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1、山东百龙创园生物科技有限公司 年产120吨虾青素乳油产业化项目 第一章 总论1.1.5可行性研究报告编制依据（1）国家“十一五”规划纲要及相关产业政策（2）“轻工业建设项目可行性研究报告编制内容深度规定”QBJS5-2005（3）山东百龙创园生物科技有限公司年产120吨虾青素乳油产业化项目建议书（4）山东百龙创园生物科技有限公司提供的项目基础资料1.1.6项目提出的背景虾青素（astaxanthin/astacin/astacean）是自然界水生动物体中主要的类胡萝卜素成分，对水生生物的生命活动有重要的意义。同大多数动物一样，人类不能在体内合成类胡萝卜素类物质，也只能通过食品摄入而获得，如水产
2、品，如虾、蟹和某些冷水鱼类中就含有虾青素，成为人们补充类胡萝卜素的动物性来源。虾青素的分子结构如图所示，其化学名称为3，3-二羟基-4，4-羰基-b-胡萝卜素。是一种氧化态的胡萝卜素，研究表明虾青素的抗氧化能力是维生素E的500倍，是胡萝卜素的11倍以上，具有明显的抗氧化、消除活性的单线态氧的作用。地球上虾青素的最终生产者是植物和一些如藻类等微生物，水产品中的虾青素也是通过饮食而摄入的。人们可以从甲壳类的加工废弃物中提取，但产量极为有限且受季节的变化。美国罗氏公司发明了化学合成法制造虾青素，但生产成本高昂，且大多数为顺式结构，在体内也不能转化成天然的反式构型。而且由于虾青素分子中含有两个手性的
3、碳原子，化学合成的虾青素为混旋的组成，其生物可利用度比天然的虾青素有很大的差别。美国食品药品管理局（FDA）仅批准反式结构的虾青素用于水产养殖的添加剂，而且不准任何化学合成产品进入保健食品市场。多数国家不允许使用合成虾青素用于饲料添加剂方面。因此迫切需要有非化学合成的廉价的生产工艺取代合成工艺。近年来，人们开始研究通过培养天然的虾青素生产者来生产虾青素，这些工艺主要包括以下两类：其一，用人工培养特殊的单细胞绿藻（Chlamydomonas nivalis），采用特殊的人工光照生物反应器或在天然露天池塘中进行藻类的培植，又称为红色池塘工艺，吸收光能和二氧化碳使细胞内积累虾青素。其二，使用一种产红
4、色素的酵母菌种（Phaffia rodozyma）采用传统的深层发酵技术，将糖质类原料转化为含虾青素的酵母菌体。两种途径比较，第一种通过所谓“红色池塘”技术通过光合作用培养的藻类中的虾青素含量较高，原料成本较低但培养技术复杂，生产周期长对气候、阳光和场地的要求较高，生产效率不高；第二种采用糖质原料发酵生产，利于大规模高密度生产，而且不受地域和气候的限制，是当今世界上最具工业化潜力的生物法虾青素生产工艺。 在我国的云南省，曾经建设有绿藻工艺的虾青素生产装置建设，后来因为生产效率低下，成本高昂等原因被迫下马转卖。在东南沿海建设的酵母虾青素生产线也因为技术水平低下和产品单一没有形成真正的生产规模，造
5、成国内被迫大量进口罗氏公司的合成虾青素，付出了昂贵的代价。本项目所采用的虾青素生产技术是基于优良的虾青素生产能力菌种，配合高度共用而互补的产品提取精制工艺，使得一条生产线同时获得两种最重要的天然抗氧化手性药物中间体和食品配料，为突破生产成本瓶颈并提高虾青素的生产效益提供了必要的条件。1.2 研究工作概述1.2.1研究工作概况山东省食品发酵工业研究设计院接受该项目可行性研究报告的委托后，组织精干力量成立专门的研究工作组，并实地考察了建设地点，了解了企业现状，与公司主要领导和技术人员进行了讨论，收集了项目的基础资料，初步提出了几个重点研究问题。（1）市场分析：研究工作对产品进行市场分析和需求预测，
6、项目完成后能否产生效益，产品销售市场是关键。（2）技术方案分析：对产品方案和产品的科技含量进行系统论证分析，通过技术和设备比选，确定先进合理的工艺和设备选型方案，初步确定项目的土建结构形式及公用工程的方案和节能措施。（3）建厂条件分析：对项目的实施条件、厂址、原材料能源供应、交通条件、环境保护、劳动安全及消防进行可行性分析。（4）环境评价分析：通过项目生产对环境影响综合分析，确定三废处理方案，废水达标排放。（5）经济效益评价：对项目进行总投资估算、成本估算和经济效益分析，通过成本、收益和投资回收情况的分析进行财务及经济评价。1.2.2项目主要建设条件1、拟建地点项目拟建在位于禹城市高新技术产业
7、开发区山东百龙创园生物科技有限公司内。2、建设规模与目标本项目建设规模与目标为主产品虾青素乳油产品（含虾青素5%）120吨/年，副产品蛋白饲料3000吨/年。3、主要建设条件1）市场条件虾青素具有提高人体的免疫系统的反应能力；对人类细胞的抗癌活性；保护视网膜的光感受器和其他组织的紫外线破坏和光氧化；消炎作用及防止血液中的低密度脂蛋白-胆固醇的氧化性破坏，在食品、医疗保健方面的应用前景也是非常可观的。虾青素应用于高档鱼类和家禽的养殖业，国内生产的产品如虹鳟鱼等的养殖所需要的虾青素主要依赖进口，因而发展饲料加工等方面的巨大潜力。每年含虾青素的产量需求既可达数十万吨，总价值达数亿美元。2）资源条件主
8、要原材料：本项目主要原料为淀粉糖、玉米浆等。山东百龙创园生物科技有限公司所在地山东省禹城市是国内主要的淀粉深加工基地之一，该公司主要生产低聚异麦芽糖、低聚果糖、麦芽糖醇等功能糖产品，完全可以满足原料要求，具有优越的资源优势。能源动力：供电：供电由山东禹城市电力总公司供给，10kV供电线路经过厂区位置，区域供电设施完善，完全可以满足项目用电要求。供热：供热由禹城市新园热电公司供给，集中供热管路经过厂区位置，区域供热设施完善，完全可以满足项目用热要求。供水：厂区现建有自备深水井3口，总取水量150m3/h，水质优良，用水富余量完全可以保证项目用水供应。3）技术条件山东百龙创园生物科技有限公司与中国
9、发酵食品研究院有着长期的合作关系，联合开发了虾青素的研究、实验和工业化生产，山东百龙创园生物科技有限公司拥有该项目技术的所有知识产权。技术优势：1、该项目选育得到高产的虾青素生产菌种，其产量达到了25003000微克/克，达到了国内先进水平；2、实现了利用中性醇溶液进行高效虾青素萃取的工艺路线，避免了酸化破壁造成的不良影响；3、创造了利用廉价的玉米加工副产品为主要原料生产高含量虾青素酵母的发酵生产技术，大大降低了生产的成本；4、技术成果通过了由中国轻工联合会组织的专家鉴定，认为技术达到了国内领先水平。本报告的编制单位山东省食品发酵工业研究设计院是集食品与发酵工程研究、设计和质量检测为一体的科研
10、机构，在食品、保健食品、农副产品深加工、新型发酵、传统发酵、香精香料研究领域一直处于全国领先地位。先后承担完成了从六五到十一五国家科技攻关及省部级科技攻关课题百余项，几十项攻关课题成果获得国家级、省部级奖励。山东省食品发酵工业研究设计院在酵母发酵工程生产技术上进行了多年的研究，有着成熟的技术经验。4）资金条件山东百龙创园生物科技有限公司是中国发酵工业协会常务理事单位，中国发酵工业协会淀粉糖分会副理事长单位、多元醇分会理事单位，德州市农业产业化重点龙头企业、中国农业银行AA级信用企业，2009年实现销售收入15051万元，利润2994万元，资产负债率39%，具有相当的实力，完全可满足本项目的顺利
11、实施。1.3研究结论1.3.1推荐方案推荐方案主要内容的论证结论1、市场预测虾青素目前正在被广泛开发应用于保健品、药品、化妆品、食品以及饮料等生产。近年来，国内外对虾青素的需求量越来越大，具有广阔的市场前景。目前美国、加拿大、欧盟等国的许多生物技术公司正致力于开发生产这类产品，但远不能满足市场需求，故价格较高。因此加紧对虾青素产品的研制开发，对于增强国际竞争力，有十分重要的意义。由于微生物繁殖速度快，生长周期短，发酵工艺也较为成熟，易于掌握，且酵母本身就是一种良好的保健原料，营养价值较高，因此利用酵母发酵生产虾青素目前是较为理想的方法，也具有较广阔的市场前景。2、建设规模与产品方案通过对国内外
12、市场的分析，结合企业自身的情况，项目建设规模为年产120吨虾青素乳油（含虾青素5%），副产品蛋白饲料300吨/年。 3、厂址选择项目建设位于禹城市高新技术产业开发区山东百龙创园生物科技有限公司内。4、技术方案、设备方案和工程方案技术方案：本项目以淀粉糖、玉米浆等为主要原料，进行特种酵母菌种的深层发酵培养。发酵成熟后的虾青素酵母菌液用泵打入酵母离心机，分离上清液，酵母乳加入清水漂洗，水洗后经酵母离心机再次分离洗涤后的酵母乳。将离心获得的虾青素酵母菌渣悬液用厢式压滤机压榨到固形物含量为30%左右，移入管束干燥机中将湿含量降至5%以下，然后经粉碎过筛得到虾青素含量0.5%的虾青素粉。将虾青素粉加入溶
13、剂浸提罐中，采用 95%食用酒精萃取浸提，浸提残渣经过滤后烘干制成蛋白饲料产品，浸出液加入适量的大豆油后，打入酒精回收罐中，升温将酒精蒸出，罐底残留物过滤得到清澈透明的1%10%含量的虾青素乳油产品。设备方案：根据山东百龙创园生物科技有限公司虾青素生产工艺技术方案要求，综合考虑设备使用寿命，物料消耗指标，备品备件保证程度，安装试车技术服务，设备投资等，并对国内外相关制造企业进行调查和询价，并根据项目设计应用经验进行选择。设备选型依据如下：（1）按年产120吨虾青素乳油（含虾青素5%）规模计算设备能力。根据工艺要求及工艺参数的计算，确定各工序设备的规格与数量。（2）按年工作日300天，每天24小
14、时连续运转。（3）设备选型时考虑设备的利用系数，作业周期连续运转并留有一定余地。（4）在满足工艺生产的前提下，优先考虑设备的自控水平、高效与节能。主要设备有：300m3全自动发酵设备、压滤机、空压机设备等、酵母离心机、提取设备等。工程方案：本项目新建发酵车间、提取车间、动力机房、包装车间、原料库、成品库、变电所等，总建筑面积10627m2。5、主要原辅料、燃料供应主要原辅料、燃料的需要量、来源详见表6-1，表6-2。6、节能节水、劳动安全、工业卫生与消防本项目本着工艺先进、经济合理、节能降耗的原则，进行多方案比选设计，采用国内外先进技术，可最大限度节约能源。本项目设计自动化程度高，管理严格，安
15、全卫生要求达到HACCP及ISO国际标准要求，设计过程中对噪音采取必要的措施，对易燃易爆、强酸强碱贮存设备采取重点保护。本项目设计建设完备的消防管网，并根据规范要求，设置室内外消防栓及灭火器以保证生产安全。7、环境影响与综合利用评价项目不产生有害气体，对大气环境质量和附近居住环境不会产生不利影响。项目废水经处理后CODcr60mg/L，经市政污水管网进入城市污水处理厂。固体废物均按要求得到妥善处置，总量及其危害性大大减少，对环境没有影响。项目噪声源主要来自设备运行噪声，且大多布置在室内，经采取降噪措施后，厂界可满足工业企业厂界环境噪声排放标准GB12348-2008中的类标准，到达附近居民点可达到满足工业企业厂界环境噪声排放标准GB12348-2008中的类标准，对附近敏感点基本无影响。8、项目投入总资金及资金筹措该项目总投资9623.3万元，其中建设投资8935.86万元，建设期利息146万元，铺底流动资金541.44万元。其中，申请银行贷款5000万元，申请国家产业化项目扶持资金1000万元，其余3623.3万元由山东百龙创园生物科技有限公司自筹解决，主要来源为企业盈余公积金，未分配利润及折旧等。9、经济效益及社会效益本项目建成投产后，按正常年份生产虾青素乳油（含虾青素5%）1
