我國(guó)白酒企業(yè)發(fā)展迅速，釀酒后會(huì)積累大量酒糟。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年我國(guó)的白酒酒糟年產(chǎn)量超過(guò)6000萬(wàn)噸。新鮮的酒糟水分含量較大，酸度較高，其中還含有大量有機(jī)質(zhì)成分，如淀粉、粗纖維、粗蛋白、粗脂肪等。如果不對(duì)其進(jìn)行處理，或者使用填滿、堆放等初級(jí)簡(jiǎn)單處理方式，極易造成土壤污染、空氣污染。而且，酒糟中富含有機(jī)質(zhì)，如果就此填埋，也造成了有機(jī)資源的極大浪費(fèi)。目前針對(duì)酒糟的綜合處理方法較為多樣，可直接作為畜禽飼料、食用菌培養(yǎng)基、厭氧發(fā)酵等。但是，由于目前工業(yè)對(duì)飼料質(zhì)量的要求逐漸提高，其易被高營(yíng)養(yǎng)、精細(xì)飼料所代替，而用于食用菌培養(yǎng)基所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益也較為低下。厭氧發(fā)酵處理酒糟是較好的辦法，其既能在厭氧條件下有效降解酒糟，又同時(shí)能產(chǎn)生清潔能源生物天然氣。實(shí)現(xiàn)了有機(jī)廢棄物的資源化利用。這樣，既解決了酒糟堆積所產(chǎn)生的各類環(huán)境問(wèn)題，又能對(duì)其進(jìn)行能源化利用，符合綠色可持續(xù)發(fā)展的要求。不過(guò)，由于各類酒糟原料配比不同，所產(chǎn)生的酒糟性質(zhì)也有差異。相應(yīng)的厭氧消化能力也有差異。沱牌濃香型酒糟具有酸度高 (pH＝4 .36)、稻殼含量大(56 .49％ TS)的特性，如直接對(duì)其厭氧消化，一方面高酸性的特性會(huì)對(duì)厭氧體系造成直接抑制，使得產(chǎn)甲烷能力降低；另一方面，由于致密的木質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)的稻殼在厭氧體系中無(wú)法被降解，長(zhǎng)期累積會(huì)增大體系固體含量，使體系難以攪拌，產(chǎn)生堵塞等問(wèn)題。因而，針對(duì)高稻殼含量、高有機(jī)酸濃度的濃香型酒糟，在進(jìn)行厭氧消化前，需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理以實(shí)現(xiàn)濃香型酒糟的高值化、無(wú)害化利用。
　　中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所碩士研究生敖天杰在李東的指導(dǎo)下，針對(duì)濃香型酒糟高稻殼含量（56 wt%）、高有機(jī)酸含量（乳酸，106g/kg;乙酰丙酸，50g/kg）的特性，提出了水洗分離耦合高溫液態(tài)水預(yù)處理該種酒糟的方法，并進(jìn)行了不同處理?xiàng)l件下的固體以及液體樣品的產(chǎn)甲烷潛力驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。通過(guò)SEM, FTIR, XRD, HPLC, GC-MS, ESI-MS,以及 2D HSQC NMR等化學(xué)分析方法，揭示水洗分離以及高溫液態(tài)水法預(yù)處理對(duì)濃香型酒糟產(chǎn)甲烷的促進(jìn)以及抑制機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水洗分離酒糟并將分離得到的稻殼進(jìn)行高溫液態(tài)水法預(yù)處理的方法能顯著提高沱牌酒糟總體甲烷產(chǎn)率，其最大甲烷產(chǎn)率為214 L/kg TS。直接對(duì)酒糟進(jìn)行高溫液態(tài)水而不進(jìn)行水洗分離的處理方式，會(huì)使得小分子有機(jī)酸寡聚生成不易被產(chǎn)甲烷菌利用的寡聚物，進(jìn)而使得產(chǎn)甲烷率下降。因此，研究人員提出了一條沱牌酒糟零廢棄物產(chǎn)生的全利用路線，具體為：首先對(duì)沱牌濃香型酒糟進(jìn)行水洗分離，得到分離后的稻殼以及水洗液。分離后的稻殼進(jìn)一步進(jìn)行高溫液態(tài)水預(yù)處理得到生物炭以及處理后的水解液。針對(duì)水洗液以及水解液，直接進(jìn)行液態(tài)厭氧消化，針對(duì)處理后的生物炭，可進(jìn)一步對(duì)液態(tài)厭氧消化后產(chǎn)生的高氨氮沼液進(jìn)行吸附，制備高氨氮生物炭，用作土壤調(diào)節(jié)劑等。而沼液吸附的清水又可回用于第一步水洗分離操作，從而減少水的浪費(fèi)。該研究為濃香型固體酒糟的高值化利用提供了一定的理論基礎(chǔ)，具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用意義。
　　該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、成都市國(guó)際合作項(xiàng)目、西部之光“西部青年學(xué)者”項(xiàng)目A類、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、中科院國(guó)際合作局對(duì)外合作重點(diǎn)項(xiàng)目等的支持。相關(guān)成果發(fā)表在Journal of Cleaner Production 期刊上。
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　　沱牌濃香型固體酒糟全利用路線