新建年产1500吨大豆蛋白纤维生产线项目可行性研究报告Word文件下载.docx
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我国年产大豆1200万吨,并且可再生,原材料资源非常丰富,同时生产中排出的废渣仍可作饲料和肥料,其他残余部分也可生化降解,不会对环境造成污染,是典型的生态型产业。
我国的纺织材料年需求量2000吨左右,其中化学纤维占1400万吨,棉花占550万吨,羊毛占40万吨,蚕丝8万吨,羊绒1万吨,大豆纤维占有量按棉花的10%计算,每年也需大豆粕110万吨(折合大豆134万吨),55吨大豆纤维可替代等量的棉花,因此又可节约550万亩种棉土地资源。
因此,本成果既是一生态型的绿色环保项目,也是一个农副产品精细深加工、高附加值的集约型产业,符合国家的技术产业政策。
第二节国内外相关产品、技术发展现状
一、国外相关产品与技术发展现状
大豆蛋白纤维是一种新型植物蛋白纤维,具有良好的发展潜力。
早在十九世纪末,二十世纪初,国外就开始对再生蛋白纤维进行研究,至今已近一个世纪,开发研究的纤维包括:
1894年,在明胶液中加入甲醛进行纺丝,制得明胶纤维。
1904年,Todtenhaupt从牛乳中提炼酪素进行纺丝,制得酪素纤维。
1935年,意大利科学家Ferretti从牛乳中提炼酪素蛋白质,并进行纺丝,制得人造蛋白纤维。
1936年,英国Courtaulds公司开发了酪素纤维。
1938年,英国ICI公司制造了花生蛋白质纤维,商品名为Ardit,该纤维吸水率为14%,断裂强度为0.8g/d,纤维较粗,强力低。
1938年,日本油脂公司开发了以大豆为原料的纤维。
1939年,CornProductRefining公司将从玉米中提炼的蛋白质用醇成碱溶解,纺丝制得玉米蛋白质纤维,商品名为VicraArdilenFibre,该纤维比重为1.25,吸水率为10%左右,断裂强度1.2~1.5g/d,但纤维粗无实用性。
40年代初,美国、英国研制了酪素纤维,商品名为Aralic(美)、FibreLane(英),比重1.9,吸水率为14%,断裂强度为0.8~1.0g/d,延伸度为15%,耐水性差,无实用性。
1945年左右,美国、日本研究了大豆蛋白质纤维,美国商品名SOYLON,吸水率为11%左右,强力低,色泽黄。
1948年,美国VarginiaCarolChenical公司开发了玉米蛋白纤维—“Vicara”。
1948年,美国通用汽车公司首先从豆粕中提取了大豆纤维,因达不到纺织指标的要求而中断研究。
1969年,日本东洋纺公司开发出以新西兰牛奶为原料的牛奶蛋白纤维,“Chinon”,它是用牛奶酪素与丙烯腈接枝共聚而成,是目前世界上唯一实现了工业化生产的再生动物蛋白质纤维。
据资料介绍,它具有天然丝般的光泽和柔软手感,有较好的吸湿性能,穿着舒适等特点,但纤维本身呈现淡黄色,耐热性差,在干热120℃以上易泛黄,强力下降,而且,100kg牛奶只能提取约2kg蛋白质,纤维制造成本高,无法大量推广应用。
1994年以来,美国杜邦公司等对玉米蛋白纤维的制造过程和纤维性能进行了研究,将玉米蛋白质溶解于溶剂进行干法纺丝;
将球状的玉米蛋白质溶解于碱液(PH值为11.3~12.7)中,并加入甲醛或多聚羧酸类交联剂,可以进行湿法纺丝。
含有交联剂的玉米蛋白纤维具有耐酸,耐碱、耐溶剂性和防老化性能,且不蛀不霉,它具有棉的舒适性,羊毛的保暖性和蚕丝的手感等特性。
到目前为止,国外有将大豆蛋白用戊二醛作交联剂制成大豆蛋白生物可降解性高聚物,用于塑料,黏合剂、薄膜、包装材料、增强材料等应用领域,但是,国外尚无用于纺织的大豆蛋白纤维的研制和开发工作的报道。
二、国内相关产品与技术发展现状
近年来,我国在开发研制环保纤维方面取得了很大进展,像天然彩色棉纤维,麻类纤维,甲壳素纤维、Tencell纤维,大豆蛋白纤维等。
我国是化纤生产大国,2003年化纤总产量达到1181万吨,化纤行业已经提前三年完成“十五”规划产能指标,目前我国化纤行业产能约占世界化纤产能的1/3,但新技术、新品种开发能力差,应用开拓难,高新技术产业化进程慢,替代进口高档面料所需的各类多功能、高性能、差别化功能性纤维产品水平低、性能差、化纤纺织一体化开发能力弱,多数企业尚未建立一条龙新产品开发体系,市场开拓难,特别是高新科技纤维发展迟缓,与国际差距越拉越大。
发展高性能差别化纤维,大力发展以生产开发高仿真、高档面料所急需的各类高性能差别化纤维,是“十五”后两年的发展重点。
我国差别化纤维虽然已有一定基础,但多为功能单一的第一代、第二代水平,而在多功能混纤复合技术品种差距明显,这也正是开发各类高性能差别化纤维及高档纺织品的薄弱环节。
发展功能型纤维,研制开发各类高水平的功能性纤维、绿色生态可降解纤维及制品,以推进家纺、产业等领域的市场,这是“十五”新的增长点。
目前我国化纤绝大多数为常规产品,差别化纤维只有20%左右,国外差别化率已达60%以上,我国生产高档服装面料用差别化纤维主要依靠进口解决,我国每年的化纤进口量都在100万吨以上。
我国洗净毛产量每年只有12万吨左右,而我国毛纺企业每年需要30万吨以上,因此,每年需要进口羊毛20万吨左右。
全世界每年的羊绒产量约一万吨,我国的羊绒产量约占80%,而产出羊绒的山羊,对植被和草场破坏极大,对草原植被的毁坏相当于绵羊的20倍,有人说,穿上羊绒衫,引来沙尘暴,海内外许多环保专家呼吁限制羊绒生产,因此,羊绒产量不可能再增加。
中国已加入WTO,纺织行业将面临全球化的高新技术革命对传统产业的挑战,国外新研制的纺织品可以同步进入中国市场,随着“知识经济”的发展,企业之间竞争的法则正在发生变化,国内纺织行业正抓紧以提高纺织面料的国际竞争力为主要目标的技术改造。
行业发展的重点从数量效益型转到质量效益型,从劳动密集型转到资本、技术密集型,切实提高纺织行业的整体素质,这无疑也给产品结构的调整带来从未有过的良好的机遇,所以机遇与挑战并存,我们要抓住这个机遇,以高技术含量和高附加值为主导,搞好产品结构调整,增强产品国际竞争能力。
大豆蛋白纤维可称为二十一世纪的健康舒适型纤维,为农副产品深加工产品附加值高、应用范围广,具有天然纤维和化学纤维诸多优点,由于大豆蛋白纤维本身具有蛋白质类纤维的属性,与人体肌肤有良好的亲和性;
纤维初始模量低、造成它压感舒适性、接触舒适性很强,因此具有羊绒般的手感;
真丝般的光泽,大豆纤维结构呈现不规则哑铃型、纤维本身的反光特性使之产生光泽;
棉的吸湿、化纤的快干性,由于纤维的沟槽和微孔使其具有导湿快干的特性,且可与蚕丝、羊毛、羊绒、棉、粘胶、天丝、改性涤纶、锦纶混纺或交织,显现它优良的服用性能。
大豆蛋白纤维本身含有异黄酮等杀菌成分,因此它具有抑菌、消炎、保健皮肤的功效。
经上海市预防医学研究院检验,大豆纤维对大肠杆菌、金黄葡萄球菌、白色念球菌有抑菌作用,完全符合当代人们追求绿色、环保、健康、自然的消费潮流。
据报道,大豆蛋白纤维还具有发射远红外线的功能,含有负氧离子,较其它具有抗菌保健功能的纤维有柔软、穿着舒适、水洗后不变硬的特点,加入银离子、陶磁粉的纳米纤维,虽然有抗菌功能,但洗后变硬,手感不舒适。
大豆纤维比牛奶纤维经济(一吨牛奶只能提取25公斤牛奶纤维,而一吨豆饼可提取400公斤左右的大豆纤维)。
比羊绒在性能上价格上有优势(羊绒售价一吨50~60万元,大豆纤维一吨4~4.5万元),大豆纤维在国外受到许多人喜爱。
如在韩国,中上流社会阶层对大豆纤维服装尤为喜欢,形成一个所谓的“健康族”消费群体。
作为大豆纤维在韩国销售总代理的韩国meedoo株式会社社长金汎寿对记者说,大豆纤维在韩国受到崇尚绿色、环保、健康人士的喜爱。
韩国KBS电视台专门对医类研究院大豆纤维实验检测的情况做了专题报道。
去年韩国几大权威媒体开展“2003年最受消费者喜爱产品”的调查,大豆纤维获得最高人气奖和最受喜欢的十大类消费产品称号。
韩国总统卢武炫曾对大豆纤维给予很高的评价。
美国、西欧等国已经开始从我国购买大豆纤维。
三、项目实现的目标
大豆蛋白纤维是我公司的专利产品,2003年12月获世界知识产权组织和中国知识产权局发明专利金奖。
其发展方向就是要加快研究开发科技含量高的多功能大豆纤维产品,用于替代进口高档面料需要的各类多功能、高性能、差别化功能纤维。
我国是纺织原材料需求大国,每年约需纺织纤维材料2000万吨左右,其中化纤1400万吨,棉花550万吨,羊毛30万吨,蚕丝15万吨,羊绒1万吨,其它4万吨。
目前我国化纤行业产能约占世界化纤产能的1/3,但新技术、新品种开发能力差,特别是植物蛋白纤维应用开拓难,高新技术产业化进程慢,替代进口高档面料所需的各类多功能、高性能、差别化功能性纤维产品水平低、性能差、化纤纺织一体化开发能力弱,多数企业尚未建立一条龙新产品开发体系,市场开拓难,特别是高新科技纤维发展迟缓,与国际差距越拉越大。
发展高性能差别化纤维,大力发展以生产开发高仿真、高档面料所急需的各类高性能差别化纤维,曾是“十五”后两年的发展重点。
目前我国化纤绝大多数为常规产品,差别化纤维只有20%左右,国外差别化率已达60%以上,我国生产高档服装面料用差别化纤维主要依靠进口解决,我国每年的化纤进口量都在100万吨以上。
所以,大豆蛋白纤维的发展方向就是瞄准国内纤维市场这一薄弱环节,加大科研投入,加快大豆纤维的多功能研发步伐,尽快大批量投放市场,以缓解多功能、高性能、差别化纤维依赖进口的情况。
四、项目主要内容
1、产品方案
大豆蛋白纤维采用湿法纺丝工艺,可以生产长丝和短丝,也可以生产长丝束,本项目产品方案为生产大豆蛋白短纤维,其产品规格初步确定如下:
1.2dtex×
76mm500吨
0.9dtex×
38mm1000吨
应根据市场的不同,改变纺丝板的孔径,可以纺成不同纤度规格的丝(短纤维)。
2、生产规模
大豆蛋白纤维的生产工艺流程与维纶的生产工艺流程很相似,除纺丝原液制备设备外,从纺丝开始,主要工艺设备全部选用国产先进的定型设备,设备一条生产线的公称生产能力为1500吨/年以上,由于大豆蛋白纤维的生产有其特殊性,其辅助工艺设备的配置为三条生产线共用较为合理。
生产规模的确定应考虑市场需求及发展趋势,还要考虑规模经济,更要注重经济效益,为了降低原材料及公用工程的消耗,降低成本,便于生产管理,提高企业的经济效益,确定本项目的合理规模为1500吨/年。
3、基本建设内容
总建筑面积16538平方米,主车间建筑面积14440平方米,生产类别为丁类,后加工工序为丙类,建筑物耐火等级为二级,主车间长约370米,宽约39米。
制液车间柱网9米×
4米,纺丝车间柱网7.5米×
6米,在纺丝及交联工序设半地下室,深度-2.00米和-2.40米。
楼地面为水泥砂浆抹面,局部做防腐处理,墙厚240,半地下室周围为现浇混凝土墙,地面及周围做防水处理。
内外装饰为涂料。
办公楼为三层,其余建筑为一层,各建筑物的风格尽量一致,并应符合城市规划的要求。
4、主要经济技术指标
项目总投资2998万元,其中固定资产投资2764万元,铺底流动资金234万元,本项目完成后可形成1500吨的生产能力,年销售收入7266万元,销售税金及附加738万元,利润总额2791万元,投资利润率93%,投资利税率24.6%,2000万贷款偿还期3年。
(详见附表1)
5、劳动定员
本项目劳动定员120人,劳动力来源全部从农村贫困户中剩余劳动力招聘。
第二章项目建设的必要性
第一节项目主要特点
一、本项目拓宽了农业种植作物——大豆榨过油后的饼粕,原来只作饲料或提取分离蛋白质用于吃上,而现在还可用于穿上的应用范围,有着巨大的经济和社会效应。
榨过油的大豆粕含52%的蛋白质,每吨大豆粕提取的蛋白质与聚乙烯醇接技共聚、共混可生产一吨大豆蛋白改性纤维,我国据统计年产大豆1200万吨,加上进口大豆其大豆粕资源非常丰富,又可年年再生,我国纺织原材料每年需求量2000万吨左右,其中化学纤维占1400万吨,棉花占550万吨,羊毛占40万吨,羊绒占1万吨,蚕丝占8万吨,若利用150万吨榨过油的豆粕,生产150万吨大豆纤维来代替150万吨棉花,那么按每亩地可产100公斤匹棉计算,150万吨棉花需用种棉土地1500万亩,那么150万吨大豆纤维可节约1500万亩种棉耕地资源用于种植其它农作物,该项目会发生很大的社会效益。
二、大豆纤维为纺织界提供了一个高档新材料,对纺织产品的升级具有一定的促进作用。
中国纺织及服装产品是出口净创汇的主要来源,但纺织纤维特别是高性能新型纺织原料自给不足,需要得到新材料支持。
在此背景下李官奇先生自立了利用榨过油的豆粕提取分离蛋白质制取大豆蛋白纤维项目。
中国是大豆的原产国,曾是世界最大的生产国。
从上世纪八十年代末开始,天然纤维织物特别是天然蛋白纤维(羊毛、羊绒、蚕丝等)纺织品重新受到人们的确重视,化学纤维品种开发向各种仿真(仿真丝、仿羊毛、仿棉、仿麻等)方向发展,利用可再生资源(大豆、天然蛋白物质)制造具有天然纤维优越性能的新型纤维引起各国纺织界的极大关注。
到目前为止,国外有将大豆蛋白质用戊二醛作交联剂成大豆蛋白生物可降解性高聚物,用于塑料、粘合剂、薄膜、包装材料、增强材料等应用领域,但是,国内外尚无用于纺织的大豆蛋白纤维研制和开发工作的报导。
1938年,日本油脂公司开发了以大豆为原料的纤维,但无应用价值。
1945年,美国、日本研究了大豆蛋白纤维,美国商品名SOYCON,吸水率11%、色泽黄、强力低,无法推广应用。
1948年,美国通用汽车公司首先从豆粕中提取了大豆纤维,因达不到纺织指标的要求而中断。
1969年,日本研究成功了牛奶蛋白纤维,实现了工业化生产,但耐热性差,遇热则强力下降,同时牛奶的蛋白质含量仅2%,纤维成本太高,无法大量推广应用。
另外,还有一些国家研究玉米、花生、明胶、酪素等纤维,但由于均存在不同程度的缺陷,无法大量推广应用。
大豆蛋白纤维可称为二十一世纪的健康舒适型纤维,具有天然纤维和化学纤维诸多优点,由于大豆蛋白纤维本身具有蛋白质类纤维的属性,与人体肌肤有良好的亲和性;
经上海预防医学研究院检验,大豆纤维对大肠杆菌、金黄葡萄球菌、白色念球菌有抑菌作用,完全符合当代人们追求绿色、环保、健康、自然的消费潮流。
三、大豆蛋白纤维综合了化学纤维和天然纤维的诸多优点,有着对化学纤维的替代和补充作用。
从20世纪末开始,世界范围内化学纤维供应受到石油资源的影响,正在进行全面的调整和重组,增长势头趋缓。
且石油资源属于不可再生资源,若干年后,世界纤维供应结构必定要进行新的更大的调整。
寻找和开发新的纤维资源已是迫在眉睫。
大豆蛋白纤维的开发成功和进入工业化规模生产可称为二十一世纪的世界纺织领域的一个重大事件,发展前景不可估量。
第二节对纺织行业结构调整、转变增长方式的重要性
一、对纺织行业结构调整的意义
国家纺织工业局拟定的《纺织工业三年技术进步的实施意见》及我国纺织工业跨世纪发展基本目标中都提出了技术改造以质量、品种、效益为中心,围绕替代进口扩大出口,用新技术、新工艺、新装备改造传统产业,提高产品档次,提高生产专业水平和企业竞争力等各项要求。
近期国家发展与改革委员会等有关部委将绿色生态可降解纤维(PLA、lyocell等)的生产列入了最新的《产业结构调整方向暂行规定》和《产业结构调整指导目录》之中,给于鼓励支持发展。
中共中央政治局委员,国务院副总理曾培炎近期在江苏常熟市考察生态环境建设和经济发展情况时,对大豆蛋白纤维技术给予高度评价和充分肯定,他说:
“大豆蛋白纤维很有前景,是具有市场竞争力的产品”。
中国工程院院士季国标认为,大豆蛋白纤维的研制成功是一个突破,符合我国纤维发展方向。
中国纺织工业协会副会长许坤元对于大豆纤维的前景给予充分肯定,他说:
“大豆纤维作为一种性能优异的新型纤维,是生产各种高档纺织品的理想材料,具有极为广阔的市场前景。
项目产品大豆纤维生产工艺技术属于高技术范围,科技含量高,具有完全独立自主知识产权,经2004年以来的市场开发证明,经济效益明显,社会、环境效益符合发展要求,技术成熟,正处于成长期,有较强的国内外市场竞争潜力。
有关专家评价大豆纤维“为一种新型纺织原料,为整个纺织工业提供了一个全新的创新机遇,对纺织产品升级换代、开发新产品起到了积极推动作用”。
二、对转变经济增长方式的重要性
有关专家则认为,这种比真丝便宜得多的新型纤维,可部分替代羊绒和真丝,不仅能大幅度提高大豆的利用价值,而且可减轻羊绒生产对草原生态环境的破坏。
据统计,全球每年生产羊绒一万吨,其中中国占八成。
但生产山羊绒的山羊吃草刨根,对草原植被的毁坏相当于绵羊的20倍,因此,海内外许多专家呼吁限制羊绒的生产。
本项目系大豆蛋白纤维,是一种新型的健康舒适型纤维,产品品质优良,技术含量高,该纤维属植物再生性纤维,不会对资源造成掠夺性开发,废弃物可生化降解,不会对环境产生污染。
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