作者:叶满山 来源:中国科学报 发布时间:2026/1/8 16:59:27
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科技为笔 循环为墨 书写马铃薯产业绿色答卷
马铃薯加工废弃物全链条资源化利用纪实

 

在全面推进乡村振兴和农业绿色发展的时代背景下,马铃薯产业正从“增产增收”向“提质增效、绿色循环”加速转型。作为我国重要的口粮和加工原料作物,马铃薯在带动农民增收的同时,其加工环节产生的大量废水、废渣、皮渣和次粉等副产物,也一度成为制约产业可持续发展的“隐形负担”。

如今,在国家马铃薯产业技术体系的系统布局和科技支撑下,这些曾经被视为“难题”的加工废弃物,正逐步实现资源化、高值化利用,转化为饲料、肥料和能源,推动马铃薯加工产业走上绿色循环发展的新路径。

在这背后,一支长期扎根西部、面向产业一线的科研团队持续发力。他们就是国家马铃薯产业技术体系“质量安全与营养品质评价”岗位科学家团队。多年来,团队聚焦马铃薯加工“废水、废渣、废气”治理与资源化利用,用科技手段破解产业痛点,让“变废为宝”从理念走向现实。

马铃薯淀粉加工废水还田研究示范。受访者供图。

产业之困:废弃物成发展“拦路虎”

作为该团队的负责人,来自中国科学院兰州化学物理研究所研究员曾凡逵表示:“马铃薯加工产业的蓬勃发展,背后伴随着难以回避的环保难题。”在淀粉、全粉等产品的加工过程中,废弃物的产生量十分惊人:每生产1吨淀粉,就会产生约20吨高有机质废水和6.5—7.5吨高水分薯渣,此外还有大量皮渣、次粉和高温蒸汽余热。这些废弃物若处理不当,将带来多重隐患。

高有机质废水富含营养物质,直接排放会造成水体富营养化,污染土壤和水源;而传统末端治理方式不仅成本高昂,还难以实现稳定达标排放,让企业陷入“不处理违法、处理亏本”的两难境地。高水分薯渣则因易腐败、难储存,往往被随意丢弃,不仅污染环境,还造成资源浪费。

“过去这些东西处理不好,不仅增加成本,还存在环保风险。”宁夏西吉县万里淀粉有限公司负责人苏德花坦言,“企业不是不想利用,而是缺技术、缺成套方案。”

在马铃薯全粉加工环节,干燥工序产生的大量高温蒸汽余热,长期以来多被直接排放,既浪费能源,又增加了企业运行成本。这些问题如同“拦路虎”,让马铃薯产业在绿色发展的道路上举步维艰,如何实现废弃物的资源化利用,成为产业高质量发展的关键课题。

薯渣混合玉米芯发酵制备高蛋白饲料。受访者供图。


科技破局:全链条技术解锁“变废为宝”密码

面对产业痛点,国家马铃薯产业技术体系“质量安全与营养品质评价”岗位科学家团队挺身而出,长期扎根西部产业一线,聚焦“三废”治理与资源化利用,研发出一系列核心技术,构建起覆盖全加工链条的废弃物利用体系。

在废水处理领域,团队创新研发“两步法热絮凝蛋白提取技术”,通过离心分离小颗粒淀粉和细纤维,再进行蛋白热絮凝,成功解决了换热器易堵塞的技术瓶颈,将蛋白纯度稳定提升至75%以上。

同时,集成机械消泡和余热梯级利用工艺,使系统整体能耗降低约50%,产出的马铃薯蛋白色泽浅、品质稳定,可作为高端饲料和食品原料。目前,该技术已在9个省(自治区)的50余家企业推广应用,并推动相关标准纳入国家标准规范体系。

提取蛋白后的脱蛋白废水并未被丢弃,而是通过团队研发的安全还田技术实现“二次利用”。这些富含氮、磷、钾和有机质的有机肥水,在不同气候和土壤条件下精准还田,既实现了废水“零排放”,又替代了部分化肥,让土壤结构得到明显改善。“这不仅解决了环保问题,还让地里的收成更好了,肥效也更持久。”参与示范的种植户反馈道。

针对薯渣处理难题,团队开辟了两条高值化路径。一方面,研发薯渣高效发酵饲料技术,筛选出五种植物内生菌制成复合微生物菌剂,通过固态发酵降解抗营养因子,提升蛋白含量和适口性。在宁夏西吉县万里淀粉有限公司应用后,企业建成3个发酵池,单次可生产发酵饲料7500吨,累计带动增收约400万元,形成“加工—发酵—养殖”的循环模式。另一方面,团队与企业联合,通过微生物发酵技术将薯渣、皮渣等转化为高品质生物有机肥,在甘肃等地建设示范点,为绿色种植提供稳定投入品。

此外,团队还瞄准余热浪费问题,构建“余热回收—次粉干燥”闭环利用模式,回收全粉加工中产生的高温二次蒸汽,定向用于次粉烘干,使资源化利用率提高约80%,相关技术已获得国家实用新型专利授权。

利用全粉干燥的余热烘干次粉。受访者供图。


生态共赢:循环发展绘就乡村振兴新图景

一项项技术落地生根,一个个废弃物焕发新生,马铃薯加工废弃物的资源化利用,不仅破解了产业环保痛点,更实现了生态效益与经济效益的双赢,为乡村振兴注入持续动能。

对于加工企业而言,技术赋能让环保压力大幅减轻,成本显著下降。甘肃亚盛陇兴淀粉有限公司通过蛋白回收生产线,让废水变“原料”;宁夏西吉县万里淀粉有限公司将薯渣转化为抢手的发酵饲料,彻底摆脱了“废料包袱”;甘肃薯香园农业科技有限公司借助余热回收技术和生物有机肥项目,每年新增产值数十万元。“这些技术投入不大、见效快,真正帮企业解了燃眉之急。”薯香园负责人杨新俊的评价,道出了众多企业的心声。

对于种植户和养殖户来说,资源化利用带来了实实在在的收益。废水还田替代化肥,降低了种植成本,改善了土壤质量;高蛋白薯渣饲料让养殖成本下降,产品品质提升。在技术推广区域,形成了“加工废弃物—资源化产品—种植/养殖—再加工”的良性循环,带动农户增收致富,激活了乡村产业发展的内生动力。

“从废水到蛋白、从薯渣到饲料肥料、从余热到能源,马铃薯加工废弃物的全链条资源化利用,生动诠释了“绿水青山就是金山银山”的发展理念。在国家马铃薯产业技术体系的统筹推动下,政产学研用协同发力,让每一份资源都得到珍惜,每一份能量都实现循环。”曾凡逵说。

展望未来,随着技术的不断优化和推广,马铃薯产业的绿色循环之路将越走越宽。这支扎根西部的科研团队将继续聚焦产业需求,攻克技术难关,让更多废弃物转化为“生态资产”,为马铃薯产业高质量发展和乡村生态振兴书写更加精彩的绿色答卷。

 
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