低聚糖清洁生产案例分析

麦丽娟

（佛山弘禹环保科技有限公司广东佛山528200）

低聚糖清洁生产案例分析

麦丽娟

（佛山弘禹环保科技有限公司广东佛山528200）

清洁生产是食品行业践行社会责任、提升自身实力的核心。本文以低聚糖生产为案例进行分析，阐述清洁生产的实现过程。首先对方案的具体流程进行分析，包括改进低聚糖的生产工艺、改造现有设备、减轻能耗以及回收废液等，在此基础上进行方案选择，并对其中两个最具可行性的方案—回收色谱提取液及工作水再利用进行阐述，分别分析了其经济效益和环境效益，最后对清洁生产的可持续给出了策略。

清洁生产；食品行业；低聚糖

1 引言

低聚糖是由淀粉通过酶的催化作用生成的新型淀粉糖，广泛应用于食品领域。食品工业的清洁生产是至关重要的，能够促进此行业在实现经济效益的同时，获得相应的社会效益。目前各大食品企业均开始注重清洁生产的实施。本文以某食品公司低聚糖的生产为例，阐述清洁生产的流程，有着比较现实的意义。

2 清洁生产概述

在原料方面，食品的清洁生产应该选取污染少、排放少、不产生过多废弃物的原料，并且优先选取能够循环再利用的原料。众所周知，很多食品生产原料只有其中一部分为所需物质，其余的部分均被丢弃。只有选取杂质低、转换率高的原料，才能使废弃物的排放维持在较低的水平，实现清洁生产。

在工艺方面，清洁生产注重的是工艺的环保化和无害化，理想的生产工艺可以将中间步骤中产生的废弃物在生产过程中再利用，将看似无用的物质经过转换成为另外步骤所需的资源。

在产品方面，清洁生产的食品是健康而环保的，注重美味的同时也注重人体的养生，及营养的搭配。

3 清洁生产流程分析

3.1 方案流程分析

为了实现清洁生产，首先应该结合所生产的产品进行周密的组织。不但包括技术方面的组织，也含有管理方面的筹划。因此首先应该是食品生产机构的员工能够牢牢树立清洁生产的意识，并能够结合自己所从事的工种对清洁生产的具体程序熟练掌握。在这个过程中，涉及到的工作有：清洁生产培训，清洁生产宣传等等。培训的内容应该涉及到产品从原料到成品的全过程。

在培训的基础上，应该结合本公司产品的具体特点，以清洁生产为标准，制定具体的生产方案。各类生产方案所付出的成本是不同的，本研究将方案分成这样几个类别：一是零成本方案，也就是说在此方案之下的清洁生产是不必额外花费资金的；低成本方案：在清洁生产中所需的投入小于1万元人民币；中等成本方案：清洁生产方案的实施所需资金在1万元到10万元人民币之间；高成本方案：所需的投入超过10万元人民币。

3.2 方案概述

各类方案均有着自身的优势和不足，因此需要结合企业的实际特点对方案进行分析和比较。清洁生产必须解决的问题阐述如下：

3.2.1 改进低聚糖的生产工艺

为了实现清洁生产，应该引入高效而节能的生产工艺，主要涉及到的方面包括：（1）在转化工艺方面，引入酶柱生化系统，同时，以高压气流对酶柱生化系统进行加压，使其呈现出翻腾状，这样就能使载体杂质得到进一步的去除，使清洗的目标得以实现。酶柱生化系统的引入可以显著增加酶柱的使用寿命，传统的清洗方法每五批就需要彻底清洗一次，而引入酶柱生化系统之后，每15批才需清洗一次，大大节约了用水，实现了清洁与环保。（2）在实现色谱分离时，引入低能耗的设备，同时在产品进行脱盐的流程中，对可以循环利用的水进行回收，大幅度提升了水资源的利用率。这个过程也能够回收一定比例的稀碱液，降低了成本的同时实现了减排和清洁生产。

3.2.2 改造现有设备

为了节能减排，实现清洁生产，引入生化反应柱系统，运行一段时间之后的统计数据显示，与传统的设备相比，转移酶的耗费降低1/5；在蒸发浓缩方面，引入了板式蒸发器，用金属板代替圆管作为传热元件的蒸发装置，这种蒸发器价格便宜，甲聚结在板上的垢层容易去除，因此对于高温高压的蒸汽需求大幅下降，从而降低了煤耗，实现了清洁生产。

3.2.3 减轻能耗

节能减排是清洁生产的核心，因此为了实现清洁生产，原材料的控制是十分重要的。传统的干燥蒸发设备是连续低温真空干燥设备，为了进一步减少排放，本方案引入了板式蒸发器替换掉膜式设备，这一举措能够大幅度降低蒸汽消耗，从而使单位生产质量的蒸汽需求大大减少，达到了节约能源的目标。

3.2.4 回收废液

在低聚糖生产过程中会有一些排放的残碱，这些液体依旧含有可以重复循环利用的成分，因此应该对其进行回收处理，一方面节约了物料的使用，另一方面也降低了废水排放，实现了清洁生产。

3.3 方案选择

结合以上的方案，兼顾本企业的设备情况和资金情况进行方案的比较与选择。最终总结出的方案数量为21个，含有零成本及低成本方案16个，以及中高成本方案5个。结合市场情况和技术成熟度，对这些方案进行筛选，最终确定下两个可行方案，分别进行阐述分析。

3.3.1 可行方案一：回收色谱提取液

结合公司现状，在低聚糖生产过程中的工艺可以简述为：原料预处理—色谱分离处理—浓缩—提取—储存。当前企业的提取过程中，色谱分离操作只进行一次，因此操作之后所排放的废液不但造成了污染，也提升了企业成本。所以可以针对色谱提取液进行回收，从而保证清洁生产。本方案引入二次分离方法，具体流程可以简述为：首先进行原材料的预处理，将原料进行混床精制；接着进行一次色谱分离，得到的排放液体进行进一步的处理，继续浓缩、混床精制、接着进行二次色谱分离，最后排放残液。为了实现以上工艺，在设备方面需要准备的内容包括：引入2个容积为50m3的贮罐，将生产流程中的调和糖贮存起来，而目前的生产设备现有三个30m3贮罐，因此可以容纳160m3。所需的资金为364万元人民币。

本方案在环境方面，由于新设备的引入能够提升低聚糖的质量，并且大幅度降低由于蔗糖等因素而导致的糖流失，所以能够显著增加低聚糖的回收率，减少了单位产品的能源消耗和原材料消耗，大大降低了环境治理成本，拥有明显的环境效益。

本方案在经济方面，在产量恒定的群体之下，每年的投入资金可以节省186万元人民币。考虑到本方案的投资偿还期为3年，因此可知本次的方案回报期是3年左右，在经济方面具有充分的可行性。

3.3.2 可行方案二：工作水再利用

在技术方面，目前的低聚糖车间工作水主要来自蒸发器，蒸发器的原理是通过真空泵将工作水抽取出来并传输至池中，此外还有3台物料泵的机封水也传输至此池中，按照本公司的生产能力排放3m3/h。这些工作水由自吸泵吸取出来，传输至灭菌器，在冷却之后流到回流管中，逐渐被引流至车间外的冷却塔进行冷却处理。而企业由于各类因素往往会出现生产不能完全保持同步的情况，所以难以十分精确地结合实际生产来使用这些工作水，这就很容易造成冷却塔的水完成冷却之后溢流，导致了资源的浪费。生产所需的三效蒸发器，通过一台泵进行工作水的抽取，还有其余的四台蒸发器则全部将水排走，结合本企业的生产能力，这些水的流量在3m3/h左右。结合以上的分析，则在生产能力不发生变化的情况下，被直接排放的工作水大约为6m3/h。结合此种情况，为了实现清洁生产，本方案对工作水进行再利用。具体方法是：全部的真空泵以及物料泵所排放的工作水，首先被传输至地下池，将这些工作水和蒸发器的排放水汇集起来，一共9m3/h。配置一共专门的提升泵，周期性地把这些工作水传输至天面，然后专门通过一个冷却塔把这些排放出来的工作水冷却到30℃，然后在重新传输至蒸发器，为需要水的设备进行补水，在很大程度上减少了水资源的耗费。设备型号的选取如下：（1）提升泵原有的性能参数已经不能满足本方案需求，因此需要重新购置，选取IQW系列无堵塞移动式泵，该泵密封油室内设置有高精度抗干扰漏水检测传感器，定子绕组内预埋了热敏元件，对水泵电机自动保护。（2）冷却塔需要多配置一台，采用外置式水轮机冷却塔，利用富余能量转换为高效机械能，从而100%取代冷却塔风机电机达到节电目的。（3）费用分析：合计为21900元人民币。

本方案在环境方面，用水量方面新型塔耗水量更低，因此实现了节能减排，达到了清洁生产目的。

本方案在经济方面，由于新配置了水泵，所以电费有所增加，但减排的收益减去增加的电费约等于5万元人民币。因而本方案的投资回报周期是可以接受的。

3.4 清洁生产的可持续分析

在所有的方案部署完毕之后，接下来需要以制度的框架来维持方案的可持续。只有在公司内部构建一个推进方案长期进行的体系，才能真正实现清洁生产的目标。在这一阶段，核心的工作是构建专门的清洁生产组织机构、并且设立清洁生产的评估机制，对重要的指标进行定期的评估，与绩效和奖惩措施联系起来，在企业内部形成清洁生产的意识。

4 结语

综上所述，清洁生产技术是从生产的源头和生产过程中削减或消除对环境有害的污染物，将被动的“末端处理”变为以“污染预防为主”的可持续发展战略。本文结合低聚糖市场企业的实际情况，构建了多个生产方案，进行预选之后，留下可行性的两个方案，并分别对方案的流程进行了详细阐述，对方案的经济效益和环境效益进行了分析。

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麦丽娟（1981—）女，汉族，广东顺德人，2005年6月毕业于佛山科学技术学院，资源环境与城乡规划管理专业，现就职于佛山弘禹环保科技有限公司，环境技术管理工程师。研究方向：环保。