循環經濟在招遠市粉絲行業中的實踐探索

劉 棟，孔范龍，曲麗麗，王春艷，陳少君

（1．山東省招遠市環保局，山東 招遠265400；2．青島大學，山東 青島266071）

1 引言

粉絲是我國的傳統食品，歷史悠久。我國生產粉絲的廠家和作坊眾多，目前粉絲生產工藝采用酸漿法，該方法需要用大量的水泡洗原料、磨碎和分離淀粉等［1］。統計顯示，每天投料10t的粉絲廠，排出粉絲廢水約100～150t，同時產生大量的粉絲下腳料。粉絲廢水中含有大量的蛋白質、淀粉、醇類、氨基酸等溶解物質，其隨意排放既污染了環境，又造成了資源浪費；粉絲下腳料是指粉絲在生產、包裝的過程產生的粉渣和碎粉，目前這些下腳料通常是當做飼料處理，經濟價值較低。因此粉絲生產過程中產生的廢水與下腳料如何得到合理利用及有效處理，一直是粉絲行業發展的一個難題。

招遠市粉絲生產已有300多年的歷史，是譽滿中外的“銀絲之鄉”，是龍口粉絲的發源地和主要產地。目前，全市共有大小粉絲企業近120家，年產粉絲約20萬t，每年粉絲行業產生的廢水有600萬t［2］，同時產生大量的粉絲下腳料。為解決粉絲行業產生的廢水污染和下腳料綜合利用問題，招遠市粉絲企業對粉絲的循環經濟進行了積極探索研究并應用于實際生產中，在減少的污染了同時給企業帶來了一定的利潤。

2 循環經濟的概念

循環經濟即物質閉環流動型經濟，是指在人、自然資源和科學技術的大系統內，在資源投入、企業生產、產品消費及其廢棄的全過程中，把傳統的依賴資源消耗的線形增長的經濟，轉變為依靠生態型資源循環來發展的經濟［3］。

循環經濟是參照自然界物質循環模式，以資源的高效利用和循環利用為目標，以“減量化、再利用、資源化”為原則［4］，以物質閉路循環和能量梯次使用為特征，用生態學規律來指導人類社會的經濟活動，通過將上游產業的“廢棄物”或副產品，轉變為下游產業的“營養物”或原料，從而形成互相依存的工業生態鏈，對廢棄物進行回收利用、無害化和再生，達到資源的永續利用，促進社會經濟的可持續發展，表現出低開發、高利用、低排放的特征，在生產和消費過程中形成一個“資源一產品一再生資源”的物質反復循環流動過程［5］。

3 粉絲行業的循環經濟

3．1 招遠市粉絲企業粉絲廢水和下腳料利用情況分析

3．1．1 粉絲廢水的利用

（1）從粉絲廢水中提取蛋白和纖維。粉絲加工過程中，原料所含的蛋白質、脂肪以及纖維等隨廢水被排放，廢水中的COD濃度約7 000～16 000mg／L，且因廢水中含有蛋白質等臭味較大。因此粉絲生產過程中排出的廢水如何處理，一直是困擾企業發展的一個難題。為解決粉絲廢水的合理處理這一難題，充分合理的利用廢水中的蛋白質，招遠市粉絲企業探索出了合理有效的回收蛋白質和纖維凈化廢水的工藝，從而回收廢水中的蛋白和纖維再利用。傳統的提取蛋白的方法是采用自然沉淀或加入少量的絮凝劑，經過一段時間沉淀后，去下層粘稠蛋白進行擠壓，烘干，加工得到飼料產品。經探索發現可以再原工藝的基礎上利用粉絲廢水提取蛋白及纖維［6］。粉絲廢水中提取蛋白其工藝流程見圖1。

由此方法提取的大分子蛋白，鹽溶性好，適合做中性蛋白飲料添加劑和其他需要增加蛋白含量的產品，得率占總體蛋白成分的60%以上。小分子蛋白成分，耐酸性和耐熱性均強，可以作為酸性蛋白飲料添加物，得率占總體蛋白30%以上。粉絲廢水中提取纖維其工藝流程見圖2。

圖1 粉絲廢水提取蛋白流程

圖2 粉絲廢水提取纖維流程

由此方法得到的纖維，顏色好，結構比較細膩，得率達到90%以上，能夠廣泛用于食品、保健品中。從廢水中提取蛋白和纖維不僅充分利用了廢水中的蛋白質，給企業增加了利潤，而且在提取了這三種產品后，粉絲廢水中的COD降低，廢水可以作為灌溉水澆灌農田，減少了廢水對環境的污染。

（2）利用粉絲廢水沼化發電。要充分合理利用粉絲廢水資源，除從粉絲廢水中提取蛋白質、纖維外，招遠市粉絲企業還采用了粉絲廢水沼氣發電技術［7］。粉絲廢水沼氣發電技術采用最先進的BIC厭氧反應器和懸擺式微孔曝氣技術，通過厭氧、好氧生物處理工藝，同時針對水質水量，進行分類水質處理，對高濃度廢水采用厭氧處理后再與低濃度廢水混合進行好氧處理，厭氧段產生的沼氣用于發電。其工藝流程見圖3。

圖3 粉絲廢水沼氣發電流程

經過厭氧處理產生的大量沼氣可經收集系統和貯存系統后直接用于沼氣發電機組，從而達到節能、增效和環保的多重效果。發電機組由燃氣發動機、發電機、排氣消音器、機組輔助系統、機組控制系統等裝置組成；采用內、外兩套循環系統進行機組冷卻，內循環使用軟化水，外循環用普通水。外循環由高低溫冷卻水塔對機組進行強制冷卻并配循環泵，冷卻水塔滿足最高散熱要求，機組產生的余熱可以外排再利用。好氧工藝主要采用活性污泥與生物接觸氧化組合工藝可有效解決污泥膨脹、有機物降解與脫氮的問題。

在粉絲生產企業建立粉絲廢水沼化發電系統，設計形成的“廢水制沼、凈水灌溉、沼氣發電、余熱循環利用、沼化余料肥田”五位一體的高效循環發展產業鏈，既可以發電基本解決企業生產所需的電能及蒸汽，又可以將粉絲廢水處理成農田灌溉水，使周圍的自然村受益，此外沼化處理后產生的污泥還可以做為原料生產高效生物有機肥。

3．1．2 粉絲下腳料的利用

粉絲行業除產生粉絲廢水外，還會因生產包裝過程中產生一定量的粉渣和碎粉，這些下腳料通常是當做飼料處理，每噸碎粉的價格在800～900元，經濟價值較低。為進一步延伸產業鏈條，增加經濟效益，在實現粉絲廢水提取蛋白和纖維、沼化發電的基礎上，還可以對粉渣、碎粉等剩余物進行回收利用

（1）利用粉絲下腳料制取酒精。因粉絲下腳料中含有大量的淀粉粕成分為淀粉，纖維素等，研究發現可以用粉絲下腳料制取酒精工［8］。招遠市某粉絲加工企業建設增加了這一項目，使粉絲下腳料得到更加充分合理的利用，使酒精成為企業創造利潤的又一個拳頭產品，年可為公司增加效益1 000多萬元。

（2）利用粉絲下腳料制取食品添加劑。粉絲下腳料中含有大量的淀粉粕，其成分有蛋白質、淀粉及纖維素。將淀粉粕用水洗凈，以膠體磨碎或冷凍粉碎，使其粒度在100μm以下，可以作為食品添加劑用于餅干、面包、油炸食品等食物中，可以使食物外觀均勻，酥脆可口。這充分利用了廢物資源，增加了企業的利潤。

（3）利用粉絲下腳料釀制醬油。在制造豆類粉絲的下腳料中，可以加酸調節pH值，使其中的蛋白質凝固，經過過濾烘干，得到蛋白質及淀粉，利用其釀制醬油。經檢驗，由粉絲下腳料釀制的醬油無論在品質、口味還是出油率方面都很好，這充分利用了資源并大大降低了生產成本，增加了企業的利潤。

3．1．3 發展生態農業

粉絲廢水在沼氣發電后，產生的污泥和沼渣，可替代化肥和農藥，大量減少化肥和農藥的使用，用于發展生態農業，建設綠色無公害食品基地，生產綠色無公害農產品，同時沼氣發電后的廢液經處理凈化后可以用于綠色無公害食品基地的灌溉。

3．2 粉絲行業循環經濟發展模式

發展粉絲行業的循環經濟應當根據循環經濟發展模式，采用先進合理的技術對粉絲廢水和下腳料逐步實現資源化、無害化。根據招遠市粉絲企業對粉絲廢水及下腳料的合理利用，總結出粉絲行業循環經濟發展模式：粉絲加工過程中產生的廢水因含有大量的蛋白首先要回收利用其中的蛋白和纖維，還可以用粉絲廢水進行沼化發電，電能及余熱可再用于生產，沼化后的廢渣可用于農田用肥，廢水經凈化后可用于農田灌溉，進行生態農業的建設，農田的農作物又可以用于粉絲生產；粉絲生產包裝過程中還會產生一定量的粉渣和碎粉等下腳料，下腳料含有大量的纖維素，蛋白質等淀粉粕可用其制取酒精、醬油和食品添加劑等（圖4）。

圖4 粉絲行業的循環經濟發展模式

4 結語

我國生產粉絲的廠家和作坊眾多，每年產生大量的粉絲廢水和下腳料。粉絲廢水中COD濃度7 000～16 000mg／L，其處理工藝通常都采用厭氧好氧生物法，用這種方法處理粉絲廢水造成了資源浪費；粉絲下腳料通常直接用作飼料，經濟價值比較低。以招遠市為例，招遠粉絲行業日廢水產生量2萬m3，若招遠市全行業都采用“粉絲生產加工－廢水中提取蛋白、纖維－粉絲污水沼氣發電－粉渣等下腳料制取酒精、食品添加劑和醬油－生態農業”這種完整的循環經濟生產發展模式，則每年可削減COD500t，產生沼氣700萬m3，發電1 000萬kW·h，折合標準煤1 200t，減少二氧化硫排放10．8t，同時可以提取蛋白和纖維素，利用粉絲下腳料制取酒精、醬油和食品添加劑等，能夠給企業帶來巨大的利潤，同時減少了對環境的污染。若全國粉絲行業都采用循環經濟發展模式則既能夠給企業帶來巨大的利潤，同時減少了對環境的污染，能夠較好地實現經濟效益、環境效益和社會效益的協調發展。

［1］劉文菊，沈 群，劉 杰．酸漿法生產淀粉機理研究初探［J］．食品科學，2006，27（1）：79～82．

［2］趙金忠，郝永山．招遠粉絲企業廢水里淘金嘗甜頭［J］．工作研究，2008，24（9）：61～62．

［3］吳季松．循環經濟［M］．北京：北京出版社，2003．

［4］劉長灝．對循環經濟概念及內涵的再思考［J］．環境保護科學，2009，35（1）：32～33．

［5］劉景田．倡導發展循環經濟實現可持續發展［J］．經濟技術協作信息，2009（25）：17～18．

［6］柳敦和，潘海濤，樊慶風．粉絲廢水蛋白和纖維的回收［J］．食品科技，2009，34（12）：57～58．

［7］曉 文．龍口粉絲：構筑品牌“雙塔”［J］．中國質量技術監督，2010（8）：143～144．