高压与柱层析耦联技术提取分离青蒿素可行性研究报告.docx
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高压与柱层析耦联技术提取分离青蒿素可行性研究报告
高压与柱层析耦联技术
提取分离青蒿素的研究
可行性研究报告
二O一O年九月
目录
第一章项目摘要1
一、项目摘要说明1
二、可行性研究的依据4
第二章项目建设的必要性与可行性5
一、项目建设背景5
二、项目建设的必要性6
三、项目建设的可行性10
第三章市场供求分析及预测12
一、项目区生猪养殖及粪污的排放现状12
二、现有生产能力调查与分析12
三、市场需求调查与预测13
四、项目产品市场前景分析14
第四章项目承担单位的基本情况16
一、江西####养殖有限公司16
二、江西####养殖公司上高分公司18
第五章项目地点选择分析19
一、选址原则19
二、项目实施具体地块位置和建设条件19
三、项目区建设条件20
第六章工艺技术方案分析24
一、污水处理模式的选择24
二、处理工艺的选择26
三、项目工艺流程28
四、主要技术参数31
五、主要设备选型34
第七章项目建设目标35
一、项目建设目标35
二、项目建设规模36
第八章项目建设内容37
一、建安工程37
二、仪器设备40
第九章投资估算和资金筹措41
一、投资估算的范围41
二、投资估算的依据41
三、投资估算42
四、资金使用计划42
五、资金筹措43
第十章建设期限和实施进度安排44
一、项目建设期限44
二、项目实施进度安排44
第十一章土地、规划和环保46
一、土地与规划46
二、环境保护46
三、安全防护48
第十二章项目组织管理与运行51
一、项目建设组织管理51
二、项目建成后运行管理53
三、项目运行费用55
第十三章效益分析与风险评价57
一、经济效益分析57
二、项目风险评价60
三、生态效益63
四、社会效益64
五、附表65
第十四章招标方案66
一、编制依据66
二、招标范围66
三、招标方式66
四、招标组织形式67
有关证明材料及附表69
一、课题概述
青蒿素用于间日疟、恶性疟的症状控制，以及耐氯喹虫株的治疗，也可用以治疗凶险型恶性疟，如脑型、黄疸型等。
亦可用以治疗系统性红斑狼疮与盘状红斑狼疮具有极大的开发潜力。
大兴安岭地区青蒿资源丰富，分布广泛，约占大兴安岭林地面积的3/4，近500万公顷，但到目前为止开发应用得很少，仅在当地被采食嫩叶，喂饲牛羊，绝大多数自生自灭，造成资源的极大浪费。
因此，研究青蒿资源的有效利用途径，对于深度开发青蒿资源、提高资源附加值具有极其重要的意义。
课题本着“凝练目标、突出重点”的基本原则，立足原始创新和集成创新，针对目前采用的溶剂加热提取青蒿素工艺中存在的产品纯度低，极易造成活性下降的问题，突破关键技术，重点开发有自主知识产权的高压与柱层析耦联技术，建立高效、绿色、自控的青蒿素提取工艺，并实现全程在线监测，从而大幅度提高提取物的纯度和活性。
同时，研究青蒿素提取物的活性，突破青蒿素的缓释剂型技术。
纯度高于99%，达到国际高端市场的需求。
通过项目实施，能够大幅提高青蒿附加值，变废为宝，并能为消费者提供有益健康的功能食品和药品，而且能够为大兴安岭林区经济的发展培育新的增长点，有利于增加就业，促进林区人民增收，保护生态环境，促进林区经济的可持续发展。
二、课题的目标与任务
1.项目确定的课题目标与任务需求分析
1）课题目标
（1）开发高压与柱层析耦联的青蒿素提取纯化技术1~2项，相关检测技术1~2项，实现青蒿素纯度99%以上，提取效率提高30%以上。
（3）发表文章15～20篇，其中SCI文章3~5篇，申请专利6~8项，制定技术规程5～6项，鉴定成果2~3项。
培养学术带头人2－3名，培养研究生10～15名，培训技术骨干40～50人。
2）任务需求分析
我国政府高度重视大兴安岭林区经济的发展，依托于林区资源优势，发展绿色食品、药材深加工已成为目前大兴安岭生态经济的主打产业，对于加快林区经济发展步伐，优化林区经济结构起了积极地推动作用。
大兴安岭拥有丰富的青蒿资源，约占大兴安岭林地面积的3/4，近500万公顷，但尚未得到有效开发利用，造成资源的极大浪费。
因此，亟待寻找青蒿资源的有效利用途径。
青蒿可以抗疟疾在晋代就被列入偏方中，晋代葛洪著《肘后备急方》中记录的40多个治疗疟疾的办法，其中第2个是“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之。
”青蒿素的研究发端于六十年代越南战争,当时交战双方因疟疾而失去战斗力的人数远多于真正倒在枪林弹雨中的,而这里的疟原虫已经对当时的特效药氯奎产生了抗药性。
越南饱受战争之苦，民贫国弱，只好向中苏求援，研制新的抗疟药。
再加上中国自己对抗疟药物的需求也很大,于是1967年在北京成立全国疟疾防治领导小组，数十个单位组成攻关协作组，500多名科研人员在统一部署下，从生药、中药提取物、方剂、奎宁类衍生物、新合成药、针灸等六个大方向寻求突破口。
从选取的研究方向可以看出，项目协作组一开始就把研究重心放在了传统的中医药上，符合当时中央扶植提倡中医的政治气氛。
为此各研究组在1967至69年间筛选了4万多种抗疟疾的化合物和中草药，但没有得到令人满意的发现。
1969年，北京的卫生部中医研究院加入项目，屠呦呦任科研组长。
首先从系统收集整理历代医籍、本草入手，并收集地方药志及中医研究院建院以来的群众来信，寻访老大夫总结实际经验等，汇总了植物、动物和矿物等2000余种内服外用方药，从中整理出一册《抗疟单验方集》，包含640多种草药，其中就有后来声名远扬的青蒿。
不过，在药物筛选实验中，青蒿提取物对疟疾的抑制率很差,甚至还不及胡椒有效。
因此，在相当长的一段时间里，青蒿并没有引起重视。
由于一般提取工艺中仍然存在产品纯度低，极易造成提取物活性下降的问题，急需开发高效、绿色的提取技术。
超高压提取是近年来发展起来的在常温下通过加压实现对植物原料中有效成分提取的新技术。
与传统提取技术相比较，超高压提取技术可以大大缩短提取时间、降低能耗、减少杂质成分的溶出，提高有效成分的收率，而且可避免因热效应引起的有效成分结构变化、损失以及生理活性的降低，同时超高压提取是在一个密闭的环境下进行的，避免溶剂的挥发。
本项目采用现代高压技术提取大兴安岭野生请青蒿中的青蒿素，并与硅胶柱层析技术相耦联，使其纯度高于99%，可达到出口药用单体的指标要求。
2.课题目标与任务解决的主要技术难点和问题分析
超高压提取技术在天然产物提取方面具有提取时间短、能耗低，以及提取物中不含有蛋白质、淀粉等大分子杂质和常温提取不破坏中药有效成分等优点，但由于超高压提取是在100MPa以上的压力下对有效成分进行提取，这就对设备的耐压性提出了非常高的要求。
因此，如何在保证提取率的前提下，实现尽量小的压力进行提取是工艺研究的难点。
此外，通常采用的提取溶剂-原料比较高，最高可达100:
1，这就需要利用一个有效容积较大的设备进行提取。
对于高压设备而言，容积的扩大意味着设备投资的成倍增长，因此，如何在减小溶剂-原料比的同时不牺牲提取率也是建立适用于工业化的提取工艺的难点之一。
此外，如何实现高压与柱层析技术的耦联，并实现自动化和提取过程的全方位动态在线监测也有待于进一步探索。
三、现有工作基础与优势
1．课题申请单位及主要参与单位研究基础（已有的研究开发经历，科技成果、科研条件与研究开发队伍现状等）
1）大兴安岭林格贝有机食品有限责任公司
大兴安岭林格贝有机食品有限责任公司是在推进北药开发，调整大兴安岭林地区产业结构的环境中，于2002年4月经工商行政管理局注册登记而成立的高科技企业，企业总资产920万，年产值1000万元以上，工厂占地面积5万平方米，现有研发人员48人，其中高级工程师5人，工程师12人，研发人员占职工总数为34%。
在国家一类食品期刊上发表各种食品论文22篇，有3人次获地级以上自然科学奖。
公司自成立以来，在科研开发上投入了大量资金，特别是2005-2006年，两年里共投入研发经费238万。
成立了科丽尔生物技术研发中心，配有现代化的各种检测和研发仪器设备300余套，研发基础设施完善，常规试验手段齐全，有一定的研究开发和对新技术的消化、吸收能力。
设有中试车间，完全能满足研究需要。
并于国内有关院校建立了长期密切的科研协作关系，与黑龙江中医药大学、江南大学建立了校企合作关系。
公司下设三个生产车间：
中草药植物提取车间、果汁生产车间、IQF速冻果车间。
公司建立了独立的生物研发中心，并于2003年被黑龙江省政府确定为“蓝莓花青素高新技术产业化实施基地”、“黑龙江省专业技术产业化实施基地”国家林业局确定的“2003-2006年全国林业蓝莓花青素标准化示范园”。
公司目前拥有8项提取方面的专利，2009年又申请了9项专利。
公司于2002年率先从大兴安岭青蒿当中分离出含量70%的青蒿素，2004年公司研发人员采用组合溶剂-树脂法生产出含量为80%的青蒿素，2005年公司研发人员又进一步研成功研发出含量为96%的青蒿素，并迅速试投放国际市场。
目前，公司拥有天然活性成分提取方面的研发队伍，技术实力雄厚。
2）中国农业大学食品科学与营养工程学院
中国农业大学食品科学与营养工程学院是国内规模最大的食品学院之一，食品大楼面积12000万平方米，现有教职员工110人，其中教授30位，拥有较强的教学与科研实力，现有食品科学和工程一级学科博士学位授予点，设有6个二级学科博士学位授予点和7个硕士点。
食品科学和工程在“2003年全国一级学科整体水平评估”中排名第一，“农产品贮藏与加工工程”为国家级重点学科和农业部重点学科，“食品科学”为北京市重点学科。
学院现有博士后流动站和企业博士后工作站各一个。
全国高等农业院校食品学院（系）院长（主任）联谊会，中国农学会农产品加工与贮藏分会、中国农业工程学会农产品加工与贮藏分会、中国食品科学技术学会果蔬加工分会均设在我院。
学院先后承担了国家自然科学基金项目、国家科技攻关项目、国家“863”计划项目、农业部“948”引进项目、国家“973”计划、国家杰出青年基金、教育部跨世纪优秀人才培养计划项目等多项国家级科研项目，以及大量的企事业课题，取得了一批科研成果。
另外学院与美国普渡大学、美国加利佛尼亚大学戴维斯分校、日本食品综合研究所、日本国际农林水产业研究中心、荷兰瓦赫宁根大学等保持着经常而广泛的交流与合作，承担着多项国际合作课题。
果蔬加工领域是中国农业大学“农产品贮藏与加工工程”重点学科中历史最长、优势最明显和发展潜力最大的一个领域，在产业发展战略、基础研究、应用技术、技术转化及产业化应用等各个层面开展了较为全面而系统的研究，先后承担了“六五”、“七五”、“八五”“九五”期间国家的科技攻关项目，特别是在“十五”期间主持了国家攻关课题有“苹果深加工关键技术与设备研究开发”、“蔬菜汁产业化关键工艺技术与产品开发研究”以及“浆果类果汁深加工关键技术研究”，积累了良好的工作基础，具备了较好的硬件基础条件，取得了一批科技成果，为该领域在国内的领先地位奠定了坚实的基础，形成了具有特色的研究方向和优势，已经成为国内同行中最知名的和最有影响力的学科领域之一。
近年来，积极开展食品加工领域的新技术研究，在食品高效辅助萃取技术开发方面打下了良好的工作基础，已经具有了微波、超声波、高压、高压脉冲电场、脉冲磁场等辅助萃取设备，形成了一支专业基础扎实、科研素质良好的研究队伍，现有教授8人，副教授15人。
在天然产物提取领域主持和参与乐科技部“浆果类果汁加工关键技术研究”、科技部十一五课题“苹果果胶系列产品与优质苹果汁开发及产业化示范”、“食品冷加工与高效分离技术开发研究”、“功能性食品的研制和开发”、科技部863课题“农畜产品中高附加值天然产物提取制备技术”、“超高压技术与设备研究”、北京市科委“葡萄皮渣中花青素的高效提取分离技术研究”、北京市自然科学基金重点项目“果蔬中二十八烷醇和功能性多糖的纯化与功能研究”、农业部948项目“果胶产业化关键技术引进”等多项课题。
在国内外学术期刊累计发表论文近150篇，SCI收录第一作者或通讯作者论文30多篇，授权专利20多项，鉴定成果30多项。
3）包头科发新型高技术食品机械有限责任公司
包头科发新型高技术食品机械有限责任公司于2001年注册成立的高科技民营企业，主要致力于超高压食品加工技术、超高压生物工程技术及超高压技术延伸领域的研究开发、设计、生产、销售及高压食品加工处理技术的推广。
先后为国内外科研院所、企业设计加工制作了数十套国内一流的食品高压加工处理试验及中试设备，代表了我国在食品高压处理技术及其配套设备研制和开发领域的最高水平，成为目前国内唯一一家具备食品高压处理配套设备研制能力的厂家。
目前，用户遍布北京、上海、深圳、广州、合肥、西安、南京、大连、昆明、长春、武汉等地，并已出口台湾、加拿大。
这些成绩的取得有力地支撑了公司的发展和研发能力，也为公司上水平、上规模的跨越式发展提供了强有力的资金支撑。
根据用户需要，公司已具备设计制作年处理1000-10000吨以上规模的食品超高压加工生产线的能力。
从成立之初就始终奉行“开发一代”、“研制一代”、“储备一代”的发展思路，不断加强科研力量和科研经费的投入，先后参与国家自然科学基金及国家财政部、农业部跨越计划资助等项目。
主要有：
军用某材料的静液挤压加工技术研究（项目编号：
ZZ9669-2，加工压力高达2000Mpa），“食品高压加工技术研究”（兵总科技委民品部，），“超高压条件下牛、羊肉风味降解合成机理研究”（项目编号：
29866003）、“花莱柿在超高压下微量营养素存留机理及毒理学研究”（项目编号：
30160077）。
和国防科工委军用材料重大基础科研项目（项目编号：
K0900030303）。
强有力的科研经费的支撑使得公司在该技术领域的研究一直居于领先地位。
公司非常注重和国内科研院所的合作交往，与内蒙古农业大学、包头医学院、南京农业大学、西北农林科技大学、华南理工大学、中国农业机械化科学研究院、江苏大学、合肥工业大学、中国农业大学、中国农科院、合肥工业大学、吉林大学、大连理工大学、华中科技大学等院校建立了良好的合作关系。
公司在原开发研制的高压食品加工处理设备的基础上，又开发研制了承压能力达800MPa的纯水压食品高压加工处理设备。
在超高压技术研究领域，目前公司已获得“高压处理装置（专利号：
ZL95208741.3）”和“食品高压灭菌方法及其装置”（专利号：
ZL96101183.1）两项国家专利和一项省级科研成果。
四、任务分解与考核指标
1．课题研究内容、技术路线和创新点
课题研究内容
本课题根据研究内容设计为五个子课题，具体内容分别阐述如下。
（1）子课题1：
青蒿素的高压提取技术研究
研究高压提取的相关影响因素，包括物料粒径、提取压力、提取时间等参数对于青蒿素提取率的影响，优化最佳的提取工艺参数。
（2）子课题2：
青蒿素纯化技术研究
采用硅胶柱层析技术将提取物中的青蒿素分离纯化，使其含量达到出口药用单体的纯度指标指标（99%）要求。
（3）子课题3：
高压与柱层析耦联技术提取青蒿素的产业化工艺研究
在前期研究基础上，建立高压与柱层析耦联的青蒿素提取工艺，实现生产的自动化和提取过程的全方位动态在线监测。
（4）子课题4：
青蒿素的活性研究
设计动物实验模型，研究大兴安岭野生青蒿素的耐缺氧、抗疲劳以及增强免疫活性。
（5）子课题4：
青蒿素新产品开发
2）技术路线
3）创新点
首次使用高压强化提取技术从大兴安岭野生青蒿中提取活性成分青蒿素，并建立高压与柱层析技术耦联的产业化提取工艺，实现自动化和全方位动态在线监测，使青蒿素纯度达到出口药用单体的纯度指标（99%）要求。
2．主要技术指标（如形成的知识产权、技术标准、新技术、新产品、新装置、论文专著等数量、指标及其水平，与国内外同类技术或产品的竞争分析，满足项目所依托的重大工程建设或重大装备研制的需求情况等）
通过本课题的研究，开发高压与柱层析耦联的青蒿素提取纯化技术1~2项，相关检测技术1~2项，实现青蒿素纯度99%以上，提取效率提高30%以上。
发表文章15～20篇，其中SCI文章3~5篇，申请专利6~8项，制定技术规程5～6项，鉴定成果2~3项。
培养学术带头人2－3名，培养研究生10～15名，培训技术骨干40～50人。
3.主要经济、社会、环境效益（如技术及产品应用产业化前景，在课题实施期内能够形成的市场规模与效益，对保障国家安全、促进社会可持续发展及提升我国相关产业竞争力的作用等）
1）经济效益
该项目经过完善后生产的高品质青蒿素可以作为医药原料推广，具有非常好的推广转化前景。
同时项目转化成果既可以弥补国内野生青蒿高技术含量的深加工产品种类不足，又可以出口创汇。
项目的实施，可形成年产青蒿素10吨的能力，预计项目投资回收期：
税前约为6个月，税后约为12个月。
创汇预计达到10万美元以上。
预计初步转化可形成年产10吨青蒿素的生产能力，年产值2.6亿元，上缴税金3040万元。
仅以初步转化10吨的青蒿素为例，该项技术成果形成的青蒿加工业的发展也将给地方带来近500万元的财税收入，能直接带动农户1000余户，可给当地农民带来近1500万元的效益，给当地提供800个直接就业岗位。
2）社会效益
项目的实施，符合国家产业政策。
新世纪，我国进入发展现代农业、建设社会主义新农村和全面建设小康社会的重要历史时期，以农产品为原料的食品加工业日益扮演着农业产业化龙头和建设现代农业高速引擎的战略角色，已成为解决“三农”问题的主抓手、农业社会迈入工业社会的助推器、全面构建和谐社会的突破口、国民经济新的支柱产业。
近期，为应对世界金融危机，国家出台了一系列拉动内需的宏观经济政策，推动了林区持续、稳定和健康发展，为实施青蒿素高效提取分离技术和产业化研究课题创造了良好的国内产业政策环境。
通过项目的实施，高效转化我国丰富的青蒿资源，对我国野生植物资源的发展必将产生巨大的带动作用，农民和相关加工企业收入将会明显增加。
课题研究完成后，可建一个年产青蒿素10吨的加工厂，需配套加工厂6个，年处理鲜青蒿30000吨，创产值2600万，利税304万，年拉动当地经济1个百分点，间接季节性增加社会就业5000人，职工增加收入500万元，为农民的脱贫致富奔小康，为全社会的健康稳定发展提供了基础保障。
3）环境效益
项目的实施，将为青蒿加工业提供有效的综合利用途径，不仅充分利用了资源，而且减少了环境污染，有利于保护环境。
本课题的实施使青蒿素加工产业链不断延长，又通过技术转化变废为宝，生产出高科技含量、高附加值的产品，拉长了产业链条，实现了农业物质资源的可持续利用。
本项目产品有三大优势：
第一，独有的资源优势：
在大兴安岭原始森林内生长着大量天然的无污染的野生青蒿，年储量在100万吨以上，现收购量每年仅400吨左右，其余的都白白的自生自灭。
如果对其进行深加工，开发成国际市场急需的高纯度99%的青蒿素加以利用，可以将这一我国独有的资源优势转变为经济优势，对于培育林区新的经济增长点为国家增加出口创汇具有重要和深远意义。
第二，走在世界前列的高科技优势：
青蒿素其提取工艺独特，技术优势十分明显。
第三，巨大的出口市场优势，青蒿素世界市场的年需求量大约在500吨左右。
4.人才队伍建设
通过本项目的研究，促进相关人才的培养和人才队伍的建设。
在国内初步建立大兴安岭野生青蒿素高压与柱层析耦联提取技术的核心研究团队，培养一批相关的技术骨干人才，参与研究的人员技术水平得到提高。
预计课题结束时，培养学术带头人2－3名，培养研究生10～15名，培训技术骨干40～50人。
五、经费预算
1．课题总投资预算、各项任务经费分配及分年度经费需求
项目总投资预算来源如下表：
项目总投资预算单位：
万元
经费来源
数额
年份
2010年
2011年
省拨经费
100
80
20
企业自筹
200
150
50
合计
300
230
70
项目经费支出预算和各项任务经费分配如下表：
单位：
万元（保留两位小数）
序号
预算科目名称
合计
专项经费
自筹经费
1
一、经费支出
300
100
200
2
1.设备费
170
20
150
3
（1）购置设备费
170
20
150
4
（2）试制费
89
50
49
5
2.能源材料费
23
20
3
6
3.试制外协
10
10
0
7
5.差旅费
5
5
8
6.会议费
5
5
9
9.专家咨询费
5
5
10
10.管理费
2
2
11
11．人员
11
11
16
二、经费来源
17
1.申请从专项经费获得的资助
100
100
0
18
2.自筹经费来源
200
0
200
2．资金筹措方案及配套资金落实措施
资金来源分为国拨和企业配套两部分，总计300万元。
配套资金主要用于企业为实施产业化而购置的提取分离设备。
六、课题的年度计划及年度目标
1．课题进度安排
序号
进度安排
任务
第一年
第二年
第三年
第四年
第五年
上半年
下半年
上半年
下半年
上半年
下半年
上半年
下半年
上半年
下半年
1
（1）子课题1：
青蒿素的高压提取技术研究
2
（2）子课题2：
青蒿素提取物纯化技术研究
3
（3）子课题3：
高压与柱层析耦联技术提取青蒿素的产业化工艺研究
4
（4）子课题4：
青蒿素的活性研究
2．课题各年度目标及考核指标
课题各年度目标及考核指标见表13。
表13课题年度目标与考核指标
子课题
年度
目标
考核指标
（1）子课题1：
青蒿素的高压提取技术研究
2009
建立青蒿素的分析方法；
研究青蒿素的高压提取影响因素。
建立稳定、准确、可靠的青蒿素的分析方法；确定影响高压提取的主要因素。
2010
采用响应面法优化高压提取工艺参数。
完成相关研究内容；优化出最佳的青蒿素高压提取工艺。
2011
建立产业化的高压提取工艺，制定操作规程。
提取率比常规提取提高30%以上；
建立高压提取操作规程。
（2）子课题2：
青蒿素纯化技术研究
2009
研究影响青蒿素纯化效果的相关因素。
青蒿素纯度高于99%。
2010
优化柱层析纯化的工艺参数。
完成相关研究内容；优化出最佳的青蒿素纯化工艺。
2011
建立产业化的高压提取工艺，制定操作规程。
青蒿素纯度高于99%；
建立柱层析纯化操作规程。
（3）子课题3：
高压与柱层析耦联技术提取青蒿素产业化工艺研究
2010
建立高压与柱层析耦联技术提取青蒿素的产业化工艺。
完成相关研究内容。
（4）子课题4：
青蒿素的活性研究
2009
青蒿素的耐缺氧活性研究
完成相关研究内容。
2010
青蒿素的抗疲劳活性研究
完成相关研究内容。
2011
青蒿素提取物的增强免疫活性研究
完成相关研究内容。
（5）子课题4：
青蒿素产品开发
2009
青蒿素提取物剂型技术研究
获得青蒿素的微胶囊产品
七、实施机制
1．课题的组织管理措施
升级会员 