1、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5000 公斤/年生物發(fā)酵法生產(chǎn)透明質(zhì)酸項(xiàng)目可行性研究報(bào)告一、總 論項(xiàng)目概述該項(xiàng)目屬于生物化工領(lǐng)域，旨在將保濕性能好、生物相容性強(qiáng)的生物功能材料透明質(zhì)酸實(shí)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 4.56.0g/L，產(chǎn)率提高 20%以上，技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。項(xiàng)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 濕因

2、子，又稱為“仿生化妝品”。由于保濕性強(qiáng)、生物相容性好，透 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(xiàng)目的實(shí)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(xiàng)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(shí)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(xiàng)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1深刻的社會意義。因此應(yīng)加快生物

3、發(fā)酵法生產(chǎn)透明質(zhì)酸的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，使產(chǎn)品系列化和規(guī)?；欣谙掠萎a(chǎn)品的研制和開發(fā)。本項(xiàng)目利用蔗糖和無機(jī)鹽為原料，采用先進(jìn)的代謝調(diào)控技術(shù)生產(chǎn)技術(shù)含量高、附加值高的產(chǎn)品，有較高的技術(shù)創(chuàng)新水平和較強(qiáng)的市場競爭力，而且符合國家產(chǎn)業(yè)、 技術(shù)政策。 該項(xiàng)目的實(shí)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(xiàng)目的技術(shù)創(chuàng)新論述（1）本項(xiàng)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 濾等高新分離技術(shù)將透明質(zhì)酸和蛋白質(zhì)成份進(jìn)行分離純化，得到高純 度的產(chǎn)品。以射線，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

4、藝參數(shù)，發(fā)酵過程實(shí)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(xiàng)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2簡單可行，成功率高，避免了盲目性，大力的提高了透明質(zhì)酸的方法。采用磁場復(fù)合快中子及射線誘變，提高了誘變成功率，降 低了回復(fù)突變的可能性。采用高效絮凝劑，使細(xì)菌易于沉降。為后續(xù)膜分離奠定基礎(chǔ)。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

5、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 發(fā)酵生產(chǎn)水平 5.58.0g/L，使產(chǎn)率提高 20%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(xiàng)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)品比較項(xiàng)目國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀：透明質(zhì)酸（簡稱 HA），是由-D-N-乙酰氨葡萄糖和-

6、D-葡萄糖醛酸為結(jié)構(gòu)單元的以-1，4-糖苷鏈連成的一種鏈狀高分子酸性粘多糖，由美國 Meyer 等人首先從牛眼玻璃體中分離出該物質(zhì)。它是一種性能優(yōu)良的生化物質(zhì)，對人體皮膚刺激性小， 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3能，是目前國內(nèi)外生物化工界熱點(diǎn)產(chǎn)品之一。目前常用的生產(chǎn)制備技術(shù)有兩種：一是利用天然原料即從動物組織中提取，主要原料是人的臍帶、雞冠和牛眼玻璃體等。用丙酮或乙醇將原料脫脂、脫水、風(fēng)干后，用蒸餾水浸泡、過濾，然后以氯化鈉水溶液和氯仿溶液處理，之后加入胰蛋白酶保溫得到混合液，最后用離子交換劑進(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

7、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。存在的主要問題：采用發(fā)酵法制造的透明質(zhì)酸，關(guān)鍵在于菌種的選擇，目前多選用鏈球菌屬類菌種等。我國利用動物組織提取生產(chǎn)透明質(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。 生物發(fā)酵法具有產(chǎn)品不受原料資源限制，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，但發(fā)酵水平有待于提高，與國外先進(jìn)水平仍有較大差距，后提取技術(shù)也有待于改進(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(xiàng)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

8、法國際發(fā)酵法本項(xiàng)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1.1106蛋白質(zhì)含量（%）8-1251.01葡萄糖醛酸（%）17-2530-3435-4044重金屬離子（pb.ppm）404040104砷（ppm）10101010國際先進(jìn)水平以日本 Chisso 公司產(chǎn)品為標(biāo)準(zhǔn)由表可知，本項(xiàng)目在發(fā)酵水平已達(dá)到國際領(lǐng)先水平，重金屬離子的含量也較低，蛋白質(zhì)含量接近國際水平，總體水平達(dá)到國際先進(jìn)水平。三項(xiàng)目產(chǎn)品市場調(diào)查與競爭能力預(yù)測項(xiàng)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

9、的保濕性能、生物相溶性好， 被廣泛應(yīng)用于高中檔化妝中和醫(yī)藥方面。同時還是一種抗癌藥物，可有效刺激免疫系統(tǒng)，阻止癌細(xì)胞擴(kuò)散等作用。目前國內(nèi)化妝品行業(yè)的市場潛在需求量約 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， 透明質(zhì)酸作為一種新的生物功能新材料，已成為當(dāng)前國內(nèi)外極具發(fā)展?jié)摿Φ幕瘜W(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(xiàng)目指標(biāo)透明質(zhì)酸分子量(Da)1.1106蛋白質(zhì)含量(%)0.1葡萄糖醛酸(%)44重金屬離子（pb ppm）1PH(1%的水溶液)6075干燥失重10細(xì)菌個數(shù)10砷（ppm）2本項(xiàng)目產(chǎn)品國內(nèi)生產(chǎn)狀況本

10、項(xiàng)目產(chǎn)品國內(nèi)的生產(chǎn)方法有提取法和發(fā)酵法。國內(nèi)幾家利用雞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，5產(chǎn)品質(zhì)量很低，產(chǎn)量很小，純度很低，基本處于停產(chǎn)狀態(tài)。發(fā)酵法生產(chǎn)廠家共有ft東福瑞達(dá)公司、東營東辰集團(tuán)，前兩者均采用原ft東省商業(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(xiàng)目產(chǎn)品國內(nèi)外市場情況透明質(zhì)酸優(yōu)異的保濕功能就受到了國際化妝品界的廣泛關(guān)注，富含透明質(zhì)酸的化妝品可以從真皮中汲取大量水分。同時，由

11、于表皮脂層質(zhì)屏障作用，可以防止水分蒸發(fā)與散失，達(dá)到維持皮膚水環(huán)境的恒定作用。無論在低溫度還是在高溫度條件下，它都具有相同的高吸濕性。因此，它被當(dāng)作一種理想的天然保濕因子，廣泛應(yīng)用于化妝品中， 制成適合不同膚質(zhì)、氣候、環(huán)境下使用的產(chǎn)品。透明質(zhì)酸還能改善皮膚生理?xiàng)l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)境，加強(qiáng)營養(yǎng)物質(zhì)是供給，起到護(hù)膚養(yǎng)顏的效果。研究表明，透明質(zhì)酸可以阻止細(xì)胞中一些酶的生產(chǎn)，減少自由基的形成，在防止自由基破壞細(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；低分子量透明質(zhì)酸具有抗炎、抑制病菌產(chǎn)生、保持皮膚光潔的作用；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

12、、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、 口紅、粉底等化妝品必備的添加劑，以達(dá)到增濕保濕、嫩膚抗衰老和抗皺消炎等功效。目前，含有這種成分的化妝品被公認(rèn)為“仿生化妝6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）1985 年101995 年1906000 萬元2000 年3001.5 億2010 年800（預(yù)計(jì)）5 億其中三資企業(yè)達(dá) 380 余家。化妝品企業(yè)的規(guī)模也勿容忽視，市場競爭很是激烈，名牌俱出，各相爭強(qiáng)，高品位、高檔次化妝品層出不窮。 在化妝品的品

13、種、檔次上，也積極向國際水準(zhǔn)靠攏，一些化妝品企業(yè)也不斷在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上檔次、創(chuàng)品牌。透明質(zhì)酸成為高級化妝品中的重要原料，以下為近二十二年來化妝品工業(yè)的產(chǎn)值發(fā)展情況及二十一世紀(jì)的發(fā)展計(jì)劃見下表以上數(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) 5

14、000 公斤/年，透明質(zhì)酸遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國內(nèi)市場的需要，從質(zhì)量指標(biāo)而看，完全可代替進(jìn)口，可以打進(jìn)國際市場，為國家創(chuàng)匯。本生物發(fā)酵法生產(chǎn)的透明質(zhì)酸產(chǎn)率高、成本低，提取工藝簡單，7可以生產(chǎn)不同分子量的產(chǎn)品滿足市場需求，有較好的競爭優(yōu)勢和較好 的市場前景。四、項(xiàng)目實(shí)施方案技術(shù)方案：該項(xiàng)目所用原料為蔗糖和無機(jī)鹽等，利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)透明質(zhì) 酸這一反應(yīng)機(jī)理，采用代謝調(diào)控和膜分離等高新技術(shù)提取純化得到透 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

15、。2、生產(chǎn)方案論述21 生產(chǎn)設(shè)備清單：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100 m3/ h2臺104去離子水1t/h1臺組合塔器201酒精回收塔6001臺不銹鋼外購202種子罐500l2臺不銹鋼定做8203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3 m31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

16、罐6臺不銹鋼 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 該項(xiàng)目所用原材料為著糖、無機(jī)鹽等，原料充足易于采購。材料名稱規(guī)格用量（噸）供應(yīng)渠道蔗糖30外購酵母粉2208外購牛肉膏2208外購蛋白胨42外購消泡劑0 5外購片堿90%25本地?zé)o機(jī)鹽11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9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

17、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(xiàng)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)廠區(qū)各建筑物內(nèi)部均設(shè)有室內(nèi)消火栓和滅火器，每個室內(nèi)消火栓 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(shí)施。c、本設(shè)計(jì)遵循的主要設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ15-88室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ13-86室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ14-87建筑設(shè)計(jì)防火

18、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10380/220V。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)

19、接地。供熱本工程總用汽量為 2.5t/h，本項(xiàng)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)”，本項(xiàng)目采用文丘里水膜除塵器，除塵效率達(dá) 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(xiàng)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。11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)”，高空排放。五、投資預(yù)算與資金籌措投資估算本項(xiàng)目擬進(jìn)行技術(shù)

20、創(chuàng)新，提高產(chǎn)品質(zhì)量建設(shè) 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(xiàng)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(jì)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5012其它50合計(jì)2302新增資金籌措本項(xiàng)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5 元/噸12000.6電055 元/度80 萬度44蒸汽220 元/噸年20000 噸440合計(jì)1316固定費(fèi)用計(jì)取定員及工資：項(xiàng)目定員 30 人，工資及福利費(fèi)用按 30000 元/人年計(jì)取。13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(jì)取。財(cái)務(wù)費(fèi)用：按現(xiàn)行財(cái)務(wù)制度執(zhí)行，