年产10吨虾青素生产项目
可行性研究报告
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1、总论
1.1 项目概要
名 称：年产10吨虾青素生产项目开发。
开发内容：虾青素工业化生产工艺技术及配套生产设备装置。
设计生产规模：年产10吨虾青素。
总投资额：6500万元（人民币）；
其中：固定资产4500万元；
流动资金2000万元；
主要经济指标：年新增销售收入：1.5亿元（人民币）
年创利润：3216万元（人民币）
年创税金：879万元（人民币）
投资利润率：49.8%
投资利税率：29.4%
贷款偿还期：5.5年
投资回收期：5.35年
建设期：18个月
项目主办单位：某生物技术有限公司
项目合作单位：某生物化学工程学院
项目建设地点：某市湾里镇境内某经济技术开发区内。
1.2 项目提出的背景
1.2.1 虾青素的推出导致抗氧化剂市场的革命，有人甚至说：21世纪将是抗氧化剂的世纪。天然藻源的虾青素及其提取物在欧美、日本、东南亚等发达国家已经得到广泛应用，中国知道虾青素的人还很少，中国目前还只是科学界和时尚美容界少数人事知晓。哈佛研究人员Preston Mason 称，Astaxanthin （虾青素）这种天然类胡萝卜素成份极具潜力成为新型（抗氧化/消炎制剂），并且有望在他汀类和抗血小板药之后掀起第三次预防性药物的浪潮。同时虾青素在人类日常生活中有着广泛的应用，例如：
第一，在化妆品领域应用：由于其强大的抗氧化性，全球差不多一线的化妆品品牌均添加了天然虾青素作为其超强抗氧化剂的成分，包括雅诗兰黛、欧莱雅的DermaE ，尤其是日本的品牌高丝（KOSE ）、芳凯（FancL) 、JUJU 、FUJI ，DHC 以及曼秀雷登等推出了专门的虾青素系列保湿霜、抗皱眼霜、面膜、口红等。只要看到那些红色或橙色的宣称抗氧化的，且售价数百上千元的化妆品都是加的虾青素这一类物质。
第二，在保健食品领域的应用：全球的保健品企业也推出了大约200多款虾青素软、硬胶囊、口服液的保健食品。尤其是在日本这个寿命最长的国家最为受到欢迎，近3年来虾青素成为日本最火爆的健康食品。东南亚包括台湾、新加坡深受其影响，我国也有一些企业相继跟进。虾青素的保健功能主要有以下几种：
A:眼和中枢神经系统的保护作用
人类视网膜和中枢神经系统（脑）富含不饱和脂肪酸，因此，氧化产生的自由基很容易使其发生过氧化损伤。有研究表明，虾青素很容易通过血脑屏障和细胞膜，能有效地防止视网膜的氧化和感光细胞的损伤，以及对中枢神经系统尤其是对大脑起到保护作用，从而有效治疗缺血-再灌注损伤、脊髓损伤、帕金森综合征、Alzheimer 综合征等中枢神经系统损伤。尤其是视网膜黄斑变性效果较叶黄素更加显著。美国CADAX 公司已经把虾青素作为一种脑梗塞后防止再次梗塞的药物，据报道2010年已经进入临床试验阶段。最大的好处是不会象抗血小板药导致凝血功能障碍。
B:防紫外线辐射
众所周知，紫外线辐射是导致表皮光老化和皮肤癌的重要原因。研究表明，虾青素对谷氨酰胺转胺酶(transglutaminase)具有特殊作用，能够在皮肤受光照时消耗腐胺，
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口服虾青素对腐胺积累的抑制作用比口服维生素A 更强。因此，虾青素的强抗氧化性可能使它成为潜在的光保护剂，有效清除引起皮肤老化的自由基，保护细胞膜和线粒体膜免受氧化损伤，用于阻止皮肤光老化。
C:预防心血管疾病
动脉硬化及相关心血管疾病的临床研究表明，低密度脂蛋白(LDL)的氧化是导致动脉硬化的重要原因。人体中LDL 浓度越高，加之血小板沉积使血管变细阻碍血流速度，人体患动脉硬化的风险就越大。而血液中高密度脂蛋白(HDL)则有相反的作用，它可以阻止动脉硬化的发生。在人体血液中，虾青素由极低密度脂蛋白(VLDL)、LDL 和HDL 携带。体外和临床试验证明每人口服3．6mg ／d 虾青素，连续2周，能预防LDL 的氧化。另外，有动物研究表明，虾青素在体内具有显著升高HDL 和降LDL 的功效，其中HDL 可由原来的49．7±3．6mg ／dL 增加至66．5±5．1mg ／dL ，因此推测虾青素能减轻载脂蛋白的氧化，可用来预防动脉硬化、冠心病和缺血性脑损伤。不同于一般降低LDL 的药物，每天服用1.8、3.6、14.4和21.6mg 虾青素连续2周后，LDL 氧化的时间分别被延长了5.0％、26.2％ 、42.3％和30.7％ ；从而可预防动脉粥样硬化的发生。
D:增强免疫力
虾青素能显著影响动物的免疫功能，在有抗原存在时，能明显促进脾细胞产生抗体的能力，增强T 细胞的作用，刺激体内免疫球蛋白的产生。虾青素还能够部分恢复年老小鼠的体液免疫系统，其中可使小鼠体内的IgM 、IgA 和IgG 分别都增加至10mol ／L ，表明在抗原入侵初期，它能增强特异性体液免疫反应。另外，虾青素还可以增强小鼠释放白细胞介素-Iα和肿瘤坏死因子α的能力，其作用比β-胡萝卜素和角黄素强得多。由此认为，虾青素有很强的诱导细胞分裂的活性，具有重要的免疫调节作用。同时虾青素还具有：缓解运动疲劳，增强机体能量代谢、抗炎抗感染特性、抑制肿瘤、抑制糖尿病肾病等种种保健功能。
1.2.2 我国是虾青素原料资源大国，目前多以出口原料和初级产品为主，尚未把资源优势转变为产品优势、技术优势。市场调查表明，利用高科技成果从原料中提取高纯度虾青素可是原料增值近百倍，这为我国虾青素原料加工产业化发展提供了有利条件。
1.2.3 红法夫酵母是唯一天然可产虾青素的酵母, 其反式虾青素已于2000 年获得FDA 批准用于食品添加剂。它是真菌界、真菌门、半知菌亚门、隐球酵母科、红法夫酵母属的唯一种。作为虾青素的生产菌，红法夫酵母具有许多优势：可利用多种糖进行快速异养代谢培养时间短, 不需光照及可以实现高密度培养等。但野生型红法夫酵母( DCW) 的虾青素含量低（300~ 450 ug/g) , 发酵成本高, 无法与化学合成竞争。目前, 只有少数几个公司通过选育高产菌株, 实现利用了虾青素的商业化生产, 如美国的红星公司, Igene 生物有限公司等, 其中Igene 公司产品数据显示, 其酵母( DCW) 干品的虾青素含量可达8 000 mg/kg。但多数菌种的产量仍较低, 因此, 目前的研究主要集中在高产菌株的筛选和培养条件的优化等方面。由于红法夫酵母的遗传背景并不清楚, 虾青素的合成路径也很复杂。因此, 目前多采用传统的诱变和原生质体融合等方法育种。近几年, 随着虾青素合成路径的阐明和相关酶基因的克隆, 应用重组DNA 技术构建高产虾青素基因工程菌的研究已经展开。
1.2.4 红法夫酵母虾青素的含量低、发酵温度低是制约其工业生产的主要因素。而原生质体融合可以发在种内、种间、甚至亲缘很远的两个物种之间, 可以扩大融合频率和幅度, 国内目前多采用1-2 g/L 的蜗牛酶破壁。红法夫酵母种间原生质体融合最早出现在1992年,Chun 等人利用诱变得到的营养缺陷型菌株作为亲本进行原生质体融合, 得到三株高产融合子的类胡萝卜素的含量从亲本的1 600 ug/g,提高到2 300 ug/g, 杂种均为单核, 而且性状稳定( 回复突变率
- 9×10) ，Santopictro 等人实现了红法夫酵母与罗伦隐球酵母、酿酒酵母的原生质体融合, 证明杂担子菌之间可以融合, 而且杂担子菌与子囊菌之间也可以融合, 但是筛选在30℃下可产虾青素菌株的实验未获得成功。国内最关于红法夫酵母原生质体融合方面的报道出现在1999 年。中国农科院的曲秋皓等人利用蜗牛酶处理对数生长早期的细胞, 将不同氨基酸营养缺陷型的细胞进行融合。但是红法夫酵母营养缺陷型的制备困难、种类少, 因此采用抗药性作为融合标记
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的报道比较多。华南理工大学的李杰伟等人将不同抗性标记的菌株进行原生质体融合, 通过双抗平板筛选得到的合子类胡萝卜素的含量较出发菌株提高97.4%。田小群将红法夫酵母与酿酒酵母融合得到的融合子最适生长温度提高到25℃。
1.2.5 陕西森弗生物技术有限公司是在技术与管理上互补的高新技术企业，公司是全球健康产业的原料生产商和供应商。公司专业为功能性食品、营养补充剂、保健用品、化妆品、药品及饲料行业提供优质稳定、安全可靠的活性物质。森弗研发中心、分析检测中心位于西安高新区创业研发园瞪羚谷国家级生物医药孵化基地。公司依靠自主培养和引进国内外高科技人才，与多所科研院校紧密合作，已形成提取分离、合成、发酵、药学、功能性食品化学、营养学、生物学、工程学和管理学等领域多学科、全方位、高层次的技术、管理精英团队。公司拥有完善的提取、分离、合成、发酵设备和技术，具有丰富的生产经验和严格的质量控制体系，并建起了完善的销售服务体系。
1.3 可行性研究的依据和范围
1.3.1 报告编制的依据
1） 《某市国民经济和社会发展“十一五”计划和2010年远景目标》；
2） 某省委、省政府《关于实施科技产业化战略的决定》；
3） 《某省科技建设第二次创业实施计划》；
4） 《国家科委“星火计划” “十一五”发展纲要》；
5） 国家计委“八五”公关课题；
6） 国家财政部《工业企业财政制度》；
7） 国家计委、建设部《建设项目经济价格方法与参数》；
8） 其他有关数据资料
1.3.2 研究范围
1) 虾青素的产品市场，原辅材料燃料动力供应，项目建设条件，外部环境和国家有关政策。
2）工艺技术设备装置的先进性、实用性、经济性。
3）红发夫酵母发酵工业化开发的意义和必要性。
4）项目的社会效益和经济效益。
1.4 项目承办单位概况
陕西森弗生物技术有限公司是一家生物高新技术企业。公司位于西安高新产业开发区，主要从事各类天然植物提取物、化工中间体、化学合成原料的研发、生产、销售。公司致力于人类健康保护事业，“集天然资源创造高端精品，以领先质量满足顾客需要”公司高端技术研究开发部、市场销售中心位于西安高新开发区。公司人力资源雄厚，拥有10余位各类、各层次专业人才组成的研发团队，其中拥有1位博士，4名硕士。生产线上具有一批技能型专门人才，并定期进行岗位培训，竞争上岗，现已形成多学科、全方位、高层次的技术、管理精英团队，具备强大的核心竞争力。森弗公司的名称sciphar 即为“科学医药”。公司分别与中国中医药研究院中药所、中国医学科学院药物研究所、西北大学、陕西师范大学、西北农林科技大学、上海应用技术学院、建立了互动式的合作关系、联合开发、资源共享的运作模式，并取得骄人成绩。森弗人坚信质量是企业的生命，公司整个生产流程从进料-加工-检验-出厂-售后服务等各环节都严格按照ISO9001：2000质量管理体系进行。
目前公司产品远销美国、日本、欧洲和东南亚等国家和地区。其中产品主要有： 虾青素、S-腺苷蛋氨酸、辅酶Q10、番茄红素、B-胡萝卜素等。
公司的目标是，将森弗生物做成全球专业可靠医药原料、化工中间体、食品补充剂和添加剂，化装品原料的供应商，“可靠的质量，优质的服务”是我们对每个客户的承诺，创建全球一流的健康品产业企业，让世界上每个国家的人，都尽可能享受到森弗人对其的健康关爱。
1.5 项目技术合作单位概况
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5.2.4 超临界二氧化碳流体萃取技术特点
1）类似高密度液体的溶解能力和气体的扩散性，有利于提高有效成分的收率。
2）对温度和压力做很小的调整时，可以引起溶解能力的很大差异，有利于提高对溶质萃取的选择性，便于溶质与流体的迅速分离。
3）萃取温度一般处于室温条件下，有利于热能性组合的萃取。
4）没有有机溶剂，产品纯天然。
5）萃取工艺过程简便，易于操作无污染环境。
5.2.5 超临界二氧化碳流体萃取工业化试验工艺技术的难点
1）对所选物系制定优化试验方案，进行超临界萃取传质的研究，提出最佳萃取剂质量流率，夹带助剂的加入量级其他工艺参数。
2）测定传质系数和流体流动性质及物质有关物性数据。
3）根据超临界萃取传质和流动性质关系式，关联出萃取器的模拟放大数学模型，编写工程模拟放大计算机程序，提出具体放大倍数和设备放大尺寸。
4）提出萃取器模拟放大全套技术文件。
上述工艺技术难点均有某工程大学生物化学工程学院在研究实验中予以解决，并完成模拟工业化试验的生产工艺技术方案和试验装置设备的技术设计。
5.2.6 生产工艺设计基本要求
利用发酵法生产虾青素，其工艺过程较复杂且对过程的监测与控制十分必要，所以其生产工艺设计必须满足以下要求：
1） 严格按原料来源分批保管和予以处理，根据市场需求和工艺要求控制培养基与菌种的比例
和生长环境。
2） 根据提取天然物质的种类，确定分段变化或稳定操作条件。
3） 以有效和节能为基本点确定压力、温度、PH 、溶解氧、溶剂与进料比、溶率流率，采用助
剂的种类，加入量等发酵提取条件。
4） 发酵操作形式，根据投资和自控的可能性确定间歇或连续操作。
5） 根据产物的性质确定分离提取产物的压力、温度、时间等参数。
6） 分离器操作方法，间歇或连续，单级或多级是根据原料种类和类型而定的。
7） 节约操作费用，采用超临界循环处理系统（包括脱气、过滤、测试、脱水、均一化混合）。
5.3 工艺流程及生产工艺优化
5.3.1工艺流程
首先将按一定营养比例配置好的培养基经灭菌等操作后加入到发酵罐中，其次通过种子罐进行接种，接下来就是发酵过程，在此过程中要不断地对罐内的发酵液及菌种进行检测和控制，保证菌体一直处于一个良好的生长状态，将更有利于发酵产物的不断积累；待发酵结束之后，通过过滤、洗涤、活性炭吸附、阴阳离子交换、蒸发、浓缩、结晶、干燥和包装等过程，即可得到相应的产品或产品原料。
5.3.2生产工艺优化
除了选育高产菌种以外, 如何通过优化生产工艺降低发酵成本也是目前虾青素生产的研究热点之一, 主要有以下三个方面的内容:
5.3.2.1 培养基组分和培养条件的优化
对于红法夫酵母发酵, 培养基的组成、温度、pH 、溶氧等是关键因素。Johnson 等人研究了红法夫酵母发酵的基本条件:最适生长和色素形成的温度是20-22℃,pH 值是5.0, 虾青素的积累主要在平衡期, 溶氧对于虾青素的积累非常重要, 当溶氧低于30mmol/(L.h)时, 虾青素的含量急剧下降, 而主要积累β-胡萝卜素和单烯酮类Meyer 等人研究了红法夫酵母突变株在间歇和恒化培养中培养条件对虾青素合成的影响。结果表明pH 和温度对虾青素含量只有很小的影响, 但对比生长速率和细胞产率影响较大。Yamane 等人研究发现低碳氮摩尔比( C：N) 有利于红葡萄糖法夫酵母的生长, 高C ：N 有利于虾青素合成。但是由于红法夫酵母具有Crabtree 效应, 在高质量浓度下(45g/L),其细胞产量和虾青素产量均下降。根据这一特点, 他们采用两步流加发酵。在
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初始低C ：N 下开始发酵, 第一步流加葡萄糖, 促进红法夫酵母细胞量的增加；第二步再流加乙醇, 促进虾青素的合成。120h 发酵结束后, 细胞干重达到30g/L,虾青素的产量和含量分别达到21.6mg/L 和720ug/g。Ramirez 等人通过因子试验从pH 、温度、接种量、碳源浓度和氮源浓度五个因素中, 筛选出温度和碳源浓度对红法夫酵母中虾青素的合成影响最显著。随后通过最陡爬坡法和响应面分析, 确定了虾青素产量最高的培养条件。在该条件下, 虾青素的产量8.1mg/L,较优化前提高了92%。
5.3.2.2 廉价培养基的筛选
为了降低发酵成本，很多研究都探索用廉价的碳源来替代葡萄糖。Parajo 等报道了红法夫
- 1酵母在纤维素的酶水解物上的生长情况。比生长速率为0.07 h , 细胞产率达0.47g/g糖, 虾青
素含量达720-1080 mg/kg。Harrd 采用10%糖蜜作为发酵底物, 虾青素的质量体积比用葡萄糖提高3倍。其它可利用的廉价碳源还有枣椰汁、玉米粉碎的副产品等。红法夫酵母可以利用有机氮源和无机氮源, 且总的说来有机氮源要优于无机氮源。但有机氮源价格高, 且性质不稳定, 因此很多研究者尝试采用混合氮源发酵。Fang 等对红发夫酵母突变株NCHU-FS301的研究表明:酵母膏是最佳氮源, 虾青素产量为8.6375mg/L,而使用酵母膏:牛肉膏:硝酸钾= 1:1:1(质量比) 的混合氮源, 虽然虾青素产量有所降低, 但是原料价格便宜很多。
5.3.2.3 前体物的添加
Calo 等人在培养基中添加1g/L的甲羟戊酸, 结果顺式虾青素和总类胡萝卜素产量提高300%
- 2以上。Flores-Cotera 的研究发现。在培养基中添加2.8×10mol/L以上的柠檬酸可以显著提
高虾青素的产量和含量。这可能与柠檬酸可作为脂肪酸和类胡萝卜素合成的碳源有关。
5.4 技术费用的列支
本项目技术开发费用共380万元，计划在总投资额内列支。
5.5 生产工艺车间及辅助车间工段设置
根据红发夫酵母发酵生产工艺要求本项目拟设置以下主要车间、工序、工段。
1） 生产工艺车间：设原辅材料预处理，储存生产准备，发酵，工艺处理，提炼精制等工序。
2） 生产动力机电修理车间：设真空、空压、供配电、供水、制冷、锅炉、机电修理、污水处
理、仪表修理等工段。
3） 试验检验中心设：理化室、工艺试验室等。
5.6 设备装置的选择与设计
本项目生产工艺设备装置的选择与设计原则是在既满足试验装置生产工艺技术要求，保证设备的先进性、安全性、经济性、适用性，又要立足国内，尽可能利用现有设备的前提下拟定的。
6、工程设计方案
6.1 总图、仓储及运输
6.1.1总图布置
本项目计划在新征土地上进行设计建设，以充分利用现有厂房、公用设施、节约投资。新征地块经城建规划批准用作生化厂发展建设用地，征用手续已办。
1）总图布置的原则：
①满足工艺流程和建筑物相关规范要求；
②充分利用原有设施、装备以节约投资；
③总平面布置力求紧凑，减少建筑用地，缩短管道及运输线路，人物流分道，保证绿化用地； ④整个布置建设要与高科技产业要求相应。
2）布置方案
①全厂分为后勤管理，生产两个管理区，厂区主干道宽10米，南北走向，分道宽5米，路旁绿化宽4-6米。
②主要生产工艺车间，辅助生产车间，动力车间，机电，仪表修理仓储等安排在生产区，生产管理、检测研究试验中心，生活设施安排在后勤管理区。
6.1.2 仓储及运输
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6.4.2 排水
新厂区排水系统完善，厂内设有DN400砼排水干管，并接入城市排水系统。本项目因设计有生产热交换水回收、降温、循环使用系统使绝大部分热交换水，原料洗涤用水得以回收利用，仅有少部分生产工艺污水和生活污水及地表雨水排入排水管，水量最大约20-30吨/时，按需要对排水系统进行规划设计
6.5 热力真空、空压与采暖通风
6.5.1 供热、制冷
1）热负荷
本项目生产用汽最大为1.2吨/时（0.3-0.6mpa ）生活用汽最大0.4吨/时（0.1-0.6mpa ）。最大计算热负荷1.4吨/时，新厂配套设施齐全，可以满足项目所需仅按需配置管线至各用汽点。
2）制冷负荷
⑴工艺用冷冻水（5-15℃）100m ³/时，回水温差6℃。
⑵制冷（二氧化碳冷凝，原料储存，5℃以下）10万大卡/时最大计算冷负荷20万大卡/时。
3）本项目和设计建设20万大卡/时制冷站一座，设计选用螺杆式ZS-KF 型10万大卡冷水机组两台，配套建设相应的管线。
6.5.2 真空、空压
1）真空用于生产工艺中物料的负压抽提，过滤和研究试验的物料转移，水处理再生液的输送，
-4最大计算耗量（5×10mpa ）200m ³-250m ³/时，设计选用300m ³/时，W4真空泵一台以满足需要。
2）压缩空气用于物料的压力输送、过滤和最大计算耗量（0.6mpa ）4.5m ³-6m ³/分，设计选用V 型无油润滑空压机2台，与真空泵同置动力车间厂房内，配套相应的真空，空压热交换，缓冲罐及管道系统。
6.5.3 采暖、通风
本项目生产车间一般工段不考虑采暖，但仪表控制室、试验室等有特殊要求部分设计安装空调，其余均按需配套通风机，解决生产通风问题，为防暑降温，按需配装电扇。
6.6 工艺过程的检测与自动化
6.6.1 自动化控制的要求
1）保证试验生产正常进行，确保产品质量，降低材料能耗消耗，改善操作条件，提高劳动生产率。
2）满足红发夫酵母发酵制取虾青素工艺需要。
3）对生产过程中的温度、压力、流量、液位、PH 值等参数能分别进行连续或不连续的现实、检测、连锁报警控制。
4）与发酵提取工艺的国际先进水平相适应，设计实施高标准同时考虑节约投资。
6.6.2 控制方式设计
为节约投资和保证高水平，不采用计算机集中控制的方式，而设计采用安全连续系统，根据物料和主要工艺控制点、操作条件的不同采用，控制室集中主要参数的控制与就地显示控制相结合的方式，为适应本项目的高科技水平和示范意义，确保试验成功，自动控制生产工艺全过程的设计实施原则是安全、先进、实用、节省投资。
6.7 机电仪表修理及其他
公司本身具有一定的机电仪表维修能力，本项目新增机电仪表设备自动化水平高，设备装置多数为特种钢制造，维修保养就有较高要求，试验生产设备的正常运行要求高质量的机电仪表检修水平，计划以重点培养生产设备仪表维修技术人员，请专家现场指导，招聘高级专业人才，依托协作单位等方式解决，设置机电修理工段并配备相应的设备，检测仪表。
7、 环境保护、劳动安全卫生与消防
7.1环保
7.1.1 污染源及治理措施
1）水污染源
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本项目生产原料单一，生产工艺是具有国际一流水平的清洁工艺技术，污染小，整个过程仅有少量水（无毒）和部分二氧化碳逸出排放，不造成环境问题，清洗用水经处理进入热交换水循环系统使用，外排量较小，经处理不造成环境污染，生活污水和地表雨水、污水经所建污水池沉淀、过滤处理后排入下水管。原料的储存堆积易造成霉变污染，只需加强管理，分批进料严格操作把关，霉变可以避免，其他材料均无毒无害，不造成环境问题。
2）粉尘污染源
主要是2吨锅炉，新厂2吨锅炉除尘设施配套齐全，原装旋风除尘装置除尘率90%以上，该炉正常运行时，每小时耗煤360公斤，年耗煤720吨左右，只要加强管理严格操作纪律，其粉尘排放完全可以达标。
3）噪声源
主要来自空压站，真空泵和制冷机，本项目设计实施时设计选用低噪声机组，安装噪声隔离装置使之达标。
7.1.2 环保投资
为解决生产试验中的粉尘、污水、噪声污染，使之达标排放计划在总投资中列支30万元用于相关工艺设备的添置与改造。
7.1.3 本项目的三废治理措施和环境影响的预测
本项目依据《环境空气质量标准》GB3095-1996，《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996，《污水综合排放标准》GB8978-88，《工业企业界噪声标准》GB12348-90等规范、标准法规进行设计实施，使三废的排放达到环境保护标准。
1） 本项目投产后有较少废气和粉尘产生。
2） 本项目投产后，工艺过程全封闭进行，无泄漏，有少量生活污水和冷却水排放，经处理对
环境不构成影响。
3） 本项目投产后又较少废渣产生。
4） 本项目投产后所有装备无超标噪声源，而产生噪声源的公用工程装备均集中安排，并设计
已配备防隔噪声装置。
对已有的环保措施只需进行适当调整和配套，以满足本项目的需要，在总投资中已予以考虑。
7.2 劳动卫生安全消防
7.2.1 劳动卫生
项目生产试验过程中原料的预处理体积大、松散夹带一定的灰尘，为改善劳动条件计划按风选、喷淋、风干、风送封闭系统设计实施。
7.2.2 安全
1）生产试验系统中部分设备处于高压状态，操作不当易发生事故，加强管理，严格操作纪律，可避免事故发生。
2）建筑按规范标准做好防雷接地，用电装置设备及金属构筑物做好接地接零保护。
7.2.3 措施
本项目依据劳动部颁发的《关于产生建设项目职工安全卫生监督暂行规定》、《工业企业设计卫生标准》TJ36-79等规定、规范、标准进行设计、实施，使之符合《工业企业卫生标准》，做到预防为主，防治结合。
1） 加强劳动安全卫生管理，进行以防为主的教育，建立健全管理机构，制定切实可行的规章
管理制度。
2） 对全体员工进行劳动卫生安全教育，持证上岗。
3） 对生产工艺装置和工艺管道的安全防护装置、电气接地接零有效可靠，定期检查，杜绝事
故的发生
7.2.4 消防
本项目根据《建筑设计防火规范》GBJ16-87、《建筑灭火器配置设计规范》GBY140-90参照防火手册等，结合建设条件和生产工艺特点进行考虑，消防设施的设计与安排。
本项目的主要原辅材料化学性质稳定，不燃不爆。
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2）项目的设计和订货
本项目所需设备均可市场购置或按设计要求委托加工制造。对于企业内部可以调剂使用的设备和仪器仪表，在保证生产质量、操作安全和使用精度的前提下，优先予以安排，自行制造的设备装置，应制定详细生产计划，按项目实施进度要求，高质量的完成。
3）施工阶段
本项目工程施工和设备安装调试预计16个月完成。
10.2 项目实施进度
按上述进度情况编制项目实施进度表。
11、投资估算、资金筹措及实施计划
11.1 项目总投资的估算
项目总投资由固定资产投资总额和项目流动资金两部分组成。本项目建设总投资估算为6500万元，其中固定资产投资总额为4500万元，流动资金为2000万元。
11.1.1固定资产投资总额
本项目固定资产投资4500万元，主要包括：
1）新建厂房2400平方米，造价180万元；
辅助工程设施，造价110万元；
建设办公、科研用房1500平方米，造价90万元；
公用工程及环保设施造价55万元。
2）购置设备89台（套），总价值2875万元。
设备安装费109万元。
3）土地征用及建管费380万元
4）其他无形资产及递延资产安排401万元，包括技术转让费用、技术开发费、培训费、开办费等。
5）项目预备费200万元。
6）固定资产贷款按年息8%计算，建设期利息
7）固定资产投资方向调节税，根据国家产业政策本项目实行零税率，故未予安排。
11.1.2 流动资金估算
流动资金估算根据原辅材料，应收账款和现金等情况，采用分项详细估算方法计算，约需流动资金2000万元。
11.2 资金筹措
11.2.1 固定资产投资的资金筹措
1）固定资产投资4500万元，由承办单位自筹1500万元，包括单位自有资金800万元，地方财政配套200万元，公司股东出资500万。
2）商请建设银行贷款3000万元。
11.2.2 流动资金筹措
1）流动资金2000万元，承办单位自筹800万元，包括单位自有资金480万元，地方财政解决150万元，股东出资170万元。
2）申请银行流动资金配套贷款1200万元。
11.3 项目实施计划
项目计算期包括建设期、投产期和达产期。
本项目建设期两年，实施计划安排固定资产投资在建设期第一年投入3800万元，第二年再投入1200万元。
项目投产期两年，投产期第一年负荷达设计生产能力的30%，流动资金投入800万元。投产期第二年生产负荷达到设计生产能力的70%，流动资金再投入795万元。第三年生产负荷全部达到设计生产能力，流动资金再投入405万元。
12、经济分析
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12.1 年销售收入和销售税金及附加估算
由于用途不同，对原料的要求也不一样，所以销售价格也不尽相同。高纯度虾青素其国际市场价格一般在3500美元/公斤，本项目采用保守估算，产品国内市场价格仅取15000元/公斤；本项目达产后年产虾青素10吨，年销售收入在1.5亿元。产品缴纳增值税，产品进项税率和销项税率分别为17%，增值税为销项税与进项税额2差；城市维护建设税按增值税额的7%缴纳，教育费附加按增值税额的3%缴纳，水利建设基金按增值税额的1%计提。全年各项税金合计为879万元。
12.2 利润
利润总额正常年为4800万元，所得税按利润总额的33%缴纳，全年税后利润为3216万元。法定盈余公积金按税后利润的10%计提。
12.3 生产成本估算
经计算项目达产后总成本费用3819万元，其中固定成本556万元，可变成本3355万元，项目经营成本3616万元。
1）原辅材料费
原材料每公斤24元计算，球形硅胶每公斤8元计算，全年共需2945万元。
2）燃料、动力费
燃料、动力消耗依据工厂提供的数据和市场价格进行估算，每年约80万元。
3）工资及福利
本项目达产后定员82人，工资及福利费按每人年均1.33万元计算，全年共支出109万元。
4） 固定资产折旧和无形、递延资产摊销
固定资产原值为2945万元，按平均年限法计算折旧。建筑物按20年折旧，设备按10年折旧，净残值450万元，年折旧费270万元。
无形、递延资产总值920万元，其中土地使用费按10年摊销，其他无形、递延资产按5年摊销，全年共摊销185万元。
5）修理费
修理费按全年折旧费的50%估算，约需135万元。
6）销售费用
主要包括本产品在销售过程中发生的各项费用，主要包括产品广告费、摊销费、保险费、装卸运输费及销售人员的奖金、差旅费、补贴费等，按销售收入的5%安排，全年750万元。
7）财务费用
主要包括固定资产和流动资金的贷款利息，以及一切财务费用，但不包括建设期的固定资产贷款利息。
8）其他费用
其他费用包括制造费、管理费及上述费用以外的一切费用。为了简化计算，本项目估算为480万元。
12.4 财务分析
1）静态分析
⑴投资利润率
投资利润率=年利润总额／项目总投资×100%=3216/6500×100%=49.8%
⑵投资利税率
投资利税率=年利税总额／项目总投资×100%=（1033＋879）/6500×100%=29.4%
⑶全部投资回收期
全部投资回收期=（累计净现金流量开始出现正值年份数-1）+上年累计净现金流量绝对值／当年净现金流量=5.35
2）动态分析
⑴财务内部收益率
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19
4）经济分析表明，该产品开发运用前景广阔，功效显著，附加值高，国际国内市场十分抢手。同时各项经济指标都较好，实现年产值1.5亿元，利润3216万元，税金879万元，财务内部收益率32.1%，全部投资回收期5.35年，贷款偿还期5.5年，投资利润率49.8%，投资利税率29.4%，盈亏平衡点22.8%，项目投资回报率高，回收期短，还贷能力强，风险小，具有良好的经济效益。
综上所述，本项目可行，应予尽快实施。
第二部分：生产实习记录及实习总结报告
丰原集团
1、企业概况:
实习地点：蚌埠丰原酒精厂
公司地址：某省蚌埠市
公司简介: 丰原集团是国内生物化工、生物能源和生物制药方面的大型科技产业型公司，是国家级创新型企业、国家级高新技术企业、国家科技兴贸创新基地，在职员工约8200人。曾发起设立丰原生化（股票代码：000930，是我国最大的农产品深加工企业，主要以发酵法生产柠檬酸、燃料酒精、L-乳酸、赖氨酸、生物乙烯和环氧乙烷、味精、酵母、淀粉糖等产品）。目前主要产业有丰原药业（股票代码：000153）、丰原生物、泰格生物（Vc 系列产品）、丰原明胶、丰原食品、丰原医药科技、丰原化工装备制造安装等生产型企业和一个国家级发酵技术工程研究中心、一个省级医药研究中心。
丰原集团为地方国有独资授权经营的加工制造企业，主要拥有丰原生化、丰原药业、丰原食品、宿州生化（生物乙烯）、江苏江山制药（Vc ）、丰原明胶等六家生产企业及一个国家级发酵工程技术中心。2005年丰原集团实现销售收入65亿元人民币，出口创汇近2亿美元，精细化工产品出口量连续五年居国内之首。
丰原生化是丰原集团的核心企业，现已被世界500强企业中粮集团收购。主要通过利用拥有自主知识产权专有技术和世界领先的工艺设备，对玉米、薯类等淀粉质农作物及秸秆、农林废弃物等纤维素类农作物进行精深加工，生产生物能源和生物化工系列产品，可缓解石油资源短缺，促进农业发展，改善大气环境，成为一个拥有自主创新技术体系的生物制造企业典范。
丰原药业拥有五家制药厂，分布在某的蚌埠、巢湖、淮南、马鞍山、合肥等城市。拥有38条GMP 生产线，两个一类新药，70多个二类和三类新药，中西药生产品种约360个。
经过十几年的发展，丰原集团通过发展粮食深加工产业，成为国内最大的农产品深加工企业，掌握了国内外最前沿的菌种技术、发酵技术、分离提取技术和环保处理技术等，积累了丰富的生物制造技术、工程管理技术和生产管理经验。
2、主要生产工艺流程:
20
年产10吨虾青素生产项目
可行性研究报告
1
1、总论
1.1 项目概要
名 称：年产10吨虾青素生产项目开发。
开发内容：虾青素工业化生产工艺技术及配套生产设备装置。
设计生产规模：年产10吨虾青素。
总投资额：6500万元（人民币）；
其中：固定资产4500万元；
流动资金2000万元；
主要经济指标：年新增销售收入：1.5亿元（人民币）
年创利润：3216万元（人民币）
年创税金：879万元（人民币）
投资利润率：49.8%
投资利税率：29.4%
贷款偿还期：5.5年
投资回收期：5.35年
建设期：18个月
项目主办单位：某生物技术有限公司
项目合作单位：某生物化学工程学院
项目建设地点：某市湾里镇境内某经济技术开发区内。
1.2 项目提出的背景
1.2.1 虾青素的推出导致抗氧化剂市场的革命，有人甚至说：21世纪将是抗氧化剂的世纪。天然藻源的虾青素及其提取物在欧美、日本、东南亚等发达国家已经得到广泛应用，中国知道虾青素的人还很少，中国目前还只是科学界和时尚美容界少数人事知晓。哈佛研究人员Preston Mason 称，Astaxanthin （虾青素）这种天然类胡萝卜素成份极具潜力成为新型（抗氧化/消炎制剂），并且有望在他汀类和抗血小板药之后掀起第三次预防性药物的浪潮。同时虾青素在人类日常生活中有着广泛的应用，例如：
第一，在化妆品领域应用：由于其强大的抗氧化性，全球差不多一线的化妆品品牌均添加了天然虾青素作为其超强抗氧化剂的成分，包括雅诗兰黛、欧莱雅的DermaE ，尤其是日本的品牌高丝（KOSE ）、芳凯（FancL) 、JUJU 、FUJI ，DHC 以及曼秀雷登等推出了专门的虾青素系列保湿霜、抗皱眼霜、面膜、口红等。只要看到那些红色或橙色的宣称抗氧化的，且售价数百上千元的化妆品都是加的虾青素这一类物质。
第二，在保健食品领域的应用：全球的保健品企业也推出了大约200多款虾青素软、硬胶囊、口服液的保健食品。尤其是在日本这个寿命最长的国家最为受到欢迎，近3年来虾青素成为日本最火爆的健康食品。东南亚包括台湾、新加坡深受其影响，我国也有一些企业相继跟进。虾青素的保健功能主要有以下几种：
A:眼和中枢神经系统的保护作用
人类视网膜和中枢神经系统（脑）富含不饱和脂肪酸，因此，氧化产生的自由基很容易使其发生过氧化损伤。有研究表明，虾青素很容易通过血脑屏障和细胞膜，能有效地防止视网膜的氧化和感光细胞的损伤，以及对中枢神经系统尤其是对大脑起到保护作用，从而有效治疗缺血-再灌注损伤、脊髓损伤、帕金森综合征、Alzheimer 综合征等中枢神经系统损伤。尤其是视网膜黄斑变性效果较叶黄素更加显著。美国CADAX 公司已经把虾青素作为一种脑梗塞后防止再次梗塞的药物，据报道2010年已经进入临床试验阶段。最大的好处是不会象抗血小板药导致凝血功能障碍。
B:防紫外线辐射
众所周知，紫外线辐射是导致表皮光老化和皮肤癌的重要原因。研究表明，虾青素对谷氨酰胺转胺酶(transglutaminase)具有特殊作用，能够在皮肤受光照时消耗腐胺，
2
口服虾青素对腐胺积累的抑制作用比口服维生素A 更强。因此，虾青素的强抗氧化性可能使它成为潜在的光保护剂，有效清除引起皮肤老化的自由基，保护细胞膜和线粒体膜免受氧化损伤，用于阻止皮肤光老化。
C:预防心血管疾病
动脉硬化及相关心血管疾病的临床研究表明，低密度脂蛋白(LDL)的氧化是导致动脉硬化的重要原因。人体中LDL 浓度越高，加之血小板沉积使血管变细阻碍血流速度，人体患动脉硬化的风险就越大。而血液中高密度脂蛋白(HDL)则有相反的作用，它可以阻止动脉硬化的发生。在人体血液中，虾青素由极低密度脂蛋白(VLDL)、LDL 和HDL 携带。体外和临床试验证明每人口服3．6mg ／d 虾青素，连续2周，能预防LDL 的氧化。另外，有动物研究表明，虾青素在体内具有显著升高HDL 和降LDL 的功效，其中HDL 可由原来的49．7±3．6mg ／dL 增加至66．5±5．1mg ／dL ，因此推测虾青素能减轻载脂蛋白的氧化，可用来预防动脉硬化、冠心病和缺血性脑损伤。不同于一般降低LDL 的药物，每天服用1.8、3.6、14.4和21.6mg 虾青素连续2周后，LDL 氧化的时间分别被延长了5.0％、26.2％ 、42.3％和30.7％ ；从而可预防动脉粥样硬化的发生。
D:增强免疫力
虾青素能显著影响动物的免疫功能，在有抗原存在时，能明显促进脾细胞产生抗体的能力，增强T 细胞的作用，刺激体内免疫球蛋白的产生。虾青素还能够部分恢复年老小鼠的体液免疫系统，其中可使小鼠体内的IgM 、IgA 和IgG 分别都增加至10mol ／L ，表明在抗原入侵初期，它能增强特异性体液免疫反应。另外，虾青素还可以增强小鼠释放白细胞介素-Iα和肿瘤坏死因子α的能力，其作用比β-胡萝卜素和角黄素强得多。由此认为，虾青素有很强的诱导细胞分裂的活性，具有重要的免疫调节作用。同时虾青素还具有：缓解运动疲劳，增强机体能量代谢、抗炎抗感染特性、抑制肿瘤、抑制糖尿病肾病等种种保健功能。
1.2.2 我国是虾青素原料资源大国，目前多以出口原料和初级产品为主，尚未把资源优势转变为产品优势、技术优势。市场调查表明，利用高科技成果从原料中提取高纯度虾青素可是原料增值近百倍，这为我国虾青素原料加工产业化发展提供了有利条件。
1.2.3 红法夫酵母是唯一天然可产虾青素的酵母, 其反式虾青素已于2000 年获得FDA 批准用于食品添加剂。它是真菌界、真菌门、半知菌亚门、隐球酵母科、红法夫酵母属的唯一种。作为虾青素的生产菌，红法夫酵母具有许多优势：可利用多种糖进行快速异养代谢培养时间短, 不需光照及可以实现高密度培养等。但野生型红法夫酵母( DCW) 的虾青素含量低（300~ 450 ug/g) , 发酵成本高, 无法与化学合成竞争。目前, 只有少数几个公司通过选育高产菌株, 实现利用了虾青素的商业化生产, 如美国的红星公司, Igene 生物有限公司等, 其中Igene 公司产品数据显示, 其酵母( DCW) 干品的虾青素含量可达8 000 mg/kg。但多数菌种的产量仍较低, 因此, 目前的研究主要集中在高产菌株的筛选和培养条件的优化等方面。由于红法夫酵母的遗传背景并不清楚, 虾青素的合成路径也很复杂。因此, 目前多采用传统的诱变和原生质体融合等方法育种。近几年, 随着虾青素合成路径的阐明和相关酶基因的克隆, 应用重组DNA 技术构建高产虾青素基因工程菌的研究已经展开。
1.2.4 红法夫酵母虾青素的含量低、发酵温度低是制约其工业生产的主要因素。而原生质体融合可以发在种内、种间、甚至亲缘很远的两个物种之间, 可以扩大融合频率和幅度, 国内目前多采用1-2 g/L 的蜗牛酶破壁。红法夫酵母种间原生质体融合最早出现在1992年,Chun 等人利用诱变得到的营养缺陷型菌株作为亲本进行原生质体融合, 得到三株高产融合子的类胡萝卜素的含量从亲本的1 600 ug/g,提高到2 300 ug/g, 杂种均为单核, 而且性状稳定( 回复突变率
- 9×10) ，Santopictro 等人实现了红法夫酵母与罗伦隐球酵母、酿酒酵母的原生质体融合, 证明杂担子菌之间可以融合, 而且杂担子菌与子囊菌之间也可以融合, 但是筛选在30℃下可产虾青素菌株的实验未获得成功。国内最关于红法夫酵母原生质体融合方面的报道出现在1999 年。中国农科院的曲秋皓等人利用蜗牛酶处理对数生长早期的细胞, 将不同氨基酸营养缺陷型的细胞进行融合。但是红法夫酵母营养缺陷型的制备困难、种类少, 因此采用抗药性作为融合标记
3
的报道比较多。华南理工大学的李杰伟等人将不同抗性标记的菌株进行原生质体融合, 通过双抗平板筛选得到的合子类胡萝卜素的含量较出发菌株提高97.4%。田小群将红法夫酵母与酿酒酵母融合得到的融合子最适生长温度提高到25℃。
1.2.5 陕西森弗生物技术有限公司是在技术与管理上互补的高新技术企业，公司是全球健康产业的原料生产商和供应商。公司专业为功能性食品、营养补充剂、保健用品、化妆品、药品及饲料行业提供优质稳定、安全可靠的活性物质。森弗研发中心、分析检测中心位于西安高新区创业研发园瞪羚谷国家级生物医药孵化基地。公司依靠自主培养和引进国内外高科技人才，与多所科研院校紧密合作，已形成提取分离、合成、发酵、药学、功能性食品化学、营养学、生物学、工程学和管理学等领域多学科、全方位、高层次的技术、管理精英团队。公司拥有完善的提取、分离、合成、发酵设备和技术，具有丰富的生产经验和严格的质量控制体系，并建起了完善的销售服务体系。
1.3 可行性研究的依据和范围
1.3.1 报告编制的依据
1） 《某市国民经济和社会发展“十一五”计划和2010年远景目标》；
2） 某省委、省政府《关于实施科技产业化战略的决定》；
3） 《某省科技建设第二次创业实施计划》；
4） 《国家科委“星火计划” “十一五”发展纲要》；
5） 国家计委“八五”公关课题；
6） 国家财政部《工业企业财政制度》；
7） 国家计委、建设部《建设项目经济价格方法与参数》；
8） 其他有关数据资料
1.3.2 研究范围
1) 虾青素的产品市场，原辅材料燃料动力供应，项目建设条件，外部环境和国家有关政策。
2）工艺技术设备装置的先进性、实用性、经济性。
3）红发夫酵母发酵工业化开发的意义和必要性。
4）项目的社会效益和经济效益。
1.4 项目承办单位概况
陕西森弗生物技术有限公司是一家生物高新技术企业。公司位于西安高新产业开发区，主要从事各类天然植物提取物、化工中间体、化学合成原料的研发、生产、销售。公司致力于人类健康保护事业，“集天然资源创造高端精品，以领先质量满足顾客需要”公司高端技术研究开发部、市场销售中心位于西安高新开发区。公司人力资源雄厚，拥有10余位各类、各层次专业人才组成的研发团队，其中拥有1位博士，4名硕士。生产线上具有一批技能型专门人才，并定期进行岗位培训，竞争上岗，现已形成多学科、全方位、高层次的技术、管理精英团队，具备强大的核心竞争力。森弗公司的名称sciphar 即为“科学医药”。公司分别与中国中医药研究院中药所、中国医学科学院药物研究所、西北大学、陕西师范大学、西北农林科技大学、上海应用技术学院、建立了互动式的合作关系、联合开发、资源共享的运作模式，并取得骄人成绩。森弗人坚信质量是企业的生命，公司整个生产流程从进料-加工-检验-出厂-售后服务等各环节都严格按照ISO9001：2000质量管理体系进行。
目前公司产品远销美国、日本、欧洲和东南亚等国家和地区。其中产品主要有： 虾青素、S-腺苷蛋氨酸、辅酶Q10、番茄红素、B-胡萝卜素等。
公司的目标是，将森弗生物做成全球专业可靠医药原料、化工中间体、食品补充剂和添加剂，化装品原料的供应商，“可靠的质量，优质的服务”是我们对每个客户的承诺，创建全球一流的健康品产业企业，让世界上每个国家的人，都尽可能享受到森弗人对其的健康关爱。
1.5 项目技术合作单位概况
4
5
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8
9
5.2.4 超临界二氧化碳流体萃取技术特点
1）类似高密度液体的溶解能力和气体的扩散性，有利于提高有效成分的收率。
2）对温度和压力做很小的调整时，可以引起溶解能力的很大差异，有利于提高对溶质萃取的选择性，便于溶质与流体的迅速分离。
3）萃取温度一般处于室温条件下，有利于热能性组合的萃取。
4）没有有机溶剂，产品纯天然。
5）萃取工艺过程简便，易于操作无污染环境。
5.2.5 超临界二氧化碳流体萃取工业化试验工艺技术的难点
1）对所选物系制定优化试验方案，进行超临界萃取传质的研究，提出最佳萃取剂质量流率，夹带助剂的加入量级其他工艺参数。
2）测定传质系数和流体流动性质及物质有关物性数据。
3）根据超临界萃取传质和流动性质关系式，关联出萃取器的模拟放大数学模型，编写工程模拟放大计算机程序，提出具体放大倍数和设备放大尺寸。
4）提出萃取器模拟放大全套技术文件。
上述工艺技术难点均有某工程大学生物化学工程学院在研究实验中予以解决，并完成模拟工业化试验的生产工艺技术方案和试验装置设备的技术设计。
5.2.6 生产工艺设计基本要求
利用发酵法生产虾青素，其工艺过程较复杂且对过程的监测与控制十分必要，所以其生产工艺设计必须满足以下要求：
1） 严格按原料来源分批保管和予以处理，根据市场需求和工艺要求控制培养基与菌种的比例
和生长环境。
2） 根据提取天然物质的种类，确定分段变化或稳定操作条件。
3） 以有效和节能为基本点确定压力、温度、PH 、溶解氧、溶剂与进料比、溶率流率，采用助
剂的种类，加入量等发酵提取条件。
4） 发酵操作形式，根据投资和自控的可能性确定间歇或连续操作。
5） 根据产物的性质确定分离提取产物的压力、温度、时间等参数。
6） 分离器操作方法，间歇或连续，单级或多级是根据原料种类和类型而定的。
7） 节约操作费用，采用超临界循环处理系统（包括脱气、过滤、测试、脱水、均一化混合）。
5.3 工艺流程及生产工艺优化
5.3.1工艺流程
首先将按一定营养比例配置好的培养基经灭菌等操作后加入到发酵罐中，其次通过种子罐进行接种，接下来就是发酵过程，在此过程中要不断地对罐内的发酵液及菌种进行检测和控制，保证菌体一直处于一个良好的生长状态，将更有利于发酵产物的不断积累；待发酵结束之后，通过过滤、洗涤、活性炭吸附、阴阳离子交换、蒸发、浓缩、结晶、干燥和包装等过程，即可得到相应的产品或产品原料。
5.3.2生产工艺优化
除了选育高产菌种以外, 如何通过优化生产工艺降低发酵成本也是目前虾青素生产的研究热点之一, 主要有以下三个方面的内容:
5.3.2.1 培养基组分和培养条件的优化
对于红法夫酵母发酵, 培养基的组成、温度、pH 、溶氧等是关键因素。Johnson 等人研究了红法夫酵母发酵的基本条件:最适生长和色素形成的温度是20-22℃,pH 值是5.0, 虾青素的积累主要在平衡期, 溶氧对于虾青素的积累非常重要, 当溶氧低于30mmol/(L.h)时, 虾青素的含量急剧下降, 而主要积累β-胡萝卜素和单烯酮类Meyer 等人研究了红法夫酵母突变株在间歇和恒化培养中培养条件对虾青素合成的影响。结果表明pH 和温度对虾青素含量只有很小的影响, 但对比生长速率和细胞产率影响较大。Yamane 等人研究发现低碳氮摩尔比( C：N) 有利于红葡萄糖法夫酵母的生长, 高C ：N 有利于虾青素合成。但是由于红法夫酵母具有Crabtree 效应, 在高质量浓度下(45g/L),其细胞产量和虾青素产量均下降。根据这一特点, 他们采用两步流加发酵。在
10
初始低C ：N 下开始发酵, 第一步流加葡萄糖, 促进红法夫酵母细胞量的增加；第二步再流加乙醇, 促进虾青素的合成。120h 发酵结束后, 细胞干重达到30g/L,虾青素的产量和含量分别达到21.6mg/L 和720ug/g。Ramirez 等人通过因子试验从pH 、温度、接种量、碳源浓度和氮源浓度五个因素中, 筛选出温度和碳源浓度对红法夫酵母中虾青素的合成影响最显著。随后通过最陡爬坡法和响应面分析, 确定了虾青素产量最高的培养条件。在该条件下, 虾青素的产量8.1mg/L,较优化前提高了92%。
5.3.2.2 廉价培养基的筛选
为了降低发酵成本，很多研究都探索用廉价的碳源来替代葡萄糖。Parajo 等报道了红法夫
- 1酵母在纤维素的酶水解物上的生长情况。比生长速率为0.07 h , 细胞产率达0.47g/g糖, 虾青
素含量达720-1080 mg/kg。Harrd 采用10%糖蜜作为发酵底物, 虾青素的质量体积比用葡萄糖提高3倍。其它可利用的廉价碳源还有枣椰汁、玉米粉碎的副产品等。红法夫酵母可以利用有机氮源和无机氮源, 且总的说来有机氮源要优于无机氮源。但有机氮源价格高, 且性质不稳定, 因此很多研究者尝试采用混合氮源发酵。Fang 等对红发夫酵母突变株NCHU-FS301的研究表明:酵母膏是最佳氮源, 虾青素产量为8.6375mg/L,而使用酵母膏:牛肉膏:硝酸钾= 1:1:1(质量比) 的混合氮源, 虽然虾青素产量有所降低, 但是原料价格便宜很多。
5.3.2.3 前体物的添加
Calo 等人在培养基中添加1g/L的甲羟戊酸, 结果顺式虾青素和总类胡萝卜素产量提高300%
- 2以上。Flores-Cotera 的研究发现。在培养基中添加2.8×10mol/L以上的柠檬酸可以显著提
高虾青素的产量和含量。这可能与柠檬酸可作为脂肪酸和类胡萝卜素合成的碳源有关。
5.4 技术费用的列支
本项目技术开发费用共380万元，计划在总投资额内列支。
5.5 生产工艺车间及辅助车间工段设置
根据红发夫酵母发酵生产工艺要求本项目拟设置以下主要车间、工序、工段。
1） 生产工艺车间：设原辅材料预处理，储存生产准备，发酵，工艺处理，提炼精制等工序。
2） 生产动力机电修理车间：设真空、空压、供配电、供水、制冷、锅炉、机电修理、污水处
理、仪表修理等工段。
3） 试验检验中心设：理化室、工艺试验室等。
5.6 设备装置的选择与设计
本项目生产工艺设备装置的选择与设计原则是在既满足试验装置生产工艺技术要求，保证设备的先进性、安全性、经济性、适用性，又要立足国内，尽可能利用现有设备的前提下拟定的。
6、工程设计方案
6.1 总图、仓储及运输
6.1.1总图布置
本项目计划在新征土地上进行设计建设，以充分利用现有厂房、公用设施、节约投资。新征地块经城建规划批准用作生化厂发展建设用地，征用手续已办。
1）总图布置的原则：
①满足工艺流程和建筑物相关规范要求；
②充分利用原有设施、装备以节约投资；
③总平面布置力求紧凑，减少建筑用地，缩短管道及运输线路，人物流分道，保证绿化用地； ④整个布置建设要与高科技产业要求相应。
2）布置方案
①全厂分为后勤管理，生产两个管理区，厂区主干道宽10米，南北走向，分道宽5米，路旁绿化宽4-6米。
②主要生产工艺车间，辅助生产车间，动力车间，机电，仪表修理仓储等安排在生产区，生产管理、检测研究试验中心，生活设施安排在后勤管理区。
6.1.2 仓储及运输
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6.4.2 排水
新厂区排水系统完善，厂内设有DN400砼排水干管，并接入城市排水系统。本项目因设计有生产热交换水回收、降温、循环使用系统使绝大部分热交换水，原料洗涤用水得以回收利用，仅有少部分生产工艺污水和生活污水及地表雨水排入排水管，水量最大约20-30吨/时，按需要对排水系统进行规划设计
6.5 热力真空、空压与采暖通风
6.5.1 供热、制冷
1）热负荷
本项目生产用汽最大为1.2吨/时（0.3-0.6mpa ）生活用汽最大0.4吨/时（0.1-0.6mpa ）。最大计算热负荷1.4吨/时，新厂配套设施齐全，可以满足项目所需仅按需配置管线至各用汽点。
2）制冷负荷
⑴工艺用冷冻水（5-15℃）100m ³/时，回水温差6℃。
⑵制冷（二氧化碳冷凝，原料储存，5℃以下）10万大卡/时最大计算冷负荷20万大卡/时。
3）本项目和设计建设20万大卡/时制冷站一座，设计选用螺杆式ZS-KF 型10万大卡冷水机组两台，配套建设相应的管线。
6.5.2 真空、空压
1）真空用于生产工艺中物料的负压抽提，过滤和研究试验的物料转移，水处理再生液的输送，
-4最大计算耗量（5×10mpa ）200m ³-250m ³/时，设计选用300m ³/时，W4真空泵一台以满足需要。
2）压缩空气用于物料的压力输送、过滤和最大计算耗量（0.6mpa ）4.5m ³-6m ³/分，设计选用V 型无油润滑空压机2台，与真空泵同置动力车间厂房内，配套相应的真空，空压热交换，缓冲罐及管道系统。
6.5.3 采暖、通风
本项目生产车间一般工段不考虑采暖，但仪表控制室、试验室等有特殊要求部分设计安装空调，其余均按需配套通风机，解决生产通风问题，为防暑降温，按需配装电扇。
6.6 工艺过程的检测与自动化
6.6.1 自动化控制的要求
1）保证试验生产正常进行，确保产品质量，降低材料能耗消耗，改善操作条件，提高劳动生产率。
2）满足红发夫酵母发酵制取虾青素工艺需要。
3）对生产过程中的温度、压力、流量、液位、PH 值等参数能分别进行连续或不连续的现实、检测、连锁报警控制。
4）与发酵提取工艺的国际先进水平相适应，设计实施高标准同时考虑节约投资。
6.6.2 控制方式设计
为节约投资和保证高水平，不采用计算机集中控制的方式，而设计采用安全连续系统，根据物料和主要工艺控制点、操作条件的不同采用，控制室集中主要参数的控制与就地显示控制相结合的方式，为适应本项目的高科技水平和示范意义，确保试验成功，自动控制生产工艺全过程的设计实施原则是安全、先进、实用、节省投资。
6.7 机电仪表修理及其他
公司本身具有一定的机电仪表维修能力，本项目新增机电仪表设备自动化水平高，设备装置多数为特种钢制造，维修保养就有较高要求，试验生产设备的正常运行要求高质量的机电仪表检修水平，计划以重点培养生产设备仪表维修技术人员，请专家现场指导，招聘高级专业人才，依托协作单位等方式解决，设置机电修理工段并配备相应的设备，检测仪表。
7、 环境保护、劳动安全卫生与消防
7.1环保
7.1.1 污染源及治理措施
1）水污染源
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本项目生产原料单一，生产工艺是具有国际一流水平的清洁工艺技术，污染小，整个过程仅有少量水（无毒）和部分二氧化碳逸出排放，不造成环境问题，清洗用水经处理进入热交换水循环系统使用，外排量较小，经处理不造成环境污染，生活污水和地表雨水、污水经所建污水池沉淀、过滤处理后排入下水管。原料的储存堆积易造成霉变污染，只需加强管理，分批进料严格操作把关，霉变可以避免，其他材料均无毒无害，不造成环境问题。
2）粉尘污染源
主要是2吨锅炉，新厂2吨锅炉除尘设施配套齐全，原装旋风除尘装置除尘率90%以上，该炉正常运行时，每小时耗煤360公斤，年耗煤720吨左右，只要加强管理严格操作纪律，其粉尘排放完全可以达标。
3）噪声源
主要来自空压站，真空泵和制冷机，本项目设计实施时设计选用低噪声机组，安装噪声隔离装置使之达标。
7.1.2 环保投资
为解决生产试验中的粉尘、污水、噪声污染，使之达标排放计划在总投资中列支30万元用于相关工艺设备的添置与改造。
7.1.3 本项目的三废治理措施和环境影响的预测
本项目依据《环境空气质量标准》GB3095-1996，《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996，《污水综合排放标准》GB8978-88，《工业企业界噪声标准》GB12348-90等规范、标准法规进行设计实施，使三废的排放达到环境保护标准。
1） 本项目投产后有较少废气和粉尘产生。
2） 本项目投产后，工艺过程全封闭进行，无泄漏，有少量生活污水和冷却水排放，经处理对
环境不构成影响。
3） 本项目投产后又较少废渣产生。
4） 本项目投产后所有装备无超标噪声源，而产生噪声源的公用工程装备均集中安排，并设计
已配备防隔噪声装置。
对已有的环保措施只需进行适当调整和配套，以满足本项目的需要，在总投资中已予以考虑。
7.2 劳动卫生安全消防
7.2.1 劳动卫生
项目生产试验过程中原料的预处理体积大、松散夹带一定的灰尘，为改善劳动条件计划按风选、喷淋、风干、风送封闭系统设计实施。
7.2.2 安全
1）生产试验系统中部分设备处于高压状态，操作不当易发生事故，加强管理，严格操作纪律，可避免事故发生。
2）建筑按规范标准做好防雷接地，用电装置设备及金属构筑物做好接地接零保护。
7.2.3 措施
本项目依据劳动部颁发的《关于产生建设项目职工安全卫生监督暂行规定》、《工业企业设计卫生标准》TJ36-79等规定、规范、标准进行设计、实施，使之符合《工业企业卫生标准》，做到预防为主，防治结合。
1） 加强劳动安全卫生管理，进行以防为主的教育，建立健全管理机构，制定切实可行的规章
管理制度。
2） 对全体员工进行劳动卫生安全教育，持证上岗。
3） 对生产工艺装置和工艺管道的安全防护装置、电气接地接零有效可靠，定期检查，杜绝事
故的发生
7.2.4 消防
本项目根据《建筑设计防火规范》GBJ16-87、《建筑灭火器配置设计规范》GBY140-90参照防火手册等，结合建设条件和生产工艺特点进行考虑，消防设施的设计与安排。
本项目的主要原辅材料化学性质稳定，不燃不爆。
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2）项目的设计和订货
本项目所需设备均可市场购置或按设计要求委托加工制造。对于企业内部可以调剂使用的设备和仪器仪表，在保证生产质量、操作安全和使用精度的前提下，优先予以安排，自行制造的设备装置，应制定详细生产计划，按项目实施进度要求，高质量的完成。
3）施工阶段
本项目工程施工和设备安装调试预计16个月完成。
10.2 项目实施进度
按上述进度情况编制项目实施进度表。
11、投资估算、资金筹措及实施计划
11.1 项目总投资的估算
项目总投资由固定资产投资总额和项目流动资金两部分组成。本项目建设总投资估算为6500万元，其中固定资产投资总额为4500万元，流动资金为2000万元。
11.1.1固定资产投资总额
本项目固定资产投资4500万元，主要包括：
1）新建厂房2400平方米，造价180万元；
辅助工程设施，造价110万元；
建设办公、科研用房1500平方米，造价90万元；
公用工程及环保设施造价55万元。
2）购置设备89台（套），总价值2875万元。
设备安装费109万元。
3）土地征用及建管费380万元
4）其他无形资产及递延资产安排401万元，包括技术转让费用、技术开发费、培训费、开办费等。
5）项目预备费200万元。
6）固定资产贷款按年息8%计算，建设期利息
7）固定资产投资方向调节税，根据国家产业政策本项目实行零税率，故未予安排。
11.1.2 流动资金估算
流动资金估算根据原辅材料，应收账款和现金等情况，采用分项详细估算方法计算，约需流动资金2000万元。
11.2 资金筹措
11.2.1 固定资产投资的资金筹措
1）固定资产投资4500万元，由承办单位自筹1500万元，包括单位自有资金800万元，地方财政配套200万元，公司股东出资500万。
2）商请建设银行贷款3000万元。
11.2.2 流动资金筹措
1）流动资金2000万元，承办单位自筹800万元，包括单位自有资金480万元，地方财政解决150万元，股东出资170万元。
2）申请银行流动资金配套贷款1200万元。
11.3 项目实施计划
项目计算期包括建设期、投产期和达产期。
本项目建设期两年，实施计划安排固定资产投资在建设期第一年投入3800万元，第二年再投入1200万元。
项目投产期两年，投产期第一年负荷达设计生产能力的30%，流动资金投入800万元。投产期第二年生产负荷达到设计生产能力的70%，流动资金再投入795万元。第三年生产负荷全部达到设计生产能力，流动资金再投入405万元。
12、经济分析
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12.1 年销售收入和销售税金及附加估算
由于用途不同，对原料的要求也不一样，所以销售价格也不尽相同。高纯度虾青素其国际市场价格一般在3500美元/公斤，本项目采用保守估算，产品国内市场价格仅取15000元/公斤；本项目达产后年产虾青素10吨，年销售收入在1.5亿元。产品缴纳增值税，产品进项税率和销项税率分别为17%，增值税为销项税与进项税额2差；城市维护建设税按增值税额的7%缴纳，教育费附加按增值税额的3%缴纳，水利建设基金按增值税额的1%计提。全年各项税金合计为879万元。
12.2 利润
利润总额正常年为4800万元，所得税按利润总额的33%缴纳，全年税后利润为3216万元。法定盈余公积金按税后利润的10%计提。
12.3 生产成本估算
经计算项目达产后总成本费用3819万元，其中固定成本556万元，可变成本3355万元，项目经营成本3616万元。
1）原辅材料费
原材料每公斤24元计算，球形硅胶每公斤8元计算，全年共需2945万元。
2）燃料、动力费
燃料、动力消耗依据工厂提供的数据和市场价格进行估算，每年约80万元。
3）工资及福利
本项目达产后定员82人，工资及福利费按每人年均1.33万元计算，全年共支出109万元。
4） 固定资产折旧和无形、递延资产摊销
固定资产原值为2945万元，按平均年限法计算折旧。建筑物按20年折旧，设备按10年折旧，净残值450万元，年折旧费270万元。
无形、递延资产总值920万元，其中土地使用费按10年摊销，其他无形、递延资产按5年摊销，全年共摊销185万元。
5）修理费
修理费按全年折旧费的50%估算，约需135万元。
6）销售费用
主要包括本产品在销售过程中发生的各项费用，主要包括产品广告费、摊销费、保险费、装卸运输费及销售人员的奖金、差旅费、补贴费等，按销售收入的5%安排，全年750万元。
7）财务费用
主要包括固定资产和流动资金的贷款利息，以及一切财务费用，但不包括建设期的固定资产贷款利息。
8）其他费用
其他费用包括制造费、管理费及上述费用以外的一切费用。为了简化计算，本项目估算为480万元。
12.4 财务分析
1）静态分析
⑴投资利润率
投资利润率=年利润总额／项目总投资×100%=3216/6500×100%=49.8%
⑵投资利税率
投资利税率=年利税总额／项目总投资×100%=（1033＋879）/6500×100%=29.4%
⑶全部投资回收期
全部投资回收期=（累计净现金流量开始出现正值年份数-1）+上年累计净现金流量绝对值／当年净现金流量=5.35
2）动态分析
⑴财务内部收益率
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4）经济分析表明，该产品开发运用前景广阔，功效显著，附加值高，国际国内市场十分抢手。同时各项经济指标都较好，实现年产值1.5亿元，利润3216万元，税金879万元，财务内部收益率32.1%，全部投资回收期5.35年，贷款偿还期5.5年，投资利润率49.8%，投资利税率29.4%，盈亏平衡点22.8%，项目投资回报率高，回收期短，还贷能力强，风险小，具有良好的经济效益。
综上所述，本项目可行，应予尽快实施。
第二部分：生产实习记录及实习总结报告
丰原集团
1、企业概况:
实习地点：蚌埠丰原酒精厂
公司地址：某省蚌埠市
公司简介: 丰原集团是国内生物化工、生物能源和生物制药方面的大型科技产业型公司，是国家级创新型企业、国家级高新技术企业、国家科技兴贸创新基地，在职员工约8200人。曾发起设立丰原生化（股票代码：000930，是我国最大的农产品深加工企业，主要以发酵法生产柠檬酸、燃料酒精、L-乳酸、赖氨酸、生物乙烯和环氧乙烷、味精、酵母、淀粉糖等产品）。目前主要产业有丰原药业（股票代码：000153）、丰原生物、泰格生物（Vc 系列产品）、丰原明胶、丰原食品、丰原医药科技、丰原化工装备制造安装等生产型企业和一个国家级发酵技术工程研究中心、一个省级医药研究中心。
丰原集团为地方国有独资授权经营的加工制造企业，主要拥有丰原生化、丰原药业、丰原食品、宿州生化（生物乙烯）、江苏江山制药（Vc ）、丰原明胶等六家生产企业及一个国家级发酵工程技术中心。2005年丰原集团实现销售收入65亿元人民币，出口创汇近2亿美元，精细化工产品出口量连续五年居国内之首。
丰原生化是丰原集团的核心企业，现已被世界500强企业中粮集团收购。主要通过利用拥有自主知识产权专有技术和世界领先的工艺设备，对玉米、薯类等淀粉质农作物及秸秆、农林废弃物等纤维素类农作物进行精深加工，生产生物能源和生物化工系列产品，可缓解石油资源短缺，促进农业发展，改善大气环境，成为一个拥有自主创新技术体系的生物制造企业典范。
丰原药业拥有五家制药厂，分布在某的蚌埠、巢湖、淮南、马鞍山、合肥等城市。拥有38条GMP 生产线，两个一类新药，70多个二类和三类新药，中西药生产品种约360个。
经过十几年的发展，丰原集团通过发展粮食深加工产业，成为国内最大的农产品深加工企业，掌握了国内外最前沿的菌种技术、发酵技术、分离提取技术和环保处理技术等，积累了丰富的生物制造技术、工程管理技术和生产管理经验。
2、主要生产工艺流程:
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