醇用型甜高粱加工过程中残渣的综合利用

王 静

(甘肃省武威市凉州区金羊镇农业技术推广站，甘肃 武威 733000)

0 前言

甜高粱是粒用高粱的一个变种，其生长迅速，糖分积累快，生物学产量高，具有抗病性强、抗旱、耐贫瘠、耐盐碱、生物产量高、适应性广、茎秆富含糖分等特性，是C4作物中光合作用效率最高的作物之一[1]。在世界矿物质能源逐渐匮乏的大趋势下，生物质能源的研究开发方兴未艾，作为新兴的能源、饲料和糖料作物的甜高梁在研究开发和综合利用上展现出广阔的市场前景[1]。甜高粱耐贫瘠、耐盐碱、抗旱、抗逆性能力强，具有节水、节能的优势，在盐碱地、沙荒地等地力差贫瘠土地的开发和提升耕地质量、增产增收等方面凸显重要的意义[2]。醇用性甜高粱是以工业制糖、酒精提取为主要方向的甜高粱品种，其利用途径以工业制糖、酿造工业酒精、造纸、新型板材上等途径[3]。但是在其以制糖榨汁过程中大量的茎干残渣得不到有效的利用，造成资源的大量浪费，同时茎干残渣集中堆积异常发酵，产生恶臭气体，严重影响着周边人居环境。为延伸醇用性甜高粱产业链条、实现产业增值的最大化和农业增产增效，本文就醇用型甜高粱的榨汁过程中的残渣利用方式及途径进行分析，提出了醇用型甜高粱的产业综合利用体系。

1 醇用型甜高粱的加工方式及存在的问题

醇用型甜高粱主要在收获后通过茎干的榨汁进行液态发酵生产工业酒精，或将甜高粱秸秆粉碎后进行固体发酵生产酒精[4]。但是，受诸多因素的影响，醇用性甜高粱加工及副产物的综合利用加工过程中产生的茎干残渣、固体废渣，成为了困扰醇用型甜高粱产业的发展瓶颈和产业链条的延伸。

1.1 收获时间相对集中，企业生产加工任务繁重

甜高粱最佳的收获时节集中在9月下旬到10月上中旬左右，收获时间过早，茎干内的糖分得不到有效的积累，糖分含量少，加工利用出糖率低。延迟收获，北方地区的早霜冻来临，叶片受冻萎缩，水分和糖分含量过低，影响甜高粱茎干产量和质量。同时甜高粱茎干不耐贮存，收获后集中堆积易发热霉变，质量大幅度降低，故要求随收获随加工。

1.2 残渣大量的堆积，影响周边生产生活环境

在醇用型甜高粱生产过程中产生的残渣大量堆积、异常发酵，易滋生蚊蝇、产生污水和酸臭气体，影响着生产区域的环境卫生和周边的人居环境。同时残渣在生产区域堆积，对场地设施的要求较大，尤其是污水、蚊蝇和恶臭气体的控制上需配置相关的设施，增加企业成本。

1.3 可利用成分大量浪费，综合效益得不到提升

醇用型甜高粱加工过程中，主要在采用固体发酵法进行时，残渣中含有大量的有益菌、微生物，废弃后造成有效营养成分的浪费；在采用液体发酵法进行时，榨汁后产生的茎干残渣中含有纤维素、半纤维素和少量的糖分，利用不当造成可利用纤维素的浪费。

2 醇用型甜高粱加工过程中残渣的利用方式

受醇用型甜高粱加工过程方式和存在的问题的影响，在醇用型甜高粱加工残渣利用上，应遵循“资源利用效益化、剩余价值最大化”的原则，重点从利用残渣内纤维素、半纤维素、木质素和发酵残留有益菌、部分菌体蛋白上进行综合利用，突出了“醇用型甜高粱+酒(糖)+饲(肥)”的可循环产业发展模式，概括起来就是利用醇用型甜高粱发酵或榨汁生产酒精和多糖，剩余副产品及废弃物生产饲料、肥料和装潢板材。

2.1 制作甜高粱青贮饲料

榨汁后的醇用型甜高粱残渣中加入10%的粉碎玉米，5%的复合酶制剂后进行裹膜青贮，可作为优质青贮饲料进行利用。在裹膜青贮过程中，应注意选择厚度适宜、遮光保温性的膜，过薄或过厚均不利于甜高粱茎干残渣的青贮发酵。贮存过程中防止锐器刮破弄烂青贮膜袋，造成氧气进入，需氧菌发酵，使青贮失败。

2.2 制作有机微生态肥料

将榨汁后的醇用型甜高粱残渣900 kg加入畜禽粪便100 kg和酵素菌种3 kg，先将残渣均匀的摊铺在水泥地面或塑料布上，摊铺厚度为30～40 cm时撒一层畜禽粪便厚度为10 cm，反复进行，使残渣堆肥高度达到2 m，宽度达到3 m，呈馒头形为宜，注意不能压实，保持透气性，中间打孔插温度计便于掌握发酵温度。堆肥过程中堆温保持60%～65℃，不能超过70℃ ，温度过高时及时散堆降温，以免杀死酵素菌；湿度春、秋料保持在55%左右，夏季60%左右，以手握料指间有水而不滴水为宜。堆用编织袋或条花布盖好(不用薄膜盖)，以防水分蒸发和阳光照射，春秋季6天，夏季4天，冬季8天后，堆温可升到50℃ 以上时进行第一次翻堆，共翻4次，每隔7 d翻对一次，约30 d堆肥呈黄褐色或黑褐色、无异味时，置于阴凉干燥处阴干，装袋备用[5]。

2.3 制作沼气池用料

将1 kg的绿秸灵和5 kg碳酸氢铵分层均匀洒在甜高粱残渣上，边翻边洒并补充水分，充分拌匀，补水量为320～400 kg(以残渣变颜色、地面无积水、用手捏紧指间滴水即可)[6]。拌匀的秸秆堆呈宽1.2～1.5 m，高1～15 m(按季节不同而异，热天宜低，冬天宜高)的垛[6]。注意堆料不要拍实、封严，在昼夜地面平均温度低于15℃时，应采取保温措施[7]。堆料顶部要用木棍插深度40 cm左右孔通气，然后用塑料布覆盖，防止水分蒸发和下雨淋湿[8]。夏季秸秆堆沤时间为3～4 d，春秋季4～5 d，冬季为6 d以上，冬天应在料堆上加盖稻草以便保温[6]。待堆沤后的秸秆长有白色菌丝，秸秆变成黑褐色时即可入池[6]。

2.4 制造装潢板材

甜高粱收获后茎干较硬，含有大量的木质素、纤维素和半纤维素，可将甜高粱榨汁后茎干残值处理后进行装潢板材的生产[9]。将甜高粱残渣进行烘干，水分降低至20%以下，用风机过筛剔除细碎颗粒和残留的叶片组织，将过筛后的茎干残渣运送至板材加工厂，进入板材加工机组，边上料边淋入液体粘合剂，使板材尽快成形，成形后烘干即可投入使用。