⒈新開發項目概要
目前,我國化工機械、制藥機械制造企業約有上千多家,其中江、浙、滬、珠江三角州地區約占全國的一半以上。全行業年工業總產值超過百億。自加入WTO以來,我國提取純化分離設備生產制造工業有了一定的發展市場,仍保持迅猛發展的趨勢。
從我國化工機械、制藥機械制造企業狀況來分析,民營企業占到資產總額的50%以上,可見,民營企業在中國制藥工業設備制造業中具有舉足輕重的地位。
雖然近年來,我國化工機械、制藥裝備制造業得到了一定的發展,也推動了相關生產工藝技術的進步和發展,但是就我國的提取純化分離設備生產制造技術發展的水平仍大多局限于仿制、改進和組合階段,沒有達到創新和超過世界同類產品的水平。現期我國的的提取純化分離設備生產制造與*裝備發展的水平要相差15~20年之多。
現就我國現有的幾百家制藥設備制造廠來說,有一些實力相當的企業,但沒有一家或幾家協作企業能控制市場。行業產品的品種、規格繁多,產品的質量,價格,服務也存有差異。幾乎絕大部分制藥設備制造廠只限于單機組設備的制造加工,而對提取分離工藝技術了解研究較少。在國內單機組如:純水處理設備系統,藥品包裝設備系統,以及中藥植物傳統的水提或溶媒提取濃縮設備,這些都有不少廠家生產制造設備。
但對于的提取純化分離設備生產制造:超臨界流體擴散設備、分子蒸餾設備制造加工技術,近幾年在國內有幾家研究所和生產商進行設計制造加工,國內只有有關的研究所和相關的高等院校、大型制藥行業的研究機構,做為單一產品項目開展工藝性研究。由于設備造價高,運行成本也較高,因此國內很多制藥廠無法承受,基本處于研制階段。
在國外,提取純化分離設備生產制造基本是以幾家大的制造廠商為主。專業分工明細,各制造廠商以生產自有的特色產品為主,并仍占據著。特別是美國、德國、日本這些發達國家的制造廠商,對的單體分離設備的研究制造,遠遠超出中國。目前在中國,單體分離設備只限于實驗室水平。只能做為分離提純的工藝性研究,并不能做為工業規模化大生產。
作為應用與化工、醫藥、生物行業的提取純化分離設備,超臨界流體擴散設備和分子蒸餾設備應該是我們的具有市場潛力的產品。
⒉產品、企業及產業:
(一)超臨界流體擴散設備;
一.超臨界流體擴散技術和設備應用狀況:
超臨界流體萃取技術是七十年代末才興起的一種新型生物分離精制技術.近年來發展迅速,被廣泛應用于化學、石油、食品、醫藥、保健品等領域,受到世界各國的普遍重視,在我國已被列為九五期間國家重點開發的高科技項目。 超臨界流體萃取技術近30多年來引起人們的極大興趣,這項化工新技術在化學反應和分離提純領域開展了廣泛深入的研究,取得了很大進展,在醫藥、化工、食品、輕工及環保領域成果累累。目前我國已建成100L以上的超臨界萃取裝置10多臺套,規模zui大的達到1000L,我國從20世紀70年代末80年代初即開展了對超臨界流體技術的研究,生產的產品已有沙棘油、小麥胚芽油、*、辣椒紅色素、青蒿素等。25L以下的中小型裝置有120臺套左右,幾乎每個省區市都有。毋庸置疑,我國在SFE 技術的基礎和應用研究方面已取得了令人鼓舞的成果。但與*水平相比,我們的研究數量和設備數量不算少,但設備質量不高,測量手段較為落后,研究的深度和廣度都有相當大的差距,低水平重復現象較為嚴重。可持續發展是人類社會發展的新模式,也是世界各國的基本國策之一。為實現社會的可持續發展,不對環境造成污染,不對后代造成危害,21世紀的化學工業、醫藥工業等必須通過調整自身的產業結構和產品結構,研究開發清潔化生產和綠色工業的新工藝和新技術。SFE技術就是近30年來迅速發展起來的這樣一種新技術。我們應當從這個戰略高度來認識SFE技術研究和推廣應用的重要性,制定研究規劃,加大投入,加強對該技術的基礎和應用研究,使它真正用于工業化生產,造福于人類,造福于社會。
二、超臨界流體擴散技術的特點:
超臨界流體萃取技術是近年來發展起來的一門新技術,因其特殊的物化性質和萃取效率高、傳質快,日益受到人們的青睞,其突出的特點現歸納如下:
(1)由于在臨界點附近,流體溫度或壓力的微小變化會引起溶解能力的極大變化。這種*的選擇性對分離溶解度相近的兩種成分非常有利,使萃取后溶劑與溶質的分離容易。
(2)由于超臨界流體具有與液體接近的溶解能力,同時它又保持了氣體所具有的傳遞性,這種具有液體與氣體雙重性的流體能使傳質很快地達到平衡,有利于分離的實現。
(3)利用超臨界流體可在常溫或不高的溫度下溶解或選擇性地撮或瀝取出相應難揮發的物質,形成一個負載的超臨界相。超臨界流體萃取溫度一般低于被萃取物減壓蒸餾的溫度,因此能更好地避免熱敏性物質發生降解或其他不希望發生的副反應。此方法特別適用于提取或精制熱敏性和易氧化的物質。
(4)萃取 效率高,萃取時間短。例如,傳統的索氏提取法,一般需要48h才能完成,而超臨界萃取法處理相同的材料則只需10min。此外,提取物可以輕易地從超臨界流體(溶劑)中降壓分離,可省去清除溶劑的程序,*解決了工藝繁雜、純度不夠、且易殘留有害物質等問題,所以超臨界流體是萃取分離的理想溶劑。
(5)萃取劑只需再經壓縮便可循環使用,可大大降低成本。
(6)超臨界流體萃取能耗低,集萃取、蒸餾、分離于一體,工藝簡單,操作方便。
三、超臨界流體擴散技術設備應用的前景:
超臨界流體技術的研究與應用在我國已取得很大發展,隨著研究領域不斷拓寬,其潛在的應用等待人們去開發。目前,國內實現工業化的SCF技術裝置不多,這與人們對其了解不夠和一次性投人大有關。 我國有豐富的天然資源,采用超臨界技術分離提取天然資源的有效成分正順應當今人類祟尚自然的發展趨勢。因此,超臨界流體技術的應用前景將非常廣闊。 由于超臨界流體萃取技術具有臨界溫度接近室溫,壓力中等,抗氧滅菌,對脂性物質(成分)具有較高的萃取能力等優點,極其適用于中藥脂溶性有效成分的萃取分離。近年來我國中藥現代化進程加快,超臨界流體萃取技術被列為中藥提取分離現代化的關鍵技術,其開發與產業化將繼續成為我國開發熱點。從而使得該技術能在國內在醫藥、化工、食品、輕工及環保領域得到更廣泛的工業化、規模化應用。
分子蒸餾技術:
分子蒸餾技術是一種高新分離技術,廣泛應用于石油化工、精細化工、食品工業、醫藥保健等行業的物質分離和提純。分子蒸餾技術作為一種對高沸點、熱敏性物料進行有效分離的手段,自上世紀30年代出現以來,得到了世界各國的重視。至上世紀60年代,為適應濃縮*中維生素A的需要,分子蒸餾技術得到了規模化的工業應用。當時,日、英、美、德、俄羅斯相繼設計制造了多套蒸餾裝置,用于濃縮天然維生素A,但由于各種原因,應用面太窄,導致發展速度緩慢。此后,隨著人們對這項新的液-液分離技術的逐漸重視,對分離裝置不斷改進、完善,不斷探索、擴展新的應用領域,特別是自上世紀80年代末以來,隨著人們對天然物質的青睞,回歸自然潮流的興起,更推動了分子蒸餾技術的迅猛發展。
二、分子蒸餾技術的特點
1.分子蒸餾的操作溫度遠低于物料的沸點:分子蒸餾過程中,混合物的分離是由于不同種類的分子逸出液面的平均自由程不同來實現的,并不需要沸騰,所以分子蒸餾是在遠低于沸點的溫度下進行操作的。這點與常規蒸餾有本質的區別。
2.蒸餾壓強低:分子蒸餾能在很低的壓強下進行操作,一般為10-1Pa數量級。
3.受熱時間短:分子蒸餾裝置要求受加熱的液面與冷凝面間的距離小于或等于輕分子的平均自由程,使由液面逸出的輕分子,幾乎未經碰撞就到達冷凝面,所以受熱時間很短。與真空蒸餾相比,在真空蒸餾條件下需受熱1小時分離的物質,分子蒸餾僅需十幾秒。
從分子蒸餾技術以上的特點可知, 它在實際的工業化應用中較常規蒸餾技術具有以下明顯的優勢。對于高沸點、熱敏性及易氧化物料的分離, 分子蒸餾提供了*分離方法。因為分子蒸餾是在很低溫度下操作, 且受熱時間很短; 分子蒸餾可極有效地脫除液體中的低分子物質(如有機溶劑、臭味等), 這對于采用溶劑萃取后液體的脫溶是非常有效的方法; 分子蒸餾可有選擇的蒸出目的產物, 去除其他雜質, 通過多級分離可同時分離兩種以上的物質; 分子蒸餾的分離過程是物理過程, 因而可很好地保護被分離物質不受污染和侵害。隨著工業化的發展, 分子蒸餾技術已廣泛應用于高附加值物質的分離, 特別是天然物的分離, 因而被稱為天然品質的保護者和回歸者。
三、分子蒸餾應用的前景:
分子蒸餾是一種特殊的液-液分離技術,它不同于通常的沸騰過程,更確切地的說,它應稱為"分子蒸發".在二十世紀六七十年代,發達國家已經將分子蒸餾技術成功地應用于天然產物分離領域。分子蒸餾過程是在高真空條件下(系統壓力只有0.1Pa)進行的連續分離過程,它不僅利用混合物組分之間的相對揮發度,還充分利用組分之間分子量的差異,因此其分離能力比常規的蒸餾和精餾有顯著的提高,可以對一些常規分離技術難以實現的分離物系進行分離。分子蒸餾過程對產品的收集采用不同的冷卻系統,zui后一級是采用液氮深冷,因此對沸點較低組分的損失可以減小到zui低程度。
分子蒸餾技術是天然產物提取、純化的*共性關鍵技術,可用于中藥原料生產過程的提取和純化。分子蒸餾技術在化工領域作為化工單元操作的新分支已開展一、二十年或時間更長的研究和應用工作,它們已在化工、輕工、制藥(西藥)領域實現了產業化,并且受到廣泛重視和應用。分子蒸餾在中藥原料分離過程具有其它傳統分離方法難以達到的優勢:分離效率高、分離溫度低,對熱敏性物料的損失可以降到zui低程度;同時分離過程不需要任何有機溶劑,是綠色分離工藝。
⒊市場調研與分析:
據有關報導從2000年開始,超臨界流體擴散設備和分子蒸餾設備年均增長為15%,而進口設備占85%以上,近年來進口增長勢頭更快。超臨界流體擴散設備和分子蒸餾設備需求量增長與各行業發展水平的提高密切相關。新產品日益增多,產品質量大幅度提高,企業更注重的設備和的產品。
(一)國內產品和設備需求市場分析:
從全國范圍看,近幾年來提取純化分離設備成長速度一直高于其它基礎工業的平均速度。特別是生物類天然植物類提取分離工業還將以高于其它工業平均增長的速度持續高速發展。
(1)目前,國內天然中藥材成份提取物的情況多限于藥品中間體的提取,生產主要分布在我國的西南地區,云南、湖南、陜西、四川等有原料的地區。近幾年,運用技術和設備分離天然植物成份,逐步進入沿海珠江三角洲和長江三角洲地帶。對天然中藥材植物更深一步的加工分離基本是以科研單位及大專院校、大型制藥企業來進行工藝性的研究,目前,正處于起步階段。我國中藥材植物基本以藥材或藥品中間體的形式出口到國外,在國外精制加工,轉變成高附加值的終端產品。
(2)由于現代生活水平的提高對產品的需求量增加因此就要有設備進行生產加工。我國目前能夠制造加工超臨界流體擴散設備和分子蒸餾設備并且技術并不完善。
造成我國現有狀況的原因:我國研發提取分離設備的復合技術型人才奇缺,且專業教學水平有限,因此,裝備制造業產品技術水平較低。提取分離裝備是一個系統特殊的專業,它包括了制藥工業,化工機械,制造工藝,自動化控制及相關自然學科。制藥裝備的研發思路大多需要把相關專業有機的融匯起來,進行整個過程的設計確認。而現期從事此項研發工作的人員能熟練兼顧其中二、三個專業的人員較少,而單一專業就其研究構思上難免于專業的單一性。
特別是關鍵設備的效能沒有真正實現圍繞產品生產工藝展開,設備的制造工廠沒有真正理解產品生產的工藝實際狀況,設備效能與工藝脫節。因此,從設備裝置的角度來說,在細處、深度和整個系統性上都或多或少存在著不完善之處。
根據我們目前對提取純化分離設備生產制造整個市場的淺顯分析,國內現有的情況,設備制造技術與工藝技術開發有所脫節,待發展空間很大。反觀,這給我們提供了發展的機遇。如果我們能以關鍵提取純化分離設備生產制造技術為先導,同時提供高精密度設備,自控程度高就能抓住巨大的商機,實現不斷的發展和進步。
(二)進入國外市場的可能性;
對于機械制造行業來說,在保住和鞏固現有市場的同時,開拓新市場是企業重要的工作。
中國的機械制造企業數量不少,正在技術改造和設備更新升級的企業對設備需求是個不小的市場。但市場競爭更加激烈那個機械制造企業能zui終占領市場,取決于其產品的科技含量、性能價格比和售后服務。因此切實提高產品的科技含量、提高產品的穩定性、性價比和售后服務。擁有一些自主知識產權的技術是機械制造企業占領市場的重要手段。
對于我們即將實施的核心產品:超臨界流體擴散技術設備;短程分子蒸餾成套設備及其自動化控制。都屬于提取純化分離技術設備。就市場開發而言,除了開發國內應有的市場,更應積極的開拓國外設備的市場。但國外的機械制造企業產品價格大多比較昂貴,與國產同類的或近似的產品的價格相比大概是國產價格的8-9倍。因此在價格比方面國產產品還有一定的優勢。對于一些發展中國家來說中國的產品更有吸引力。開拓國外市場,無疑將成為國內機械制造企業另一條發展之路。
4項目設計與開發規劃意向
(一)項目開發規劃:
為確保企業穩定快速發展的方向,應將我們的重點放在技術含量高,附加值高的關鍵設備制造技術與工藝技術上,著重于新設備和新技術、新工藝開發應用,滿足化工、醫藥、生物、農業等相關行業的技術需求,為行業咨詢、企業創新、個人創業、學術研究等提供完整的工藝技術和設備方案。在設備制造和加工中,主方向為提取純化分離成套設備生產制造加工(超臨界流體擴散設備和分子蒸餾設備)。針對關鍵設備制造技術做精做好,確保設備技術和工藝技術輸出一體化。為此,我們構想:
構建提取純化分離成套設備的研發、設計、設備制造、工程安裝服務、設備技術輸出、工藝技術輸出為一體的現代化公司。
1、 建立現代化提取純化分離成套設備中試平臺,以保證工藝關鍵技術的驗證為目的。
中試型超臨界流體擴散成套設備
中試型短程分子蒸餾成套設備
2、建立與中試平臺配套的設備性能和工藝檢測分析中心。檢測分析中心除應對常規檢測,定性定量分析外還應有液相色譜儀和氣相色譜儀技術能力試驗目的物技術參數的分析。
3、建立提取純化分離成套設備和工藝信息文獻服務體系。完成相關信息,數據文獻的交流和整理儲備。
4、建立設備、工藝自動化配套設計服務中心。完成工程項目的設備設計和配套,為客戶提供的設備制造、安裝、調試培訓服務。
(二)、項目計劃投入;
1、預計項目計劃
固定資產計劃投資400-450萬元。
占地面積約1500-2000平方米。
其中技術研發中心和中試試驗平臺占500-900平方米;
設備、自動化配套設計制造服務中心占1000-1200平方米。
整個項目實施后崗位人數在45人左右。
其中技術研發中心約10人左右;機械設備、自動化配套設計、安裝、服務中心約35右。
5.新創項目的步驟和經濟性
*年:
建立完成提取純化分離成套設備(超臨界流體擴散設備和分子蒸餾設備)中試平臺。完成相關性技術工藝試驗。實現分離關鍵工藝技術和機械設備一體化驗證。為產品導入市場,提高公司度,逐步樹立企業品牌形象;
逐步建立設備技術和工藝技術輸出一體化的市場營銷服務網絡;
銷售收入約1000萬元,利潤約120萬。做為重點的產品利潤可達到20%~30%。
第2~3年:
提升品牌形象,增加無形資產投入;增加設備,擴大生產規模;
銷售額約達到2000-2500萬,利潤約達到300-350萬;
研制天然植物分離關鍵技術,擁有自己在天然植物分離技術設備的知識產權。利用創建的銷售網絡,開拓國內國外市場;
第4~10年:
進一步完善和健全市場營銷服務網絡;產品基本成熟,重點挖掘產品新性能,開發衍生產品,拓展市場。
重點研制相關產品,進一步拓展產品線,實行多元化經營戰略;
利用公司對天然植物工藝研制方面和設備配套的技術優勢,開發研制相關產品,實現產品多元化,拓展市場空間,擴大*,成為生物、農業和化工領域的*。
預計實現每年銷售收入以15%的增長速率,平均利潤達到25%以上的技術產業的企業。
整體戰略為提取純化分離成套設備生產制造加工(超臨界流體擴散設備和分子蒸餾設備)。著重與天然植物單體化合物分離的關鍵工藝技術與機械設備制造加工。實現對關鍵設備技術、工藝輸出技術輸出一體化。