全 文 ：黄姜皂素的清洁生产 樊福成 ,等
黄姜皂素的清洁生产
樊福成 ` ,
(1
. 湖北十堰市郧西县环保局 , 十堰
刘 亚平 2 , 李磊 `
4 4 2 6 0 0 2
. 湖北十堰市环科所 ,十堰 4 4 2 0 0 0 )
摘 要 : 分析黄姜皂素生产过程 中存在的问题及原因 ,提 出黄姜皂素清洁生产 的工艺方法并进行了效益分析 。
关健词 : 黄姜皂素 ; 污染 . 清洁生产
中圈分类号 : X 7o 3 文献标识码 : B 文章编号 : 10 0 3一 65 0 4 ( 2 0 0 5 )增 一 0 1 1 1一 0 5
黄姜俗名火头根 ,学名盾叶薯祯 ,主要分布于湖北 、
湖南 、河南 、陕西秦岭以南 , 甘肃南部及四川等地 , 其中
以秦岭南麓的黄姜品质最优 。 利用黄姜加工生产的薯
预皂素是街体激素药的重要原料 ,将皂素通过化学修饰
或生物半合成手段 , 可以加工生产蛋 白同化激素 、 肾上
腺皮质激素 、 性激素三大类上千种关系国计民生的街体
激素药物 ,所以皂素被医药界誉为 “ 药用黄金 ’ l)[ 一 2〕 。
生产工艺落后 , 不符合清洁生产和循环经济的要求 。
作为全国黄姜核心产区 ,地处汉江中上游秦岭南
麓的湖北郧西县素有 “ 中国黄姜之乡 ” 之美誉 。 2 0 0 。
年以来 ,黄姜产业迅猛发展 , 废水污染 日益加重 , 不仅
严重影响当地居民的生产生活 , 制约了当地经济社会
可持续发展 , 而且对南水北调中线工程水源水质安全
构成了极大的威胁 ,倍受全国上下 、 社会各界的关注 。
1 黄姜皂素生产中存在的问题及原因
现行的黄姜皂素生产工艺是 20 世纪 60 年代形成
的长期以来黄姜皂素生产过程中存在两方面十分突出
的问题 。
1
.
1 废水污 染十分严 重
( 1) 废水产生量大 。 每生产 h 皂素约产生 5 0 0 ~
7 O0t 综合漂洗 (洗酸 )废水 ,该废水不能循环利用 。
( 2) 废水污染性强 。 经监测 ,综合漂洗废水中主要
污染物的平均浓度为 co D 3 2。。omg / L
、
p H 值为 。. 8 、
OB 玖 1 80 0 0m g / L 、氨氮 1 75雌 / L 、悬浮物 3 75m g / L 。 即
每生产 I t 皂素要排放 C O D 16 0 00 k g 、 B O几 g 00 0 k g ,废
硫酸 (或盐酸 ) s t (或 g t ) ,氨氮 8 7 . s k g 。
(3 )废水治理难度大 。 由于该废水具有较强的酸
性和高浓度的酸根离子 ( lC 一或 5 0 ; ’ 一 ) ,微生物在其中
难以存活和增殖 ,采用传统生物方法处理效率低下 , 且
运行成本高 ,一般黄姜加工企业难以承受 。 因此 ,黄姜
加工废水被环保产业界称为 “ 废水之王 ” 。
1
.
2 资源浪费严重
经化学测定 , 新鲜的黄姜中含有大 约 70 环的水
份 , 1 5%的纤维 , 12 %的淀粉 , 0 . 8 %的皂贰 , 2 . 4%的树
胶 、果胶 、 草酸色素等 ,黄姜中被 回收利用的皂素只 占
黄姜成分的 0 . 8 %左右 , 大量的其他物质均被酸解转
化 ,当成废物白白丢弃 ,浪费了大量资源 。
产生上述两大问题的根本原因是现行的黄姜皂素
作者简介 : 樊福成〔 19 64一 ) ,男 ,工程师 ,从事环境监侧和管理工作 , ( 电
话 ) 0 7 1 9一 62 2 7 2 9 7 。
2 黄姜皂素清洁生产
近几年来 ,为从根本上解决黄姜加工业污染问题 ,
该县联合全国众多大专院校 、 企事业单位的专家学者 ,
分别从改进生产工艺 、 资源综合利用 、 末端治理等不同
的侧面进行大量艰苦探索 ,取得了可喜的进展 ,归纳起
来 ,主要有如下几个方面 。
2
.
1 改进现行生产工艺
( 1) 基本工艺过程 ,将洗净后的鲜姜 ,粉碎到 40 一
12。 目的细度 ,使纤维 、 淀粉 、 皂贰单体解离 , 采用特制
的分离机将纤维和淀粉与皂贰浆分离 ,然后将皂贰浆
酸解后提取皂素 。
( 2) 黄姜生产工艺流程简图见图 1 。
萃取淀粉和纤维 浓废水 }}稀废水
图 l 黄姜生产工 艺流程
( 3) 效益分析 。 与传统工艺相 比 ,一是减少新鲜用
水量约 90 % ;二是节省酸的用量约 75 纬 ;三是漂洗废水
中 CO D 总量减少 85 纬 ; 四是分离出的淀粉和纤维成为
新的原料 ,有广泛用途 ; 五是吨皂素生产成本可降低约
3
.
5 万元 。
2
.
2 利用 淀粉和高浓度漂洗座水制造酒精
( l) 基本工艺过程为分别对淀粉纤维混合液和高
1 1 1
布不始种心我术 第 28卷 增 TJ IZ。。 5年 , 2月
浓度漂洗废水进行处理后混合 , 拌人酒母和其他辅助
原料发酵 , 待发酵成熟后装人酒精塔蒸馏 ,得到酒精 。
( 2) 工艺流程简介 。 淀粉与纤维混合液加工为糊
化 、 酸解头道废液进行中和再去杂质 ;进行发酵 ;蒸馏 、
酒糟 、 废醒液 ; 出酒精 。
( 3) 效益分析 。 淀粉与酸解 头道废水同时被充分
利用 , 变废为宝 。 一座 年产 10 0t 皂素的工厂 , 一年回
收的淀粉及高浓度废水可生产 I OO0t 酒精 ,增加产值
近 4 0 0 万元 。
2
.
3 废移液和低浓度漂洗废水的治理
( l) 基本工艺过程 。 制造酒精后 的废醒液和漂洗
稀废水混合 , 调整到适 当的 p H 值 , 然后 经过酸化 、 厌
氧发酵等生物化学过程 , 使其中 C O D 浓度由起初的
SO 0 0 0 m g / L 左右降低到 30 o m g / L 。 同时 , 每吨废水约
产生 20 m 3 的甲烷气体 。 一座年产 10 0t 皂素 的企业 ,
年可回收 3。。 o m 3 的甲烷气体 。
(2 )废醒液和低浓度漂洗废水工艺流程简图见图 2 。
2
.
4 废渣的利 用
生产过程 中产生的废渣主要有 : 酒糟 、 萃取废渣 、
中和废渣 、 锅炉废渣 。
( 1) 酒糟和萃取废渣的利用 。 酒糟 中含有未被完
全转化的糖类和纤维素 , 具有一定的营养价值 , 经干
燥 、粉碎后可以作为猪粗饲料 。
酒糟和萃取废渣有机成分 占 98 % 以上 , 根据不同
用途向其中拌和一定比例的氮 、 磷 、 钾化肥制成混合肥
料 , 既可以防治单纯使用化肥引起的土壤板结 ,还可以
改 良土壤结构 ,提高地力 。
(2 )中和废渣和锅炉废渣 的利用 。 中和废渣中主
要成份是石膏 (现在大部分皂 素企业使用硫酸酸解工
艺 )和锅炉废渣都可以供水泥厂做矿渣水泥的原料 。
3 结论与建议
图2 废醒液和低 浓度漂洗废水工艺流程
综上所述 ,如果将现有的技术成果科学地整合起
来 ,黄姜皂素完全可以实现清洁生产 。 为了充分发挥
规模效益 ,实现废物利用产业化 ,最好的办法就是建立
黄姜皂素工业园区 ,将多个黄姜皂素加工企业的淀粉 、
废水 、废渣集中起来进行综合利用和污染治理 。
〔参考文献〕
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(收稿 2 0 0 5一 0 9 一 1 2 )
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(上接第 80 页 )
矿产资源优患意识 。 在实践中 ,必须建立和健全矿产
资源综合利用率 、 采矿 回采率 、 选矿回收率 “ 三率” 政策
监管和利益驱动机制 ,完善考核体系 。
(7 )加强矿产资源的综合利用 。 矿产资源综合利
用是可持续发展的重要途径 , 必须建立健全矿产资源
综合利用管理体系 , 从矿 山建设 、 开采 、 闭坑各个 阶段
完善监督机制 ,建立健全考核标准和体系 ,将矿产资源
的综合利用与开采许可证的发放 、审核相结合 。
〔参考文献〕
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(收稿 2 0 0 5 一 1 2 一0 8 ;修回 2 0 0 5一 1 2一 2 2 )
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