江南大学科技成果——废弃稻麦秸秆、棉秆皮资源化利用

江南大学科技成果——大宗蛋白饲料原料生物技术
处理的产业化
项目简介
以主要的植物源性蛋白饲料原料为研究对象，针对原料的营养价值特性，系统建立抗营养因子高效降解菌株的筛选方法，借鉴现代发酵工程的优化理论，建立有益代谢产物的检测与控制和发酵参数相关的优化研究方法，确立规模化生产工艺并进行关键设备的选型，制造品质稳定可靠的发酵蛋白饲料，并建立相关产品的质量指标体系，为缓解我国蛋白饲料资源紧张提供现实可行的方法，实现我国饲料及养殖工业的健康持续发展。

本项目获得中国商业联合会科学技术一等奖。

效益分析
2010年我国进口大豆近5480万吨（约合豆粕4000多万吨），其依赖度达78%左右；鱼粉进口100万吨以上，对外依赖度近80%，据专家预计，2030年我国蛋白饲料原料缺口将达5000万吨。

蛋白饲料原料短缺，特别是优质蛋白饲料的短缺是制约我国饲料工业“十二五”健康发展的重要瓶颈。

通过生物技术处理大宗蛋白饲料原料，降低植物蛋白的抗营养因子成分，形成有益的代谢产物，可以提高饲料转化效率，同时降低养殖过程中抗生素添加剂的使用量，有效提高养殖动物的生长性能和产品品质，推进养殖业循环经济、健康持续发展。

推广情况已转让相关企业。

授权专利
一种饲料蛋白的制备方法，201010581052.4；一种用于玉米-豆粕型日粮的发酵饲料的制备方法，201010581523.1；一种营养发酵花生粕及其制备方法，201110186622.4。

江南大学科技成果——食品加工中生物毒素控制创新技术与应用项目简介本项目经江南大学完成，成功扭转了我国长期以来食品企业规模化脱毒技术和设备不足的局面，获2018年度江苏省科技进步奖一等奖。

主要创新内容及技术突破构建了高效抑制产毒真菌生长并降解毒素的食品级发酵菌株：针对传统发酵工艺，构建了基于自主知识产权的降解菌株稻壳固定化技术和生物酶定向脱毒技术，实现毒素形成的源头控制；建立了毒素降解中间产物潜在毒性传感评价新体系：针对消减过程中毒素毒性效应变化，构建基于毒性靶点基因、特异性生物蛋白、代谢标志物的细胞微流控和荧光传感技术，实现毒素降解过程中产物潜在毒性及联合毒性效应的高效评价；创制了毒素高效去除与降解一体化技术：针对单一化学降解对组分本身的破坏，构建高频超声、磁分离协同纳米催化降解一体化技术，实现降解过程中毒素产物有效控制。

系统集成工业化生产脱除设备及现场检测装置：集成产毒基因茎环探针、离子液体介导及端面场效应增强材料，建成工业化“超声+臭氧”毒素稳定去除装置，形成主动干预调控技术策略，实现了产业化推广应用。

标志性成果及重大应用项目已获授权核心发明专利20件（国际专利1件），形成了围绕毒素快速识别、准确评价、主动控制的技术链条；最大化利用粮食资源，同时有效避免进一步的经济损失和社会影响，保障粮油食品的安全；成果经中国轻工联合会鉴定，达到国际领先水平；国内外专业期刊发表论文82篇（SCI收录56篇）；出版著作2部；形成国家、行业标准4项。

项目在国家重点支持粮油产业化龙头企业-山东金胜粮油集团有限公司、国家农业产业化重点企业江苏三零面粉有限公司等4家公司进行产业化应用和市场推广，扭转了我国长期以来食品企业规模化脱毒技术和设备不足的局面。

2016年至2017年底，直接新增销售383058.7万元，新增利润12214.3万元。

我国农业废弃物资源化利用现状与发展趋势分析刘振东1,李贵春2,杨晓梅1,尹昌斌1*(1．中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京100081;2．中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京100081摘要论述了我国农业废弃物的特点和资源化综合利用的现状,分析了农业废弃物的资源潜力以及在资源化过程中的限制因素和技术瓶颈,并结合中国社会、经济发展的目标,提出农业废弃物循环利用思路及其政策建议。

从农业废弃物资源化利用入手,推进生物基质产业化对于进一步解决环境污染和资源短缺、加快农业产业化进程和促进社会主义新农村具有重要意义。

关键词农业废弃物;资源化利用;基质化;循环利用理论中图分类号S181．3文献标识码A 文章编号0517－6611(201226－13068－03Status and Development Trend of Resource Utilization Ways of Agricultural Residues in ChinaLIU Zhen-dong et al (Institute of Agricultural Resources and Regional Planning ,CAAS ,Beijing ,100081Abstract The paper firslty discussed the characteristics of agricultural residues and its resource utilization in China ,and then analyzed the re-source potential of agricultural residues and the constraints and technical bottlenecks in the process of resource utilization．According to China＇s e-conomic and social development goals ,the concepts and suggestion were proposed on the recycling utilization of agricultural residues．Starting from the resource utilization of agricultural residues ,the biological matrix industrialization was promoted to solve environmental pollution and resourceshortages ,accelerate the process of agricultural industrialization and promote the construction of new socialist countryside．Key words Agricultural residues ;Resourceutilization ;Matrix ;Recycling theory基金项目公益性行业(农业科研专项(200903011－B 。

村镇秸秆废弃物资源化环境评价模型及案例分析李玉航;苏醒;宋波【摘要】A quantitative evaluation model for waste recycling technology based on the Life Cycle Impact Assessment was built in thispaper.Firstly,according to typical waste recycling technologies (such as straw gasification power generation technology),a list with common emissions of the whole life cycle were given.Secondly,some potential impact on the environment such as fossil depletion,globalwarming,acidification,photochemical oxidantformation,eutrophication,particulate matter formation and human toxicity were taken into consider.Furthermore,the calculation for characterization,standardization and weight assignment which used the theory of Life Cycle Impact Assessment were made.Finally,reasonable environmental evaluation model for waste recycling technology in the villages was built.And this research made an actual case study in Ma zhuang village for verification.The results show that the waste recycling technology in Ma zhuang village is effective in energy conservation and emission reduction.%文章在借鉴生命周期影响评价方法的基础上构造出一种定量的废弃物资源化环境评价模型.首先根据秸秆气化发电等典型废弃物资源化技术,总结出常见的能源消耗与环境排放污染物;然后根据这些环境因子全面考虑可能造成的环境影响类型(化石燃料耗竭、全球气候变暖、酸化、光化学烟雾、富营养化、烟粉尘以及人体毒性);最后借鉴生命周期影响评价方法依次进行特征化、标准化及权重赋值;最终构建适用于评价分析村镇废弃物资源化技术的环境评价模型.选取马庄村秸秆太阳能沼气集中供气工程作为实际案例分析,结果表明,村镇居民使用秸秆制沼产生的沼气比使用天然气具有更高的节能减排效益.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2017(035)003【总页数】6页(P317-322)【关键词】生命周期影响评价;废弃物资源化;环境影响类型;环境评价模型;秸秆太阳能制沼【作者】李玉航;苏醒;宋波【作者单位】同济大学机械与能源工程学院,上海201804;同济大学机械与能源工程学院,上海201804;中国建筑科学研究院,北京100013【正文语种】中文【中图分类】TK6;S216.4村镇废弃物是指村镇居民日常生产生活所产生的垃圾，大部分属于生物质废弃物。

东北农业大学农学硕士学位论文1前言1.1 研究背景农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，主要包括：农林业生产过程中产生的植物残余类废弃物，畜牧渔业生产过程中产生的动物类残余废弃物，农业加工过程中产生的加工类残余废弃物和农村城镇生活垃圾等[1,2] 。

而日常所说的农业废弃物主要是指狭义农业废物即农作物秸秆和畜禽粪便。

本课题所说种植类及其加工废弃物指其中农业生产及加工过程中产生的废弃物。

中国是世界上农业废弃物产出量最大的国家，每年大约产出40 多亿吨。

随着农业经济的不断发展，农作物的产量随之提高，同时畜禽养殖数量也逐渐增加，使得农业废弃物种类和总量逐渐上升。

然而近几年农村劳动力的缺失和劳动成本的增加，对用于农业废弃物的利用率越来越低，导致农业废弃物随意遗弃现象严重。

1.1.1 我国农业废弃物特点我国农业废弃物主要由 4 个部分构成：养殖业废弃物，种植业废弃物，农村生活垃圾和农业加工废弃物[3] 。

1.1.1.1 养殖业废弃物养殖业废弃物包括畜禽粪便和栏圈垫物等。

其资源来自于牧、渔业生产过程中产生的残余物，主要来自圈养的牛、猪和鸡 3 类畜禽。

畜禽粪便年产出量约为26.1 亿吨，其中牛粪12.7 亿吨，猪粪 4.7 亿吨，羊粪吨。

畜禽粪便资源量最丰富的5.4 亿吨，家禽类 3.3 亿吨，乡镇生活垃圾和人类粪便6 个省份的排序为河南、山东、河北、四川、湖南、云南2.5 亿[4] 。

随着畜禽养殖业的快速发展，粪便的生产量还会增加，预计到2020年，我国畜禽粪便量将达到40 亿吨[5]。

1.1.1.2 种植业废弃物表 1-1 2009 年农作物秸秆资源量Tab.1-1 crop straw resources of 2009秸秆种类可收集资源量（亿吨）占理论资源量百分比 (%)稻草 2.0525%麦秸 1.5018.3%玉米秸 2.6532.3%棉秆0.2584 3.2%油料作物秸秆0.3737 4.6%豆类秸秆0.2726 3.3%薯类秸秆0.2243 2.7%可收集总量 6.8783.8%种植业废弃物包括农田、食用菌种植及果园残留物如作物的秸秆、蔬菜的残体或果树的枝条、落叶、果实外壳等。

江南大学科技成果——耐热、高活性β-葡聚糖酶的构建及生产项目简介β-葡聚糖酶是啤酒工业和饲料工业主要的酶制剂。

目前该酶制剂主要存在的问题是耐热性差和产酶水平不高的问题。

本项目通过基因工程和蛋白质工程手段，从酶分子结构着手，构建耐热、酸性条件下活性高的β-葡聚糖酶。

在不提高酶生产成本的前提下，酶的活性不低于50000U/g，在酸性55-80℃条件下孵育20min，酶活性大于80%。

达到国外同类产品的水平，但价格仅是国外同类产品的三分之一，具有广阔的市场前景。

项目获2009年获国家自然科学基金面上项目资助（30万元），项目编号：30972120；2009年获无锡市科技创业计划项目资助（15万元），项目编号：09132。

创新要点（1）采用基因融合、蛋白质分子改造技术从本质上提高酶分子的耐热性和表达水平；（2）β-葡聚糖酶的耐热性在80℃条件下处理30分钟，酶的残余活性大于90%，酶的活性不低于5000U/g。

效益分析（资金需求总额300万元）本项目可生产高效稳定的β-葡聚糖酶，主要技术性能指标优于国内外同类产品。

按照年产1000吨的β-葡聚糖酶计，每吨酶成本为1万元，销售价按国内同类产品每吨3万元计，年销售额达3000万，毛利润达2000万元，为国家上交税33万。

所以本产品是国内同类产品的升级换代产品，有较大的市场竞争优势和利润空间。

按照β-葡聚糖酶在饲料中0.1%的添加量计算，1000吨β-葡聚糖可添加到100万吨饲料中，按100%大麦、小麦替代玉米，可节约60万吨玉米；按大麦、小麦与玉米的平均差价每吨200元计，每吨饲料成本可降低120元，1000万吨饲料可节约成本12亿元。

所以本产品有明显的市场优势，为缓解我省玉米供需矛盾，开发大麦饲料资源、降低饲料成本，提升肉产品等级、扩大猪肉出口，促进饲料和养殖业健康发展具有重要意义。

推广情况本项目已规模试产，产品受到用户好评。

授权专利β-葡聚糖酶活性测定试剂盒，200910052355.4；饲料用β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因工程菌及其构建，200910031553.2。

1 前言1.1 研究背景农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，主要包括：农林业生产过程中产生的植物残余类废弃物，畜牧渔业生产过程中产生的动物类残余废弃物，农业加工过程中产生的加工类残余废弃物和农村城镇生活垃圾等[1, 2]。

而日常所说的农业废弃物主要是指狭义农业废物即农作物秸秆和畜禽粪便。

本课题所说种植类及其加工废弃物指其中农业生产及加工过程中产生的废弃物。

中国是世界上农业废弃物产出量最大的国家，每年大约产出40多亿吨。

随着农业经济的不断发展，农作物的产量随之提高，同时畜禽养殖数量也逐渐增加，使得农业废弃物种类和总量逐渐上升。

然而近几年农村劳动力的缺失和劳动成本的增加，对用于农业废弃物的利用率越来越低，导致农业废弃物随意遗弃现象严重。

1.1.1 我国农业废弃物特点我国农业废弃物主要由4个部分构成：养殖业废弃物，种植业废弃物，农村生活垃圾和农业加工废弃物[3]。

1.1.1.1 养殖业废弃物养殖业废弃物包括畜禽粪便和栏圈垫物等。

其资源来自于牧、渔业生产过程中产生的残余物，主要来自圈养的牛、猪和鸡3类畜禽。

畜禽粪便年产出量约为26.1亿吨，其中牛粪12.7亿吨，猪粪4.7亿吨，羊粪5.4亿吨，家禽类3.3亿吨，乡镇生活垃圾和人类粪便2.5亿吨。

畜禽粪便资源量最丰富的6个省份的排序为河南、山东、河北、四川、湖南、云南[4]。

随着畜禽养殖业的快速发展，粪便的生产量还会增加，预计到2020年，我国畜禽粪便量将达到40亿吨[5]。

1.1.1.2 种植业废弃物表1-1 2009年农作物秸秆资源量Tab.1-1 crop straw resources of 2009秸秆种类可收集资源量（亿吨）占理论资源量百分比(%)稻草 2.05 25%麦秸 1.50 18.3%玉米秸 2.65 32.3%棉秆0.2584 3.2%油料作物秸秆0.3737 4.6%豆类秸秆0.2726 3.3%薯类秸秆0.2243 2.7%可收集总量 6.87 83.8%种植业废弃物包括农田、食用菌种植及果园残留物如作物的秸秆、蔬菜的残体或果树的枝条、落叶、果实外壳等。

利用植物秸秆棉秆玉米秆稻麦草等生产高强瓦楞原纸一、项目简介生产高强瓦楞原纸所用的原料非常广泛，从低成本高收入方面着手考虑稻麦草、芦苇、竹子、木材等主要用于制造文化用纸，生产高强瓦楞原纸虽然可以使用上述的这些原料，但是一来原料成本偏高，二来原料竞争激烈，所以生产高强瓦楞原纸所用的原料应当是废旧箱板纸、玉米秆、高粱秆、全棉杆、烟杆、豆梗、木材边角料、果树枝、硬杂木等，这些都是变废为宝非常适合制造高强瓦楞原纸或箱纸板的好原料。

要根据当地的植物原料的不同来源，合理的用于制造不同的包装纸品。

生产高强瓦楞原纸采用上述工艺技术的最大优点在于它极好的社会效益和广阔的发展前景。

简述如下：(1)工艺流程简单：从原料到成品全部工艺路线短，可根据生产状况进行调整；(2)投资少：占地面积小，制浆设备少；(3)节约资源：成本低，原料价格低廉，可节水50%、省电20%，节煤10%；(4)污染小：利用半化学机械法搓磨分丝成浆，几乎不用化学药品，废水成分主要是原料的热水抽提物，COD为600～800mg/L，BOD 为100～150mg/L，PH值为中性，颜色淡黄；(5)得率高：玉米秆制浆得率在65%以上，全棉秆制浆最高可达95%，达到物尽其用；(6)变废为宝：由于大量利用了农作物秸秆和边角废料，不但增加了农民收入也减少了其它资源的浪费；(7)可持续发展：原料资源充足，生产成本低廉，制浆没有污染，产品供不应求。

(8)增加就业机会：造纸行业属劳动密集形企业，可为更多的人提供劳动就业机会，同时可带动一大批相关行业的发展。

技术指标：成品纸的物理指标可达到国标的B等质量要求，如定量120g/m2，紧度0.5g/cm3，纵向裂断长3～4km，横向环压指数可达7～9Nm/g。

这种纸由于纤维中含有大量的木素，因此具有天然的防潮抗水性，用于制造箱纸板时整体抗压性和挺度好，用于制造蜂窝材料时耐压强度更高，应用范围十分广泛。

目前市场前景广阔，吨纸售价为1850～2300元，利润高、经济效益好，是具有真正意义上的可持续发展项目。