安徽工程大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 1 第一部分：項(xiàng)目可行性研究報告 年產(chǎn) 10 噸蝦青素生產(chǎn)項(xiàng)目 可行性研究報告 1、總論 1.1 項(xiàng)目 概 要 名 稱： 年產(chǎn) 10 噸蝦青素生產(chǎn)項(xiàng)目 開發(fā) 。 開發(fā)內(nèi)容： 蝦青素工業(yè)化生產(chǎn)工藝技術(shù)及配套生產(chǎn)設(shè)備裝置。 設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn) 10噸蝦青素 。 總投資額： 6500萬元（人民幣）； 其中：固定資產(chǎn) 4500 萬元； 流動資金 2000 萬元； 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：年新增銷售收入 ： 1.5 億元（人民幣） 年創(chuàng)利潤 ： 3216 萬元（人民幣） 年創(chuàng)稅金 ： 879 萬元（人民幣 ） 投資利潤 率： 49.8% 投資利稅率 ： 29.4% 貸款償還期 ： 5.5年 投資回收期 ： 5.35年 建設(shè)期： 18 個月 項(xiàng)目主辦單位： 陜西森弗生物技術(shù)有限公司 項(xiàng)目合作單位：安徽工程大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)：安徽省蕪湖市灣里鎮(zhèn)境內(nèi)蕪湖經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi) 。 1.2 項(xiàng)目提出的背景 1.2.1 蝦青素的推出導(dǎo)致抗氧化劑市場的革命，有人甚至說： 21 世紀(jì)將是抗氧化劑的世紀(jì)。天然藻源的蝦青素及其提取物 在歐美、日本、東南亞等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，中國知道蝦青素的人還很少，中國目前還只是科學(xué)界和時尚美容界少數(shù)人事知曉。哈佛研究人員 Preston Mason 稱， Astaxanthin（蝦青素）這種生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報告 2 天然類胡蘿卜素成份極具潛力成為新型 （ 抗氧化 /消炎制劑），并且有望在他汀類和抗 血小板 藥之后掀起第三次預(yù)防性藥物的浪潮 。同時蝦青素在人類日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，例如： 第一，在化妝品領(lǐng)域應(yīng)用： 由于其強(qiáng)大的抗氧化性，全球差不多一線的化妝品品牌均添加了天然蝦青素作為其超強(qiáng)抗氧化劑的成分，包括雅詩蘭黛、歐萊雅的 DermaE，尤其是日本的品牌高絲（ KOSE）、芳凱（ FancL)、 JUJU、 FUJI， DHC以及曼秀雷登等推出了專門的蝦青素系列保濕霜、抗皺眼霜、面膜、口紅等。只要看到那些紅色或橙色的宣稱抗氧化的，且售價數(shù)百上千元的化妝品都是加的蝦青素這一類物質(zhì)。 第二，在保健食品領(lǐng)域的應(yīng)用： 全球的保健品企業(yè)也推出了大約 200 多款蝦青素軟、硬膠囊、口服液的保健食品。尤其是在日本這個壽命最長的國家最為受到歡迎，近 3 年來蝦青素成為日本最火爆的健康食品。東南亞包括臺灣、新加坡深受其影響 ， 我國也有一些企業(yè)相繼跟進(jìn)。 蝦青素的保健功能主要有以 下幾種： A:眼和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)作用 人類視網(wǎng)膜和中樞神經(jīng)系統(tǒng)（腦） 富含不飽和脂肪酸 ，因此，氧化產(chǎn)生的自由基很容易使其發(fā)生過氧化損傷。有研究表明，蝦青素很容易通過血腦屏障和細(xì)胞膜，能有效地 防止視網(wǎng)膜的氧化和感光細(xì)胞的損傷 ，以及對中樞神經(jīng)系統(tǒng)尤其是對大腦起到保護(hù)作用，從而有效治療缺血 -再灌注損傷、脊髓損傷、帕金森綜合征、 Alzheimer 綜合征等中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷。 尤其是視網(wǎng)膜黃斑變性效果較葉黃素更加顯著 。美國 CADAX 公司已經(jīng)把蝦青素作為一種 腦梗塞后防止再次梗塞 的藥物，據(jù)報道 2010 年已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階 段。最大的好處是不會象抗血小板藥導(dǎo)致凝血功能障礙。 B:防紫外線輻射 眾所周知，紫外線輻射是導(dǎo)致表皮光老化和皮膚癌的重要原因。研究表明，蝦青素對谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶 (transglutaminase)具有特殊作用，能夠在皮膚受光照時消耗腐胺，口服蝦青素對腐胺積累的抑制作用比口服維生素 A 更強(qiáng)。因此，蝦青素的強(qiáng)抗氧化性可能使它成為潛在的光保護(hù)劑，有效清除引起皮膚老化的自由基，保護(hù)細(xì)胞膜和線粒體膜免受氧化損傷，用于阻止皮膚光老化。 C:預(yù)防心血管疾病 安徽工程大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 3 動脈硬化及相關(guān)心血管疾病的臨床研究表明，低密度脂 蛋白 (LDL)的 氧化 是導(dǎo)致動脈硬化的重要原因。人體中 LDL 濃度越高，加之血小板沉積使血管變細(xì)阻礙血流速度，人體患動脈硬化的風(fēng)險就越大。而血液中高密度脂蛋白 (HDL)則有相反的作用，它可以阻止動脈硬化的發(fā)生。在人體血液中，蝦青素由極低密度脂蛋白(VLDL)、 LDL 和 HDL 攜帶。體外和臨床試驗(yàn)證明每人口服 3 6mg d 蝦青素，連續(xù) 2 周，能預(yù)防 LDL 的氧化。另外，有動物研究表明，蝦青素在體內(nèi)具有顯著升高 HDL和降 LDL的功效，其中 HDL可由原來的 49 73 6mg dL增加至 66 55 1mg dL，因此推測 蝦青素能減輕載脂蛋白的氧化，可用來預(yù)防動脈硬化、冠心病和缺血性腦損傷。不同于一般降低 LDL 的藥物，每天服用 1.8、 3.6、 14.4 和 21.6mg蝦青素連續(xù) 2 周后， LDL 氧化的時間分別被延長了 5.0、 26.2 、 42.3和30.7 ；從而可預(yù)防動脈粥樣硬化的發(fā)生。 D:增強(qiáng)免疫力 蝦青素能顯著影響動物的免疫功能，在有抗原存在時，能明顯促進(jìn)脾細(xì)胞產(chǎn)生抗體的能力，增強(qiáng) T 細(xì)胞的作用，刺激體內(nèi)免疫球蛋白的產(chǎn)生。蝦青素還能夠部分恢復(fù)年老小鼠的體液免疫系統(tǒng)，其中可使小鼠體內(nèi)的 IgM、 IgA 和 IgG 分別都增加至 10mol L，表明在抗原入侵初期，它能增強(qiáng)特異性體液免疫反應(yīng)。另外，蝦青素還可以增強(qiáng)小鼠釋放白細(xì)胞介素 -I 和腫瘤壞死因子 的能力，其作用比 -胡蘿卜素和角黃素強(qiáng)得多。由此認(rèn)為，蝦青素有很強(qiáng)的誘導(dǎo)細(xì)胞分裂的活性，具有重要的免疫調(diào)節(jié)作用 。同時蝦青素還具有： 緩解運(yùn)動疲勞 ， 增強(qiáng)機(jī)體能量代謝 、 抗炎抗感染特性 、 抑制腫瘤 、 抑制糖尿病腎病 等種種保健功能。 1.2.2 我國是蝦青素原料資源大國，目前多以出口原料和初級產(chǎn)品為主，尚未把資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢。市場調(diào)查表明，利用高科技成果從原料中提取高純度蝦青素可是 原料增值近百倍，這為我國蝦青素原料加工產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了有利條件。 1.2.3 紅法夫酵母是唯一天然可產(chǎn)蝦青素的酵母 , 其反式蝦青素已于 2000 年獲得FDA 批準(zhǔn)用于食品添加劑。它是真菌界、真菌門、半知菌亞門、隱球酵母科、紅法夫酵母屬的唯一種。作為蝦青素的生產(chǎn)菌 ， 紅法夫酵母具有許多優(yōu)勢 ： 可利用多種糖進(jìn)行快速異養(yǎng)代謝培養(yǎng)時間短 , 不需光照及可以實(shí)現(xiàn)高密度培養(yǎng)等。但野生型紅法夫酵母 ( DCW) 的蝦青素含 量低 （ 300 450 ug/g) , 發(fā)酵成本高 , 無法與化學(xué)合成競爭。目前 , 只有少數(shù)幾個公司通過選育 高產(chǎn)菌株 , 實(shí)現(xiàn)利用了蝦青素的商業(yè)化生產(chǎn) , 如美國的紅星公生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報告 4 司 , Igene 生物有限公司等 , 其中 Igene 公司產(chǎn)品數(shù)據(jù)顯示 , 其酵母 ( DCW) 干品的蝦青素含量可達(dá) 8 000 mg/kg。但多數(shù)菌種的產(chǎn)量仍較低 , 因此 , 目前的研究主要集中在高產(chǎn)菌株的篩選和培養(yǎng)條件的優(yōu)化等方面。 由于紅法夫酵母的遺傳背景并不清楚 , 蝦青素的合成路徑也很復(fù)雜。因此 , 目前多采用傳統(tǒng)的誘變和原生質(zhì)體融合等方法育種。近幾年 , 隨著蝦青素合成路徑的闡明和相關(guān)酶基因的克隆 , 應(yīng)用重組 DNA 技術(shù)構(gòu)建高產(chǎn)蝦青素基因工程菌的研究已經(jīng) 展開。 1.2.4 紅法夫酵母蝦青素的含量低、發(fā)酵溫度低是制約其工業(yè)生產(chǎn)的主要因素。而原生質(zhì)體融合可以發(fā)在種內(nèi)、種間、甚至親緣很遠(yuǎn)的兩個物種之間 , 可以擴(kuò)大融合頻率和幅度 ,國內(nèi)目前多采用 1-2 g/L 的蝸牛酶破壁 。 紅法夫酵母種間原生質(zhì)體融合最早出現(xiàn)在 1992年 ,Chun等人利用誘變得到的營養(yǎng)缺陷型菌株作為親本進(jìn)行原生質(zhì)體融合 ,得到三株高產(chǎn)融合子的類胡蘿卜素的含量從親本的 1 600 ug/g,提高到 2 300 ug/g, 雜種均為單核 ,而且性狀穩(wěn)定 ( 回復(fù)突變率 、 YAMAHA 集團(tuán)、 Biogenic公司、 美國 Cyanotech 公司、 中國 荊州市天然蝦青素有限公司、 印度 Bioprex 公司、 以色列 Algatech 公司），其余一些國家和企業(yè)大都處于研發(fā)階段 ，所以，這是一個很好的機(jī)遇。 2.1.2 國內(nèi)市場 隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們更加重視保護(hù)自己的健康，由于蝦青素及其制品在抗衰老、抗氧化、增強(qiáng)免疫力、抑制腫瘤等方面的醫(yī)療保健功效備受國人的喜愛和重視，尤其是用高科技手段加工生產(chǎn)的產(chǎn)品的需求呈快速上升的勢頭。 蝦青素及其高科技產(chǎn)品 國內(nèi)外的兩個需求量合起來 是幾十億美元的大市場，這個市場帶動了我國蝦青素資源的綜合開發(fā)利用，本項(xiàng)目正是為抓住這一機(jī)遇，開發(fā)我國乃至國際上最先進(jìn)的利用紅發(fā)夫酵母發(fā)酵制得蝦青素的工藝流程及方法，這一開發(fā)項(xiàng)目的實(shí)施將改變我國單純出口原料或低品位、低附加值產(chǎn)品的局面、填補(bǔ)國內(nèi)生產(chǎn)高品質(zhì)蝦青素的空白，取代進(jìn)口、出口國外，占領(lǐng)國內(nèi)外市場。 2.2 產(chǎn)品方案和生產(chǎn)規(guī)模 2.2.1 產(chǎn)品方案 1）產(chǎn)品規(guī)格：目前尚無統(tǒng)一的蝦青素產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，主要根據(jù)市場需要和客戶的要求制定相應(yīng)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)， 目前蝦青素的發(fā)酵產(chǎn)量已經(jīng)增加至 100mg/L。 2）產(chǎn)品的分子結(jié)構(gòu)圖 生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報告 10 2.2.2生產(chǎn)設(shè)計規(guī)模 發(fā)酵法生產(chǎn)蝦青素生產(chǎn)試驗(yàn)裝置；年產(chǎn)高純度蝦青素 10噸。 本項(xiàng)目產(chǎn)品方案與生產(chǎn)規(guī)模確定主要依據(jù)： 1） 發(fā)酵法的工藝技術(shù)、裝置 、設(shè)備的模擬放大條件。 2） 產(chǎn)品的市場逐步進(jìn)入。 3） 原料的供應(yīng)、儲存及產(chǎn)品的儲存條件。 4） 現(xiàn)有建設(shè)開發(fā)條件。 5） 總投資額度及預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益。 3、物料、資源外協(xié)條件的供應(yīng)和保證 3.1 物料資源供應(yīng) 3.1.1 主要原料 本項(xiàng)目 生產(chǎn)蝦青素原料 大部分來自中國為自產(chǎn)藥用植物，目前森弗已建有紅豆杉基地、虎杖基地、苦參基地、葛根基地、青蒿基地等自主原料基地，可保證每年供應(yīng)充足的 優(yōu)質(zhì)原料，確保原料質(zhì)量和數(shù)量穩(wěn)定，同時為一批種植農(nóng)戶創(chuàng)造了財富。 目前 , 國內(nèi)外主要利用紅發(fā)夫酵母生產(chǎn)蝦青素。 3.1.2 燃料、動力年耗量 本項(xiàng)目所需燃料、動力年耗量不大，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，結(jié)合現(xiàn)有可利用條件進(jìn)行配套平衡設(shè)計，建設(shè)以滿足需要。 生產(chǎn)每公斤蝦青素所消耗材料及水、電、氣和制冷等，消耗系數(shù)如下表所示： 名稱 單位消耗定額 備注 培養(yǎng)基 87kg/kg 球形硅膠 4-8mm 0.5kg/kg 低溫水 10m 正常運(yùn)行消耗量 工藝水 500kg/h 正常運(yùn)行消耗量 安徽工程大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 11 冷卻水 10m /h 正常運(yùn)行消耗量 蒸汽 400kg/h 正常運(yùn)行消耗量 制冷 5 100kcal/h 正常運(yùn)行消耗量 電 100kw/h 正常運(yùn)行消耗量 3.2 外協(xié)條件 本項(xiàng)目工藝技術(shù)上依托安徽工程 大學(xué)生物 化 學(xué) 工程學(xué)院，雙方簽有合作協(xié)議，對生產(chǎn)工藝技術(shù)裝備等問題由該院專家就地解決，相關(guān)的后續(xù)產(chǎn)品的開發(fā)延伸，將按需與其進(jìn)行合作，生產(chǎn)設(shè)備機(jī)電儀表的修理等除依托自身技術(shù)力量外，不足部分依托周邊良好的協(xié)作條件可以解決。 4、廠址選擇 本項(xiàng)目計劃利用新征土地進(jìn)行設(shè)計布置，選擇這一廠址方案具有以下有利條件。 4.1 區(qū)位 優(yōu)越 該廠地址位于蕪湖經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)，基礎(chǔ)設(shè)施完備，交通便捷，與蕪湖朱家橋外貿(mào)碼頭、蕪湖機(jī)場、鐵路、公路客貨運(yùn)站建設(shè)中的蕪湖長江大橋南橋頭堡、鐵路華東最大編組站僅相距 0.5-10KM，原料及產(chǎn)品運(yùn)輸方便。 4.2 自然條件適宜 蕪湖屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖濕潤、雨量充沛、陽光充足，無霜期達(dá) 240天，年平均氣溫 16左右，年降水量 1169.8-1368.7mm，年日照 2016.3小時，太陽輻射量 117kcal/ 。 廠址及其周邊區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定，建設(shè)地質(zhì)條件較好，地勢相對平坦，平均海拔高度 8米左右，地基承壓力每 平方米 15 噸以上，且土層較厚、肥沃、排水良好，通透性強(qiáng)，自然肥力較高，適合原材料的速生半產(chǎn)。 4.3 基礎(chǔ)條件較好 利用新征土地，進(jìn)行設(shè)計布置節(jié)約了總投資，再有就是國家經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)城市公用設(shè)施道路通訊等十分完備，有利于項(xiàng)目建設(shè)。 4.4 政策優(yōu)惠 本項(xiàng)目省、市政府及各主管部門大力扶持，可享受高新技術(shù)發(fā)展產(chǎn)業(yè)化、國家經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)等多項(xiàng)優(yōu)惠政策。 5、工藝技術(shù)與設(shè)備的選擇設(shè)計 生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報告 12 5.1 工藝技術(shù)來源 本項(xiàng)目工藝技術(shù)及裝置設(shè)備的選擇設(shè)計，由安徽工程大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院提供，并負(fù)責(zé)解決工業(yè)化生產(chǎn)試驗(yàn)中的工藝技術(shù) 問題，雙方于 2010年 12月正式簽訂合作協(xié)議。 5.2 工藝技術(shù)簡述 主要利用紅發(fā)夫酵母等微生物通過發(fā)酵的方法代謝產(chǎn)生蝦青素 ，并利用后續(xù)的產(chǎn)物分離提純等方法得到產(chǎn)品；另外也可以通過超臨界萃取 、化學(xué)合成、代謝合成等方法得到產(chǎn)品。 5.2.1 天然提取法 天然的蝦青素常存在于某些動物、藻類及微生物體內(nèi) ,特別是蝦、蟹、魚和鳥類的羽毛。其生產(chǎn)可分為從動物及其副產(chǎn)品中提取 , 從藻類中提取和采用酵母培養(yǎng)生產(chǎn)。從水產(chǎn)品廢棄物中提取蝦青素 : 由于水產(chǎn)品廢棄物中蝦青素含量低 , 提取費(fèi)用高 , 而且由于資源限制 , 這種方法不適合 作為蝦青素的大規(guī)模來源。但由于目前還沒有找到更好的方法 , 國外仍然使用這種方法提取蝦青素。近年來 , 挪威等國采用青貯技術(shù)處理水產(chǎn)廢棄物 ,使回收率提高了 10%,且純度大大提高。實(shí)踐證明 ,在青貯過程中加入無機(jī)酸或有機(jī)酸 ,會破壞蝦青素與蛋白質(zhì)或骨骼部分的結(jié)合 ,從而增加蝦青素的釋放量。從水產(chǎn)加工廢棄物中提取蝦青素的主要生產(chǎn)工藝如下 : 首先 , 在生產(chǎn)蝦青素時 , 將貯存于雙層聚乙烯袋中、在 -70 保存的廢棄物粉碎成膏狀物 , 再按質(zhì)量比 1:1 加入大豆油 , 攪拌均勻后 , 用鉛或鉑把容器圍起來避光。緩緩加熱到 90 停止 ,利用 低溫離心技術(shù)(0 ,11000r/min,10min)收集油溶液 ,使之分層 ,則蝦青素存在于上層色素液中 。 然后用分液裝置分離 、 提純 ,即得蝦青素。此法生產(chǎn)條件要求苛刻 , 生產(chǎn)成本高 ,產(chǎn)量較低 ,產(chǎn)品純度不高。因此 ,目前僅有少數(shù)國家應(yīng)用這種技術(shù)生產(chǎn)蝦青素。也有人采用二氯甲烷直接萃取法 ,從蝦加工廢棄的殘蝦頭、蝦殼中提取天然蝦青素的工藝 ,發(fā)現(xiàn)其回收率高 。也有用超臨界 CO2流體萃取技術(shù)從蝦殼中提取蝦青素的。 利用藻類培養(yǎng)生產(chǎn)蝦青素 ： 目前報道的產(chǎn)蝦青素的藻類主要有雨生紅球藻和綠球藻。雨生紅球藻是一種主要的蝦青素產(chǎn)生菌 , 被 認(rèn)為是一種很有蝦青素商業(yè)生產(chǎn)前景的微藻 ,目前國外優(yōu)良的雨生紅球藻藻體中蝦青素一般約占類胡蘿卜素總量的 90%以上 , 但其自養(yǎng)培養(yǎng)周期長 , 需光照和破壁釋放蝦青素 , 因此進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)比較困難。而綠球藻具有耐高溫和極端 pH、 較快的生長速率、易在戶外培養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn) ,被認(rèn)為是一種極有潛力的蝦青素大規(guī)模生產(chǎn)菌。 安徽工程大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 13 利用酵母菌生產(chǎn)蝦青素 : 目前國外對于利用紅發(fā)夫酵母生產(chǎn)蝦青素的研究較多。紅發(fā)夫酵母具有作為色素生物來源的一些必要的特征 : 如不需要光照 ； 能利用多種糖作為碳源進(jìn)行快速異養(yǎng)代謝 ； 培養(yǎng)時間短 ； 能夠在發(fā)酵罐中實(shí)現(xiàn)高密度培 養(yǎng)等。雖然野生型紅發(fā)夫酵母的蝦青素含量還不夠高 ,與工業(yè)生產(chǎn)要求還有一定的差距 ,但由于其生長速度快 ,發(fā)酵周期短 ,以及色素提取后菌體單細(xì)胞蛋白可作為餌料、飼料添加劑等優(yōu)點(diǎn)而成為目前的研究重點(diǎn)。 5.2.2 化學(xué)合成法 由 -胡蘿卜素轉(zhuǎn)變?yōu)槲r青素需加上 2 個酮基和 2 個羥基 ,化學(xué)合成比較困難 ,且產(chǎn)物大多為順式結(jié)構(gòu) （ 生物合成及需要的蝦青素大多數(shù)為反式結(jié)構(gòu)） 。到目前為止用化學(xué)合成法來工業(yè)化生產(chǎn)蝦青素的企業(yè)只有瑞士 Hofflnann-In-Roche 公司 ,其商品名為Carophyll pink, 全反式蝦青素含量為 5%-10%。因用發(fā)酵法生產(chǎn)的蝦青素含量較低 , 故化學(xué)合成的蝦青素具有一定的競爭優(yōu)勢。蝦青素的合成需經(jīng)多步化學(xué)和生物催化反應(yīng)才能完成 , 其中生物催化的作用是選擇確定合成過程中中間體碳原子的立體構(gòu)型或氧原子的取代位置。化學(xué)合成的主要前體物質(zhì)為 ( S )-3-乙酸基 -4-氧代 - -紫蘿酮 。 它是由不同的微生物對 ( R)-萜烯醇醋酸鹽的不對稱水解 。 后經(jīng)萃取、反流分布及重結(jié)晶等技術(shù)處理所得的產(chǎn)物 , 這種前體物質(zhì)經(jīng)過反應(yīng)轉(zhuǎn)化為含 15 個碳原子 的維悌希鹽 , 最后由 2個含 15 個碳原子的維悌希鹽與一個含 10個碳原子的雙醛發(fā)生反應(yīng)生成蝦 青素。 5.2.3 超臨界流體萃取技術(shù) 該技術(shù)具有蒸餾和液體萃取結(jié)合的特點(diǎn)，使提取物分離更有效，能達(dá)到更高的分離要求且無污染，是目前世界上處于領(lǐng)先地位的最新生物活性物質(zhì)萃取技術(shù)，它是根據(jù)流體在超臨界狀態(tài)下的特性，用超臨界流體做溶劑，常溫下萃取固體或流體原料中的有效物質(zhì)成分的一種高新技術(shù)。選用二氧化碳為萃取劑則具有無臭、無味、不燃、廉價、臨界溫度低等優(yōu)良特性，特別適用于不穩(wěn)定的天然產(chǎn)物和活性物質(zhì)的分離與精制，與傳統(tǒng)的溶劑萃取分離法相比，具有提取物純度收率高，操作簡便，能耗低無污染等顯著特點(diǎn)。 超臨界流體萃取蝦 青素是一個復(fù)雜的過程，其實(shí)質(zhì)是依據(jù)溶劑萃取的物理過程。超臨界流體的物理化學(xué)性質(zhì)，表現(xiàn)其介于液體和氣體之間，具有相當(dāng)高的溶劑密度和溶解能力，及相對低的粘度，擴(kuò)散系數(shù)，有相當(dāng)強(qiáng)的滲透到溶質(zhì)中的能力，這些性質(zhì)顯著提高了溶質(zhì)傳遞到臨界流體中去的速度，提高溶液的作用能力，流體在不同狀態(tài)時典型的物理性質(zhì)見下表。 生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報告 14 液體狀態(tài) 壓力、溫度 密度 g/cm2 擴(kuò)散系數(shù) cm2/s 氣體 P=1atm； T=15-30 （ 0.6-2） 10-3 0.1-0.4 液體 P=1atm； T=15-30 0.6-1.6 （ 0.2-2） 10-5 超臨界流體 P=Pc； T=Tc P=4Pc； T=Tc 0.2-0.5 9.4-0.9 （ 1-3） 10-4 （ 3-9） 10-4 反復(fù)試驗(yàn)證明采用無極性的二氧化碳作為溶劑，在超臨界條件下提取蝦青素，或從其他天然產(chǎn)物中提取類甾醇，生物堿和抗癌藥物的方法取代采用大量有機(jī)溶劑的萃取技術(shù)非常適宜可行。二氧化碳性質(zhì)見下表。 物質(zhì)名稱 臨界溫度（ 0F） 臨界壓力 (mpa) 臨界密度（ g/cm） 二氧化碳 304.2 7.38 0.468 由于超臨界二氧化碳流體萃取的產(chǎn)物顆粒較均勻，非常細(xì)（ 10-15um），不會產(chǎn)生結(jié)晶過程中的產(chǎn)物損失，而且整個裝置采用半連續(xù)自控操作 ，溶劑順序通過萃取劑，萃取不完全的物料總是始終處于首先與新鮮萃取流體相接觸的有利位置，因而可以大幅度提高萃取效率和產(chǎn)品純度。 5.2.4 超臨界二氧化碳流體萃取技術(shù)特點(diǎn) 1）類似高密度液體的溶解能力和氣體的擴(kuò)散性，有利于提高有效成分的收率。 2）對溫度和壓力做很小的調(diào)整時，可以引起溶解能力的很大差異，有利于提高對溶質(zhì)萃取的選擇性，便于溶質(zhì)與流體的迅速分離。 3）萃取溫度一般處于室溫條件下，有利于熱能性組合的萃取。 4）沒有有機(jī)溶劑，產(chǎn)品 純天然。 5）萃取工藝過程簡便，易于操作無污染環(huán)境。 5.2.5 超臨界二氧化碳流體萃取工業(yè)化試驗(yàn)工藝技術(shù)的難點(diǎn) 1）對所選物系制定優(yōu)化試驗(yàn)方案，進(jìn)行超臨界萃取傳質(zhì)的研究，提出最佳萃取劑質(zhì)量流率，夾帶助劑的加入量級其他工藝參數(shù)。 2）測定傳質(zhì)系數(shù)和流體流動性質(zhì)及物質(zhì)有關(guān)物性數(shù)據(jù)。 3）根據(jù)超臨界萃取傳質(zhì)和流動性質(zhì)關(guān)系式，關(guān)聯(lián)出萃取器的模擬放大數(shù)學(xué)模型，編寫工程模擬放大計算機(jī)程序，提出具體放大倍數(shù)和設(shè)備放大尺寸。 4）提出萃取器模擬放大全套技術(shù)文件。 安徽工程大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 15 上述工藝技術(shù)難點(diǎn)均有安徽工程大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 在研究實(shí)驗(yàn) 中予以解決，并完成模擬工業(yè)化試驗(yàn)的生產(chǎn)工藝技術(shù)方案和試驗(yàn)裝置設(shè)備的技術(shù)設(shè)計。 5.2.6 生產(chǎn)工藝設(shè)計基本要求 利用發(fā)酵法生產(chǎn)蝦青素，其工藝過程較復(fù)雜且對過程的監(jiān)測與控制十分必要，所以其生產(chǎn)工藝設(shè)計必須滿足以下要求： 1） 嚴(yán)格按原料來源分批保管和予以處理，根據(jù)市場需求和工藝要求控制培養(yǎng)基與菌種的比例和生長環(huán)境。 2） 根據(jù)提取天然物質(zhì)的種類，確定分段變化或穩(wěn)定操作條件。 3） 以有效和節(jié)能為基本點(diǎn)確定壓力、溫度、 PH、溶解氧 、溶劑與進(jìn)料比、溶率流率，采用助劑的種類，加入量等發(fā)酵 提取 條件 。 4） 發(fā)酵操作形式，根據(jù)投資和自控的可能 性確定間歇或連續(xù)操作。 5） 根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)確定分離提取產(chǎn)物的壓力、溫度、時間等參數(shù)。 6） 分離器操作方法，間歇或連續(xù)，單級或多級是根據(jù)原料種類和類型而定的。 7） 節(jié)約操作費(fèi)用，采用超臨界循環(huán)處理系統(tǒng)（包括脫氣、過濾、測試、脫水、均一化混合）。 5.3 工藝流程 及 生產(chǎn)工藝 優(yōu)化 5.3.1工藝流程 首先將按一定營養(yǎng)比例配置好的培養(yǎng)基經(jīng)滅菌等操作后加入到發(fā)酵罐中，其次通過種子罐進(jìn)行接種，接下來就是發(fā)酵過程，在此過程中要不斷地對罐內(nèi)的發(fā)酵液及菌種進(jìn)行檢測和控制，保證菌體一直處于一個良好的生長狀態(tài)，將更有利于發(fā)酵產(chǎn)物的不斷積累； 待發(fā)酵結(jié)束之后，通過過濾、洗滌、活性炭吸附、陰陽離子交換、蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、干燥 和包裝等過程，即可得到相應(yīng)的產(chǎn)品或產(chǎn)品原料。 5.3.2生產(chǎn)工藝優(yōu)化 除了選育高產(chǎn)菌種以外 ,如何通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝降低發(fā)酵成本也是目前蝦青素生產(chǎn)的研究熱點(diǎn)之一 ,主要有以下三個方面的內(nèi)容 : 培養(yǎng)基組分和培養(yǎng)條件的優(yōu)化 對于紅法夫酵母發(fā)酵 ,培養(yǎng)基的組成、溫度、 pH、溶氧等是關(guān)鍵因素。 Johnson等人研究了紅法夫酵母發(fā)酵的基本條件 :最適生長和色素形成的溫度是 20-22 ,pH 值是 5.0,蝦青素的積累主要在平衡期 ,溶氧對 于蝦青素的積累非常重要 ,當(dāng)溶氧低于 30mmol/(L.h)時 ,蝦青素的含量急劇下降 ,而主要積累 -胡蘿卜素和單烯酮類 Meyer 等人研究了紅法生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報告 16 夫酵母突變株在間歇和恒化培養(yǎng)中培養(yǎng)條件對蝦青素合成的影響。結(jié)果表明 pH 和溫度對蝦青素含量只有很小的影響 ,但對比生長速率和細(xì)胞產(chǎn)率影響較大。 Yamane 等人研究發(fā)現(xiàn)低碳氮摩爾比 ( C： N)有利于紅葡萄糖法夫酵母的生長 ,高 C： N有利于蝦青素合成。但是由于紅法夫酵母具有 Crabtree效應(yīng) ,在高質(zhì)量濃度下 (45g/L),其細(xì)胞產(chǎn)量和蝦青素產(chǎn)量均下降。根據(jù)這一特點(diǎn) ,他們采用兩 步流加發(fā)酵 。 在初始低 C： N 下開始發(fā)酵 ,第一步流加葡萄糖 ,促進(jìn)紅法夫酵母細(xì)胞量的增加 ； 第二步再流加乙醇 ,促進(jìn)蝦青素的合成。120h 發(fā)酵結(jié)束后 ,細(xì)胞干重達(dá)到 30g/L,蝦青素的產(chǎn)量和含量分別達(dá)到 21.6mg/L 和720ug/g。 Ramirez 等人通過因子試驗(yàn)從 pH、溫度、接種量、碳源濃度和氮源濃度五個因素中 ,篩選出溫度和碳源濃度對紅法夫酵母中蝦青素的合成影響最顯著。隨后通過最陡爬坡法和響應(yīng)面分析 ,確定了蝦青素產(chǎn)量最高的培養(yǎng)條件。在該條件下 ,蝦青素的產(chǎn)量8.1mg/L,較優(yōu)化前提高了 92%。 廉價培養(yǎng)基的篩選 為了降低發(fā)酵成本 ， 很多研究都探索用廉價的碳源來替代葡萄糖。 Parajo等報道了紅法夫酵母在纖維素的酶水解物上的生長情況 。 比生長速率為 0.07 h- 1 ,細(xì)胞產(chǎn)率達(dá)0.47g/g 糖 ,蝦青素含量達(dá) 720-1080 mg/kg。 Harrd 采用 10%糖蜜作為發(fā)酵底物 ,蝦青素的質(zhì)量體積比用葡萄糖提高 3倍。其它可利用的廉價碳源還有棗椰汁、玉米粉碎的副產(chǎn)品等。紅法夫酵母可以利用有機(jī)氮源和無機(jī)氮源 ,且總的說來有機(jī)氮源要優(yōu)于無機(jī)氮源。但有機(jī)氮源價格高 , 且性質(zhì)不穩(wěn)定 ,因此很多研究者嘗試采用混合氮源發(fā)酵。 Fang 等對紅發(fā)夫酵母突變株 NCHU-FS301 的研究表明 :酵母膏是最佳氮源 ,蝦青素產(chǎn)量為8.6375mg/L,而使用酵母膏 :牛肉膏 :硝酸鉀 = 1:1:1(質(zhì)量比 )的混合氮源 ,雖然蝦青素產(chǎn)量有所降低 ,但是原料價格便宜很多。 前體物的添加 Calo 等人在培養(yǎng)基中添加 1g/L 的甲羥戊酸 ,結(jié)果順式蝦青素和總類胡蘿卜素產(chǎn)量提高 300%以上。 Flores-Cotera 的研究發(fā)現(xiàn) 。 在培養(yǎng)基中添加 2.8 10- 2mol/L以上的檸檬酸可以顯著提高蝦青素的產(chǎn)量和含量 。 這可能與檸檬酸可作為脂肪酸和類胡蘿卜素 合成的碳源有關(guān)。 5.4 技術(shù)費(fèi)用的列支 本項(xiàng)目技術(shù)開發(fā)費(fèi)用共 380 萬元，計劃在總投資額內(nèi)列支。 5.5 生產(chǎn)工藝車間及輔助車間工段設(shè)置 根據(jù)紅發(fā)夫酵母發(fā)酵生產(chǎn)工藝要求本項(xiàng)目擬設(shè)置以下主要車間、工序、工段。 安徽工程大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 17 1） 生產(chǎn)工藝車間：設(shè)原輔材料預(yù)處理，儲存生產(chǎn)準(zhǔn)備，發(fā)酵，工藝處理，提煉精制等工序。 2） 生產(chǎn)動力機(jī)電修理車間：設(shè)真空、空壓、供配電、供水、制冷、鍋爐、機(jī)電修理、污水處理、儀表修理等工段。 3） 試驗(yàn)檢驗(yàn)中心設(shè)：理化室、工藝試驗(yàn)室等。 5.6 設(shè)備裝置的選擇與設(shè)計 本項(xiàng)目生產(chǎn)工藝設(shè)備裝置的選擇與設(shè)計原則是在既滿足試驗(yàn)裝 置生產(chǎn)工藝技術(shù)要求，保證設(shè)備的先進(jìn)性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、適用性，又要立足國內(nèi)，盡可能利用現(xiàn)有設(shè)備的前提下擬定的。 6、工程設(shè)計方案 6.1 總圖、倉儲及運(yùn)輸 6.1.1總圖布置 本項(xiàng)目計劃在新征土地上進(jìn)行設(shè)計建設(shè)，以充分利用現(xiàn)有廠房、公用設(shè)施、節(jié)約投資。新征地塊經(jīng)城建規(guī)劃批準(zhǔn)用作生化廠發(fā)展建設(shè)用地，征用手續(xù)已辦。 1）總圖布置的原則 ： 滿足工藝流程和建筑物相關(guān)規(guī)范要求； 充分利用原有設(shè)施、裝備以節(jié)約投資； 總平面布置力求緊湊，減少建筑用地，縮短管道及運(yùn)輸線路，人物流分道，保證綠化用地； 整個布置建設(shè)要 與高科技產(chǎn)業(yè)要求相應(yīng)。 2）布置方案 全廠分為后勤管理，生產(chǎn)兩個管理區(qū)，廠區(qū)主干道寬 10米，南北走向，分道寬 5米，路旁綠化寬 4-6米。 主要生產(chǎn)工藝車間，輔助生產(chǎn)車間，動力車間，機(jī)電，儀表修理倉儲等安排在生產(chǎn)區(qū)，生產(chǎn)管理、檢測研究試驗(yàn)中心，生活設(shè)施安排在后勤管理區(qū)。 6.1.2 倉儲及運(yùn)輸 1）倉儲 為滿足項(xiàng)目生產(chǎn)，對原料預(yù)分、預(yù)處理的需要擬再增建 400新倉儲，作為主要原料預(yù)分、處理儲存用。 生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報告 18 2）運(yùn)輸 本項(xiàng)目建設(shè)在蕪湖經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)，開發(fā)區(qū)主干道從其東側(cè) 0.5處穿過，距蕪湖鐵路、公交客貨站，朱家橋 外貿(mào)碼頭，蕪湖機(jī)場等僅有 0.5-10 ，交通十分便利。公司現(xiàn)有客貨車 5輛，總運(yùn)力 50頓。本項(xiàng)目建成達(dá)產(chǎn)后需總運(yùn)力 10000-12500 噸左右，大部分為市內(nèi)短途運(yùn)輸，除依靠自備車運(yùn)輸外，部分大宗燃料、原料的運(yùn)輸可有鐵路、公路、水路承擔(dān)，能夠保證。 6.2 土建 6.2.1地質(zhì)條件 本項(xiàng)目建設(shè)地地質(zhì)條件較好，地勢平坦，地質(zhì)穩(wěn)定，海拔高度 8m 左右，地基耐壓力在 15t/。本項(xiàng)目擬建設(shè)廠房建筑為一般工業(yè)廠房和辦公科研用房，大部分層高和房間負(fù)荷均不大，無特殊要求，完全可以適應(yīng)要求。 6.2.2建設(shè)項(xiàng)目 1）發(fā)酵車間廠 房，建筑面積 1200，局部二至三層鋼筋框架結(jié)構(gòu)（或輕鋼結(jié)構(gòu)），層高 4m，局部層高 13m，層間負(fù)荷按工藝要求設(shè)計。 2）原料預(yù)分、預(yù)處理，儲存庫 400 磚混結(jié)構(gòu)，輕鋼層面 12m 跨，局部兩層，層間負(fù)荷按需設(shè)計。 3）辦公科研檢測實(shí)驗(yàn)用房 1000，局部四層磚混結(jié)構(gòu)，層高 3.5m，層間負(fù)荷 200-250 /。 4）道路 2000 ，圍墻高 2.5m 580m。 5）制冷、動力站、機(jī)電修理廠房 400 ，單層磚混結(jié)構(gòu)，跨度 10m，層高 4m，供配改造 60，其他建筑 120。 6）建筑設(shè)施砼設(shè)備基礎(chǔ)砼 30 ， 150m貯水池一座。 序號 工程名稱 結(jié)構(gòu)形式 工程量單位 工程量 費(fèi)用（萬元） 單價 合價 場地平整工程 1 場地平整 40 0.08/100 3.2 臨時道路 200 0.001/ 0.2 小計 3.4 2 建筑工程 安徽工程大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 19 2.1 發(fā)酵車間廠房 砼框架 1200 0.075/ 90 2.2 原檢預(yù)分處理庫 砼混 400 0.115/ 46 2.3 辦公科研樓 砼混 1000 0.07/ 70 2.4 機(jī)修動力房 砼混 400 0.07/ 28 2.5 其他 砼混 120 0.07/ 8.4 小計 242.4 3 改建 供配電 砼混 60 0.7/ 4.2 小計 4.2 4 室外工程 道路 厚 25cm砼面 200 100元 / 20 建筑設(shè)施 水池 鋼筋砼 150m 1 17 水池 砼磚 103m 1 1.0 基礎(chǔ) 砼 m 30 2.0 圍墻 砼混 m 340 10.6 下水 砼管 m 400 0.6/100m 2.4 小計 53 合計 303 土建、設(shè)備、公用設(shè)施安裝材料匯總表 序號 材料名稱數(shù)量 鋼材（噸） 水泥（噸） 木材（ m3） 其他材料 （噸、 m3） 備注 項(xiàng)目 1 土建工程 110 450 70 2 設(shè)備安裝 普 20/不銹鋼5 20 10 塑料 1噸 3 公用設(shè)施安裝 10 10 6 4 其他 5 5 3 5 合計 145/6 485 89 生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報告 20 6.3 供電 6.3.1 電源及新增電量 1）電源 項(xiàng)目用電計劃新增 500KVA 電力變壓器一臺，配套建成相應(yīng)的高、低壓配電設(shè)施，總供電容量 500KVA，高壓進(jìn)線接城市電網(wǎng)長江路線開發(fā)區(qū)變電站。 2）新增電量 項(xiàng)目生產(chǎn)新增電量 440KW；其中，生產(chǎn)動力、照明電量 400KW；后勤生活用電 40KW。用電設(shè)備裝機(jī)總?cè)萘?480KW，生產(chǎn)最大用電量 360KW。 6.3.2 供電方式 1）廠內(nèi)高低主干線路由配電站架空送至各用電點(diǎn)，個別特殊用電點(diǎn)設(shè)計敷設(shè)鎧裝電纜。 2）為確保用電質(zhì)量在廠配電站內(nèi)設(shè)功率因數(shù)自動控制器加電容補(bǔ)償裝置式。設(shè)車間控制分柜。各車間內(nèi)按需設(shè)低壓配電柜或配電箱，并設(shè)分表計量， 較大設(shè)備用電根據(jù)規(guī)范要求由廠配電站專線直供，車間內(nèi)設(shè)電控裝置就近操作。 3）車間內(nèi)動力用電大部分采用地溝敷設(shè)全塑鎧裝電纜加護(hù)套保護(hù)接至各用電設(shè)備，弱電用線按需進(jìn)行屏蔽或?qū)＞€處理。 廠房建筑物及高大室外 設(shè)備裝置均按規(guī)范要求進(jìn)行防雷接地設(shè)計，設(shè)備機(jī)架，外殼及金屬構(gòu)筑物均按規(guī)范做好接零保護(hù)。 6.4 給排水 6.4.1 供水 1）水源 廠區(qū)設(shè)有 DN100供水干管，水源接至城市自來水管網(wǎng)，經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū) DN400 支干管，最大供水量 60 噸 /時，水質(zhì)符合城市生活用水標(biāo)準(zhǔn)。 2）用水量 本項(xiàng)目生產(chǎn)最大用水量 140 噸 /時， 主要用水為熱交換水， 其中制冷、空壓、生產(chǎn)熱交換用水 120噸 /時，生產(chǎn)工藝用水 5-10噸 /時，生活用水 3噸 /時，原料預(yù)處理用水5-10噸 /時，其他用水 5噸 /時，循環(huán)水補(bǔ)充 5-25噸 /時。 3）供水方案 設(shè)計建設(shè) 150噸 /時，制冷、生產(chǎn)熱交換用水的循環(huán)回收供水系統(tǒng)， 150m半埋式鋼筋砼循環(huán)水儲水池一座，配套 200 噸 /時循環(huán)水降溫處理設(shè)備及相應(yīng)的封閉循環(huán)輸送管路，水泵系統(tǒng)以解決主要用水水源和節(jié)約用水，熱交換水損耗部分由新鮮自來水予以補(bǔ)充。 安徽工程大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 21 設(shè)計建設(shè) 2噸 /時離子交換水處理系統(tǒng)兩條，配套 10噸純水儲罐 2臺及相應(yīng) 的泵送管路系統(tǒng)，以保證原料發(fā)酵精制特殊用水的需要。 消防用水采用與生產(chǎn)用水合一的管道系統(tǒng)，室內(nèi)外分別按 5升 /秒， 10升 /秒設(shè)計，全廠按需設(shè)室內(nèi)外消防栓。 自來水供水用鍍鋅鋼管由廠 DN100 主干管上接至各用水點(diǎn)，并裝表計量。 6.4.2 排水 新廠區(qū)排水系統(tǒng)完善，廠內(nèi)設(shè)有 DN400 砼排水干管，并接入城市排水系統(tǒng)。本項(xiàng)目因設(shè)計有生產(chǎn)熱交換水回收、降溫、循環(huán)使用系統(tǒng)使絕大部分熱交換水，原料洗滌用水得以回收利用，僅有少部分生產(chǎn)工藝污水和生活污水及地表雨水排入排水管，水量最大約 20-30噸 /時，按需要對排水系統(tǒng)進(jìn) 行規(guī)劃設(shè)計 6.5 熱力真空、空壓與采暖通風(fēng) 6.5.1 供熱、制冷 1）熱負(fù)荷 本項(xiàng)目生產(chǎn)用汽最大為 1.2 噸 /時（ 0.3-0.6mpa）生活用汽最大 0.4 噸 /時（ 0.1-0.6mpa）。最大 計算熱負(fù)荷 1.4 噸 /時，新廠配套設(shè)施齊全，可以滿足項(xiàng)目所需僅按需配置管線至各用汽點(diǎn)。 2）制冷負(fù)荷 工藝用冷凍水（ 5-15） 100m/時，回水溫差 6。 制冷（二氧化碳冷凝，原料儲存， 5以下） 10萬大卡 /時最大計算冷負(fù)荷 20萬大卡 /時。 3）本項(xiàng)目和設(shè)計建設(shè) 20萬大卡 /時制冷站一座，設(shè)計選用螺桿式 ZS-KF型 10萬大卡冷水機(jī)組兩臺，配套建設(shè)相應(yīng)的管線。 6.5.2 真空、空壓 1）真空用于生產(chǎn)工藝中物料的負(fù)壓抽提，過濾和研究試驗(yàn)的物料轉(zhuǎn)移，水處理再生液的輸送，最大計算耗量（ 5 10-4mpa） 200m-250m/時，設(shè)計選用 300m/時， W4真空泵一臺以滿足需要。 2）壓縮空氣用于物料的壓力輸送、過濾和最大計算耗量（ 0.6mpa） 4.5m-6m/分，設(shè)計選用 V型無油潤滑空壓機(jī) 2臺，與真空泵同置動力車間廠房內(nèi)，配套相應(yīng)的真空 ，空壓熱交換，緩沖罐及管道系統(tǒng)。 6.5.3 采暖、通風(fēng) 生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報告 22 本項(xiàng)目生產(chǎn)車間一般工段不考慮采暖，但儀表控制室、試驗(yàn)室等有特殊要求部分設(shè)計安裝空調(diào)，其余均按需配套通風(fēng)機(jī)，解決生產(chǎn)通風(fēng)問題，為防暑降溫，按需配裝電扇。 6.6 工藝過程的檢測與自動化 6.6.1 自動化控制的要求 1） 保證試驗(yàn)生產(chǎn)正常進(jìn)行，確保產(chǎn)品質(zhì)量，降低材料能耗消耗，改善操作條件，提高勞動生產(chǎn)率。 2）滿足紅發(fā)夫酵母發(fā)酵制取蝦青素工藝需要。 3）對生產(chǎn)過程中的溫度、壓力、流量、液位、 PH 值等參數(shù)能分別進(jìn)行連續(xù)或不連續(xù)的現(xiàn)實(shí)、檢測、連鎖報警控制。 4）與發(fā)酵提取工藝的國際先進(jìn)水平相適應(yīng)，設(shè)計實(shí)施高標(biāo)準(zhǔn)同時 考慮節(jié)約投資。 6.6.2 控制方式設(shè)計 為節(jié)約投資和保證高水平，不采用計算機(jī)集中控制的方式，而設(shè)計采用安全連續(xù)系統(tǒng)，根據(jù)物料和主要工藝控制點(diǎn)、操作條件的不同采用，控制室集中主要參數(shù)的控制與就地顯示控制相結(jié)合的方式，為適應(yīng)本項(xiàng) 目的高科技水平和示范意義，確保試驗(yàn)成功，自動控制生產(chǎn)工藝全過程的設(shè)計實(shí)施原則是安全、先進(jìn)、實(shí)用、節(jié)省投資。 6.7 機(jī)電儀表修理及其他 公司本身具有一定的機(jī)電儀表維修能力，本項(xiàng)目新增機(jī)電儀表設(shè)備自動化水平高，設(shè)備裝置多數(shù)為特種鋼制造，維修保養(yǎng)就有較高要求，試驗(yàn)生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行要求高質(zhì) 量的機(jī)電儀表檢修水平，計劃以重點(diǎn)培養(yǎng)生產(chǎn)設(shè)備儀表維修技術(shù)人員，請專家現(xiàn)場指導(dǎo)，招聘高級專業(yè)人才，依托協(xié)作單位等方式解決，設(shè)置機(jī)電修理工段并配備相應(yīng)的設(shè)備，檢測儀表。 7、 環(huán)境保護(hù)、勞動安全衛(wèi)生與消防 7.1 環(huán)保 7.1.1 污染源及治理措施 1）水污染源 本項(xiàng)目生產(chǎn)原料單一，生產(chǎn)工藝是具有國際一流水平的清潔工藝技術(shù)，污染小，整個過程僅有少量水（無毒）和部分二氧化碳逸出排放，不造成環(huán)境問題，清洗用水經(jīng)處理進(jìn)入熱交換水循環(huán)系統(tǒng)使用，外排量較小，經(jīng)處理不造成環(huán)境污染，生活污水和地表雨水、污水經(jīng)所建污水池沉淀、過 濾處理后排入下水管。原料的儲存堆積易造成霉變污安徽工程大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 23 染，只需加強(qiáng)管理，分批進(jìn)料嚴(yán)格操作把關(guān)，霉變可以避免，其他材料均無毒無害，不造成環(huán)境問題。 2）粉塵污染源 主要是 2 噸鍋爐，新廠 2 噸鍋爐除塵設(shè)施配套齊全，原裝旋風(fēng)除塵裝置除塵率 90%以上，該爐正常運(yùn)行時，每小時耗煤 360公斤，年耗煤 720噸左右，只要加強(qiáng)管理 嚴(yán)格操作紀(jì)律，其粉塵排放完全可以達(dá)標(biāo)。 3）噪聲源 主要來自空壓站，真空泵和制冷機(jī)，本項(xiàng)目設(shè)計實(shí)施時設(shè)計選用低噪聲機(jī)組，安裝噪聲隔離裝置使之達(dá)標(biāo)。 7.1.2 環(huán)保投資 為解決生產(chǎn)試驗(yàn)中的粉塵、污水、噪聲污染 ，使之達(dá)標(biāo)排放計劃在總投資中列支 30萬元用于相關(guān)工藝設(shè)備的添置與改造。 7.1.3 本項(xiàng)目的三廢治理措施和環(huán)境影響的預(yù)測 本項(xiàng)目依據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB3095-1996，大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB16297-1996，污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB8978-88，工業(yè)企業(yè)界噪聲標(biāo)準(zhǔn) GB12348-90等規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)進(jìn)行設(shè)計實(shí)施，使三廢的排放達(dá)到環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。 1） 本項(xiàng)目投產(chǎn)后有較少廢氣和粉塵產(chǎn)生。 2） 本項(xiàng)目投產(chǎn)后，工藝過程全封閉進(jìn)行，無泄漏，有少量生活污水和冷卻水排放，經(jīng)處理對環(huán)境不構(gòu)成影響。 3） 本項(xiàng)目投 產(chǎn)后又較少廢渣產(chǎn)生。 4） 本項(xiàng)目投產(chǎn)后所有裝備無超標(biāo)噪聲源，而產(chǎn)生噪聲源的公用工程裝備均集中安排，并設(shè)計已配備防隔噪聲裝置。 對已有的環(huán)保措施只需進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和配套，以滿足本項(xiàng)目的需要，在總投資中已予以考慮。 7.2 勞動衛(wèi)生安全消防 7.2.1 勞動衛(wèi)生 項(xiàng)目生產(chǎn)試驗(yàn)過程中原料的預(yù)處理體積大、松散夾帶一定的灰塵，為改善勞動條件計劃按風(fēng)選、噴淋、風(fēng)干、風(fēng)送封閉系統(tǒng)設(shè)計實(shí)施。 7.2.2 安全 生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報告 24 1）生產(chǎn)試驗(yàn)系統(tǒng)中部分設(shè)備處于高壓狀態(tài)，操作不當(dāng)易發(fā)生事故，加強(qiáng)管理，嚴(yán)格操作紀(jì)律，可避免事故發(fā)生。 2）建筑按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 做好防雷接地，用電裝置設(shè)備及金屬構(gòu)筑物做好接地接零保護(hù)。 7.2.3 措施 本項(xiàng)目依據(jù)勞動部頒發(fā)的關(guān)于產(chǎn)生建設(shè)項(xiàng)目職工安全衛(wèi)生監(jiān)督暫行規(guī)定、工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) TJ36-79 等規(guī)定、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計、實(shí)施，使之符合工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，做到預(yù)防為主，防治結(jié)合。 1） 加強(qiáng)勞動安全衛(wèi)生管理，進(jìn)行以防為主的教育，建立健全管理機(jī)構(gòu)，制定切實(shí)可行的規(guī)章管理制度。 2） 對全體員工進(jìn)行勞動衛(wèi)生安全教育，持證上崗。 3） 對生產(chǎn)工藝裝置和工藝管道的安全防護(hù)裝置、電氣接地接零有效可靠，定期檢查，杜絕事故的發(fā)生 7.2.4 消防 本項(xiàng)目根據(jù)建筑設(shè)計防火規(guī)范 GBJ16-87、建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范 GBY140-90參照防火手冊等，結(jié)合建設(shè)條件和生產(chǎn)工藝特點(diǎn)進(jìn)行考慮，消防設(shè)施的設(shè)計與安排。 本項(xiàng)目的主要原輔材料化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不燃不爆。 根據(jù)全廠和各個生產(chǎn)、輔助車間特點(diǎn)，生產(chǎn)原輔材料工藝的性質(zhì)及車間、廠房等建筑情況分析，本項(xiàng)目投產(chǎn)后灼防火等級屬丁級，根據(jù)需要在室內(nèi)外相應(yīng)位置設(shè)置消防栓和 1211推車式滅火器和 D11手提式滅火器。 8、節(jié)能 8.1 能耗 本項(xiàng)目建成達(dá)成后總能耗： 1080 噸標(biāo)煤 綜合能耗： 204公斤 /萬元 8.2 節(jié)能 措施 由于本項(xiàng)目采用國際一流先進(jìn)的工藝技術(shù)，節(jié)能降耗是主要特點(diǎn)之一，與老工藝相比，單位成品的綜合能耗大大降低，主要措施是： 1） 采用先進(jìn)工藝，選擇設(shè)計節(jié)能設(shè)備。 2） 大型動力用電設(shè)計選用變頻控制技術(shù)。 3） 全部采用節(jié)能照明燈具。 安徽工程大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 25 4） 水電、蒸汽、制冷等分別設(shè)表單獨(dú)計量，做好熱力制冷管線的隔熱保溫處理。 5） 熱交換水、洗滌水回收循環(huán)利用。 9、組織機(jī)構(gòu)勞動定員及人員培訓(xùn) 9.1 組織機(jī)構(gòu) 陜西森弗生物技術(shù)有限公司 實(shí)行董事會領(lǐng)導(dǎo)下的總經(jīng)理負(fù)責(zé)制，公司內(nèi)設(shè)辦公室、財務(wù)室、市場銷售部、供應(yīng)部、生產(chǎn)、調(diào)度部和技術(shù)開發(fā)部（與研究中心一套班 子） 等部門。公司有按現(xiàn)代企業(yè)制度要求設(shè)置的組織機(jī)構(gòu)健全且管理有序，本項(xiàng)目建成后設(shè)立加工廠納入原有機(jī)構(gòu)系統(tǒng)之中，有公司統(tǒng)一管理。 9.2 勞動定員 本項(xiàng)目加工廠試驗(yàn)生產(chǎn)需職工 82人，其中加工廠行政管理及工程技術(shù)人員 12人，操作工人 45 人，輔助車間 18 人，（其中：鍋爐 4人，空壓真空 3人，制水 2人，制冷 3人，機(jī)電修理 3人，供配電 3人），輔助 3人，門衛(wèi) 4人。 9.3 人員培訓(xùn) 為適應(yīng)現(xiàn)代高科技 工藝技術(shù)生產(chǎn)和企業(yè)管理的要求，確立。人才技術(shù)優(yōu)勢，本項(xiàng)目所需管理人員，技術(shù)人員主要從相應(yīng)專業(yè)畢業(yè)的大中專院校畢業(yè)生中選用或人 才市場聘用，特殊高級技術(shù)人才擬從大專院校、科研機(jī)構(gòu)中特聘，一般操作個人，從中專或職業(yè)高中錄用，所有人員一律實(shí)行聘任制。在上崗前進(jìn)行崗前培訓(xùn)，合格上崗，并定期進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)、考核，以保證人員素質(zhì)的提高，培訓(xùn)方式以派出委培、請專家現(xiàn)場教授、舉辦技術(shù)講座等形式。 10、項(xiàng)目實(shí)施計劃 10.1 項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容 1）項(xiàng)目的實(shí)施管理 本項(xiàng)目的可行性研究報告的編制和上級批準(zhǔn)安排 2個月時間，初步設(shè)計、土建施工、設(shè)備訂貨、安裝調(diào)試，到投產(chǎn)共需 18個月，預(yù)計到 2012年 6月底全部工程完工， 2012年試生產(chǎn)。為了保證本項(xiàng)目的順利 實(shí)施和按計劃投產(chǎn)，該企業(yè)專門組建了以公司總經(jīng)理負(fù)責(zé)，各有關(guān)職能部門參加的本職項(xiàng)目實(shí)施組織機(jī)構(gòu)，配備相應(yīng)的工程技術(shù)人員和管理人員，統(tǒng)一指揮，分工協(xié)作，明確責(zé)任，加強(qiáng)在土建施工、設(shè)備訂貨、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)中的銜接，實(shí)現(xiàn)全過程的監(jiān)督管理，項(xiàng)目實(shí)施組織機(jī)構(gòu)人員名單如下： 機(jī)構(gòu)人員名單 生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報告 26 姓名 職位 職稱 分工 2）項(xiàng)目的設(shè)計和訂貨 本項(xiàng)目所需設(shè)備均可市場購置或按設(shè)計要求委托加工制造。對于企業(yè)內(nèi)部可以調(diào)劑使用的設(shè)備和儀器儀表，在保證生產(chǎn)質(zhì)量、操作安全和使用精度的前提下， 優(yōu)先予以安排，自行制造的設(shè)備裝置，應(yīng)制定詳細(xì)生產(chǎn)計劃，按項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度要求，高質(zhì)量的完成。 3）施工階段 本項(xiàng)目工程施工和設(shè)備安裝調(diào)試預(yù)計 16個月完成。 10.2 項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度 按上述進(jìn)度情況編制項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度表。 11、投資估算、資金籌措及實(shí)施計劃 11.1 項(xiàng)目總投資的估算 項(xiàng)目總投資由固定資產(chǎn)投資總額和項(xiàng)目流動資金兩部分組成。本項(xiàng)目建設(shè)總投資估算為 6500萬元，其中固定資產(chǎn)投資總額為 4500萬