国家现代玉米产业技术体系年度发展报告

1、一、国际生产与贸易情况4国.际先进产业技术与发展方向加工技术与发展方向玉米加工产品多，生产工艺技术各不相同，今就有共性的国际先进产业技术与发展方向归纳如下：玉米深加工向延长产业链、提高经济效益的加工技术方向发展。玉米深加工越深产品附加值越高，用等量的玉米可以创造更大的产值和利润。如玉米15元0/0吨，用玉米加工生产淀粉时每吨玉米可创造22元5的0产值，用淀粉进一步加工生产葡萄糖浆，每吨玉米可创造270元的产值，用葡萄糖浆进一步加工生产山梨醇时，每吨玉米就可以创造元的产值，山梨醇进一步加工生产维生素时，每吨玉米就可以创造90元0的0产值，玉米加工深度越深创造价值越大。因此，玉米加工延长产业链的加

2、工技术成为当前产业技术发展的方向。据有的专家报导国际上玉米深加工产品已开发有35个0品0种，这是国内所不及的。玉米深加工采取循环经济发展模式多层次综合利用的技术方向发展在深加工行业玉米一次性加工的副产品可作为原料进行二次加工甚至多层次加工以提高资源利用率及经济效益。如玉米淀粉生产时除主产品淀粉外副产玉米油、玉米蛋白粉、玉米浸泡水、玉米纤维饲料等传统产品，国外先进技术可从玉米油精制时的废弃物脱臭馏出物中提取高附加值高纯度（）的天然维生素（万元吨），以及可以降低人体胆固醇的植物甾醇（8万元/吨）；副产品玉米蛋白国内用作饲料，国外先进技术以玉米蛋白粉为原料提取醇溶蛋白作食品保鲜膜，药片长效囊膜，上光

3、涂料等高附加值产品，此外玉米蛋白粉还可以提取天然黄色素，制取高值寡肽（消除和消轻肝病、脑病症状，抗疲劳等保健品）。在玉米干磨法生产乙醇（酒精）行业，国外正开发在发酵前将组份分开实现更高利用价值的“快脱胚芽快脱纤维”的先进技术，不但增加了回收玉米油的经济效益同时由于脱胚脱纤维后再进行发酵，增加了发酵罐的利用空间可提高乙醇产量827。%玉米深加工采用自主创新的新工艺新技术，节能降耗减排的技术方向发展在淀粉行业国外正开发酶法湿磨加工技术，以减轻二氧化硫对环境的污染同时缩短浸泡时间，提高淀粉收率。在玉米乙醇行业国外正开发无需用蒸汽蒸煮玉米的“冷糖化技术”；高浓度发酵技术（发酵醪酒精含量达212）3以%

4、节省蒸汽用量的新技术。变性淀粉正开发干法生产工艺替代湿法工艺的新技术以降低成本减轻排污。发酵行业开发转基因新菌种以提高原料利用率。多元醇生产行业开发新型加氢催化剂，连续加氢等技术提高生产效率提高收率，降耗减排。国际上在产品精制、分离、提纯上采用高新技术的膜分离、色谱分离，超临界萃取技术已较普遍而国内正在起步。玉米深加工向生产生物化工产品的技术方向发展为应对不可再生的石油资源日益紧缺，发展生物炼制产品替代石油炼制产品已成为世界技术发展的趋势。目前国际上已开发工业化规模的淀粉发酵乳酸生产聚乳酸生物可降解的塑料及纤维、聚丁二酸丁二醇酯生物可降解新材料。以葡萄糖为原料生产1，3-丙-二醇（生产聚酯涤纶

5、的新原料），以及生物化工产品丁二醇、丁二酸、甲乙酮、丙烯酸等。目前以上生物化工产品国内尚未实现工业化生产，而以淀粉山梨醇为原料加氢裂解生产多元醇（乙二醇、丙二醇、丁二醇）的新技术为我国自主创新，已有20万吨/年的工业化生产装置，国外尚未工业化开发。玉米深加工由玉米籽粒深加工向玉米全株（玉米籽粒、玉米秸秆、玉米芯）深加工的技术方向发展为使玉米国际贸易保持平稳，做到使生物炼制的发展不与粮争地、不与人争粮，国际上正开发玉米全株的深加工技术。目前玉米秸秆制造燃料乙醇的工艺技术已经基本成功，可以得到秸秆酒精，但成本还高于玉米酒精，已有中间试验装置但未实现商业化生产。有待纤维素酶的技术突破成本下降，专家预

6、测约需5年左右的时间秸秆酒精就可以大规模工业化生产。一旦秸秆酒精技术经济的突破，秸秆制乙烯及其衍生物的生物炼制的化工产品有望有较大的发展。因此，玉米全株深加工也是今后的技术发展方向。三、国内外技术创新与研发水平及其发展趋势4、加工技术水平国内外的加工数量及比例国外加工情况美国是世界玉米最大生产国，2004年/产0量5299万9吨2占世界总产量706万2吨6的42，%2005年/产02682万3吨1占世界总产量40，%2006年/产02767万6吨0占世界总产量38。%中国占世界总产量20.，6欧%盟2国7占7.7，7巴%西占7.2，5阿%根廷占3.2，%墨西哥占3.1，2其%他国家更少。美国不

7、但是玉米生产大国同时又是玉米加工大国，因此具有典型性，其用于食品工业、饲料工业和工业加工的玉米情况如下：（单位：万吨）年度食用品工业用饲料用消费总量万吨占总量万吨占总量万吨占总量万吨资料来源：美国玉米加工者协会年报年。初数据，预计数据。美国玉米加工总的趋势是食品工业用玉米基本稳定在49万0吨左右占总消费量的2%，饲料用量在1.亿4吨左右占消费量的55-6，0而%工业消费量由于燃料酒精生产量快速增长因此直线上升由20年0642万0吨0增加到20年0的71.亿1吨（预计）占总消费量的42，%因此总的消费量也随之增加到2007年/的028.亿6吨。国内加工情况我国玉米产量居世界第二位，20年0产5量

8、1.亿3吨9，20年0产6量1.亿4吨5，20年0产7量1.亿4吨8，20年0又8获丰收预计产量可达1.亿56吨。近年来加工消费情况如下：年度食用消费工业用饲料总消费量万吨占总万吨占总万吨占总万吨量量量注：1、资料来自国家粮油信息中心2、每年玉米种子用量约13万0吨，损耗量28万0吨，含总消费量内。从上表看出我国玉米总产量大于国内总消费量，06/年0还7可以出口52万6吨，07/年0出8口20万0吨，玉米供求基本上处于紧平衡势态。食用消费玉米占国内消费总量约5%，饲料消费占656，8工%业消费每年有所增长。但消费量占消费总量在25.左6右%，处于合理的消费结构。加工产品类别玉米加工业按用途分类

9、可分为食品工业、饲料工业和工业加工三类。如按加工程度分类可分为初加工即一次性加工（如饲料、食品、淀粉等）和深加工即以玉米或淀粉为原料应用生物工程技术辅以物理、化学方法进一步加工转化的工业。深加工产品主要有四类：一是发酵制品，包括氨基酸、味精、饲料用赖氨酸、丙氨酸、苏氨酸、精氨酸、强力鲜味剂（肌苷酸、鸟苷酸）、有机酸（柠檬酸、乳酸、衣康酸等）、酶制剂、酵母（食用、饲用）、功能食品等；二是淀粉糖包括葡萄糖（浆）、麦芽糖（浆）、糊精、饴糖、高果糖浆、啤酒用糖浆、功能性低聚糖（低聚果糖、低聚异麦芽糖等）；三是多元醇，包括山梨糖醇、麦芽糖醇、甘露糖醇、低聚异麦芽糖醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇等；四是酒精类

10、产品，包括食用酒精、工业酒精、燃料乙醇等。玉米深加工也可以有其他分类方法，只是排列组合不同，产品品种基本相同。产品用途、加工技术水平、发展方向及国内外加工技术差距由于玉米加工行业多，产品更多达几千品种，加工工艺又不相同，因此只能按主要行业主要产品分述如下。饲料工业：）生产情况工业饲料的成分主要由能量饲料（60）%，蛋白饲料（20）%和矿物质及饲料添加剂(20)%构成。玉米属能量饲料，被称为“饲料之王”。根据中国饲料工业协会统计200年7我国饲料工业总产量达1.亿2吨3占世界总产量1/，5总产值400亿9元。20年07饲料用玉米米92万50吨，占20年0玉7米产量的63.，7饲%料玉米随着中国肉

11、类工业的发展还将以年均3-4的%速度增长。加工技术水平近年来加工工艺逐步更新，由于膨胀和膨化可以起到熟化、灭菌、消毒作用，提高适口性和消化率近年来大幅度推广应用。液体后喷涂技术可以保护饲料中热敏元素的破坏，目前已在少数饲料应用。饲料厂加工功能得到扩张、工艺得到完善既可加工饲料也可加工粒料及膨化或膨胀产品，还可以根据饲料用途进行配方调整。配套设备也得到快速发展具有代表性的新设备如快速双轴、单轴浆叶混合机，单转子、双转子立轴式粉碎机、多功能膨化机、逆流式颗粒冷却器、逆流式干燥冷却器、微量液体元素后喷涂技术已经开发成功。未来加工技术发展方向工艺方面从营养角度出发开发新型加工工艺提高饲料报酬。注意绿色

12、、安全的饲料生产和提高自动化控制水平提高产品质量。设备方面提高单机设备作业效率和作业功能，提供设备安全性、可靠性和自控水平。国内外加工技术的差距表现在饲料转化率低，科技成果转化率低，科技投入不足，未实现自动化监控，美国推出了膨胀制粒一体化单机，我国在膨化、后喷涂技术装备滞后。淀粉工业)产品用途、生产情况淀粉主要用作工业原料进行深加工生产发酵产品，糖及糖醇产品，生物燃料和生物化工产品，也可以直接用于食品业作配料，餐饮业作增稠剂及家用，但用量不大。生产淀粉的原料有玉米、木薯、土豆、小麦等但以玉米为主。世界淀粉产量据测算200年6约为560万0吨，美国淀粉产量约为270万0吨占48，%中国20年06

13、产淀粉129万9吨（其中玉米淀粉120万6吨），占23，%中国20年07淀粉产量达165万0吨.，5其中玉米淀粉占92为%152万吨，消费玉米23万40吨，占当年玉米总产量的15。%200年7国内生产玉米淀粉的主要省份为山东省产696万.吨7，河北省294万.吨5，吉林省203万.吨2，三个省玉米淀粉产量占全国玉米淀粉产量的78。%2）加工技术水平我国玉米淀粉增长速度较快200年为0455万.吨8，20年07为152万9吨.，6平均年递增18。%企业向大规模现代化发展，现有年产淀粉1万0吨的企业9个，年产20万吨的4个，年产30万吨的4个，年产40万吨的2个，年产50万吨的2个，年产6万0吨的

14、1个，年产90万吨的1个，年产11万0吨的1个，年产13万0吨的2个，年产19万0吨的1个，这27个企业玉米淀粉年产量131万5吨.，4占玉米淀粉宗产量的86。%设备上，碟片式淀粉分离机小时的批量投产标志着大型淀粉装备全部实现国产化。已有成套生产设备出口。在工艺技术上产品干物总收率平均达95.，4最%高可达99.，达到国外先进水平。）未来加工技术的发展方向开发特殊应用领域使用的特种玉米淀粉及加工技术，如蜡质玉米，高油玉米、高直链玉米的加工技术。提高淀粉产品质量，满足医药、发酵及精细化工的要求。节能降耗减排实行闭锁循环清洁工艺。开发酶法浸泡，减少排放，玉米浸泡时间从小时减少到小时，提高设备利用率

15、，降低能耗；提高淀粉收率1%，蛋白质收率提高3.5。%实行循环经济发展模式，开发副产品综合利用，提高经济效、九益。4)国内外加工技术的基本差距我国淀粉工业大型企业的技术水平装备水平已达到国际水平，但整体上总的差距是规模不大、技术不强，美国26个淀粉加工企业年产淀粉27万00吨，平均每个企业生产规模为10万0吨/年，我国200年710个玉米淀粉企业，生产淀粉152万9吨.平6均1万5吨，当然已有4个企业规模在10万0吨/年左右，但从整体上单个企业规模还不大，还没有得到规模效益的好处。还达不到国外生产普遍达到收率99的%水平。国外淀粉企业产品科技含量高产业链长，我国有的淀粉企业还停留在初加工层面，

16、大量以原淀粉出厂，深加工产品停留在生产淀粉糖，产业链不长经济效益就低。我国淀粉厂“三废”污染还未彻底解决，因此还未能建成环境友好型企业。变性淀粉工业)产品用途、生产情况变性淀粉是以淀粉为原料利用物理、化学或酶的手段改变天然淀粉性质，制成具有符合各行业应用特性的淀粉衍生物，变性淀粉用途广泛，已在纺织、造纸、食品、饲料、铸造、医药、建筑、石油钻井等诸多领域中得到应用，在改善生产的加工性能，提高产品的质量起到重要作用。变性淀粉世界产量70万0吨，其中美国产约35万0吨，欧盟20多0万吨，我国20年07生产企业32个产98万吨。加工技术水平随着生产技术水平的提高，装备的改进，产品质量有了很大提高，已达

17、出口质量标准，20年07出口18.万8吨3。湿法变性淀粉生产线已有成套出口印尼和越南。生产技术从掌握单一变性淀粉技术提升到可以生产复合变性淀粉，多功能变性淀粉。初步掌握了定向酶反应、化学修饰、分子分级技术用于变性淀粉的生产。未来加工技术的发展方向在传统加工技术上开发微波法，红外线照射，湿热处理法等加工技术。品种向多元化、系列化、专用化的方向发展。开拓适合我国国情新的应用领域的产品如适合草类纤维和再生纤维造纸用变性淀粉，适用于石油钻井的深井、抗高温、抗盐、抗钙或镁的增粘剂，降滤失剂的变性淀粉以及淀粉基生物降解材料。4）国内外加工技术的基本差距与国外的差距主要表现在产品品种少，质量不高，应用领域窄

18、，因此每年需要进口相当国内产量20约%19万.吨5（200年7）变性淀粉以补充市场的需要。由于分析检验水平、自动化控制水平和生产装置水平还不高，因此产品质量稳定性较差。产品系列化程度不够，应用技术开发力度不够，还不能满足市场需求。此外用于食品的变性淀粉还缺乏监管、卫生问题令人担忧。淀粉糖）产品用途、生产情况淀粉糖是以淀粉为原料应用酶制剂等生物技术生产的天然甜味剂。其用途一是作为甜味剂用于食品工业，二是作为工业原料用于发酵工业等行业。淀粉糖是淀粉深加工行业中的一个大行业，美国200年6生产淀粉糖（浆）150万吨0，居世界第一位。中国200年生6产淀粉糖60万8吨，20年07生产77万3吨（其中结

19、晶葡萄糖219万.吨6，液体淀粉糖55万吨），居世界第二位。我国淀粉糖发展速度较快，近5年平均年递增为26。%20年0山7东省产淀粉糖369万.吨7，河北省产96.万8吨8，吉林省产176万.吨9，三省共产淀粉糖643万.吨5，占全国总产量的83.。2%2）加工技术水平近年来从传统生产的6个品种已开发出生产26个品种的生产技术。质量提高，200年7淀粉糖出口66万.吨3，创汇4.亿1美8元。高新技术膜分离和模拟流动床分离技术已经用于工业化生产，双酶法及喷射液化技术已经普遍应用。设备方面开发了结晶葡萄糖立式连续式冷却结晶器和结晶葡萄糖卧式连续式结晶工艺及设备，单线能力8万吨/年，填补了国内空白。

20、）未来加工技术发展方向采用新型酶制剂使液化、糖化过程不用调节H节省酸碱消耗降低成本减少污染。普遍推广应用膜分离、模拟流动床分离、连续离子交换技术提高生产效率，减少活性碳污染。开发连续化自动化生产工艺，提高生产效率，监控质量、安全生产。4）国内外加工技术的基本差距国内生产品种还不多，只有26个品种（不含糖醇）而美国有各种淀粉糖10多0个品种。国外淀粉糖生产中膜分离技术，色谱分离技术，等先进技术普遍采用我国还不普及。产品应用开发还不够，美国淀粉糖人均年消费34公.斤2，我国只有5.公9斤（当然有我国国情等因素）。总之还有发展潜力。发酵工业）生产情况发酵工业是以玉米或淀粉为原料，利用微生物发酵技术进

21、行深加工获得高附加值产品的行业。目前我国的发酵产品已由传统的酒、酱油、醋等初级产品向精深加工扩展为氨基酸、有机酸、酶制剂、酵母以及具有特种功能的发酵制品。20年07几个主要产品的产量如下：之口产口品产量（万吨）之口产口品产量（万吨）味精赖氨酸柠檬酸酵母酶W乳酸味精为鲜味剂，柠檬酸为调味剂，饲料添加剂，其酯用于工业上用作增塑剂。赖氨酸用作饲料添加剂，酶制剂主要用于淀粉糖、酒精生产的生物催化剂。酵母用于食品、饲料和药用，乳酸为调酸剂防腐剂和生产生物可降解材料，以上产品的味精产量占世界产量70，%柠檬酸产量占世界产量59，%均居世界第一位。我国柠檬酸产品出口占总产量80，%占世界贸易量60，%20年

22、0出7口7万0吨，创汇5.亿2美元。发酵工业产品由于工农业生产发展和人民生活提高的拉动，仍处于增长趋势。但由于原料玉米价格的提升，辅助材料价格上涨经济效益有所下降。必需加强技术上自主创新、降耗、节约、减排才能取得平稳的发展。2）加工技术发展水平企业向做大做强发展，味精行业前家万吨以上的企业占全国产量80，%柠檬酸前7家7万吨以上企业占全国产量73.。6%生产技术有较大提高，如味精生产的产酸率200年3为年为，提高了转化率年为，年为，提高了3单耗纯淀粉年年为下降6.6%.自主创新能力有所提高。如酶制剂工业化产品有多个为自主创新开发，此外果胶酶、纤维素酶等部分酶制剂质量已达到或接近国际水平，糖化酶

23、、淀粉酶已批量出口。环境保护的技术水平有较大的提高，发酵行业是轻工重点污染行业之一，2年年年7用水总量6亿吨（味精用量最大为2.亿8吨）。废水排放量约占全国工业废水排放总量的2.3。%目前味精行业将高浓度废水有效处理综合利用回收，生产饲料蛋白粉、固体硫酸铵肥料和作为农业和饲料工业优质原料的液体蛋白，可以实现高浓度废水零排放。）未来加工技术发展方向在技术上运用现代微生物育种技术，发酵工程技术，代谢工程技术等生物技术。优化菌种，优化工艺，降低成本提高产品质量。玉米或淀粉为原料运用膜分离、色谱分离技术和吸附法新技术、回收副产品，替代活性碳脱色以及改进柠檬酸、乳酸生产中“钙盐法”工艺，提高收率，减轻污

24、染。调整产品结构向生物化工产品方向发展。开发聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯生物可降解塑料。4）国内外加工技术的基本差距我国菌种水平较低，自主创新的菌种少，转化率低，原料利用率低。如谷氨酸产酸水平我国为12，%国外是16，%赖氨酸产酸我国为，国外为，乳酸的产酸我国为，国外。产品质量不高，如我国出口柠檬酸主要用于饲料添加剂和工业应用等方向，而国外产品质量高可用于食品和医药领域，因此经济效益不如国外产品。品种不多，新产品开发滞后。如酶制剂行业虽产量不断增加，年均递增11，%但品种还不多。淀粉酶及糖化酶占产量70左%右，用于食品加工、饲料、皮革、纺织、化工和医药等行业的复合和专用酶制剂产量不多，不能满足市场和

25、出口的需求。多元醇工业）产品用途、生产情况醇类化合物分子中含有二个羟基以上功能团（）的即称为多元醇。目前多元醇有二类产品，一类产品是淀粉糖加氢的产物统称糖醇，如葡萄糖加氢得山梨糖醇，麦芽糖加氢得麦芽糖醇，果糖加氢得甘露糖醇。另一类是山梨醇加氢裂解得乙二醇、丙二醇、丁二醇的混合物经精馏后得单体乙二醇、丙二醇、丁二醇。糖醇是功能性甜味剂，糖醇的代谢途径与胰岛素无关。因此可用于糖尿病人专用甜味剂，糖醇的发热量低于蔗糖可以生产低热值食品预防肥胖症。糖醇不为口腔微生物利用因此不会引起龋齿。此外山梨醇有较好的保湿性因此可以替代甘油用于牙膏、卷烟、化妆品，同时也是大量用于生产维生素的原料。麦芽糖醇用于低热量

26、的食品，其甜度接近蔗糖，是很好的食品配料。甘露醇除用于甜味剂外可用于医药上降低眼压、脑压。糖醇也是生产无糖糖果、无糖口香糖的好材料。化工醇是生物化工产品可以替代石油化工醇用于生产合成塑料和合成纤维原料。国内山梨醇产量已居世界前列。2007年多元醇产量如下：山梨醇（液体浓度50%70%总量万吨固万5麦芽糖醇万吨甘露醇8化工醇0吨）加工技术发展水平化工醇是我国自主创新的技术。20万吨/年的生产能力居世界领先水平。山梨醇生产中由于采用高压进料技术与氢气循环技术，氢气消耗已降到90立方米以下；三相催化剂普遍应用。吨山梨醇催化剂消耗已从2公斤降到1公斤以下，折镍消耗0公斤以下。甲醇裂解制氢装置已全部取代

27、电解法制氢，降低生产成本。120公斤或更高压力的磁力搅拌加氢釜的使用，模拟流动床、连续离子交换系统、连续结晶器，生产过程计算控制标志着我国山梨醇生产技术已接近国际水平。甘露醇生产采用双异构技术、连续结晶、连续离交、模拟流动床技术使收率提高到44%。）未来加工技术发展方向化工醇生产技术要提高催化剂寿命，提高转化率和空间收率及提高混合醇分离水平，开发定向催化剂工艺。糖醇采用连续加氢技术可使设备利用率提高三倍，占地面积减少1/3,投资降低近50%。采用纳米膜分离技术生产高纯度葡萄糖浆，替代结晶技术降低糖醇生产成本。4）国内外加工技术的基本差距产品应用技术开发不够，致使结晶麦芽糖醇、赤鲜醇、异麦芽酮糖

28、醇等糖醇新产品市场拓展不大。应推广使用水煤气制氢及分离技术以降低生产成本。连续化生产和生产的自动化控制程度还应提高以便提高生产水平和产品质量。进一步提高质量开发高附加值医用糖醇产品。酒精（乙醇）生产情况玉米发酵生产酒精是一个大行业。产品有食用（含医用、工业用和燃料乙醇。美国是玉米酒精生产大国近几年产量如下：资料来源：美国农业部经济研究服务中心，起始年从月日美国玉米酒精20年0消7费玉米原料约87万0吨0，占玉米总产量左右。我国酒精近几年产量如下：（单位：万吨）我国酒精原料多样化，有木薯、糖蜜、玉米等，玉米原料约占74，%20年0玉7米酒精消耗玉米约为14万8吨0，占玉米总产量10。%美国酒精生产原料基本都是玉米，我国考虑粮食安全问题，提出“因地制宜，非粮安全”的政策，今后酒精原料将在木薯、甘薯和甜