生物發(fā)酵法生產(chǎn)透明質(zhì)酸可行性報告

5000公斤/年生物法透明質(zhì)酸 東營市源聚生物制品有限公司可行性研究報告20089PAGEPAGE10一、總論項目概述生物功能材料透明質(zhì)酸實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。該技術(shù)利用蔗糖和蛋白胨為原料，采用代謝調(diào)控的發(fā)酵新工藝和膜分離等高新技術(shù)生產(chǎn)透明質(zhì)酸，發(fā)酵水平達(dá)到4.5—6.0g/L，產(chǎn)率提高20%以上，技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。項目的社會經(jīng)濟(jì)意義及必要性近年來，天然生物制品的添加使用是化妝品生產(chǎn)的重大進(jìn)展之一。透明質(zhì)酸（HA）優(yōu)異的保濕性受到國際化妝品界的廣泛關(guān)注，成為日本、歐美等國家高檔化妝品的必備保濕劑，被譽(yù)為理想的天然保明質(zhì)酸還是一種重要的醫(yī)藥用原料，用于眼球晶移植手術(shù)、眼角膜修復(fù)、關(guān)節(jié)炎治療等，同時透明質(zhì)酸還是一種抗癌藥物，可有效刺激免疫系統(tǒng)，防止癌細(xì)胞擴(kuò)散的作用。該項目的實施，對改善人類生態(tài)環(huán)境、提高人類健康水平、調(diào)整產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、促進(jìn)行業(yè)發(fā)展和科技進(jìn)步具有重要意義。該項目符合國家產(chǎn)業(yè)、技術(shù)政策，有較高的創(chuàng)新水平和較強(qiáng)的市場競爭力，有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，應(yīng)盡快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，來滿足國內(nèi)急需和國際市場。同時優(yōu)良的高科技項目轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，也是順應(yīng)國家推動高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的政策，能創(chuàng)造良好的社會經(jīng)濟(jì)效益，具有深刻的社會意義。技術(shù)政策。該項目的實施，為企業(yè)的多元化發(fā)展提供了新的思路，將為我國生物產(chǎn)業(yè)開創(chuàng)新的應(yīng)用領(lǐng)域。二．技術(shù)可行性和成熟性分析1．項目的技術(shù)創(chuàng)新論述（1）本項目的基本原理及關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容：以蔗糖和無機(jī)鹽為原料，采用生物發(fā)酵法，利用代謝調(diào)控、膜過度的產(chǎn)品。以Υ射線，快中子和磁場法復(fù)合誘變，得到透明質(zhì)酸高產(chǎn)菌株。優(yōu)化發(fā)酵工藝參數(shù)，發(fā)酵過程實現(xiàn)在線調(diào)節(jié)。建立高效絮凝、雙膜分離和先進(jìn)制粉相結(jié)合的提取工藝。斜面菌種[培養(yǎng)] 搖瓶菌種移種 種子罐培養(yǎng)移種發(fā)酵罐發(fā)酵液沉淀 透明質(zhì)酸粗品 溶解 溶解液膜過濾濾液精過濾沉淀無水乙醇脫水溶解制粉干燥無菌包裝貯存。項目創(chuàng)新點(diǎn)提出采用選育和透明質(zhì)酸缺陷型菌種新方法，目標(biāo)明確方法采用磁場復(fù)合快中子及Υ射線誘變，提高了誘變成功率，降低了回復(fù)突變的可能性。在原中試技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，擬在透明質(zhì)酸的發(fā)酵后期，先后加入一種新的添加劑和寡糖誘導(dǎo)劑，刺激微生物多糖的分泌，使菌體莢膜增厚，同時改變了細(xì)胞通透性，使細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的透明質(zhì)酸易于分散進(jìn)入發(fā)酵液，加快了胞內(nèi)透明質(zhì)酸的生物合成，提高5.5—8.0g/L20%以上。擬采用微濾工藝，分離純化透明質(zhì)酸，在超濾前除去蛋白質(zhì)，分離蛋白質(zhì)，提高了超濾的分離效率，更有效地除去重金屬離子，提高了產(chǎn)品收率純度。采用超濾等高新分離技術(shù)，得到不同分子量段的透明質(zhì)酸，以滿足不同的用途。擬采用代謝調(diào)控的辦法，阻斷了被透明質(zhì)酸酶降解的途徑，使透明質(zhì)酸分子量增大，產(chǎn)量大大提高。項目國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、存在的主要問題及國內(nèi)外同類產(chǎn)品比較（簡稱HAβ-D-N-乙酰氨葡萄糖和β-D-葡萄糖醛酸為結(jié)構(gòu)單元的以β-1，4-糖苷鏈連成的Meyer等人首先從牛眼玻璃體中安全無毒,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、日化、食品等領(lǐng)域，具有獨(dú)特的保濕性能，是目前國內(nèi)外生物化工界熱點(diǎn)產(chǎn)品之一。離子交換劑進(jìn)行處理、純化得到精制的透明質(zhì)酸。該法提取率極低，僅為1%左右。二是生物發(fā)酵法。以葡萄糖作為碳源，以酵母萃取物和蛋白胨作為氮源。在培養(yǎng)基中發(fā)28小時，發(fā)酵結(jié)束后，過濾除去菌絲體和雜質(zhì)，然后用醇沉淀發(fā)法等操作即得到高純度的產(chǎn)物。明質(zhì)酸，由于原料資源有限，因而制備成本較高，無法形成產(chǎn)業(yè)化。于改進(jìn)，成為近年來主要的研究開發(fā)方向。透明質(zhì)酸的技術(shù)性能與國內(nèi)外先進(jìn)水平的比較該項目與國內(nèi)外同類研究、同類技術(shù)的綜合比較國內(nèi)提取法國內(nèi)發(fā)酵法國際發(fā)酵法本項目透明質(zhì)酸發(fā)酵水平（g/I）3.0-4.24.0-6.54.5-6.5透明質(zhì)酸分子量<1.0×1060.6-1.5×1060.3-2.0×106>1.1×106蛋白質(zhì)含量（%）8-1251.0≤1葡萄糖醛酸（%）17-2530-3435-40≥44重金屬離子（pb.ppm）<40<40<40<10砷（ppm）<10<10<10<10Chisso三．項目產(chǎn)品市場調(diào)查與競爭能力預(yù)測項目產(chǎn)品的主要用途、需求量、未來市場狀況透明質(zhì)酸在人體皮膚中的生理機(jī)構(gòu)有水化、潤滑、溶質(zhì)的輸送、細(xì)胞的移動、異化作用的進(jìn)行。有優(yōu)良的保濕性能、生物相溶性好，市場潛在需求量約20噸左右。發(fā)酵法是近幾年發(fā)展起來的方法，還未完全形成產(chǎn)業(yè)化。隨著其在化妝品和醫(yī)藥等方面用途的不斷拓展，潛力的化學(xué)品，將具有廣闊的市場前景。技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)透明質(zhì)酸質(zhì)量指標(biāo)項 目指 標(biāo)透明質(zhì)酸分子量(Da)≥1.1×106蛋白質(zhì)含量(%)≤0.1葡萄糖醛酸(%)≥44重金屬離子（pbppm）≤1PH(1%的水溶液)6．0—7．5干燥失重<10細(xì)菌個數(shù)<10砷（ppm）≤2本項目產(chǎn)品國內(nèi)生產(chǎn)狀況冠為原料提取透明質(zhì)酸的廠家，由于原料有限、技術(shù)工藝的局限性，商業(yè)研究所的技術(shù)，該所目前已解體，后者采用北京化工大學(xué)技術(shù)。ft東福瑞達(dá)的生產(chǎn)能力為1000公斤，開工率為100%，主要為內(nèi)部使用；東營東辰集團(tuán)生產(chǎn)能力3000公斤，開工率100%。發(fā)酵水平和產(chǎn)率低，生產(chǎn)成本較高。本項目產(chǎn)品國內(nèi)外市場情況膚生理條件，為真皮膠原蛋白和彈性纖維的合成提供優(yōu)越的外部環(huán)破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化和引起機(jī)體衰老等方面起著重要作用；為細(xì)胞增殖與分化提供合適的場所，直接促進(jìn)細(xì)胞生長、分化、重建與修復(fù)等。因此，它被作為高檔膏霜、乳液、化妝水、美容液、品”備受推崇。添加透明質(zhì)酸的化妝品成為國際日化界的主流產(chǎn)品。目前，國內(nèi)取得生產(chǎn)許可證的化妝品生產(chǎn)企業(yè)已有3500多家，時 間總產(chǎn)值（億元）出口創(chuàng)匯（美元）1985101995時 間總產(chǎn)值（億元）出口創(chuàng)匯（美元）1985101995190600020003001.52010800（預(yù)計）5以上數(shù)字摘自《最新中國化妝品企業(yè)大全》可見透明質(zhì)酸的市場發(fā)展前景是樂觀的，目前國內(nèi)化妝品行業(yè)的市場潛量約20噸左右。再者由于透明質(zhì)酸的神奇功能，被應(yīng)用于醫(yī)藥方面，是一種抗癌藥物，刺激免疫系統(tǒng)，阻止癌細(xì)胞擴(kuò)散和眼角膜修復(fù)、眼藥等方面，具有廣闊的發(fā)展開拓空間，還可以以此為原料生產(chǎn)化妝品。該技術(shù)生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量可靠，在國內(nèi)外有較強(qiáng)的質(zhì)量競爭優(yōu)勢。透明質(zhì)酸在國際市場倍受青睞，呈上升增長趨勢。該工業(yè)生產(chǎn)5000的市場前景。四、項目實施方案技術(shù)方案：明質(zhì)酸產(chǎn)品。其生產(chǎn)技術(shù)基本步驟：種子培養(yǎng)，基因誘變優(yōu)化發(fā)酵工藝，在發(fā)酵后期加入生物發(fā)酵專用發(fā)酵劑和寡糖誘導(dǎo)劑，提高發(fā)酵水平為4.5-6.5g/L。先進(jìn)的制粉和雙膜分離結(jié)合后提取工藝，提高收率占20%以上。2、生產(chǎn)方案論述2．1主要設(shè)備表設(shè)備名稱規(guī)格數(shù)量單位材質(zhì)備注公 用 工 程101蒸汽鍋爐4t/h1臺組合102空壓機(jī)8.4m3/min2臺組合103冷卻塔100m3/h2臺104去離子水1t/h1臺組合塔 器201酒精回收塔φ6001臺不銹鋼外購202種子罐500l2臺不銹鋼定做203發(fā)酵罐5000l2臺不銹鋼定做204提取罐1.0m31臺不銹鋼定做205絮凝罐3.0m31臺不銹鋼定做206膜過濾3m32臺合金207離心機(jī)2臺不銹鋼定做208配堿器i00L2臺不銹鋼209制粉設(shè)備3m31臺不銹鋼210分離設(shè)備1套211干燥器1臺不銹鋼外購212超濾器2臺不銹剛外購213各類貯罐6臺A3定做214分析設(shè)備機(jī) 泵301過濾機(jī)`臺聚丙烯外購302泵5臺外購2材料名稱規(guī)格用量（噸）供應(yīng)渠道蔗糖30外購酵母粉2．208外購牛肉膏2．208外購蛋白胨4．2外購消泡劑0．5外購片堿90%25本地?zé)o機(jī)鹽1．1本地鹽酸工業(yè)級2本地硅藻土10外購活性炭1外購酒精≥95%400本地公用工程：給排水本工程所需用水源由供水公司供給，供水總管管徑為DN100，供水壓力0.4MPa，能夠滿足生產(chǎn)生活用水，水質(zhì)符合用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)廢水經(jīng)處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。a、給水系統(tǒng)生產(chǎn)生活給水系統(tǒng)本廠總用水量2m3/h。由供水公司解決。廠區(qū)生產(chǎn)給水系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)共用一套管網(wǎng)供水，水壓為0.4MPa，基本能夠滿足廠區(qū)水量、水壓的要求。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)該項目循環(huán)冷卻水量60m3/h，溫差△t=5℃，給水壓力0.49MPa，在公用工程車間設(shè)置冷卻塔、集水池、旁濾裝置，并設(shè)置循環(huán)水泵。選用100m3/h標(biāo)準(zhǔn)型玻璃鋼冷卻塔1臺，置于公用工程車間。b、消防給水系統(tǒng)箱內(nèi)均設(shè)啟動按鈕，火災(zāi)時，能夠啟動消防水泵。由消防水泵按雙路供電實施。c、本設(shè)計遵循的主要設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)建筑給水排水設(shè)計規(guī)范 GBJ15-88室外給水設(shè)計規(guī)范 GBJ13-86室外排水設(shè)計規(guī)范 GBJ14-87建筑設(shè)計防火規(guī)范 GBJ16-87（1997年版）供電本廠對供電電源無特殊要求，負(fù)荷等級屬三類，用電設(shè)備電壓為380/220V。設(shè)立一個變電所，附設(shè)在公用工程車間內(nèi)，設(shè)置10kV配電室，10/0.4kV變壓器，0.4kV低壓配電室、值班室、休息室等，變壓器與低壓柜組成成套變電站。a、電源本廠電源電壓為10kV，最大供電負(fù)荷為240kVA，電源引自發(fā)電廠。b、防雷接地系統(tǒng)本裝置建筑物屬于第三類防雷建筑物，在屋面設(shè)置避雷帶，以防止直擊雷。變壓器中性點(diǎn)直接接地，接地電阻<1歐姆。車間內(nèi)用電設(shè)備均采用專用的保護(hù)線，為提高保護(hù)線的可靠性，整個供電系統(tǒng)采用TN-C-S系統(tǒng)，在每個車間設(shè)置重復(fù)接地。供熱本工程總用汽量為2.5t/h，本項目新上蒸汽鍋爐1臺。鍋爐除塵系統(tǒng)，為了使用氣含塵量達(dá)到“鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13271-91)96～98%,運(yùn)行維護(hù)都很方便。環(huán)境保護(hù)措施主要污染源和主要污染物：本項目主要污染源和排放的主要污染物為廢水、煙氣和噪聲。廢水來源于各工段設(shè)備、管道和地面的沖洗水。產(chǎn)生的噪音主要來自機(jī)泵類的運(yùn)轉(zhuǎn)。選用高效低噪聲機(jī)泵，使噪聲控制在85db(A)以下。廢氣主要來自鍋爐煙氣，為了使廢氣含塵量達(dá)到“鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13271-91五、投資預(yù)算與資金籌措投資估算5000公斤/年發(fā)酵法透明質(zhì)酸生產(chǎn)裝置，產(chǎn)業(yè)化業(yè)開發(fā)。本項目總投資880萬元，用于固定資產(chǎn)投資、無形資產(chǎn)費(fèi)用、遞延資產(chǎn)費(fèi)用和鋪底流動資金等。固定資產(chǎn)估算表工程及費(fèi)用名稱估算價值[萬元]總圖豎向布置2建筑物120機(jī)械設(shè)備398工藝管道安裝費(fèi)用40儀表電氣20給排水5無菌室、采暖通風(fēng)65合計650流動資金估算費(fèi)用支出金額（萬元）原材料80人工費(fèi)用50成品庫存50其它50合計2302．新增資金籌措本項目投資880萬元，用于固定資產(chǎn)和鋪底流動資金。六、經(jīng)濟(jì)、社會效益分析產(chǎn)品成本分析：可變成本部分年耗量及價格 元/噸物料名稱單價年耗量總價[萬元]蔗糖180015027酵母4牛肉膏12000011132蛋白胨6000022132消泡劑160002.54片堿40007530無機(jī)鹽200005.511鹽酸650151硅藻土30005015活性炭1800059酒精5000600300水512000.6電0．558044蒸汽22020000440合計1316定員及工資：項目定員30人，工資及福利費(fèi)用按30000元/人·年計取。折舊費(fèi)：遞延資產(chǎn)。無形資產(chǎn)按10年攤銷，遞延資產(chǎn)按5年攤銷，不留殘值。修理費(fèi)按新增固定資產(chǎn)原值的6%計取。財務(wù)費(fèi)用：按現(xiàn)行財務(wù)制度執(zhí)行，將生長經(jīng)營期和流動資金貸款利息以財務(wù)費(fèi)用計入總成本費(fèi)用。銷售費(fèi)用:銷售費(fèi)用按20000元/人·年計取。管理費(fèi)用按銷售值的5%。項目投資評價靜態(tài)動態(tài)效益，主要經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)匯總（平均值）序號項目名稱指 標(biāo)備注1總投資萬元8802銷售收入萬元25003總成本萬元16844交稅額萬元1335凈利潤萬元6836投資利潤率 %77.67投資利稅率 %92.78投資回收期年1.79（0.5）社會效益分析：生物化工是現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)與傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)相結(jié)合的新興化工產(chǎn)業(yè)，生物化工融生物與化工技術(shù)為一體，擺脫了傳統(tǒng)的依賴石油、煤炭及礦物質(zhì)為基本原料的化工生產(chǎn)系統(tǒng)，避開了高溫、高壓的多層條生命力的技術(shù)，生物化工對促進(jìn)化學(xué)工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)