印度开始限制食糖出口，限制的原因是什么

世界第一产糖大国巴西糖业现状

1、总述

巴西位于南美洲的东部，东濒大西洋。国土面积为854.7万平方公里，约占南美洲总面积的46％，仅次于俄罗斯、加拿大、中国和美国，为世界第五大国家。巴西的经济实力居拉美之首。20世纪90年代初巴西实行对外开放以来，由于获得了国外低息贷款和先进生产技术，农业产量出现了大幅增长。目前，巴西是世界农业生产和出口大国，除小麦等少数作物外，主要农产品均能实现自给并大量出口。甘蔗、咖啡、柑橘产量居世界第一。

巴西是世界第一产糖大国，也是一个食糖净出口国，糖业在巴西国民经济中占有重要地位。巴西食糖生产从每年5月份开始到次年4月份结束。巴西中南部地区是甘蔗和食糖主产区，其产量分别占全国甘蔗和食糖总产量的85%和90%。食糖生产主要采用两步法，产品主要为原糖，产品质量较好，生产成本在全球产糖国当中比较低廉（约为5美分/镑），同时巴西货币汇率较低，因此巴西食糖在市场上的竞争力较高。巴西食糖可供出口量在世界食糖贸易总量中占最大份额，目前巴西占据国际市场的份额已从过去15年的4%急剧上升至30%。世界食糖市场贸易量的增长率几乎等于巴西食糖出口量的增长率。

近几年，由于巴西政府大力推行食糖和酒精联产计划、扩大对食糖产业基础设施的投资、增加资金支持酒精储备、拓展酒精海外消费市场等糖业政策，巴西的甘蔗种植面积、甘蔗产量、食糖产量和出口量、酒精产量和出口量逐年上升。目前,巴西食糖产业每年的总产值约为200亿美元，其中60亿美元来自出口，50亿美元来自国内销售，另外87亿美元是酒精产业创造的。

2、甘蔗生产

甘蔗种植面积增加：由于食糖和酒精卖价较好，极大地鼓励了蔗农扩大甘蔗种植面积，另外，糖厂、酒精厂进行资产整合，加大甘蔗种植的投资力度也导致了巴西甘蔗种植面积的扩大。03/04榨季巴西的甘蔗种植面积在02/03榨季的基础上增加了53万公顷，达到560万公顷。03/04榨季巴西的甘蔗收割面积达到505万公顷，比02/03榨季增长了5%。

在巴西第一产糖大省-圣保罗地区，甘蔗种植取代了牧草和柑橘的种植。因为据巴西农业部计算，种植1公顷甘蔗的投资成本为2122雷亚尔，比种植柑橘少73%，比发展牧草少36%，同时，种植甘蔗的平均边际利润为7.31%，高于柑橘的6.01%和牧草的3.27%。甘蔗连续增产：根据巴西农业贸易办公室的统计,由于甘蔗种植面积的扩大、适宜的天气和管理方面的改善。03/04榨季巴西甘蔗总产量达3.5亿吨,比上一榨季的3.21亿吨增加了9%。主产区中南部地区本榨季共产甘蔗2.98亿吨，比02/03榨季的2.69亿吨增加了11%。另一产区东北部地区的甘蔗产量为5180万吨。巴西03/04榨季平均单产达到68.3吨/公顷,比上一榨季提高

在 2019-2020 作物年度，巴西从印度重新获得了世界最大食糖生产国的历史地位。该国生产了2993万吨糖。1 此外，美国农业部 ( USDA ) 预测，2020-2021 年期间，巴西的食糖产量将增长 40% 以上，达到 4200 万吨以上。

糖产量的大幅增长将通过将巴西的大部分甘蔗作物从乙醇生产转向糖生产来实现。除了是世界上最大的食糖生产国，巴西的乙醇产量仅次于美国。3 自 1990 年代中期以来，巴西收获和加工的甘蔗量几乎增加了两倍。这反映了对甘蔗乙醇和可再生燃料的总体需求不断增长。在那段时间里，由于粮食产量没有下降，巴西已经证明了它作为一个有效和高效的乙醇强国的可行性。

2. 印度

印度在 2019-2020 年期间的食糖产量回落至第二位，头把交椅拱手让给巴西。印度经济生产了 2890 万吨糖。1 这约占世界食糖总产量 1.6618 亿吨的 17%。印度的食糖产量较 2018/2019 年有所下降。然而，该国预计 2020/2021 年食糖产量将增长 17%。2 更重要的是，印度国内食糖消费量预计将创下2850万吨的新纪录。

3. 欧盟

尽管它是单个国家而不是单个国家的政治和经济集合体，以整体计算为第三大食糖生产地区。在 2019/2020 作物年度，欧盟生产了 1725 万吨糖。它是世界上最大的甜菜糖生产国，占世界糖总产量的 20%。甜菜糖主要产于北欧，包括法国北部、比利时、荷兰、德国和波兰。预计欧盟的食糖产量将在 2020-2021 作物年度再次下降，降至 1610 万吨。干旱和甜菜黄病毒病是导致欧洲食糖产量下降的重要原因。

4. 中国

2019-2020 年，中国生产了 1020 万吨糖。1 尽管中国是世界上最大的食糖生产国之一，但它是食糖的净进口国。在过去的几十年里，中国对糖的需求显着增长。从历史上看，中国政府为支持农民而高举的国内价格与国际糖价下跌之间存在很大差距。

中国国内糖业在国际竞争中遇到了困难。它的糖生产成本高于外国竞争对手。由于与世界贸易组织达成协议，中国每年允许进口 195 万吨糖，关税为 15% 。超过该数量的进口需缴纳 50% 的更高关税，并需要额外的许可。

5. 泰国

甘蔗是泰国最重要的农作物之一。该国在 2019/2020 作物年度生产了近 825 万吨糖。1 泰国不仅是世界第五大食糖生产国，还是食糖出口大国，全国大部分食糖都用于出口。

工业上大量生产乙醇是用石油裂解气（petroleum pyrolysis gas）中的乙烯做原料。

一种方法是把乙烯在100℃吸收于浓硫酸中，然后水解。此法优点是乙醇产率高，但要用大量硫酸，对设备有强烈的腐蚀作用，还存在对废酸的回收利用问题。

另一种方法在烯烃酸催化下加水时，用磷酸做催化剂，在300℃和7MPa压力下，把水蒸气通人乙烯中，此法步骤简单，没有硫酸腐蚀及废酸的回收利用问题，但需用高浓度的乙烯，且在高压下操作，生产设备要求很高，且一次转化成乙醇的量很少，要反复循环，消耗能量较大。

上述两法，成本差别不是很大，由于乙烯可大量地从石油加工得到，受到各国重视。

生产乙醇的第三种方法叫做发酵法（fermentation method），这是与上述方法完全不同的，是通过微生物进行的一种生物化学方法。饮用的酒就是用这种方法生产的。中国的乙醇发酵是用干薯、马铃薯及其它含淀粉的物质做主要原料，这些原料先和黑曲霉作用进行糖化，即把淀粉转变成单糖，然后，加入培养的酵母发酵，把糖变为酒和二氧化碳。二氧化碳是副产品，产率均为95%，可将之降温，压缩装入钢瓶中，并成为固体，叫做干冰，在常压下即成为二氧化碳气体。在酵母的作用下把糖变为酒是一个很复杂的过程，现在对这个过程已经有了很清楚的了解，它是许多专一反应共同作用的结果，不过各专一反应都是由特殊作用的酶进行的，目前，从酵母复合酶中已分离出12种酶。酶是一种专一而又活性极高的有机催化剂。在制酒的发酵过程中，还产生少量戊醇的两个异构体及少量丁二酸，这些产物不是来自淀粉，而是由原料中所含蛋白质的发酵产生的。

制备原料有淀粉、乙烯、磷酸、硫酸、葡糖淀粉酶，衍生产品为盐酸乙醇液、二硫化硒、环氧乙烷、对二乙基苯、联苯、6-甲氧基-2-乙酰萘、戊基氰基三联苯、乙醛、甲醛、乙醇钠、乙醚、乙酸乙酯、乙醇（无水）、复盆子酮等。

工业上一般用淀粉发酵法或乙烯直接水化法制取乙醇：

1、发酵法

糖质原料（如糖蜜、亚硫酸废液等）和淀粉原料（如甘薯、玉米、高梁等）发酵；

发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的，在相当长的历史时期内，曾是生产乙醇的唯一工业方法。

发酵法的原料可以是含淀粉的农产品，如谷类、薯类或野生植物果实等；也可用制糖厂的废糖蜜；或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后，经水解（用废蜜糖作原料不经这一步）、发酵，即可制得乙醇。

发酵液中的质量分数约为6%~10%，并含有其他一些有机杂质，经精馏可得95%的工业乙醇。

2、乙烯水化法

乙烯直接或间接水合。

乙烯直接水化法，就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下，是乙烯与水直接反应，生产乙醇：

CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH

（该反应分两步进行，第一步是与醋酸汞等汞盐在水-四氢呋喃溶液中生成有机汞化合物，而后用硼氢化钠还原）

此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解气，成本低，产量大，这样能节约大量粮食，因此发展很快。

3、煤化工

工业制乙醇还主要是通过乙烯氢化制得，而适合中国国情的技术就是利用煤化工技术，将煤转化为合成气，直接或者间接的合成乙醇。

4、联合生物加工

利用生物能源转化技术生产乙醇能缓解非再生化石能源日渐枯竭带来的能源压力。来源广泛的纤维素将是很有潜力的生产乙醇原料。然而由于各种原因，一般的发酵法生产乙醇成本较高，乙醇生产难以规模化。联合生物加工技术，一体化程度高，能有效降低生产成本，未来发展前景广阔。

①原因

生物转化使用的原料是玉米等粮食作物，但是这些原料的大量使用会影响到粮食安 全，所以秸秆、麸皮、锯木粉等农业、工业废弃物等含有大量的木质纤维素，将是很有潜力的乙醇发酵原料。另外，生物燃料的生产过程中，纤维素的预处理和纤维素酶的生产成本较高。因此减少预处理，增强纤维素酶的活性，提高发酵产物的产量和纯度，减少中间环节也是降低生产成本的途径。

②原理

联合生物加工 (consolidated bioprocessing，CBP)不包括纤维素酶的生产和分离过程，而是把糖化和发酵结合到由微生物介导的一个反应体系中，因此与其他工艺过程相比较，底物和原料的消耗相对较低，一体化程度较高。

③工艺

生理学研究和¹⁴C标记的纤维素实验说明，生长于纤维素上的微生物的生物能量效益取决于胞内低聚糖摄取过程中β一糖苷键磷酸解的效率，并且这些效益超过了纤维素合成的生物能量成本。这些研究为纤维素分解菌在纤维素上快速生长提供了实验依据和理论依据。 应用联合生物加工的关键是构建出能完成多个生化反应过程的酶系统，使纤维素原料通过一个工艺环节就转变为能源产品。一些细菌和真菌具有CBP所需要的特性，所以改造现有的微生物已成为研究的热点。以基因重组等为代表的生物工程技术已经使这种设想成为现实，并为设计出更完善的CBP酶系统提供了可能。对相关的微生物改造主要有以下3个策略：

天然策略

是将本身可产生纤维素酶的微生物，尤其是厌氧微生物进行改造，使其适应CBP生产的要求。这种策略关键在于，提高对乙醇的耐受力，减少副产物的生成，导入新的代谢基因将糖化产物全部或者大部分进行发酵，从而产出高浓度的乙醇。

重组策略

是通过基因重组的方法表达一系列的外切葡聚糖酶和内切葡聚糖酶等纤维素酶基因，使微生物能以纤维素为唯一碳源，将来源于纤维素的糖类完全或者大部分进行发酵。 重组策略所遇到的问题有：(1)外源基因共表达对细胞的有害性。(2)需要在转录水平使外源基因适量表达。 (3)一些分泌蛋白可能折叠不正确。因为纤维素降解蛋白合成之后必须要正确折叠才能分泌并行使功能。未正确折叠的蛋白分泌后要通过内质网结合蛋白降解，而且对内质网造成压力。

共培养策略

共培养策略有两层含义：一是指发酵液中存在的不同的类型的微生物，利用广泛类型的糖类底物。例如将仅能利用己糖的热纤维梭菌与能利用戊糖的微生物进行共培养。这能避免不同生物间的底物竞争，实现乙醇产量最大化。二是指存在不同特性的微生物相互协作，加强发酵效果。

④特点

i、提高乙醇耐受力

高浓度的乙醇能改变细胞膜上的受体蛋白，阻遏糖酵解和代谢循环，最终抑制细胞的生长和发酵。许多证据表明，乙醇耐受基因不是单一的基因，全转录工程提供了一个新方法。例如分别通过三种转录调控因子基因的突变，酿酒酵母的乙醇耐受力有所提高。

ii、提高糖转运效率

糖类不能自由地穿过细胞膜，微生物是通过特定的糖转运蛋白来利用糖类，所以了解糖转运机制是必要的。转运蛋白作为培养基中糖浓度的“感受器”，可产生相应的胞内信号．不同的糖转运蛋白在不同的浓度下行使功能，从而使微生物在较广的范围内利用糖类。

这是生物方法的综合运用。当然，还有其他的生产工艺方法，基本原理都是运用生物发酵的方法生产乙醇，如：木质纤维素原料酶水解产乙醇，玉米秸秆发酵生产乙醇等。这些基本的发酵方法通过联合生物加工，可以大大提高乙醇的生产效率、减低生产成本。

⑤提纯

75%的乙醇可以用蒸馏的方法蒸馏到95.5%。此后形成恒沸物，不能提高纯度。

95%的乙醇可以用生石灰煮沸回流提纯到99.5%。

99.5%的乙醇可以用镁条煮沸回流制得99.9%的乙醇。

i、分批萃取精馏法

乙醇的生产离不开精馏、萃取等化工流程。氧化钙脱水法、共沸精馏、吸附精馏、渗透汽化、吸附法、萃取精馏法和真空脱水法等多用在乙醇的回收和提纯的方面。实际生产中较成熟的方法是共沸精馏和萃取精馏,这2 种分离方法多以连续操作的方式出现。在一些领域生产乙醇设备简单、投资小,可单塔分离多组分混合物,或同一塔可处理种类和组成频繁更换的物系。分批共沸精馏可以同时满足这些要求,但是分批共沸精馏所需的塔板数较多,产品中常含有微量的苯不能应用于医药和化学试剂领域,且生产中易发生苯中毒事故。

分批萃取精馏(BED) 则无以上缺点，且可以同时具备分批精馏与萃取精馏两者的优点。其工艺特点是连续萃取精馏至少需要3 个精馏塔的工艺来完成：乙醇稀溶液富集到共沸组成(乙醇质量分数95.7 %) ，萃取精馏回收无水乙醇，回收溶剂以循环使用。并且连续萃取精馏法只适于原料组成固定的、规模较大的连续生产中。而且设备投资少，仅用单塔可完成原料富集、萃取精馏和溶剂回收3 项任务；且精密度高，可根据实际生产的需求，灵活地调节产品纯度；节省操作成本、无需连续操作；此设备也可用于回收其他有机溶剂。

ii、分子筛固定床吸附法（简称分子筛法）

分子筛是一种无色、无臭、无毒的新材料,在无水乙醇制备和其他共沸混合物分离过程中无需添加第三组分,生产过程几乎无毒害三废排放；共沸法牵涉到苯、环已烷等高毒性的第三组分。工艺简单可靠、产品质量优，是一种环保、节能型工艺。

优点是可以降低设备安装高度，提高固定床有效吸附量及成品质量稳定性。产生的废气、废渣、废液均有很好的处理方法。