黄酒酿造米浆水处理技术的研究进展

焦新萍，曾金红，王灵芝，孟燕青，王佳丽，章姗姗，曾红燕

（绍兴市食品药品检验研究院国家黄酒产品质量监督检验中心，浙江绍兴312000）

黄酒酿造米浆水处理技术的研究进展

焦新萍，曾金红，王灵芝，孟燕青，王佳丽，章姗姗，曾红燕

（绍兴市食品药品检验研究院国家黄酒产品质量监督检验中心，浙江绍兴312000）

黄酒酿造米浆水是黄酒浸米工序中的副产物，含有丰富的淀粉、蛋白质、糖类、有机酸等营养物质，弃之会严重污染环境，合理利用则变废为“宝”。介绍了微生物法、吸附法以及回收综合利用在处理黄酒酿造米浆水方面的研究现状及应用，探讨了适合黄酒企业的米浆水处理技术的发展方向。

黄酒；米浆水；微生物法；混凝分离法；吸附法；回收利用

黄酒是中华民族的传统文化遗产，历史悠久，源于中国，与啤酒、葡萄酒并称为世界三大酿造古酒。黄酒是以稻米、小麦、玉米、黍米等为主要原料，经蒸煮、加曲、糖化、发酵、压榨、过滤、煎酒、贮存、勾兑而成的酿造酒[1]。黄酒发酵周期较长，根据工艺的不同可分为淋饭酒、摊饭酒、喂饭酒。在传统的黄酒酿造工艺中，需要对糯米进行一段时间的浸泡，摊饭法酿酒中，浸米时间长达16～20 d；淋饭法酿酒中浸米时间为2～3 d；喂饭法酿酒浸米时间相对较短，一般为18～24 h[1]。米浆水是黄酒生产浸米工序中的副产物，据统计，生产1 t黄酒，将产生0.5 t废水，一个年产5万t的黄酒企业，至少产生2.5万t米浆水。

黄酒生产排放的废水有机污染物含量高，耗氧量大，未经处理排入江河将严重污染水体，给工业农业生产、居民生活及水产养殖业等造成严重威胁[2]。根据国家科技发展纲要指南，节能减排是今后相当长一个时期的科技发展重点，有利于促进社会和谐及可持续发展。因此，解决黄酒米浆水的出路，加以回收综合利用，避免向环境排放污水，节约水资源，不仅是人类生存环境的需要，也是黄酒生产企业生存和发展的需要。

1 黄酒废水处理技术研究进展

米浆水的特点是高COD值（20000～30000mg/L）和多酸，处理的方法很多，常用的废水处理方法有微生物法、物理化学法等。现有的黄酒米浆水处理以微生物法居多，也有一些企业尝试将米浆水进行重新利用。

1.1 微生物法

生物处理法的目的是通过微生物的代谢活动使废水中的有机污染物转化为无害产物，即利用活性污泥或生物膜上的微生物将废水中的有机物作为它们代谢活动所必需的能源物质，将其转化为代谢终产物二氧化碳和水而使废水得到净化。根据参与降解的微生物种类不同，生物处理法可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法[3]。

黄酒废水（包括米浆水）中有机物浓度高，采用酸化、UASB厌氧、SBR好氧等联合工艺进行处理：酸化调节池可以把废水中复杂的有机物水解为简单的有机物，提高废水的可生化性，提高废水的pH值，以利于废水的后续厌氧处理[4-8]。经UASB处理后，出水CODcr值为3000mg/L左右，出水CODcr值去除率为90%左右，CODcr负荷仍很大，然后采用SBR间歇式生化反应器进行后续处理，出水CODcr值去除率为70%；再进行好氧处理（一般污水的处理方法）[8]。但是该法存在着占地大、产泥量大，抗冲击负荷能力差、运行费用高,一次性投资较大,一般的中小型企业应用困难等问题；而且由于米浆水对水系污染太严重,要治理至达标排放,经济上难以承受。因此减少排放污染，最大限度地利用米浆水中的有效成分,使酿酒副产物米浆水得到充分回收利用，成为当务之急。

1.2 物理化学法

混凝沉降法包括混凝分离法、吸附法和膜技术等；经过实验，用这些方法处理，米浆水中的大分子物质如蛋白质、多糖等沉降困难，COD值除去率不高，大约在30%。

1.2.1 混凝分离法

混凝分离法是向含有悬浮体或胶体的污水中投加无机或有机混凝剂，来促使带电微粒或胶体脱稳，继而聚集使之与介质分开，达到分离的目的，已广泛用于工业废水的净化处理中。

俞卫华等[9]采用硫酸亚铁作为混凝剂混凝澄清黄酒米浆水，考察了pH值、FeSO4添加量等因素对澄清效果的影响，实验结果发现酸度在2.3 g/L(以乳酸计)左右的米浆水，澄清效果良好。澄清后的水及混凝得到的沉泥(实为米浆)可在黄酒生产中消化，水重新用于浸米，沉泥可用于酿酒或作饲料等用途。

李博斌、曾金红课题组以浙江塔牌绍兴酒有限公司的酿造米浆水为研究对象，利用以Fe2(SO4)3和特制的二氧化硅作为吸附剂，对黄酒米浆废水进行处理[10]。在pH6～7的条件下，混凝剂和二氧化硅复配对米浆废水中的蛋白质等大分子物质去除效果好，二氧化硅和硫酸铁的投加量均为0.15%～0.20%，作用时间10～24 h，米浆水的COD值可以下降50%左右；COD值高的米浆水中蛋白质去除率高；其过滤回收的营养物质可作为饲料等进行综合利用。

1.2.2 吸附净化法

废水的吸附净化其实质是废水与多孔性固体吸附剂相接触，利用吸附剂表面活性，将分子态或离子态的污染物吸附和集中于其表面，达到净化废水的目的，可实现废水中有用资源的回收利用，是对高、低浓度废水均适用的物理化学方法，广泛地应用于废水处理[11]。由于米浆水中含有较多的非极性有机物，大多数非极性有机污染物疏水性强，易吸附在非极性吸附剂上[12]。

米浆水可以吸附净化澄清处理后再回收利用。俞卫华等研究了以硅藻土、活性炭为吸附剂对黄酒酿造生产的酸度在6.0 g/L左右的米浆水进行吸附澄清处理的工艺。通过条件实验和正交实验，确定了米浆水澄清的最适工艺条件。通过米浆水澄清循环浸米7次、酿酒7次及从米浆水中回收的有机物酿酒7次，并与自来水浸米酿酒对比,米浆水澄清循环浸米可以缩短浸米时间,米浆水酸度提前到达目标值[13]。澄清后的水及混凝得到的沉淀物可在黄酒生产中循环利用，水可以重新用于浸米，沉淀物可用于酿酒或作为饲料等。

1.2.3 膜技术

膜分离技术是一项新型的分离技术,大多数膜分离过程中物质不发生相变化,分离系数较大，具有高效、节能的特点。常见的膜分离法主要有微滤、超滤、反渗透等，利用膜分离技术，采用闭路循环发酵工艺可变废为宝，避免或削减了污染物排放[14]。

谢广发等[15]以0.18μm膜对黄酒进行过滤实验，过滤后的黄酒中蛋白质下降17.3%，总多酚略有下降。谭佩毅等[16]采用孔径为0.15μm陶瓷无机膜过滤黄酒，其中高分子蛋白质去除了56.9%。刘达玉等[17]利用管式膜对黄酒进行超滤，其中不溶性固形物全部去除，粗蛋白去除了78.45%，氨基酸被不同程度去除，总体去除率为13.24%。

膜处理技术的特点和优势：节能环保，对被处理物无形态或化学影响；无二次污染，可借鉴用于处理米浆水，处理后的米浆水可以回收再利用。在除污的同时变废为宝，是符合可持续发展战略的绿色技术。

1.3 米浆水回收利用方法

黄酒米浆水是浸米工序中的副产物，还含有丰富的淀粉、蛋白质、糖类、有机酸，其中氨基酸多达18种，还有B族维生素、矿物质和微量元素等。此外，米浆水中还有大量对酿酒有益的乳酸菌、酵母菌等[2]。

如何节约水资源，提高循环利用效率，米浆水一直是黄酒生产企业关注的重点。有一些企业对黄酒米浆水的回用技术进行了研究，主要技术路线是对米浆水进行简单处理后，作为投料水回投到酿造过程中，实现米浆水的循环利用。

毛青钟考察分析了黄酒酿造浸米过程中产生的米浆水及其营养物质（有机酸、氨基酸、蛋白质、淀粉、糖类等）、微生物（乳酸杆菌）的变化情况[2]，将浸米产生的米浆水回用作为黄酒生产的投料用水，投放发酵液中酿造黄酒，改善黄酒品质，米浆水的使用量一般为大米的30%～40%，即“三浆四水”[18]。

俞关松等[19]开展了黄酒浸米浆水作复制糟香白酒投料水的研究，实验发现米浆水营养物质丰富，适宜于酵母生长和发酵，把米浆水回用作复制糟香白酒的投料水，能够提高复制糟香白酒的产量和出酒率。

魏桃英课题组和薛洁课题组分析了浸米过程中米浆水的变化情况及不同添加浆水量对黄酒品质的影响，表明发酵过程中采用新鲜米浆水替代部分投料用水，可以起到“以酸制酸”的作用，并找出合适的米浆水添加量比例[20-21]。李海霞等[22]将米浆水循环用于浸米，跟踪发酵过程，考察米浆水回用对黄酒发酵过程的影响，发现随着米浆水循环次数的增加，发酵醪的酸度随之增高，发酵速度加快，酒精含量提高；且米浆水组的酵母数量高于自来水组。张雨等[23]研究了添加米浆水对黄酒酿造和风味的影响，发现添加米浆水对总酸、甲醇、β-苯乙醇、乳酸乙酯和氨基酸类物质的影响较明显，而对其他醇类物质、酯类物质和醛类物质影响不大。胡健等[24]研究米浆水回用技术对黄酒酿造的影响，如黄酒质量、风味及理化指标等；实验结果表明米浆水中含有丰富的有机酸和氨基酸，有助于提高黄酒中氨基酸态氮、β-苯乙醇含量、酯类物质的浓度及酒精度。

此外，米浆水中有大量产乳酸的乳酸杆菌，用现代工艺技术提取乳酸杆菌，这在乳制品工业等食品工业中的用途广泛[2]。

2 展望

对黄酒米浆水的处理应采取“回收综合利用与治理污染相结合”的策略,即通过综合利用的途径，回收米浆水中的有机资源（营养物质），使之转化为可再利用的副产品，余下的废水再进行处理和部分回用。污水处理技术也随着科技的发展而发生了日新月异的变化，为提高废水的综合效益（经济效益、环境效益和社会效益），往往在不同阶段将多种方法组合起来，兼顾废水处理后的重新利用和回收物的合理利用，这对于节约资源、保护环境具有重要意义。

[1]傅金泉.黄酒生产技术[M].北京：中国轻工业出版社,2005：317-373.

[2]毛青钟.黄酒生产副产物的综合利用[J].酿酒科技,2000(2)：78-79.

[3]张超,赵翠,施岩.酿酒废水处理技术的研究进展[J].当代化工, 2014,43(3)：447-449.

[4]孙建国,邵巍.UASB-AB工艺处理黄酒废水[J].给水排水, 2006(12)：61-63.

[5]陈彬,吴志超,员小峰.UASB-接触氧化工艺处理黄酒废水工程实例[J].给水排水,2005(4)：53-55.

[6]黄武.水解酸化-UASB处理高浓度酿酒废水[J].环境工程, 2001(5)：50-51.

[7]刘海亚,朱定松.黄酒工业废水处理技术[J].工业水处理, 2005(2)：67-68.

[8]鲁玉龙,祁华宝.黄酒酿制米浆废水的处理[J].工业用水与废水,2002(2)：50-51.

[9]俞卫华,钱俊青.黄酒米浆水的混凝澄清技术研究[J].科技通报,2002,18(3)：197-199.

[10]李博斌,曾金红,陈扉然,等.混凝吸附法处理黄酒酿造米浆废水的研究[J].酿酒科技,2016(7)：97-99.

[11]周娟娟,胡中华,吴海芳.活性炭纤维及其在水处理中的应用[J].环境污染与防治,2003,25(2)：80-82.

[12]辽宁省石油化工技术情报总站.化工三废治理技术[M].沈阳：辽宁省环境科学学会,1983：7-11.

[13]俞卫华,钱俊青.酿酒米浆水循环利用方法的研究[J].浙江工业大学学报,2002(2)：112-116.

[14]姜大伟,梁彦,宋人楷.膜分离技术及其在食品机械中的应用[J].包装与食品机械,2003,12(1)：26-28.

[15]谢广发,周建弟,孟中法,等.错流膜过滤提高黄酒非生物稳定性的研究[J].酿酒科技,2003(4)：80-81.

[16]谭佩毅,黄秀锦.陶瓷膜技术在黄酒生产中的应用[J].中国酿造,2006(9)：45-48.

[17]刘达玉,钟世荣.管式膜超滤生黄酒的研究[J].食品科学,2004, 25(3)：110-112.

[18]毛青钟.黄酒浸米浆水及其微生物变化和作用[J].酿酒科技, 2004(3)：73-75.

[19]俞关松,毛青钟.黄酒浸米浆水作复制糟香白酒投料水的研究[J].酿酒科技,2012(5)：71-72.

[20]魏桃英,张秋汀,沈丽敏,等.对黄酒米浆水综合回用的研究[J].酿酒科技,2016(2)：100-103.

[21]薛洁,王异静,刘岩,等.黄酒酿造中米浆水回用技术的研究[J].酿酒科技,2009(9)：17-19.

[22]李海霞,何国庆,楼凤鸣,等.米浆水和淋饭水回收利用对黄酒发酵过程的影响[J].中国食品学报,2012(4)：146-151.

[23]张雨,冉宇舟,池国红,等.米浆水对黄酒酿造和风味影响的研究[J].酿酒科技,2009(9)：97-99.

[24]胡健,张国华,张雨,等.米浆水回用技术对黄酒酿造的影响[J].酿酒科技,2010(8)：25-27.

Research Progress in the Treatment of Rice Steeping Water in Yellow Rice Wine Production

JIAO Xinping,ZENG Jinhong,WANG Lingzhi,MENGYanqing,WANG Jiali,ZHANG Shanshan and ZENGHongyan
(National Center for Yellow RiceWine Quality Supervision&Testing,Shaoxing Testing Institute of Food and Drug,Shaoxing,Zhejiang 312000,China)

Rice steeping water is the by-product of rice steeping process and it contains rich nutrients including starch,protein,sugar,organic acids,etc.The discharge of rice steeping water will seriously pollute the environment,however,scientific recycle of rice steeping water could produce satisfactory economic benefits.In this paper,we introduced the research progress in the treatment of rice steeping water,such as microbiological method,absorption method,and the comprehensive utilization of rice steeping water.Furthermore,the development directions of rice steeping water treatment technology were discussed.

yellow rice wine;rice steeping water;microbiological method;coagulation separation;absorption;recycling

TS262.4；TS261.4；X797

A

1001-9286（2017）02-0106-03

10.13746/j.njkj.2016257

绍兴市科技计划项目（2014B70009）：黄酒酿造米浆废水悬浮吸附法处理新技术应用研究。

2016-08-19；

2016-10-21

焦新萍，女，硕士，工程师，研究方向：食品安全。

曾金红（1976-），男，湖北省云梦人，博士，高级工程师，研究方向：食品安全检测技术，E-mail：jintao032961@163.com。

优先数字出版时间：2016-11-08；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20161108.1001.002.htm l。