发酵行业相关问题

2019-06-17 13:45

1. 实验室培养基向生产用培养基的确定成分和含量

中试是中间性试验的简称,是科技成果向产生力转化的必要环节,成果产业化的成败主要取决于中试的成败。科技成果经过中试,产业化成功率可达80%;而未经过中试,产业化成功率只有30%。

要实现科技成果转化与产业化,需要建立旨在进行中间性试验的专业试验基地,通过必要的资金、装备条件与技术支持,对科技成果进行成熟化处理和工业化考验。中试基地起到的就是这样的作用。 据介绍,中试基地一般分为专业中试配套基地和综合性中试配套基地两大类。专业中试配套基地是专门从事某个行业类项目的中试配套基地;综合性中试配套基地是以加工、生产一般工业产品为主要经营业务,同时承担同类技术项目中试和产业化配套协作工作的基地。

中试产品的范围是指经初步技术鉴定或实验室阶段研试成功的科技成果,为验证、补充相关数据,确定、完善技术规范(即产品标准和产品工艺规程)或解决工业化、商品化规模生产关键技术而进行的试验或试生产阶段的产品。应包括: 、经初步技术鉴定或实验室阶段研试成功的样机(或样品),为了稳定、完善、提高性能而进行的试验或试生产阶段的产品; 2、经初步技术鉴定或实验室阶段研试成功的新工艺、新材料、新设备等科技成果为了用于工业化生产而进行的试验或试生产阶段的产品; 3、为了消化、吸收,推广国外先进技术(系指能填补国内空白的)而进行的试验或试生产阶段的产品; 4、对原系统的性能有较大改进的系统性项目,经初步技术鉴定后所进行的试验或试生产阶段的产品; 、农、林、牧、渔、水利、医药卫生、社会福利、能源、环保等科技成果,经初步技术鉴定或实验室阶段研试成功后在试验场、基地、室、车间(农业包括小面积试验成功后区域试验、生产试验,医药包括临床试验)进行的试验或试生产阶段的产品

多年来,中试在我国并未得到足够的重视,“中试空白”现象比较严重。许多人对中试的意义认识不清,他们错误地认为,只要有了好的科技成果就可以成功地进行产业化、商品化。高校成果研究的投入远远高出成果转化的投入,企业的科技开发资金很少,这种不合理的局面使高校承担了不必要的成果转化压力。高校对于填补“中试空白”并不是无所作为,但主要是靠企业。我国的国有企业对于科技成果的转化缺乏热情和动力,这正是造成“中试空白”的症结所在。

大多数高校及中小企业,由于人力、物力和财力的限制,要独立建立中试基地是不可能的。高校与高校之间,高校与企业之间,企业与企业之间可以建立行业性的中试基地,政府从科技开发经费中拨出一定比例的款项作为中试资金。也可以建立政府或民间形式的中试机构,让他们去承担样品生产、技术鉴定、小批量试制、产品鉴定等一系列工作。

2. 生产线设备的选定、组装、是从前往后推还是从后往前推,如何建设生产线?

你可以用个软件来管理,根据你准备上的产量,来推出水耗,电耗,气耗。

根据产量和工艺条件来决定进料量。进而算出罐,管,泵,及各个设备的选型。

3. 发酵行业新的方向市场亮点。

(1)烷基糖苷——葡萄糖的化学深加工

当前世界广泛注重环境保护,人们对日用化学品包括洗涤剂、护肤用品,要求既不污染环境,又不刺激人体皮肤。在有机合成材料方面,人们注重可降解材料的开发。国际上上个世纪90年代开发成功一种环保型表面活性剂——烷基糖苷。它是用葡萄糖和脂肪酸为初始原料合成,无毒无害,对人体皮肤无刺激作用,能在自然条件下完全降解,目前国际价格约每吨2万元。将烷基糖苷作主剂,配料生产高档洗衣粉,能明显改善抗硬水性和洗涤效果牷用以生产高档香波和护肤膏,有养护和防晒效果,堪称世界级环保型添加剂。此外烷基糖苷还能作为农用薄膜的防雾防滴剂,对土壤和环境无任何有害残留物。近几年法、美、日、德等国相继建厂投产烷基糖苷,年产量为10万吨左右。我国也在发展该产品,已经列入了“九五”攻关计划,目前有中国山西日化所等单位小批量生产,年产约数千吨。预计今后该产品会有广阔的发展前景。由于每吨50%的烷基糖苷需葡萄糖310kg,目前葡萄糖单价比以前低了,这为我国烷基糖苷的发展提供了有利的发展条件。 Snowcat 10:15:36 氨基酸聚合物

随着人们对环境、健康的日益关注,采用无毒可降解氨基酸作为初始原料生产表面活性剂备受各方重视。目前由于氨基酸表面活性剂比常用的烷基苯磺酸钠成本要高,暂时只在高档护肤用品中使用。今后随着氨基酸工业生产规模化,成本大幅下降,将为氨基酸表面活性剂开发创造有利条件。

氨基酸表面活性剂不仅安全,对皮肤、头发刺激性小,起泡性好,去污力强,而且有一定抑菌性。国外对氨基酸表面活性剂的开发较早,已有系列产品,目前正进一步研究新品种,如日本三菱化学正研发天门冬氨酸表面活性剂,味之素公司初步完成了以谷氨酸钠为原料可用于洗发剂的Amisoft。

国内的北京化工大学在河南建立了年产300吨聚天门冬氨酸的中试装置,转化率97%以上,产品纯度95%以上。聚天门冬氨酸是一种无毒可降解材料,可用于洗涤剂、化妆品、高吸水材料,在美国已形成10万吨的市场规模,主要用于农业增效剂及高吸水材料。北京化工大学聚天门冬氨酸在河南农田应用实验结果,可使粮食增产10%—20%。

在2004年11月8日-9日的东西方食品高层论坛会上,台湾大学食品科技研璐西教授

指出,台湾味丹公司已开发了γ-聚麸氨酸(γ-polyglutamicacidγ-PGA),即γ-聚谷氨酸。它是由微生物或酵素将麸酸聚合而成,是一种生物可降解物质。γ-聚谷氨酸具有极佳的高吸水性和保湿性,可用于高级护肤用品。可增强人体对维生素及矿物质的吸收,可用于医药、功能保健食品和饮料。γ-聚谷氨酸还有抗菌抗氧化活性。研究指出,由于γ-聚谷氨酸既有羧基又有氨基,所以具有左右旋光性。在不同的pH条件下,γ-聚谷氨酸形成不同的结构和性能。在pH为2—3时,γ-聚谷氨酸呈螺旋结构。在人体中γ-聚谷氨酸能降解为谷氨酸被吸收,但十分缓慢,有些像膳食纤维的性能。

氨基酸也可与脂肪酸聚合成新型表面活性剂。如谷氨酸和月桂酸合成N-月桂酰基-l谷氨酸。这是一种无毒、可降解的水处理剂,用作缓蚀和防结垢剂。在投加浓度为100ppm时,即有较明显的缓蚀效果。

(3)腺苷

腺苷是存在于人体的三磷酸腺苷的降解产物。腺苷具有快速显著的冠状动脉扩张作用和介导缺血预适应等心脏保护作用。是美国FDA批准的转复发室性心动过速(PSVT)的药物,已成为急诊处理快速心律失常的常规用药。目前美国每年腺苷销售额约3000万美元。此外腺苷还是阿糖腺苷、ATP(三磷酸腺苷)、环腺酸苷的原料。仅ATP年需150吨,市场价每吨100万美元。目前国内腺苷市场价每吨60-70万元。国内用葡萄糖原料生产的腺苷成本在35—40万元人民币。腺苷生产方法主要有:

1.以枯草芽孢杆菌为出发菌株,发酵培养基为葡萄糖、玉米浆、酵母粉等。此法为日本 Haneda等发明。国内有几家单位在试验,尚不成熟。

2.高核酸酵母制取核糖核酸(RNA),酶解得到磷酸腺苷,脱磷酸根制取腺苷。这是我国过去采用的生产方法。

3.以肌苷为原料通过酰化、氯化和氨解合成腺苷,总收率为50%—60%。由于我国肌苷有较成熟的生产经验,成本可下降到5万元以下,目前肌苷大量出口。此方法是有经济竞争力的方法之一,目前已进入试生产阶段,是国内腺苷主要的生产方法。国际上以糖质原料生产腺苷的成本最低,日本旭化成的成本可能为10万日元。 (4)秸秆的利用问题

世界各国一直在寻找可替代石油的可再生能源,秸秆是取之不尽的可再生资源,因而成为各国研究的重要对象。

美国把纤维废料制取乙醇作为可再生能源战略的重要项目。美国能源部、国家再生能源实验室、国际GENENCOR、NOVOZYMES总投资超过3000 万元,进行包括降低成本的纤维素水解酶的开发。玉米秸是纤维原料的首选。美国能源部和诺维信合作,资助1480万美元,研究把玉米秸酶解成糖,再发酵制取 酒精。经三年努力,其关键技术纤维素酶有了突破,从玉米秸酶解生产1加仑燃料酒精的纤维素酶成本从5美元降至50美分。他们计划再经过两年努力,使每生产 1加仑燃料酒精的纤维素酶成本降至10美分。这时纤维素酶就不再是发展玉米秸水解燃料酒精的制约因素了。

此外,美国国际生物能公司发明了把秸秆中5碳糖发酵成乙醇的重组大肠杆菌,同

时重组大肠杆菌还产生水解秸秆纤维素的纤维素酶,因此为成功利用玉米秸和城市固体废物生产廉价酒精开拓了新途径。

我国是农业大国,随着经济发展,农村生活水平提高。大量粮油作物的秸秆,不像过去均是农民家用柴火,而成了无人收购、无处存放的垃圾。很多地方农民将秸 秆堆在地头、路边,一烧了之。国家正在为“三农”问题立项,征集秸秆处理的最佳途径。经常从报上看到成都双流机场因农民焚烧秸秆产生烟雾而使飞机停飞,京 沪国道因秸秆烟雾影响车速。发酵工业也应为此做点工作。

首先可考虑用植物纤维废料生产酒精,要研制能降解植物纤维的α-纤维 素降解酶,从纤维素获得葡萄糖,同时研究预处理植物纤维的方案,为用酶法代替酸法水解植物纤维废料生产酒精创造条件。日本已经完成了从720公斤蔗渣中制 取200升酒精的中试。我国甘蔗制糖每年有600多万吨蔗渣,如用来造纸也要分筛出蔗髓200多万吨,这是已经集中的资源。全国农作物秸秆达7亿吨,是需 要大力开发的资源。

其次也应研究利用半纤维素发酵制酒精。因半纤维素容易水解成五碳糖和少量六碳糖,国外报道,利用特殊的酵 母菌可使木糖发酵成酒精,也可以使木糖转换成木酮糖再用普通酵母发酵成酒精。国内报道,稻草半纤维素水解液,用假丝酵母发酵,每克水解液中的还原物可获得 0.37—0.45克的酒精,即对糖得率37%—45%;玉米秸稀硫酸水解液,用奥默毕赤氏酵母发酵,温度36℃,时间60小时,通风量0.08g/l, 起始还原糖74g/l,乙醇产率为0.327g/g。

植物废料半纤维素水解得率一般为20%-25%,玉米芯达35%,即每吨植物纤维废料半纤维素水解后,可获得原料数量10%-15%的酒精,残余的纤维可经热压制成纤维板。

(5)生物降解材料

用淀粉质原料经发酵生成的高分子量的微生物多糖短梗霉多糖,具有很好的成膜性,能作为食品、药品的可食用包装,能代谢;微生物发酵制取的聚羟基烷酸 PHA和聚乙烯、聚丙烯性质相近,能拉丝、压模、注塑,是一种可替代塑料包装材料的生物降解材料。以上两种用淀粉质原料生产的可替代塑料薄膜的材料,均已 取得科研成果,但均因成本过高,至今未有商品生产。

据国外报道,真正的生物降解材料2002年全世界产量仅4万吨。中国生物 分解材料工作组(BMG)宣布,我国2003年生产的生物可降解材料仅1万吨。国内淀粉基降解塑料有几十家,年产10万吨左右。大量的是用聚乙烯和淀粉复 合(淀粉原料50%左右)淀粉基可崩解材料,并非全降解材料。因此采用可再生的淀粉质原料,通过变性或发酵制取新的合成物,是国内外生物可降解材料的研发 重点。其中值得注意的是聚乳酸PLA,因其和化学合成物比,具有独特优异的性能。

医疗器材方面,PLA具有独特的生物兼容性和生物降解性,因而能作人造骨折内固

定物(代替金属固定物,免除二次手术)、缓释材料、手术缝合线、组织修复材料等。PLA技术附加值高,是目前聚乳酸的主要市场,也是医疗行业有发展前景的高分子材料。

聚乳酸所制的生物可降解纤维,耐热性175℃,可与聚酯纤维一样,制成长丝、短丝,用于服装和非服装织物。它具有天然纤维的吸湿性,有较好的手感、又有 合成纤维的光滑,舒适挺括。日本钟纺公司原有几百吨PLA纤维生产能力,2001年和CDP(美国嘉吉和陶化学合资企业)合作,计划扩至1万吨。该公司 2002年在瑞士非织造布商品交易会上展出了熔点175℃、伸长度25%—35%、强度4.5—5.5g/d的PLA纤维,商品名为 Cornfiber(玉米纤维)。此外日本尤尼古安卡、可乐丽公司也和CDP合作生产PLA纤维。

生物可降解塑料各国已有很 多专利。美国嘉吉和陶化学公司的合资企业CDP,2001年完成聚乳酸PLA6000吨中试,2002年开始建设年产14万吨产品的项目,现已形成生产能 力。目前每吨生产成本降到1500美元。CDP已将其用于矿泉水瓶。美国Collegefarm糖果公司开始采用CDP的PLA作环境友好包装材料,在高 速扭结包装设备中有一套采用该材料,能力为1300块/分钟。用PLA包装的糖果透明性、扭结性、印刷性均良好,且阻隔性好,能保持糖果的香气。本岛津、 三井、油墨公司都拥有500—1000t/a装置,并均计划扩建。德国EmsInventa-Fischer公司在德国东部建一家年产3000吨的PLA 示范工厂,成本为2.2欧元/kg,用于食品包装袋和包装盒,计划扩建至2.5万吨,建设期18个月。下一步计划建年产10万吨PLA的装置,预期成本降 至1.25欧元/kg。德国Treo?fan开发了一种聚乳酸镀金属膜,具有高阻隔性,适用于包装各种含有香气的奶油、干酪及高油食品。其氧透过率仅为未涂金属的1/12,高于镀金属玻璃纸。

应该指出,在我国目前用乳酸生产聚乳酸PLA,因其原料成本高,每吨DL-乳酸约1000美元,每吨L-乳酸的价格在2000美元。因此国内试制能用于 可降解纤维、可降解塑料的聚乳酸PLA,价格将是高昂的。因此用价格低廉的淀粉(每吨1800元)为初始原料,开发可降解包装材料,备受国内外关注。国内 几年前用淀粉经改性制取的可降解材料能用于农业育种杯,工业上用于餐盒及小型包装盒,国内也有小批量生产。最近上海绿洁包装公司生产的玉米淀粉餐具,在 -30—120℃不变形、不起皱、不渗漏,且价格适中。经上海技术监督部门鉴定,其可降解性、外观、卫生健康保障等方面均符合国家有关规定。目前发泡聚苯 乙烯餐盒年消费100亿只以上,淀粉原料开发食品餐盒和包装材料,具有广阔的发展前景。

(6)PTT聚酯(对苯二甲酸丙二醇酯)

我国是聚酯PET(对苯二甲酸和乙二醇酯)消费大国,主要为涤纶原料,年增长达8.5%,82%的涤纶用于纤维、瓶和膜;8%用于防冻液。2003年, 我国聚酯产能为1264万吨;据预测,到2005年需聚酯1430万吨。目前在建聚酯项目生产能力669万吨,拟新建项目产能尚有615万吨。聚酯PET 用对苯二甲酸和乙二醇合成,乙二醇消费量2005年将达到476万吨,但国内生产能力约200万吨,聚酯所需乙二醇主要依靠进口。2003年,我国乙二醇 进口达251万吨。世界乙二醇2004年产能为1698万吨,产量1496万吨,消费量1492万吨,预计至2010年总消费量2100万吨。以亚洲用量 增


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