年产10000吨脂肪酶生产项目的可行性报告

1年产10000吨脂肪酶生产项目的可行性报告姓名：班级：学号：指导老师：2目录一、脂肪酶的概述及应用意义………………………………………………………………3二、生产脂肪酶的市场前景分析及预测……………………………………………………4三、产品方案规模选择………………………………………………………………5四、年产10000吨脂肪酶的物料平衡计算………………………………………………6五、生产脂肪酶的物料衡算图………………………………………………………………14六、项目投资预算………………………………………………………………15七、效益分析………………………………………………………………17八、盈亏平衡分析………………………………………………………………17九、小结与总结………………………………………………………………18十、参考文献………………………………………………………………18十一、附录——脂肪酶的生产流程3一、脂肪酶的概述及应用意义脂肪酶（lipase,EC3.1.1.3），又称三酰基甘油酰基水解酶，广泛存在于动植物和微生物体内。脂肪酶不仅可水解三脂酰甘油生成二脂酰甘油和脂肪酸（其中的二脂酰甘油可进一步被水解为一脂酰甘油、甘油和游离脂肪酸），并且能催化水解反应的逆反应———酯化反应。由于微生物生长繁殖迅速，脂肪酶种类多，作用温度及pH范围比动植物脂肪酶广、底物专一性高，并且便于工业生产和获得较高纯度的酶制剂，因此微生物脂肪酶已成为工业生产脂肪酶的主要来源，关于脂肪酶在工业应用的研究也越来越多。并且利用脂肪酶进行油脂水解是脂肪酶应用的一个重要方面。脂肪酸多种类型的衍生物可广泛用作洗涤剂、药品、化妆品、塑料润滑剂、防霉剂、静电防止剂、造纸工业脱墨剂、脱树脂剂、印刷油墨、染料、纺织工业精炼洗净剂、柔软剂、防水剂、食品乳化剂、农用乳剂和消泡剂等的原料。脂肪酶还可用于油脂垃圾和聚氨酯的快速降解，同时脂肪酶可以减缓能源问题和环境问题。工业上脂肪酸的生产有以石油、天然气为原料进行化学合成及以油脂为原料进行水解两条途径。虽然前一条途径所需成本低,可以进行大规模工业化生产,但在化学合成过程中可能会产生有害物质。随着食品洗涤剂、食品乳化剂、化妆品、药品等方面应用的发展,需要天然脂肪酸作为中间原料。同时,由于油脂是农副业产品,易于再生,我国素有农业大国之称,近年来油料作物生产飞速发展,利用油脂生产脂肪酸是有广泛基础的。酶法油脂水解在常温、常压、中性条件下进行,其产品色泽基本上与原料油脂相同,水解后不需蒸馏直接分层即可获得脂肪酸,由于甘油中不含盐,在设备上没有特别要求,因而投资低,特别是水解过程中不会造成脂肪酸裂解等副反应,在生产有特殊用途的高度不饱和脂肪酸等方面有许多优点。脂肪酶不仅可以利用动植物油，更可以利用废餐饮油。废餐饮油是餐饮业的副产品，主要成分为脂肪酸甘油酯。废餐饮油不仅游离脂肪酸含量高，而且含有醛、酮和聚合物等氧化产品，是不可食用的废油脂。我国每年的废餐饮油排放超过2Mt，部分非法进入餐饮业，由此产生了危害极大的“潲水油”问题，同时造成的环境污染也极大地困扰着城市文明。但在脂肪酶的作用下，利用废餐饮油制备生物柴油，即既可以解决环境问题，又可以解决能源问题。我国的植物油以食用为主，价格较高，因此用植物油生产生物柴油成本很高。而我国餐饮废油的产量极大，仅珠江三角洲的餐饮废油，每年超过150kt。发达的饮食业为利用餐饮废油制取生物柴油提供了充足的原料，以廉价的废餐饮油为原料所制备的生物柴油，其制造费用比以植物油为原料的生物柴油大幅度的降低。在今天能源紧缺、油价高涨的时刻，面对城市里的加油站排着长龙等待柴油的汽车，相信人们对于发展生物柴油有充分的积极性。利用废餐饮油为原料制备生物柴油，对防止餐饮废油再次进入食物链和促进生物柴油的发展具有充分的优越性。4二、生产脂肪酶的市场前景分析及预测目前脂肪酶在人们的生活中得到广泛的应用，无论是日常生活或者工业需要。脂肪酶在食品中用于食品加工及品质的改良，在医药方面用作疾病的诊断工具，随着环境保护的意识越来越强烈，生产易于被生物降解的无污染的洗涤剂已经是现代洗涤剂发展的方向，而利用脂肪酶不仅可以提高去污力而且脂肪酶易被降解，不污染环境，脂肪酶在皮革加工过程中则是除掉皮毛上的脂肪，脂肪酶在饲料中用于在畜禽体内氧化供能，在造纸工业中用脂肪酶除去造纸除向出现的洽脂，脂肪酶更能催化合成生物柴油，缓解石油枯竭和环境污染危机。1.国外方面目前,在日本应用脂肪酶的造纸厂有日本制纸的石卷工厂、八代工厂,大昭和制纸的富士工厂,北越制纸的新泻工厂等,他们所采用的是基因重组的脂肪酶,而这些工厂只占日本造纸业的7%,因此,酶法还有很大的市场.另外,NovoNordisk公司的做洗涤剂用的脂肪酶在反应温度为55.C,最适pH为6(这和纸浆处理条件是一致的)时,作用30分钟后,90%的三磷酸甘油脂都消失了.1962年丹麦No2vo公司首次推出加酶洗衣粉.日本Lion公司应用基因重组技术生产脂肪酶和蛋白酶作为衣料洗涤剂.“Lipolase”是Novonordisk公司推出的基因工程化的脂肪酶,现已成为洗涤剂的主要用酶。此联合开发加脂肪酶的HITOPI洗衣粉是一种全酶型洗涤剂即除了脂肪酶外,还加蛋白酶、纤维素酶、a淀粉酶被国际上称为生物洗涤剂，收到广大消费者的青睐。据统计,1998年全球洗涤剂用酶销售额达4198亿美元,已成为工业酶的最大应用领域.早在2001年美国国家生物质能中心则已经在推行利用酶促反应催化合成生物柴油，在减轻能源负担的同时，改善环境的污染问题。近几年美国更利用废弃油脂为原料在脂肪酶的作用下，生产生物柴油，按2001年美国市场价计算，生物柴油的生产成本价视原料不同而异：植物油为0.48美元/kg、动物油脂0.33美元/kg、废食用油0.165美元/kg。今后目标定价为0.25美元/kg，低于柴油0.165美元/kg。成本价的降低，更进一步促使脂肪酶在这一方面的广泛应用。目前，生物柴油运用最多的是欧洲，欧盟推广生物柴油的目标是到2010年达830万吨。目前日本生物柴油生产能力已达40万吨。泰国发展生物柴油计划已于2001年7月发布，第一套生物柴油装置已经投运，并实施税收减免。保加利亚、韩国等也在最近向全国推广使用生物柴油。各国在能源问题上纷纷向酶解方向发展。由于生物柴油的广泛应用与开发，各国纷纷研究生产生物柴油用的脂肪酶，生物柴油生产用脂肪酶的供应商主要是:丹麦诺维信公司(NovozymesCo.Ltd)、美国杰能科国际(GenencorInternationalInc.)、日本天野酶制品株式会社(AmanoEnzymeInc.)、美国Sigma公司、德国Merck公司等,其价格均很昂贵(如Novozym435每千克高达14500元)。2.国内方面目前,我国国内生产加酶洗涤剂的工厂近30家,投放市场达37个品牌.洗5涤剂中加酶趋向已由浓缩粉普及到普通粉,产品采用的是多元酶体系,而不是单一的蛋白酶制剂.其中,最广泛使用的是碱性蛋白酶,还包括具有去除油污能力的脂肪酶、与纤维杂质作用的纤维素酶以及分解淀粉类污物的淀粉酶等,其中蛋白质酶占50%,糖类分解酶和脂肪酶分别占27.8%和22%。目前脂肪酶被广泛到应用,在洗涤剂中每年要消耗掉一千吨,而且还在逐年增加;在食品和保健品中生产多不饱合脂肪酸如(γ-亚麻酸)、食物色素(虾青素)、典型蓝干酪的气味分子(甲基酮)和水果香料(4-羟基葵酸);在医药和化妆品行业中还是重要的乳化剂脂肪酶已经逐渐的被应用在我们生活的每个领域中,脂肪酶还有许多特性还没有被发现。随着研究的不断深入它的应用将越来越广。目前国内酶法生产生物柴油所需的脂肪酶主要依赖进口。脂肪酶高昂的价格使生物柴油生产成本升高、产品价格上升,缺乏市场竞争力。利用木本植物油，尤其是野生木本植物油作为生物炼油厂的原料是中国的优势和特色，从2001年到2002年，我国就分别在河北、四川以及福建建成了生物柴油生产公司，年产量均达到2万吨，福建的生物柴油能源公司更是利用餐饮废油生产生物柴油。“十一五”期间,国内生物柴油生产用脂肪酶市场需求为每年10t左右,考虑到东南亚市场及对应脂肪酶的其他用途,脂肪酶市场不低于1亿元人民币。目前,国内仅有北京化工大学、清华大学、华中科技大学有文献报道利用自制的脂肪酶催化生产生物柴油,但市场上尚没有专门用于生物柴油生产的国产脂肪酶商品。三、产品方案规模选择1.方案计规模选择由国内外市场的酶制剂的供需情况分析可知，脂肪酶在国内外市场上都占有一定的重要地位，而且由于脂肪酶的应用范围十分广泛，在众多行业中都可以加以应用，具体不同的脂肪酶在洗涤、造纸、饲料、生物柴油等方面的应用都起到很好的效果，因此更受到不同行业人员的青睐。根据目前市场上脂肪酶的生产情况分析，脂肪酶的全年产量达到10吨，而用于洗涤剂的脂肪酶更占了三分之一，脂肪酶的生产销售方面十分广泛，并且，近年来在生产脂肪酶的工艺上运用废弃油脂上缠脂肪酶得到广泛的推广，因此，在生产脂肪酶提供资源的同时，又可以进一步改善环境，而且预期销售前景很好，因此，建设一套以废弃油脂为原料，生产能力为10000吨脂肪酶的生产车间是可行的。2.产量及销售方向根据设计，生产年产量为10000吨的脂肪酶，供市场需求。6销售方向主要集中于洗涤行业，用于制成复合酶的主要酶成分之一，在面对国内市场需求的同时，向国外市场推进，。3.产品性能及规格（1）脂肪酶的质量要求根据轻工业部部颁标准QB546-547-80，脂肪酶的规格要求为：外观：粉状或条状，无结块、无潮解现象酶活力：3000～6000u/g水分含量：＜6％细度（40目）：通过酶活力保存率：90％（6个月）4.技术方案设计本生产流程主要采用以解脂假丝酵母为菌种，经过液化酶、糖化酶的液化和糖化作用，使工业淀粉水解成糖浆，再经过解脂假丝酵母的发酵作用生产脂肪酶。5.厂房、厂区简介由于资金的限制，本生产车间建于交通比较便利，地价较低的郊区，尽量降低厂房土地的固定成本。而且在郊区兴建生产车间及厂房是目前工业生产的大势所趋，有很多企业、公司都会选择在郊区建厂房。现厂房、厂区的简介如下：项目面积/m2厂房面积水泥硬化面积仓库面积绿化面积500003000050003000车间面积6000四、年产10000吨脂肪酶的物料平衡计算1、脂肪酶发酵生产工艺流程示意图（见附录）2、工艺技术指标和基础数据（1）基础数据表1项目数值淀粉得糖率脂肪酶比重工业淀粉含玉米量105％～107％1.39886％7（2）主要技术指标如表2所示：表2发酵生产脂肪酶的工艺技术指标序号生产工序参数名称技术指标12345制糖发酵脂肪酶提取提纯发酵淀粉糖化转化率％糖转化率％提取收率％提纯收率％操作周期h≥98≥60≥80≥9548（3）菌种培养与扩大种子培养基：水解糖3.0％，糖蜜2.5％，磷酸氢二钾0.5％，硫酸镁0.5％，玉米浆1.5％，氯化钠0.5％，废弃油脂1.0％pH为7～7.5本生产流程先通过种子培养，使菌种扩大，经过24h的菌种培养后，菌种得到扩大，则可以在进入发酵流程前加入到发酵液中，进行发酵培养发酵生产脂肪酶。（4）物料衡算①生产过程的总物料衡算生产能力以年产10000吨脂肪酶进行计算，按每年的生产天数为320天计，日产脂肪酶31.25吨。总物料衡算：1000kg纯淀粉理论上能产出脂肪酶的量为：10001.0780.01.3981196.9kg％＝1000kg纯淀粉实际上能生产的脂肪酶的量为：10001.07986080951.398668.5kg％％％％＝（）1000kg工业淀粉（含量86％的玉米粉）产生的脂肪酶的量为：574.9kg668.586％＝淀粉的单耗：生产1000kg脂肪酶理论上消耗纯淀粉的量为：1000t1196.9＝0.8355生产1000kg脂肪酶理论上消耗工业淀粉的量为：0.83550.9715t86＝（）％生产1000kg脂肪酶实际消耗纯淀粉的量为：10001.4959t668.5＝（）生产1000