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【中國(guó)科學(xué)報(bào)】科技為筆 循環(huán)為墨 書寫馬鈴薯產(chǎn)業(yè)綠色答卷?馬鈴薯加工廢棄物全鏈條資源化利用紀(jì)實(shí)????

發(fā)表日期:2026-01-12來(lái)源:蘭州化學(xué)物理研究所放大 縮小

在全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的時(shí)代背景下,馬鈴薯產(chǎn)業(yè)正從“增產(chǎn)增收”向“提質(zhì)增效、綠色循環(huán)”加速轉(zhuǎn)型。作為我國(guó)重要的口糧和加工原料作物,馬鈴薯在帶動(dòng)農(nóng)民增收的同時(shí),其加工環(huán)節(jié)產(chǎn)生的大量廢水、廢渣、皮渣和次粉等副產(chǎn)物,也一度成為制約產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的“隱形負(fù)擔(dān)”。

如今,在國(guó)家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的系統(tǒng)布局和科技支撐下,這些曾經(jīng)被視為“難題”的加工廢棄物,正逐步實(shí)現(xiàn)資源化、高值化利用,轉(zhuǎn)化為飼料、肥料和能源,推動(dòng)馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)走上綠色循環(huán)發(fā)展的新路徑。

在這背后,一支長(zhǎng)期扎根西部、面向產(chǎn)業(yè)一線的科研團(tuán)隊(duì)持續(xù)發(fā)力。他們就是國(guó)家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系“質(zhì)量安全與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)”崗位科學(xué)家團(tuán)隊(duì)。多年來(lái),團(tuán)隊(duì)聚焦馬鈴薯加工“廢水、廢渣、廢氣”治理與資源化利用,用科技手段破解產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn),讓“變廢為寶”從理念走向現(xiàn)實(shí)。

????馬鈴薯淀粉加工廢水還田研究示范。受訪者供圖。

產(chǎn)業(yè)之困:廢棄物成發(fā)展“攔路虎”

作為該團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人,來(lái)自中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員曾凡逵表示:“馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,背后伴隨著難以回避的環(huán)保難題?!痹诘矸邸⑷鄣犬a(chǎn)品的加工過(guò)程中,廢棄物的產(chǎn)生量十分驚人:每生產(chǎn)1噸淀粉,就會(huì)產(chǎn)生約20噸高有機(jī)質(zhì)廢水和6.5—7.5噸高水分薯渣,此外還有大量皮渣、次粉和高溫蒸汽余熱。這些廢棄物若處理不當(dāng),將帶來(lái)多重隱患。

高有機(jī)質(zhì)廢水富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),直接排放會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化,污染土壤和水源;而傳統(tǒng)末端治理方式不僅成本高昂,還難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放,讓企業(yè)陷入“不處理違法、處理虧本”的兩難境地。高水分薯渣則因易腐敗、難儲(chǔ)存,往往被隨意丟棄,不僅污染環(huán)境,還造成資源浪費(fèi)。

“過(guò)去這些東西處理不好,不僅增加成本,還存在環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)?!睂幭奈骷h萬(wàn)里淀粉有限公司負(fù)責(zé)人蘇德花坦言,“企業(yè)不是不想利用,而是缺技術(shù)、缺成套方案。”

在馬鈴薯全粉加工環(huán)節(jié),干燥工序產(chǎn)生的大量高溫蒸汽余熱,長(zhǎng)期以來(lái)多被直接排放,既浪費(fèi)能源,又增加了企業(yè)運(yùn)行成本。這些問(wèn)題如同“攔路虎”,讓馬鈴薯產(chǎn)業(yè)在綠色發(fā)展的道路上舉步維艱,如何實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化利用,成為產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵課題。

薯渣混合玉米芯發(fā)酵制備高蛋白飼料。受訪者供圖。

科技破局:全鏈條技術(shù)解鎖“變廢為寶”密碼

面對(duì)產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn),國(guó)家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系“質(zhì)量安全與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)”崗位科學(xué)家團(tuán)隊(duì)挺身而出,長(zhǎng)期扎根西部產(chǎn)業(yè)一線,聚焦“三廢”治理與資源化利用,研發(fā)出一系列核心技術(shù),構(gòu)建起覆蓋全加工鏈條的廢棄物利用體系。

在廢水處理領(lǐng)域,團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)“兩步法熱絮凝蛋白提取技術(shù)”,通過(guò)離心分離小顆粒淀粉和細(xì)纖維,再進(jìn)行蛋白熱絮凝,成功解決了換熱器易堵塞的技術(shù)瓶頸,將蛋白純度穩(wěn)定提升至75%以上。

同時(shí),集成機(jī)械消泡和余熱梯級(jí)利用工藝,使系統(tǒng)整體能耗降低約50%,產(chǎn)出的馬鈴薯蛋白色澤淺、品質(zhì)穩(wěn)定,可作為高端飼料和食品原料。目前,該技術(shù)已在9個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū))的50余家企業(yè)推廣應(yīng)用,并推動(dòng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)納入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。

提取蛋白后的脫蛋白廢水并未被丟棄,而是通過(guò)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的安全還田技術(shù)實(shí)現(xiàn)“二次利用”。這些富含氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì)的有機(jī)肥水,在不同氣候和土壤條件下精準(zhǔn)還田,既實(shí)現(xiàn)了廢水“零排放”,又替代了部分化肥,讓土壤結(jié)構(gòu)得到明顯改善?!斑@不僅解決了環(huán)保問(wèn)題,還讓地里的收成更好了,肥效也更持久?!眳⑴c示范的種植戶反饋道。

針對(duì)薯渣處理難題,團(tuán)隊(duì)開辟了兩條高值化路徑。一方面,研發(fā)薯渣高效發(fā)酵飼料技術(shù),篩選出五種植物內(nèi)生菌制成復(fù)合微生物菌劑,通過(guò)固態(tài)發(fā)酵降解抗?fàn)I養(yǎng)因子,提升蛋白含量和適口性。在寧夏西吉縣萬(wàn)里淀粉有限公司應(yīng)用后,企業(yè)建成3個(gè)發(fā)酵池,單次可生產(chǎn)發(fā)酵飼料7500噸,累計(jì)帶動(dòng)增收約400萬(wàn)元,形成“加工—發(fā)酵—養(yǎng)殖”的循環(huán)模式。另一方面,團(tuán)隊(duì)與企業(yè)聯(lián)合,通過(guò)微生物發(fā)酵技術(shù)將薯渣、皮渣等轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)生物有機(jī)肥,在甘肅等地建設(shè)示范點(diǎn),為綠色種植提供穩(wěn)定投入品。

此外,團(tuán)隊(duì)還瞄準(zhǔn)余熱浪費(fèi)問(wèn)題,構(gòu)建“余熱回收—次粉干燥”閉環(huán)利用模式,回收全粉加工中產(chǎn)生的高溫二次蒸汽,定向用于次粉烘干,使資源化利用率提高約80%,相關(guān)技術(shù)已獲得國(guó)家實(shí)用新型專利授權(quán)。

利用全粉干燥的余熱烘干次粉。受訪者供圖。

生態(tài)共贏:循環(huán)發(fā)展繪就鄉(xiāng)村振興新圖景

一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)落地生根,一個(gè)個(gè)廢棄物煥發(fā)新生,馬鈴薯加工廢棄物的資源化利用,不僅破解了產(chǎn)業(yè)環(huán)保痛點(diǎn),更實(shí)現(xiàn)了生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏,為鄉(xiāng)村振興注入持續(xù)動(dòng)能。

對(duì)于加工企業(yè)而言,技術(shù)賦能讓環(huán)保壓力大幅減輕,成本顯著下降。甘肅亞盛隴興淀粉有限公司通過(guò)蛋白回收生產(chǎn)線,讓廢水變“原料”;寧夏西吉縣萬(wàn)里淀粉有限公司將薯渣轉(zhuǎn)化為搶手的發(fā)酵飼料,徹底擺脫了“廢料包袱”;甘肅薯香園農(nóng)業(yè)科技有限公司借助余熱回收技術(shù)和生物有機(jī)肥項(xiàng)目,每年新增產(chǎn)值數(shù)十萬(wàn)元?!斑@些技術(shù)投入不大、見效快,真正幫企業(yè)解了燃眉之急。”薯香園負(fù)責(zé)人楊新俊的評(píng)價(jià),道出了眾多企業(yè)的心聲。

對(duì)于種植戶和養(yǎng)殖戶來(lái)說(shuō),資源化利用帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的收益。廢水還田替代化肥,降低了種植成本,改善了土壤質(zhì)量;高蛋白薯渣飼料讓養(yǎng)殖成本下降,產(chǎn)品品質(zhì)提升。在技術(shù)推廣區(qū)域,形成了“加工廢棄物—資源化產(chǎn)品—種植/養(yǎng)殖—再加工”的良性循環(huán),帶動(dòng)農(nóng)戶增收致富,激活了鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)生動(dòng)力。

“從廢水到蛋白、從薯渣到飼料肥料、從余熱到能源,馬鈴薯加工廢棄物的全鏈條資源化利用,生動(dòng)詮釋了“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念。在國(guó)家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的統(tǒng)籌推動(dòng)下,政產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同發(fā)力,讓每一份資源都得到珍惜,每一份能量都實(shí)現(xiàn)循環(huán)。”曾凡逵說(shuō)。

展望未來(lái),隨著技術(shù)的不斷優(yōu)化和推廣,馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的綠色循環(huán)之路將越走越寬。這支扎根西部的科研團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)聚焦產(chǎn)業(yè)需求,攻克技術(shù)難關(guān),讓更多廢棄物轉(zhuǎn)化為“生態(tài)資產(chǎn)”,為馬鈴薯產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和鄉(xiāng)村生態(tài)振興書寫更加精彩的綠色答卷。

原文鏈接:https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2026/1/558412.shtm

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