一、柠檬酸行业及其科技进步概况
我国的柠檬酸产业,较早地进入了国际市场,经过多年的努力和奋斗已成为世界第一的生产和出口大国。特别是经历了近几年的竞争与整合,全行业的面貌大为改观。尽管市场形势严峻,效益滑坡,但行业同仁知难而进,骨干企业砥柱中流,仍然呈现了持续健康的发展态势。
1.总产量稳定增加,品种不断延伸,集约化程度大幅提高。据不完全统计,2002年全国柠檬酸总产量突破40万吨。
2.技术水平不断提高,消耗一降再降,生产成本压缩到新的水平,全面提升了中国柠檬酸的竞争力。
3.产品品质越来越为企业所重视,较几年前有了很大改善,中国柠檬酸产品的形象逐渐好转。丰原集团经过几年的培育,BBCA的品牌逐步被国际市场认可,享有很好的信誉。不少新建企业,从开工之日起,就坚持很高的质量标准和以自己独立的品牌进入市场,这是富有远见的战略决策。
4.新技术、新材料、新设备的应用有了很多新的收获。不少相关行业的成果,如酶技术、膜技术、微机技术和先进装置等越来越多地被采用。特别是提取技术的重大突破和新提取生产线的建成投产,在柠檬酸工业史上,具有划时代的意义。
5.三废治理技术日渐完善,大多数企业建设了有效的废水处理装置,正常运行并注重实效。自去年三部委9 2号公告发布后,更促进了业内企业对环境保护工作的高度重视。已有18家柠檬酸生产企业为省级环保部门验收,被国家环保总局正式公布为达标企业。今年3月,国家环保总局、中国发酵工业协会组织有关专家对部分达标企业进行了首次调 研检查,结果基本满意,有的企业做得很好。可以说,全行业已从建立处理设施进入有效治理阶段。
6.对于新建、扩建项目,逐渐走出盲目发展、重复建设、大起大落的误区。西部大开发以来,我们曾经十分担心,不少地方为解决粮食出路,发展出口商品,会利用政策倾斜,置生态环境于不顾,一哄而起大上柠檬酸,然而由于市场经济体系走向成熟,柠檬酸市场长期低迷,国内投资体制渐趋完善,地方政府较为理智,过去所谓的形象工程逐渐淡化,这种局面并未出现。现在虽然有一些新建、扩建工程在进行,大都经过认真的评估和论证,具有很强的比较优势。
我国加入WTO后,柠檬酸工业继续发展壮大,2002年,柠檬酸出口量为26万吨,柠檬酸钠出口量为2 .58万吨,出口总量比上年仍增长3%。我国柠檬酸行业开始走上了持续健康的发展道路。
二、柠檬酸行业亟待解决的课题
1.全面提升产品质量,仍为当务之急。中国制造业在世界内的崛起,已经是一个不争的事实。目前我国共有包括家电、医药、电子等10 个制造行业在内共80余种产品类的产量位居世界第一位。跨国公司的制造环节正以惊人的规格和速度向中国转移。我国已是继美国、日本、德国之后的世界第四制造大国。然而,中国制造业自主知识产权不多,技 术含量较低,总体产品质量尚属中低档之列。我们的柠檬酸产品,也存在同样情况。无水柠檬酸,由于大多采用了连续浓缩结晶工艺和高标准的包装车间,一些主要厂家的产品,已完全可以与国外高档产品媲美。长此下去,以粗品精加工无水酸的工厂是否有存在的必要,都值得考虑。相比之下,一水酸的问题要大些。目前还有相当多的工厂,尚未采用阴树脂交换,精制工段还沿用石墨、搪瓷、玻璃钢等设备,离心分离还是三足式离心机,没有形成闭路系统,环境对产品影响很大。我们认为,与其以巨大的投入,追求量的扩张,还不如认真进行有效的技术改造,迅速提高产品质量。一水酸结晶工艺的改革,也应提上日程,除了积极选用新型离心机外,能否彻底改变间歇结晶为连续降温结晶,将无水的精制设备用于一水,从根本上保证产品的高品位。
2.打造中国的知名品牌,已经具备条件。丰原的经验值得大力推广。目前企业规模日大,业内骨干厂家完全有能力以优秀的品质、较大的数量和独创的品牌推向市场,坚持数年,成效自见。或者也可考虑几个企业以共同的标准,建立统一品牌,构筑共享市场。现在有国外柠檬酸公司正在我国寻找合作伙伴,组织10万吨的数量,以该公司的品牌投 入市场。外国人能做的事,我们自己为什么不能做呢?借船出海、让利于人何不携手共建、利益均沾呢?
3.继续致力于生产技术的提高与创新。我们的柠檬酸发酵技术和提取工艺已经达到了较高的水平,但科学技术的进步是永无止境的,更何况我们还有不少亟待解决的问题。
原料,至今仍是一个重要的课题。我们目前主要的原料是木薯和玉米。前者仍是粗料发酵,它带来了一系列固有的缺陷,如培养基营养成分的波动;大量不参与生化反应的杂质空耗能源,并给提取增加诸多负担;发酵液总糖浓度偏低,影响了发酵指数和设备利用率;发酵液滤渣价值很低,难以综合利用等等。玉米原料也只能算是半精料发酵,为了调整氮源,还要将一定比例的玉米粉直接进罐。由于要追求尽可能高的液化收率,总糖浓度也无法调高,致使我们的发酵产酸,至今停留在12 %~13%的水平。玉米原料的综合利用也是个大问题,我们除利用了淀粉之外,将其余部分都制成了廉价的饲料,太可惜了。所以,根据各厂实际,选用更适合的原料,提高资源利用率,是很迫切的问题。
菌种,近年来进展不大。随着分子生物工程的发展,为优良菌种的选育提供了更为广阔的天地,用基因重组菌种取代,改良原有的柠檬酸、青霉素菌种已见诸报道。以基因工程手段改造传统的发酵工业,已经不是遥遥无期的事,如果我们不努力攻关,今天的技术优势很可能在新一轮的竞争中失去。这次会议,天津工微所介绍了他们在高糖发酵菌种和 工艺方面的新成果。随着发酵罐的日益大型化,它与手工麸曲制备的矛盾越来越突出,如何实现麸曲制备的工业化,或代之以孢子粉,是多年未能突破的难题。自然,最为理想的是制成孢子粉或采用固定化技术,只是技术难度很高。复旦大学郭杰炎教授提出,目前更为现实的,是以固态发酵改变落后的麸曲制备工艺。现在固体培养基发酵罐早已问世,已有应用生物制药、酶制剂、制曲等工业的报道。如一种立式多层固态发酵罐,投料前进行空罐灭菌。物料从顶部加料孔进入,然后进行蒸煮、灭菌,物料降温通过内蛇管、外夹套冷却,罐底进入无菌空气,从罐顶排出,达到通气、恒温要求,采用轴向搅拌翻料,发酵罐容积范围为0 .5~10m3。另一种华东理工大学的智能生物发酵罐,全容量为50L~5000L, 采用外罐体转动的搅拌方式,物料在罐体内边翻滚边进行蒸汽灭菌,通过进气调节罐内温度和湿度,转速为0~30rmp ,均为不锈钢结构。用这类固态发酵罐来改革我们传统的麸曲制备工艺,成功的希望应该是很大的。
目前,大部分工厂仍沿用实罐灭菌工艺,罐外液化,连续消毒工艺已十分成熟,采用的又都是碳钢设备,投入不大。可以大大提高发酵罐的利用率,大幅度降低汽耗,值得大力推广。
提取方面,整体装置水平,特别是一水生产线的水平还不高,技术改造的任务十分繁重。如何借鉴相关行业的成功经验,广泛采用新技术、新材料、新设备,还有很多文章要做。即使不急于用色谱、吸交等全新的工艺,就是在传统的过滤、浓缩、离心、干燥、包装、储运等操作上,也有许多需要改进的地方。
与发达国家相比,我们单条生产线的规模还偏小,控制手段一般,自动化程度不高,劳动生产率较低,资源综合利用与清洁生产水平不够,差距是多方面的,许多课题等待着我们去研究与探索。