行业占2.9%、建材行业占6.9%、其他行业占15.7%。目前,国内以木薯淀粉为原料生产的商品变性淀粉产品多达26个品种,系列化产品构成产品群。
(6)生产技术日益完善。由于应用领域对木薯变性淀粉生产企业的要求越来越高,为保证产品质量,降低成本,木薯变性淀粉生产装备整体提高、常规品种向着规模化方向发展、规模较小的变性淀粉生产企业走特色化道路、研发力量逐渐增强。一些木薯变性淀粉生产企业可以根据市场定位,集中力量开发专用型高附加值的木薯变性淀粉产品。
(7)专用型变性淀粉逐步得到开发应用。不同原料来源的淀粉性能大不相同,同一品种在不同的种植环境其性能也有差别,不同应用领域对变性淀粉的应用性能要求也不一样,为适应市场的需求,近几年来,广大科技工作者注重了特种淀粉原料的开发与应用、专用变性淀粉的开发与应用,使得变性淀粉产品的专用性能更完善,更能全面的满足应用的要求。同时,为了木薯变性淀粉性能更能适应应用领域的需求,对木薯变性淀粉进行复合变性已成为行之有效的手段。
3.木薯酒精加工
我国酒精生产的主要原料以玉米等粮食原料为主,2006年以后,为保证国家粮食安全,政府开始限制使用粮食生产酒精,酒精生产原料“非粮化”趋势明显,木薯、甘蔗、甜高梁、甜菜、小桐子等非粮作物在酒精生产中被广泛应用,而木薯具有先天的优势。首先,木薯的酒精转换效率极高。以生产lt酒精计算,分别需要消耗17.0t甘蔗、9.0t马铃薯,而鲜木薯仅需消耗7.0t。其次,木薯属旱地作物,栽培管理十分简单,因而不会“与粮争地”,可以有效提高土地的利用率。2012年,国内木薯酒精产量为160万t,其中,45%用于化工领域,30%供给酒业需求,20%用于生产乙醇汽油,其他用途占5%。
(1)企业整合速度加快。2011年国家出台多项针对酒精行业的相关措施,对酒精行业干预力度加大,内容涵盖生产原料、市场供应、销售、流通等多个领域,对规范酒精行业发展起到了良好作用。
(2)原料影响行业发展。酒精生产的重要原料是鲜木薯和木薯干。近几年来,由于国内鲜薯原料市场供不应求,酒精生产企业对木薯干需求旺盛,木薯干成品价格不断上涨。国内需求的木薯原料大多依赖于进口,其中以泰国、越南、印度尼西亚、柬埔寨、老挝、尼日利亚、马达加斯加等为主要进口国,且每年国内木薯进口数量多在400万t以上。进口木薯价格不断上涨促使国内木薯价格水涨船高,但在2011年末,国内需求的萎缩促使国内木薯价格走低,进口价格出现“倒挂”(进口木薯亏损100~200元/t销售),并在一定程度上影响到2012年国内的木薯价格走势。另一方面,酒精加工企业还明显受原料地缘因素影响,原料产地集中的地区,大中型酒精加工企业市场竞争优势十分明显。分布在木薯原料种植区域的大型木薯酒精加工工厂,既可以在鲜木薯收获期大量收购鲜木薯作为酒精原料生产,广西、云南、广东等地的木薯酒精加工工厂,还可以利用比邻泰国、越南、印度尼西亚、柬埔寨、老挝、缅甸等全球重要的木薯产区东盟国家的优势。
(3)下游需求增速放缓。受经济增速放缓影响,近年来年国内酒精下游需求增速略有放缓。2011年,国内酒精下游行业酒精用量增幅为7.89%,较2010年相比下降1.73%,各个行业所占比例仍维持原有格局。
(4)生产技术水平有所提升。我国食用木薯酒精生产技术普遍采用“原料精选、三级粉碎、喷射液化、蒸煮后熟、真空冷却、糖化、连续浓醪发酵、蒸馏”的工艺流程,2012年木薯酒精的平均生产指标为:淀粉出酒率50%~53%、吨酒精标煤耗0.6~1.3t、耗水20~30m3、耗电10.0kW・h左右;其各项指标达到国际先进水平。在木薯燃料乙醇方面,我国利用木薯生产燃料乙醇的生产技术已达到国际先进水平,主要采用半连续发酵、强制回流、四塔组合新工艺,实现了蒸馏废糟液的综合利用,与国际同类技术相比,其设备投资下降26%、原料消耗下降10%、生产成本下降6%;而中粮集团采用木薯浓醪出沙技术、大罐同步糖化发酵及浓醪发酵技术、三效热耦合差压精馏等技术,具有自主知识产权,许多工艺及参数达到国际先进水平。
(5)酒精生产“三废”利用得到重视。据调查,2012年,全国45家全年以木薯为原料(含鲜木薯、木薯干)的酒精加工企业全部安装了COD、氨氮“在线控制”,全国所有木薯酒精加工企业都配有“厌氧、好氧”三废处理系统。经过“厌氧”处理的“厌氧渣”作“有机专用肥”原料,“厌氧水”用于农灌作为液态肥使用。木薯皮采用“高温堆肥发酵“技术,直接用作基肥,改良土壤,促进植物生长。
二、存在的主要问题
经过多年的发展,我国木薯加工产业虽然具备了一定规模和发展基础,形成了自身特色和优势,但仍然存在不少问题。
1.木薯淀粉加工
(1)企业布局不合理,产业分布不均。淀粉加工企业大多集中在木薯原料产区,企业布局结构不合理,加工能力盲目扩张,其增长幅度超过木薯产量增长水平;重复建设,争原料、争市场,无序竞争、恶性竞争,使得企业生产原料普遍“吃不饱”。
(2)技术含量低,产品质量不稳定。淀粉加工企业多为粗放型加工,原料质量混杂,初级产品多,层次较低,且产品质量不稳定,加工成本高,附加值较低;高附加值的“专用性、特色化”产品,质量稳定产品仍依赖进口,产品缺乏品牌竞争力。大多数企业加工技术水平不高,淀粉加工能耗比较高,治污能力弱,污染物排放不能稳定达标,存在环境污染安全隐患。
(3)质量管理和控制体系不完善。相当部分的中小企业仍采用传统落后的管理方式,生产流程没有严格执行质量技术标准,难以与国际接轨,严重影响了木薯淀粉产品的质量和品质。
(4)综合加工能力低,资源综合利用率不高。尽管木薯加工副产物综合利用率有所提高,但85%以上木薯淀粉企业加工产品属于初级产品,产业链较短,产业化程度低。加工副产物多数是简单处理,企业无法做到循环经济,综合经济效益低。这些问题的存在严重制约了木薯淀粉行业的健康发展和竞争能力的提高,迫切需要进行产业整合,提高产业集中度,提升生产工艺和产品科技含量,加强污染治理和循环利用。
2.木薯变性淀粉加工
(1)原料标准化体系建设滞后。至2012年,我国全年以木薯淀粉为原料生产木薯变性淀粉的42家企业中,只有3家企业有自己小范围的原料生产基地,但这些原料生产基地生产的原料远远不能满足企业本身生产的需要,大多数原料还需要采用市场化购买,而市场中木薯淀粉有不同的性能表现,导致生产原料质量的不稳定性。木薯淀粉原料标准化重视不够严重影响了变性淀粉产品的品质和稳定性,原料市场标准化体系缺乏也影响到木薯变性淀粉企业开拓有特色、高附加值、高竞争力的产品。
(2)专业人才培养出现断层。由于木薯变性淀粉的生产和市场开发不是简单技术和生产过程的重复,它是集化工、电子、机械、产品检验、企业管理等若干个单元操作及多门学科知识和众多领域应用技术集成的表现。因此,木薯变性淀粉生产厂家技术研发和管理人员的力量强弱直接关系到其产品的定位和市场开拓的效果,木薯变性淀粉发展中表现出来的人才危机显而易见。
(3)变性淀粉产品标准化体系不健全。我国加入WTO后,通过行业内技术人员和企业的共同努力,先后制修订了30多项与变性淀粉相关的国家标准,无疑对规范变性淀粉生产、经营和应用行为起到了很好的推动作用。然而,变性淀粉产品国家标准一直未落实,标准体系不健全,使得木薯变性淀粉的“特色优势”得不到充分发挥,严重影响了食用木薯变性淀粉的生产监控、产品应用及市场的占有率。
(4)木薯变性淀粉产品专业化程度不足。木薯变性淀粉产品系列化程度不够,缺乏木薯变性淀粉“专用”设备装置,产品质量不稳定。美国、欧洲等发达国家的变性淀粉系列化产品多达3000多个,而我国以木薯淀粉为原料生产的变性淀粉产品只有26个品种,几十个系列化产品,其他淀粉原料生产的变性淀粉产品也只有上百种,系列化程度还远远达不到发达国家的水平。尽管木薯变性淀粉龙头企业有自己的研发中心,但无论是资金的投入还是应用试验设备及人员的配置远远不足,这也是一些高附加值、专用型的木薯变性淀粉产品仍被国外垄断中国市场的主要原因。
(5)“三废”处理技术有待提高。木薯变性淀粉的生产由于方法不同,其“三废”处理也不相同。如:采用干法、预糊化法生产变性淀粉无废水排放,所排放的废气也容易达标排放。而湿法生产是一个化学反应过程,其排放的废水、废气如不经处理,会给周围环境造成污染。由于生产的产品品种经常变换,使得所排放出的废水量少且不稳定,给废水处理带来了困难。2012年,全国木薯变性淀粉采用湿法生产的企业,都采用“厌氧、好氧”方法处理废水。
3.木薯酒精加工
(1)酒精生产企业开工率偏低。木薯酒精的生产原料可以是鲜木薯或木薯干(片、条、块、丝等),全年以木薯干为原料生产酒精的企业占木薯酒精加工企业的80%以上。据统计,2012年,我国木薯酒精加工企业有73家,但因环保问题需要搬迁、技改以及原料不足未开工生产的厂家达11家,实际开工的仅为62家,其中的44家加工企业是全年以鲜木薯、干木薯片为原料,获国家食用酒精生产许可证的生产企业;余下的(29家)为不同原料(如木薯、糖蜜、玉米、红薯)在同一条生产线生产酒精的企业,其他原料指糖蜜、玉米、红薯等。
(2)行业竞争格局与市场化进程不协调。木薯燃料乙醇的产品市场,过去在给予高额财政补贴、免征增值税和消费税的政策支持下,燃料乙醇生产企业仅保持小幅盈利。2012年,随着国家中央财政下调生物燃料乙醇财政补贴政策的执行,财政补贴大幅减少,且增值税退税率下调至60%、增收2%消费税的情况下,减少补贴仅是国家对燃料乙醇行业进行调控的政策延续,燃料乙醇企业亏损风险较大,燃料乙醇产量也将比往年下降,经济效益难以增长。
(3)企业规模小、原料成本高。目前,木薯酒精加工企业产能基本能达到国家《产业结构调整指导目录(2011年本)》(国家发改委令第9号)行业准入条件(3万t/年以上),但生产规模在3万t/年以上的企业仅占34%,难获规模经济效益以及发展循环经济;且酒精加工企业的生产产品均为食用酒精为主,木薯酒精深加工企业仅有1家,产品同质化严重,市场竞争能力差。
(4)工艺技术落后、综合利用率低。目前,生产木薯酒精的设备和各生产单位的生产方法由于建厂时间不同,各种设备的使用情况也各异,即使同一种设备往往也存在着较大的差别和缺陷,有些生产设备性能较差,生产效率低,存在料耗高、能耗高,在生产中已感到明显的不足。当前生产中所用的菌种,无论是曲酶糖化菌,还是发酵用酵母菌,与世界上先进国家相比还有很大差距,远未达到原料的理论产值,这些都需寻找和驯养新苗种。小型酒精加工副产物酒精糟大多没有得到很好的利用,废液处理达标排放难,难显经济效益。
三、发展趋势
随着国民经济的快速增长,工业产品规模不断扩大,对木薯加工、深加工产品的需求量也将不断增加;同时,木薯又是很多石油化工产品的替代品,随着天然石油的逐渐减少,势必给木薯行业带来新的发展空间。
1.企业向规模化、集约化发展
为了实现原料和加工副产物的综合利用、逐级利用和多向利用,生产不同形式和用途的商品,实现资源的高效化利用和“零排放”。木薯加工、深加工企业不断集中,生产规模日益扩大,体现循环经济理念的清洁生产技术及工艺已经广泛引入木薯加工、深加工过程,科学合理地组合、搭配生产项目。木薯淀粉、木薯酒精、木薯变性淀粉加工业也逐渐从中小企业为主转变为以大企业、大集团为主导的发展格局。各环节之间由合同、契约联系到合作协作,到互相参股、统一经营的集团化、一体化关系,形成更紧密的产业化经营体系,以实现持久发展。规模化、集约化成为木薯加工、深加工行业发展的重要趋势。
2.加工原料向专用化方向发展
随着市场和加工用途的细分化,木薯加工、深加工越来越倾向于选择专用的原料品种,促进了木薯生产的专业化程度的加深,即在木薯生产中采用适合的育种技术、栽培技术、防治病虫害技术等,确保向加工环节提供品种种类适合、品质良好、无公害、无农药等有害物质残留的优质原料,已经成为木薯加工、深加工业向农业生产领域延伸的一大趋势。在我国,已有木薯加工企业建立专用的原料品种和相对稳定的原料供应基地,生产有机木薯淀粉出口国外。我国还有可鲜食的食用木薯品种,既丰富了人们的餐桌,也是一种安全、天然、优质的食用木薯加工、深加工原料。不同品种可发挥专用化作用,从而带动整个木薯产业链的健康、高效发展。
3.加工产品向多元化、系列化发展
木薯加工产品包括淀粉、酒精、变性淀粉、淀粉糖等,是应用广泛的基础性材料,随着应用领域的拓展,其产品的需求也呈现多元化、系列化的发展趋势。目前,国外已开发上市的变性淀粉系列产品多达3000余种,国内的木薯变性淀粉产品已经形成26个品种几十个系列,广泛应用于各行各业,包括食用添加剂、水产饲料、粘结剂、啤酒淀粉、生物医药、造纸、纺织等,其中,木薯变性淀粉生产专用系列化日用、农用等强力吸水剂产品,生物降解塑料等生物基木薯变性淀粉专用材料系列化材料等。
4.加工技术向自动型和环境友好型发展
随着木薯淀粉、木薯酒精、木薯变性淀粉市场的逐渐成熟和市场竞争中质量意识的加强,加工企业开始注重自身的硬件建设和提高自动化控制水平,广泛推广节能技术及能耗低、效率高的设备。
木薯淀粉加工企业建立工艺控制系统(PCS)和合理的控制程序(PLC),生产过程采用自动控制,以确保最佳的工艺自控、更易操作,降低成本,降低能耗,稳定产品质量,提高产量。木薯酒精加工企业普遍采用先进的酵母和醪液分离发酵、分子筛脱水和膜蒸发技术、低温蒸煮、大罐连续发酵、气相过塔、差压蒸馏、热电联产等先进技术和工艺,减少水和蒸汽的消耗,实现能源梯级利用。木薯变性淀粉方面,现有生产线自动化控制水平不断提高,大型加工机械和装备及关键技术集成不断得到开发利用,先进加工技术,包括挤压加工技术、微波辐照、红外线照射等得到拓展,一些设备配套简单、占地面积小、适应性强、操作方便的加工新技术得到应用,扩宽了木薯变性淀粉的生产方法及减少木薯变性淀粉生产对环境污染。
在木薯淀粉、木薯酒精、木薯变性淀粉加工过程中产生的“三废”利用已经初步实现循环利用的发展趋势,有机废水多采用厌氧、好氧工艺相结合的技术进行生物处理,生产以甲烷为主的沼气可以直接用于锅炉供气,减少生产用煤;还可以将沼气提纯生产生物燃气,替代石油天然气,应用于车用燃气。目前,国内上规模、上水平的木薯淀粉、木薯酒精、木薯变性淀粉加工企业,通过技术集成,基本上都能实现生产过程无废水、无废渣排放,达到清洁生产的环保效果。
5.特色木薯食品化利用快速发展
食用木薯品种含有丰富的营养成分,符合现代人们“天然、安全、健康”的食品要求。在我国,木薯曾是鲜为人知的作物,木薯产业还是个新鲜的产业。随着国家木薯产业技术体系影响力的扩大和对山区“三农”的良好服务效果,在国家木薯产业技术体系专家和综合试验站的指导和示范带动下,木薯不但逐步成为许多边远山区和复垦地的先锋作物,还形成了独具特色的木薯全粉系列等食品的产业链。这种规模小、投资少的食品加工企业可以很好地解决当地木薯种植分散、产业规模小、缺乏规模化加工企业的种种不利条件,点石成金地使当地的木薯产业充满活力,国家木薯产业技术体系团队发明的专利技术如:木薯氢氰酸快速脱毒、木薯全粉(即食、非即食)、木薯全粉(速溶)、木薯全粉粉丝、木薯全粉面包、木薯叶膨化食品、木薯饮料、木薯月饼等多项产品正逐步走向规模化生产。木薯特色食品系列产品已成为一个较大的新经济增长点。
6.副产物综合利用不断拓展
木薯副产物包括种植和加工副产物,如木薯杆、木薯叶、木薯皮、木薯渣、木薯加工滤泥等,其总产量超过鲜薯的产量,是木薯产业中很重要的一部分资源。
【关键词】废食用油 回收利用 生物柴油 消减二氧化碳 企业社会责任
中国现在因“地沟油”既废食用油问题引起人们种种不安,地沟油怎样才能无污染地合理回收,变废为宝,再生利用,成为亟待解决的问题。
日本因有吃油炸食品“天妇萝”的习惯,每年从餐饮业、食品加工企业及家庭厨房中产生大量的废弃食用油,但日本的废弃食用油回收处理得既环保又资源化,因日本人不随意把废食用油倾倒至下水道里,所以废弃食用油没成为“地沟油”之前,就在政府、企业及各个家庭消费者共同努力下,将废弃食物油制造成饲料、肥皂、涂料、油漆以及加工为柴油车燃料、各种锅炉用燃料,高效清洁地回收利用资源。本文通过考察日本废弃食用油的回收和利用,找出对中国的借鉴之处。
一、日本处理废食用油的现状
据日本全国油脂事同合合会统计,日本2008年消费了237万吨食用油,产生了约45万吨废食用油,其中30-35万吨来自餐饮业、食品加工企业,约10万吨源于一般家庭。源自食品加工厂、餐饮业的废食用油的回收比例高,近80%被加工成饲料、肥皂、涂料、油漆及柴油车燃料BDF(生物柴油车燃料,bio-dieselFuel)、锅炉燃料等。源于一般家庭的废食用油,约有1万吨左右被回收后加工为BDF燃料、肥皂等,约有9万吨未利用而直接焚烧后填埋。一般家庭的废食用油的回收利用比率低,为减少环境负荷,京都等地展开了用一般家庭回收的废食用油加工BDF的事业。
2008年餐饮业、食品加工企业的废食用油利用的详细状况为,一般加工成饲料(20万吨)、肥皂、涂料、油漆等工业用原料(4万吨),柴油车燃料BDF(生物柴油车燃料,bio-dieselFuel)、锅炉燃料等(2万吨),未加工利用直接焚烧、填埋的约4至9万吨。
二、废食用油回收再利用的意义
通过废食用油的回收和再利用,可以达到防止地球温暖化,构筑循环型社会的目的。使用BDF燃料可减少二氧化碳排放量,减少汽车尾气中黑烟的排放量,同时可以减少垃圾排放量及石化燃料的使用量。废食用油如果直接倾倒到下水管道里,最终会污染江河。因一滴废油的污染,要用几百倍的清水才能恢复至鱼虾能够生存的水环境。废食用油的回收再利用活动,又是环保教育的重要的一个重要环节,可以提高从幼儿至年长者的环保意识,增进地域居民间的交流和互动。在废食用油的回收搬运过程中,行政部门、企业、市民共同参与,增强地域活性化,使地域和社区居民的活动更充实、更有意义。
与汽油和轻油等化石燃料相比,BDF的硫氧化物和黑烟的排放量少,二氧化碳排放量也可视为零,因为作为食用油原料的植物,在成长过程中吸收了一定量的二氧化碳,因此,在燃烧BDF过程中只排放相当于已被吸收过的量的二氧化碳,因此BDF的二氧化碳排放量被看做零。废食用油的有效回收利用可以减少垃圾排放量,提高资源的循环利用率,减少环境污染,增加食品安全保障,减少有限的石油资源的使用量。
三、日本废食用油回收处理的各种路径
1、政府部门的相关法规制度
日本政府在公害处理及企业应承担的社会责任问题上曾经有过惨痛的失败教训。上世纪60年代,经济高度发展所伴生的各种弊端尽显无余,1950年代新泻水病、四日市哮喘病、富山市周身疼痛病等公害接连爆发,使企业被迫向受害者支付了巨额赔偿。以此为契机,日本政府开始设立公害防御机构和制定以保护国民健康为目标的一系列法规政策。1964年总理府设置公害对策推进联络会议,1970年、1971年分别改组为内阁公害对策本部,环境保护厅,2001年升级为环境省。先后制定了公害对策基本法(1956年),自然环境保护法(1972年),环境基本法(1993年),环境影响评价法(1997年),地球温暖化对策推进法(1998年),循环型社会形成推进基本法(2000年),鸟类保护及狩猎的适正法(2002年),自然再生推进法(2002年),生态多样性基本法(2008年)等一系列法律法规。
1970年政府制定的《关于废弃物处理和清扫的法律》(简称《废弃物处理法》,2008年修订)中明确规定了废食用油的回收、搬运和加工处理等具体条例。规定在食品加工等企业产生的废食用油为产业废弃物,一般家庭或餐厅等产生的废食用油为一般废弃物。作为产业废弃物的废食用油的排放、搬运、加工处理,都要在《废弃物处理法》规定的产业废弃物的范围内,在政府的严格监管下运行。而源于一般家庭的废食用油的回收再利用,采取向全民普及环保和资源循环再利用的知识,促使各个家庭消费者的自觉参与和分工协作。
首先,规定废食用油产生企业在委托他人帮助处理废食用油时,要严格选择具有相关营业执照的单位,签订委托处理协议,并对委托处理的废食用油的搬运过程、流向及最终处理结果进行跟踪确认,以确保废食用油的适当正确处理。在委托过程中要跟进记录搬运加工处理等整个过程的管理单。并规定废食用油排放企业在整个过程中要确保废食用油的质量,如不能掺入水或杂物,要在洁净的室内,用清洁且有盖的专用容器,放在专用的场所保管等。
其次,从事废食用油的收集搬运工作的单位,要从废食用油排放企业和废食用油最终流入企业所在地的各级政府取得〈产业废弃物收集搬运营业执照(废油)〉,法律严格规定收集搬运单位必须把废食用油运至排出企业指定的加工处理厂,不能擅自更换加工处理厂或途中擅自卖掉。明文规定搬运废食用油等产业废弃物的车辆必须在相关部门备案,车辆的两侧要标有产业废弃物收集搬运车辆字样,且要标明单位名称,营业执照号码等。在产业废弃物的收集和搬运全过程,要随时携带营业执照复印件,每个环节都要填写管理单。规定搬运时必须使用备案车辆,严防废油渗漏或飞溅,必须搬运至规定的加工厂,加工厂要有详细记载回收、搬运、加工、加工品流向等的记录。
最后,废食用油的加工处理,必须由有〈产业废弃物处理营业执照〉的单位在有《食品循环利用法》中规定的〈再生利用事工定〉资格证的场所加工处理。严格按照委托处理协议进行加工处理,不能不经排放企业同意擅自转包或变更加工用途。加工处理单位在接受委托加工处理废弃物时,要尽量减少废水,废油对环境的影响,严格按照委托方意向处理,不能接受超过本单位加工处理能力的加工委托任务。
规定在加工处理过程中产生的二次产业废物,要严格按照相关规定处理,在整个过程中也要跟进记录单。加工单位要最大限度地利用废食用油,根据废弃物的种类,品质,规格等物尽其用,提高资源回收再利用率。
中央政府至地方各级政府中,都设置环境政策局,循环型社会推进部等部门,管辖区内的各种废弃物的回收和再利用,并细化到废食用油的回收据点的设立和运营。各地方政府办公网中都详细明示家庭废食用油的分类和回收方法,通过图解具体详细地介绍回收方法,时间和地点。印发大量的宣传手册,组织市民参观废食用油燃料化设施,加强市民的环保和资源再利用的意识。
如拥有自治体中规模最大的废食用油燃料化设施的京都市,早在上世纪90年代初就已开始在市民中普及废食用油炼制生物柴油的知识,用家庭垃圾有偿回收中的垃圾塑料袋的市政收入,2008年设立废食用油回收据点补助金制度,资助团体和个人设立废食用油回收点。2009年回收废食用油约18万立升,减少二氧化碳排放量4000吨。
把回收的废食用油精炼加工、化学处理后,提炼成BDF,用作市政府的垃圾收集车、公用车及公交车等的燃料。
继京都之后,其他城市也都纷纷加大一般家庭产生的废食用油的回收力度。如德岛市2007年4月开始对家庭废弃食用油进行回收,德岛市的废食用油回收主要由在街道、区、市登记的资源垃圾回收团体完成。各回收团体挨家挨户用塑料瓶收集废弃食用油,然后交由市委托的再生能源公司统一回收。德岛市每年回收的废食用油预计可达18吨。为促进回收工作,每回收1公斤废弃食用油,德岛市政府奖励12日元。
2、企业废食用油的利用和活用
按照1970年制定的《废弃物处理法》规定,食品加工等企业产生的废食用油为产业废弃物。大型餐饮业、食品加工企业等产生的废食用油一般都被加工成饲料、肥皂、涂料、油漆等工业用原料。近年来随着企业对企业社会责任和企业形象塑造认识的加深,对地球环境变化关注度的提高,一些全国规模的大型食品加工企业开始着手把从企业集团内部各加工企业回收的废食用油,通过自社专用精炼设备,加工成生物柴油,用于自社各店铺间商品运输车的燃料。如大型外卖食品加工连锁店ほっかほっか亭(热菜热饭亭)和やよい(套餐盖浇饭店),在日本国内有2371店铺,每年使用610万立升食用油,约产生370万立升废食用油,从2007年起该企业和废食用油加工精炼企业合作,开始导入“废食用油循环利用系统”,购入废食用油加工精炼设备。通过废食用油的回收、利用和活用,参与资源循环型社会活动,利用连锁店各店铺拥有质量相同的废食用油的特点,把自社内产生的废食用油在企业内部直接回收,加工成生物柴油,用于社内车辆的燃料。既减少了二氧化碳排放量,又可作为石油代替物减少地球有限资源的使用量,同时还可抑制由于原油上涨而引起的社内各店铺间原料运送费,履行减少二氧化碳排放量等企业的社会责任。
由于1997年缔结的《京都议定书》规定,在2008年至2012年的5年内,日本的二氧化碳排放量要比1990年排放量减少6%。2010年为约定期限,而各种数字表明,日本二氧化碳排放量有增无减,很难达到《京都议定书》规定的排放目标。所以2010年春,日本经济产业省通告日本经济团体联合会,将现行法中的「排出量报告制度修改为「排出量规制制度,以强制手段削减企业二氧化碳等的排放量。另外,近年来日本企业强调CSR(Corporate Social Responsibility)即企业社会责任,规定企业作为“企业市民”应采取更符合道德规范的企业行为。
食品加工厂、餐饮业等排出的废食用油被规定为产业废弃物,在排出、委托搬运和加工处理时都要在严格的法律监督和管理下运作。如排出时要填报传票,用以明确废食用油来源,加工处理责任人和加工处理场所。传票在严格追究排放企业社会责任的氛围愈来愈浓厚的现实社会中具有重要作用。
因日本的食品加工厂、餐饮业等排出的废食用油不直接倒入下水管道,而是冷却,过滤后装入指定容器内,交由指定业者搬运处理,再加上用于加工“天妇萝”油只能用植物油,且多次反复使用过的油加工的“天妇萝”口感不佳。所以,“地沟油”的产生和再回到餐桌的可能性较小。
3、一般家庭的回收再利用
源自一般家庭的废食用油主要是炸“天妇萝”的油,日本人习惯把炸过2―3次食品的油扔掉,日本人的环保意识非常强,极少有人把废食用油直接倒入下水里。日本把一般家庭产生的废食用油分类为一般废弃物中的可燃烧类垃圾,需丢入可燃性垃圾袋。为使液体的废食用油固化,日本人通常是用市贩的食用油凝固剂凝固,或用吸油纸、旧报纸汲取后作为可燃垃圾丢弃,废食用油最终在垃圾处理厂被焚烧,尽管购买油脂凝固剂的费用要高于食用油本身。20世纪末起,日本人开始意识到无论怎样以环保的形式丢弃,废食用油最终都只是被焚烧,为能更有效地利用资源,由政府主导的以地域为基本单位结成的「地域垃圾减量推进会议、各地域的NPO法人等非营利法人、志愿者及一般家庭消费者等携手开始回收各个家庭及小规模食品加工企业的废食用油加工成BDF。
从一般家庭中回收的废食用油(只限于植物性油,如菜籽油、向日葵油、芝麻油、红花油、玉米油、大豆油、蓖麻油、色拉油等)经过过滤食物残渣、冷却、装入旋盖式食用油空瓶中后,连同超过消费期限的尚未开封的食用油一起,集中于公民馆、垃圾收集处、消防局、NPO法人指定地点及志愿者家中,然后由取得许可证的相关企业运至加工厂。由于一般家庭消费者严格按要求回收废食用油,用废食用油加工BDF的转换比例较高,一般100L废食用油可加工精炼成90LBDF。
日本政府和政府运营的研究机构也用各种形式资助市民和各种民间团体开展废食用油回收再利用活动,本世纪初开始有大量的民间团体参与废食用油的回收再利用活动。如2001年6月成立的NPO即特定非盈利活动法人「北大阪生态网络(北大阪エコネット),2004年成立的NPO法人「保护丹后自然的会(丹後の自然を守る会)等。
从「北大阪生态网络的活动历程可以看出政府扶持民间团体参与回收废食用油的力度较大。「北大阪生态网络于2001年1月取得认证资格开始活动,2002年12月获得「能源产业技术综合开发机构(エネルギ・技合(NEDO))的援助资金,开始实施「废食用油生物柴油燃料化普及事业。之后2003年9月和2004年11月连续两年从所隶属的叫做箕面市的市政府得到“非盈利公益市民活动促进补助金”,实施了「废食用油回收系统普及事业。2005年9月利用取得的箕面市非盈利公益市民活动促进补助金,在实施「废食用油会回收系统普及事业活动中,编写了「废食用油回收资助指南。2007年4月利用取得的箕面市非盈利公益市民活动促进补助金,配合「废食用油回收据点的扩充事业,开始无偿贷出废食用油回收器材。
四、对中国的启示
在中国随着人口数量的增加,经济的发展,生活水平的提高,食用油的使用量不断增加,废食用油产生量也连年增多,2000年约消费了1200万吨食用油,2007年已增至2250万吨,据上海大学统计中国每年约产生废食用油500万吨。在中国也有很大一部分废食用油被回收利用于锅炉燃料等,但由于废食用油的回收处理体系不完善,再加上不断高涨的对食用油的需求,一部分废食用油被不法利用,经加工处理又回到餐桌的事例也很多。
据武汉大学工业学院食品科学专家调查的结果,中国每年约有相当于食用油消费量10分之一的200―300万吨废食用油流入餐桌。和BDF制造等生态环保的再利用方法相比,“地沟油”经过简单的提炼用很低的成本就能再利用或再贩卖,利润空间大,致使不法业者屡禁不止。
中国现在废弃物管理面临严峻问题,作为废弃物管理重要一环的废食用油的回收和有效利用体系有待完善,管理有待规范。现在参与废食用油回收搬运的不但有取得相关营业执照的正规的单位,还有无营业执照的和大量的个人回收业者以及中间商等。中国在完善法规加强管理力度的同时,还应对企业进行环保和企业社会责任教育,同时应增强对一般家庭消费者的资源有效循环利用和环保的宣传教育,增强对BDF事业的扶持和资助力度。据预测,中国现在每年约有500万吨的废食用油产生,而到2020年会增至390万吨,作为BDF原料具有非常大的潜力。
以废食用油管理体制比较健全的上海市为例,上海市政府继国务院1992年6月颁发的「城市市容和环境卫生管理条例,2002年卫生部、工商总局、环保总局、建设部联合颁发的「食品生产经营单位废弃食用油脂管理规定,2005年4月的「中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法等法规之上,率先于2005年1月制定并颁布了「上海市餐厨垃圾处理管理办法,2005年4月施行了「上海市餐厨垃圾处理管理实施方案,2006年3月实施了「上海市餐厨垃圾自行收运管理方法,「上海市废弃食用油脂管理实施细则,2008年又下达了「关于进一步规范食用油脂管理工作的通知等,尽管如此,据上海市公布的上海市废弃物管理所的数据,2008年约产生了15万吨的废食用油,而统一管理控制的回收量为1.01万吨,即回收率为1.41%,这个数字远远低于日本自不必说,比美国的4.3%,德国的3.1%和英国4.7%也有很大差距。
虽然近年来中国完善了BDF相关法规制度,BDF制造技术研发取得长足进展,但因原料不足,销路不畅,政府资助力度不够等原因,还没形成足够的规模。应加强扶植力度和环保、资源循环利用意识的教育。
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如今的长春大成集团,依靠自主创新实现了从深加工向精加工、从原料单一化向多元化、从技术引进向技术输出、引领石油化工向植物化工四个“历史性转变”,化“危”为“机”,开辟出崭新发展局面,不仅带动吉林省粮食深加工产业成为吉林省的三大支柱产业之一,而且为我国玉米深加工行业未来发展指明了方向。15年时间里,大成集团同时创造了氨基酸和植物多元醇两个产业世界第一。
从“深加工”向“精加工”
在长春大成集团的会议室里,有一棵硕果满枝的“大成玉米树”:树的底部是玉米种植基地;树干包括玉米淀粉、麸质粉、纤维饲料和玉米油;树冠是玉米精深加工产品,包括变性淀粉、淀粉糖、生物质化工醇等类产品。
大成集团从1996年创立就提出,不能走单纯的产能扩张之路,必须不断由初加工向精深加工转变,拉长产业链条,提高产品附加值,把玉米深加工发展成一个真正的黄金产业。到目前已发展成为国内最大的玉米深加工企业集团,年加工玉米300万吨,产品主要有淀粉糖、氨基酸、生物基化工醇、变性淀粉、蛋白及纤维饲料等几大系列一百多个产品,是世界最大的赖氨酸供应商,在生物发酵、生物化工及非粮原料多元化上具有世界领先的技术优势,仅次于美国ADM和嘉吉公司,是综合实力全球排名第三的玉米精深加工企业集团。
上世纪八九十年代,曾经困扰东北广大干部群众的“东北现象”至今还让很多人记忆犹新。特别是作为我国第一玉米大省的吉林,更出现了玉米“储不下、运不出、用不了”的尴尬局面,成为名副其实的粮食大省、财政穷省。长春大成集团董事长徐周闻说,玉米深加工业转变经济发展方式,必须限制初加工产品的生产,通过政策引导和支持,引领行业向产业高端转移。
业内专家认为,大成集团立足自主研发,走精深加工的路子,不断提高产品附加值,向精深加工要效益,指明了玉米深加工行业未来发展趋势,为全行业的发展做出了典范。
从原料“单一化”向“多元化”
2008年,占全球玉米产量一半的美国实施了新能源法案,大量的玉米被用来生产燃料乙醇,引发了全世界对粮食安全的热议,我国以玉米为原料的深加工企业也遭遇了原料瓶颈的制约。特别是饲料用粮的逐步增加,玉米逐渐由过剩变成供需平衡,遇有自然灾害等风险,甚至发生与人争粮现象。
大成集团在国内同行业中率先开辟原料“多元化”新路,糖蜜的利用在发酵产品获得成功,秸秆制糖也取得重大突破,可有效替代玉米生产化工醇。专家认为,伴随国内玉米加工能力的不断扩张,整体玉米供求形势已经开始发生微妙变化,近两年来吉林省玉米加工企业经常发生因原料紧张而导致减产、停产现象,大成集团在原料“多元化”方面的有益尝试,使全行业对未来的发展看到了曙光,实现了有效的原料替代,产业未来的发展才有了出路。
普通秸秆制糖技术,特别是利用秸秆制作乙醇等,糖的利用率低,资源消耗大,生产成本高,难以实现大工业生产。大成集团技术总监褚腊林说,他们自主研发的用秸秆制糖生产化工醇技术,含糖量占总量的57%,即两吨玉米秸秆可制成一吨多糖,其成本相当于玉米制糖的成本。
玉米籽粒与玉米秸秆的成本比为l∶1.6,全国每年玉米产量1.6亿吨左右,秸秆产量约2.6亿吨,如果把秸秆资源有效利用起来,全国农民可增收1560亿元,增收比例高达67%,又可带动玉米秸秆的收集、运输和加工制糖业的发展,有力支持农村的工业化、城镇化和农业现代化。
从“技术引进”向“技术输出”
大成集团从创立伊始,每年投入科研经费l亿余元,先后建立了一个设计研究院、四个独资或控股的研究所以及多个合作研究单位,常年聘请7位国外知名专家立足自主研发,目前,很多技术已经取得世界领先优势。
6年前,外国人垄断赖氨酸生产技术,我国赖氨酸90%依赖进口,外国人以每吨6万元的高价卖给我们的饲料企业。“大成人自主研发,培养出具有国际先进水平、高效优良的新菌种,开发出世界首创的65%赖氨酸新产品。”他说:“目前,全球赖氨酸总量100万吨,大成就有60万吨,占60%,有权制订标准,左右全球市场价格。”
作为高效饲料必需的添加剂,大成的赖氨酸以先进的技术降低成本,过去五六万元一吨的赖氨酸现在还不到1.5万元,有力支持了国内养殖业的发展。徐周闻回忆说,在2008年底一次会议上,全省养殖行业l50多人集体给他鞠躬,他们认为由于大成赖氨酸的发展,有力推动了全国的养殖业,全国饲料行业发展提速至少l0年。
褚腊林说:“我们培育出的赖氨酸新菌种,每一个基因都打上了大成的烙印,由于掌握了全球领先的技术,也令外国同行刮目相看。”据他介绍,美国嘉吉公司总裁、可口可乐公司全球副总裁、韩国希杰公司总裁等多家世界500强公司高管都专程到大成集团考察洽谈。如今,不少外国企业想用高价买他们的技术,有的要求合资在外国建厂,大成集团不用投资一分钱,只需承担建设和培训任务.就可占有一定的技术股份。
专家认为,技术问题,是一个企业乃至一个行业赖以生存、发展、壮大的不竭动力,大成集团自主研发多项技术取得世界领先优势,是奠定其今天在世界玉米加工行业有一席之地的关键因素,企业要发展,行业要进步,就必须有技术做支撑,大成立足自主研发加强技术创新也值得国内同行借鉴。
从“石油化工”向“植物化工”
吉林省经济专家宋冬林认为,以石油为代表的化石资源,其资源的有限性已成为未来经济可持续发展重大隐患。大成集团利用生物质资源开发替代石油的化工产品,生产出的植物化工醇受到世界很多大公司的广泛欢迎,层次更高、战略意义更大,“植物化工”的概念正在被越来越多的人所接受,率先引领全行业发展思路转型具有重要意义,玉米地正在“长”出具有战略意义的新兴产业。
大成集团植物化工醇,从催化剂研发、生产,到工业化的工艺技术、核心设备制造,均是自主创新,自主研发专利技术。产品有乙二醇、丙二醇、丁二醇等,不但可以替代石油产品,而且有石油产品不具备的优点,是一种新型的化工材料。
更新观念开拓创业形成规模企业
现任黑龙江清河泉热电集团公司董事长闫华,原是庆丰农场粮油加工厂办公室管理人员,在激烈的市场竞争中,庆丰粮油加工厂规模小、技术落后、市场低迷,企业长年拖欠工人工资,所有的不利因素使这个场办小企业濒临破产倒闭。1997年5月国有企业改制时,她经过认真思考,毅然以18万元的竞价买断了庆丰粮油加工厂,奋战了一个冬天,企业加工出口面粉500吨,企业改制初见成效。而后,她又果断地淘汰了面粉加工、榨油设备,购置了当时最先进的日本佐竹大米加工机械,完成了企业第一次飞跃。2005年6月,注册成立股份制企业黑龙江清河泉米业有限责任公司;2006年先后在858农场和兴凯湖农场成立黑龙江清河泉米业有限责任公司吉祥分公司和兴凯湖分公司;2007年5月,在虎林市区投资1.9亿成立黑龙江清河泉生物质能源热电有限公司,建设2.4万千瓦用稻壳发电的热电厂一座,年发电能力10000万千瓦时、供电8000万千瓦时,供热70万吉焦,供热面积110万平方米;2009年10月投资1.16亿元收购了完达山电力集团,2010年至2011年又投资1.18亿元对收购后的完达山电力集团虎林电厂进行燃生物质改造、同时对虎林市城区供热管网进行改扩建,改造后的虎林电厂面貌焕然一新。
经过十几年的奋力拼搏,企业迅速发展壮大,由原来的一家小型个体粮油加工企业,发展成为今天远近闻名的集稻壳发电、集中供热、水稻加工、米糠油生产、大米出口、稻壳灰提取硅化合物产品等产、加、销一条龙的省级农业产业化龙头企业和省级高新技术企业。
抢抓机遇科技创新发展循环经济
虎林市是国家著名的商品粮基地,区域内水稻面积400多万亩,年产水稻200多万吨,每年产出稻壳40多万吨,据测算,每1.9吨稻壳相当于1吨标准煤的热量,即相当于21万吨标准煤,而这些稻壳没有得到有效合理的应用,被堆放在郊区或路旁,到处飞扬,严重的污染了环境,成为当地一大公害。如用稻壳做燃料发电,这样不仅可以解决大米加工厂用电问题,提高企业的经济效益,还可以使稻壳污染降到最低程度。经过了上百次的技术攻关和技术改造,先后解决了稻壳均匀进炉、完全燃烧、结焦、提温、升压速度等多项稻壳燃烧技术难题。2000年装机容量为1500千瓦的国内第一家稻壳发电自备电厂投产运行。经有关专家认定,清河泉米业有限公司自主研究开发的稻壳发电技术居国内领先,发电机械主体结构及相关技术改造属国内首创。稻壳发电,变废为宝,经济上效益显著,技术上先进可行,成为拉动场域经济发展的新的增长点。2008年公司稻壳发电项目获得国家“最具节能减排成效企业”,并列入国家火炬计划,2009年稻壳发电技术被国家环保部列为技术依托单位。
优化结构高效推进提升运行质量
公司调整企业结构,注重经济效益和社会效益,2007年在虎林城区投资1.9亿元兴建了全国规模最大的稻壳发电厂。该项工程按常规建设至少需要3年时间,而公司从项目可研、立项、审批、征地、破土动工、工程建设、竣工投产、发电供热仅仅只用了180天,创造了我国发电行业同等规模企业建设史上的奇迹。稻壳发电项目的建设,它不仅解决了农业废弃物稻壳污染问题,还是个“吃干榨尽”可再生能源的综合利用项目。以农业废弃物稻壳为燃料进行发电和供热,其社会发展潜力巨大。目前,公司所创办的稻壳发电企业已有4家,年消耗农业废弃物稻壳38万吨,与同等燃煤电厂相比,相当于节约18万吨标准煤,可减少烟尘排放量200吨,减少二氧化硫排放730吨,减少二氧化碳排放40万吨。几年来,稻壳发电不但给企业自身带来较好的经济效益,同时也拉动了地方经济发展,仅稻壳一项每年给虎林市及周边农场大米加工企业增加收入9000多万元,公司先后安置农场下岗工人600多人,产生巨大的社会效益、环境效益和经济效益。依靠科技创新,开发稻壳发电技术,应用并推广到全省水稻产区,将成为推动我省现代农业发展新的增长点,利国利民,造福子孙。
诚实为基信用为本构建和谐企业
公司秉持“诚实为基、信用为本”的理念,把诚信作为自己经营的座右铭。诚信是清河泉公司发展的立身之本。2009年10月,公司斥资收购了完达山电力集团虎林电厂。这家有着50余年历史的国有企业,员工对于收购企业抵触情绪严重,在收购后召开的员工大会上,董事长闫华深情地说:“我理解大家的心情,路遥知马力,日久见人心,请大家看我的行动吧”。虽然虎林电厂亏损严重,收购后新公司没有甩包袱,不仅不让一个员工下岗,而且将员工的工资平均上调130%。“一石激起千层浪”,此举,产生了巨大的裂变效应,收购后仅仅两个月,企业发生根本变化。