甘蔗糖业循环经济产业化关键技术研究与开发

“十一五”云南省科技强省计划科研项目

云南是全国第二大蔗糖基地，但是，综观云南蔗糖产业，严重地存在三个方面的问题，一是制糖深加工落后、产品单一，难以适应糖业消费形势发展和产业结构调整的要求；二是蔗糖三废资源利用水平低，经济效益不高，且污染严重；二是甘蔗生产与制糖加工系统脱节，缺乏完整的甘蔗糖业生态系统技术。

   甘蔗糖业循环经济产业化技术的落后已成为蔗糖产业发展的重大问题

本项目将从甘蔗与糖业生态系统循环技术、蔗糖清洁生产与蔗糖深加工技术、制糖副产物资源化高效利用技术3个课题进行研究和开发，以推动和带动云南蔗糖产业的发展。

课题一 甘蔗与制糖生态循环技术研究示范

    主要从“蔗-畜生态系统技术研究与示范”、“蔗叶还田少耕种植技术研究与示范”进行研发。

    1、 “蔗-畜生态系统技术研究与示范

    从蔗梢青贮或氨化处理提供肉牛饲料以及蔗畜良性生态系统建立来进行甘蔗蔗梢副产物资源高效利用与生态经济循环模式研究。

    主要研发内容包括4个方面：一是蔗梢青贮关键技术，研究不同青贮方式（地面青贮、青贮窖）、不同添加剂处理（微生物添加剂、有机酸）对于甘蔗梢青贮品质的影响。二是甘蔗梢养牛蛋白补充料的研发：针对甘蔗梢能量含量较高、蛋白质严重不足、部分矿物质及微量元素极不均匀的特点，结合育肥肉牛及奶水牛的营养需要，设计不同饲养条件下的蔗梢养牛蛋白质及矿物微量元素补充方案和工艺路线，开发通用型和专门型的蛋白质补充饲料。三是蔗梢青贮料肉牛育肥及屠宰试验：通过饲养试验和屠宰试验相结合，研究蔗梢青贮料不同用量对肉牛育肥、奶水牛性能和肉质的影响，结合经济效益分析，取得蔗梢青贮料肉牛、奶水牛育肥的{zj0}利用模式。

2、 甘蔗蔗叶还田少耕种植技术研究与示范

    3个方面进行研究，一是研究采用秸杆腐殖剂，加速田间蔗叶的腐化成肥；二是对宿根甘蔗蔗叶全覆盖、蔗叶与地膜双相混覆盖、宿根甘蔗隔行覆盖三种模式进行甘蔗生产试验研究，在宿根甘蔗生长的5个重要生育期分析测试土壤养分、水分变化规律、甘蔗生长特性以及甘蔗品质分析，研究蔗叶还田覆盖的{zj0}模式。三是对蔗田还田技术相应的种植行距、施肥方式、有害生物防控、田间管理模式进行配套研究，研究形成蔗叶还田覆盖的少耕栽培种植技术，降低生产成本，提高甘蔗产业效益。

课题二、蔗糖清洁生产与蔗糖深加工技术研究开发

    本课题设置3个子课题，即“利用蔗渣研发制糖专用吸附剂改进传统亚硫酸法制糖工艺产业化研究”、“蔗糖xx产品有机糖生产技术研究开发”、“蔗糖深加工P型低聚果糖研究开发”。

   1、利用蔗渣研发制糖专用吸附剂改进传统亚硫酸法制糖工艺产业化研究

   本子课题从2个方面进行研究，一是利用甘蔗渣为原料，采用磷酸法工艺生产制糖专用吸附剂。在现有的生产线上作适应调整，寻找{zj0}的生产制糖用吸附剂的工艺条件，使生产的吸附剂去除色值、混浊度和SO2效果{zh0}，其中包括：蔗渣的预处理、{zj0}的活化剂用量、{zj0}的添加剂用量及反应温度、时间等工艺条件。二是吸附剂用于糖汁清净以提高白砂糖质量且经济适用的工艺技术研究，主要内容包括：吸附剂处理糖汁的{zj0}温度、吸附剂用量、搅拌速度、反应时间等工艺条件，寻找吸附剂应用于糖汁清净的{zj0}结合点，以及糖汁过滤方式、过滤设备选型、{zj0}过滤条件控制参数等工艺条件，同时根据使用情况及时反馈信息以便改进吸附剂的生产工艺，提高其性能。通过吸附剂技术，形成高质量糖浆，为开发生产精制糖、饮料糖、绵白糖等高品质白砂糖产品奠定基础。

2、 蔗糖xx产品有机糖生产技术研究开发

    本子课题从2个方面进行研究，一是研究有机甘蔗的土壤、大气、水等自然环境条件要求，结合蔗叶还田少耕种植技术、甘蔗有机复合肥施用技术，研究有机甘蔗标准化栽培技术和相应原料标准。

二是利用膜分离技术去除蔗汁中的胶体、淀粉、蔗蜡、蔗脂等物质，研究开发有机糖。

3  蔗糖深加工P型低聚果糖研究开发

    本子课题从2个方面进行研究，一是在G型低聚果糖开发基础上，用离子交换对G型低聚果糖进行脱色、脱盐，用微孔过滤器过滤，再经膜分离工艺除去G型低聚果糖中的葡萄糖、果糖等副产物和未反应xx的蔗糖，再用二次酶化的工艺使低聚果糖浓度提高到85%以上，经喷雾干燥除去水份和制粒得到低聚果糖含量95%的P型产品。

二是再将云南特有生物资源三七、血竭、芦荟、天麻等混入P型低聚果糖产品中，研究混合的适当比例，开发系列功能低聚果糖产品。

三、甘蔗副产物综合利用：

（一） 蔗渣生产木糖醇关键技术

   本子课题主要是针对传统蔗渣生产木糖醇水解的关键环节，通过研究开发强制循环水解技术，提高水解效率，促使企业降低产品成本，让广大消费者对木糖产品价格能够接受，提高木糖市场覆盖面，提高企业核心竞争力。

   木糖生产的强制循环水解工艺主要研究开发内容：研究耐酸腐蚀、耐高温的外循环间接加热及强制循环系统，开发能够实现渣水分离、控制稳定、热量均衡的强制循环水解系统；研究降低料液比、提高木糖浓度的强制循环水解工艺参数。另外，将离子交换技术和降膜蒸发技术等先进技术集成应用到生产线的设计中，最终达到年产2000吨木糖的生产规模。

    另外，研究将木糖通过非晶态合金催化加氢技术生产木糖醇，该部分主要研发的内容：新型还原催化剂的选择研究，低温还原催化工艺配套设备及工艺参数进行选择和研究，控制催化剂流失及残留。最终形成年产木糖醇300吨的规模。

2  制糖副产物废糖蜜生产燃料乙醇技术研究开发

    从2个方面进行研究开发，一是研究联合固定化酵母技术，针对酒精发酵技术存在的主要问题，采用原生质体融合、诱变育种等现代微生物技术选育出优良酵母菌种，将其固定在新型有机－无机复合载体上，直接克服吸附法与包埋法各自的缺点，将吸附与包埋法结合起来，在同一过程中使用两种方法形成统一的载体（联合固定化酵母技术），解决固定化技术的广泛应用问题。二是研究乙醇提纯技术，形成含乙醇99.9%的燃料乙醇生产技术。

    3  蔗糖副产物滤泥、乙醇废醪液利用开发甘蔗复合肥技术

    针对制糖企业{zh1}的副产物滤泥、乙醇废醪液进行综合利用研究，一是对乙醇废醪液采用浓缩、喷雾干燥技术，生产出干粉，然后与滤泥（富含有机物，肥粒细小，养分好，松软、水分适度并含有一定的糖分）结合，接种生物固定氮菌、磷xx、钾xx，再根据甘蔗的营养需求配比无肥氮磷钾开发生产优质有机复合肥，回归蔗田施用，做到废弃物的资源化治理，实现制糖企业零排放。

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