作者:廖洋 陈玮曦 来源:中国科学报 发布时间:2013-8-22 9:07:05
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清洁利用技术助推海藻深加工
 
■本报记者 廖洋 实习生 陈玮曦
 
广阔的海洋占地球总面积的71%,蕴藏着极其丰富的生物资源,是有机物的最大生产者。海藻是海洋生物资源的重要组成部分,不仅为人类提供了多糖产品,还是开发功能食品与海洋药物的重要原料。以海藻胶产品开发及生产为主的海藻加工业,是我国海洋水产品加工的重要门类,对带动渔民增收、改善海水养殖环境发挥了重要作用。
 
然而,现阶段的海藻产品深加工状况不容乐观。传统工艺支撑下的粗放型生产模式中,资源浪费现象十分严重,实际经济效益无法得到提高,且给环境带来极大的压力。
 
“时值全国大力推行节能减排政策,对高污染投资项目严格把关,海藻加工产业发展面临瓶颈。在此背景下,‘海藻清洁化综合利用技术研究与示范’技术应运而生。”青岛贝尔特生物科技有限公司董事长曹荣军日前在接受《中国科学报》记者采访时表示。
 
“三高一低” 制约海藻加工产业发展
 
“在传统工艺上,国外也面临同样的困境,第一点就是能耗大;第二个是工艺烦琐。国内企业还面临一个很大的问题,就是水消耗的问题。”中科院海洋所研究员段德麟指出。
 
的确,海藻多糖精深加工产品开发仍处于较低水平。以褐藻酸钠为例,传统工艺直接使用化学试剂处理海带原料,生产过程需要耗费大量的能源和水,每生产1吨褐藻酸钠要耗水800吨以上。因为工艺用水量大,且不能回收利用,造成极大的资源浪费,生产污水的大量排放又容易带来环境污染。单山东省青岛市一地,褐藻酸钠现年产量高达2万~3万吨,在全国居于首位,每年的用水量之高令人咋舌,给当地其他产业发展带来极大压力。
 
而在海藻综合利用方面,医药级褐藻胶、印染用印花浆及褐藻胶寡糖等精深加工产品比例低,以低档次中间原料出口为主;在褐藻酸钠生产过程中,通常只能联产碘和甘露醇,岩藻聚糖硫酸酯、甘露醇及碘等功能性成分回收利用率极低,并且往往由于生产甘露醇的成本过高而停产。而乙醇、有机肥等联产量几乎为零,海藻综合利用效益低。
 
高能耗、高水耗、高污染及低综合利用率成为我国海藻加工产业发展的主要瓶颈。通过生产技术研发减少水耗、能耗量,进而实现海藻的清洁化、高值化、综合利用,成为提升我国藻胶产业的重大课题。
 
可喜的是,近些年,少数相关企业正致力于用技术创新手段,在降耗节能、优化工艺流程方面取得突破。这其中,青岛贝尔特生物科技有限公司首创的“海藻清洁化综合利用技术研究与示范”技术,突破了海藻生产加工业的瓶颈。
 
创新技术 缓解粗放生产之痛
 
“海藻清洁化综合利用技术研究与示范”立项于2011年,经过科研人员两年多的辛勤探索和不懈努力,终于得到高度认可和评价。
 
据介绍,该技术以褐藻海带为原料,改变了传统工艺中“先破碎,再分离”的化学工艺法,创新性地利用生物酶对原料进行预处理,让细胞“只分离,不破碎”,使得非褐藻酸钠成分大部分溶出,减少后续提取工序中的杂质,提高褐藻酸钠的提取效率,极大地减少生产用水。
 
此外,通过工艺用水逆流套浸的方式,进一步减少水资源的消耗和污水的排放,实现节能减排。相对于传统工艺直接使用海带原料导致的巨大耗水量,该项目中生产每吨褐藻酸钠耗水100吨以内,实现节水85%以上。同时,与传统工艺相比,新工艺将经济效益提高了5%,实现了循环经济、可持续发展及环境保护的多方位进步。
 
在综合利用方面,该技术省去了甲醛固色和次氯酸钠脱色工艺,避免了甲醛在操作中的危险、危害及在产品中的残留和氯离子的残留。相对于传统工艺粗放的生产线,该工艺在清洁化生产褐藻酸钠的同时,还可以联产碘、甘露醇、乙醇以及有机肥,达到海藻的全面综合利用,使得资源利用达到最大化。
 
项目鉴定专家组组长、中科院海洋所研究员张燕霞表示:“该技术与传统工艺相比,有自己的先进性。海藻深加工的现状是传统工艺耗水量大、排污大,不符合国家现行产业政策。而该技术正是按照节能减排、环保的思路,研发了这样一项科研成果。它把污染、节能问题都解决了,符合产业政策,对地方经济发展乃至全国、全世界都是有促进作用的。”
 
转化技术成果 2014年全面投产
 
来自中科院海洋所、山东大学、首都医科大学等单位的专家组成的鉴定委员会,在对项目进行一系列审核并讨论后指出,青岛贝尔特生物科技有限公司提报的“海藻清洁化综合利用技术”达到了国际先进水平,其中节水方面达到国家领先水平。
 
鉴定委员会表示,这项技术实现了海藻的清洁化、高值化、综合利用,具有较高的经济效益、环保效益和社会效益,对提升我国海洋多糖产业的技术水平、带动我国海洋生物利用产业整体技术水平的进步、增强我国海洋水产加工产业的现代化程度和国际竞争力、拓展产业链以及促进海洋生物资源利用持续健康发展均具有重要意义。
 
据曹荣军介绍,从2012年12月到2013年6月,贝尔特公司采用海藻清洁化综合利用技术生产海藻酸钠、甘露醇和生物有机肥,累计新增产值2350万元,新增利税285万元。下一步将优化酶解、消化等影响提取率和粘度的关键工序,还将优化工艺、提高提取率、降低生产成本,更大程度地减少水消耗,提高产品品质。公司计划今年建设一条生产线,将这项技术转化为量产的产品。预计该生产线将在2014年全面投产。
 
《中国科学报》 (2013-08-22 第4版 综合)
 
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