年产1000吨L-精氨酸(食品级)项目

1000吨/年L-精氨酸（食品添加剂）

项目建议书

一、项目

1、项目名称：1000吨/年L-精氨酸（食品添加剂）项目。

2、项目规划：由于生产工艺的同一性，可以逐渐形成多品种氨基酸食品添加剂系列的工厂。

3、建设单位：名称待定

二、产品--L-精氨酸（食品添加剂）

英文名称：L-Arginine

中文名称：L -精氨酸

化学分子式：C6H14N4O2

特性：白色斜方晶体(二水物)晶体或白色结晶性粉末。熔点244℃(分解)。经水重结晶后，于105℃失去结晶水。其水溶液呈强碱性，可从空气中吸收二氧化碳。溶于水(15%，21℃)，不溶于，微溶于乙醇。天然品大量存在于鱼精蛋白等中，亦为各种蛋白质的基本组成，故存在十分广泛。除鱼精蛋白外，亦较多存在于乌贼、绿茶、蒜等中，并成为他们特殊的呈味物质。

用途：增味剂；营养强化剂。主要用于水产加工品、绿茶风味增加剂等。

与糖进行加热反应可获得特殊的香味物质。

氨基酸输液及氨基酸制剂的重要成分。

质量标准：FCC ，aji09—日本味之素09版标准

功用：对成人为非必需氨基酸，但体内生成速度较慢，对婴儿为必须氨基酸，

[包装]：牛皮纸袋或纸桶包装，每袋(桶)净含量为25kg，还可根据用户需要包装。

[运输]：轻装轻卸以防包装破损，防日晒雨淋，不能与有毒，害物同运。为非危险品。

[贮存]：本品应贮存在阴凉、干燥、清洁、遮光的环境中，严禁与有毒、有害物质混放，以免污染。

三．产品主要用途：

国际上开展对精氨酸的研究已经有50多年的历史。大量的研究结果表明，精氨酸具有增加人类生长激素（Human Growth Hormone HGH）、恢复疲劳、增强肌肉力量、抗衰老、增强性功能以及提高免疫力等多种功能。

精氨酸是人体和动物体中的"半必需"氨基酸，即在人和动物体内合成

能力较低，需部份从食物中补充，但是维持婴儿生长发育必不可少的氨基酸。在医药工业上具有广泛的用途。精氨酸是配制氨基酸输液、复合氨基酸制剂、头发生长促进剂等的主要成份。

在食品中的添加量(mg/kg,)：焙烤制品、早餐谷物20-100；饮料3-30；干酪、调味汁、肉制品、果仁制品、禽品15-100；胶姆糖、糖果、糖霜、明胶、布丁、软糖、代糖品、甜沙司3-15；调味品2-25；蛋制品、仿乳品、其他谷物5-10；油脂、冷饮、水果冰、乳制品5-15；硬糖1-20；速溶咖啡/茶10-100；果酱、果冻、加工水果2-15；加工蔬菜3-5；复水蔬菜5-25；调味香料10-250；小吃食品15-250；汤类5-250。可广泛应用于食品行业。

在医药上也有广泛的用途：

a. Arg是一氧化氮在体内的最主要前体。三位美国药学专家费奇戈特，墨拉特和伊格纳罗就因为发现一氧化氮在生物体内的神奇作用，而获得1998年度诺贝尔医学奖。

一氧化氮能调节神经传导的能量，调节学习与记忆的过程，对神经衰弱具有治疗效果。

b．精氨酸也是精子蛋白的主要成分，有促进精子生成，提高精子运动能量的作用。是治疗男性病与不育症的保健氨基酸，也是动物人工授精液的稳定剂。

c. 精氨酸对伤口的愈合有显著的作用，它可促进胶原组织的合成，因而能修复伤口。对消化道溃疡，糖尿病，伤口愈合等有治疗效果，

对肾功能具有保护作用。

d．Arg在肌肉代谢中非常重要，它是运输和储存氮的载体，并帮助体内过量的氮排泄，它能促进肌肉增加与减少脂肪，因此，在减肥中起着很重要的作用。健身爱好者因此采用天然型态的精氨酸补充品来增加肌肉并摆脱肥肉。

e．Arg及其盐类广泛用作氨中毒性肝昏迷的解毒剂和肝功能的促进剂。在体内它是乌氨酸循环的中间代谢产物，可使尿素的生产如排泄，纠正氨中毒而能解除肝昏迷。

f．Arg能提高免疫力。精氨酸对防止胸腺退化，补充精氨酸能增加胸腺的重量，促使胸腺中淋巴细胞与CD细胞的增长。

g．要促进细胞复制,人体亦需要精氨酸来加速蛋白质合成，因此，精氨酸可能对某类细胞不足人士有帮助，有报告指出精子数量不足男士在服用精氨酸补充后发现精数目有增加情况。此外，精氨酸亦可能对因血液循环问题而引发的不举情况有帮助。

h．精氨酸亦是氧化氮( nitric oxide )的前导物，人体用氧化氮来保持血管扩张，确保心能获得充足的氧。初步研究指出精氨酸可帮助控制胆固醇水平。精氨酸可减少血小板凝聚，因亦被视为天然的血液稀

释剂。

i．精氨酸是氨基酸类药，在人体内参与鸟氨酸循环，促进尿素的形成，使人体内产生的氨，经鸟氨酸循环转变成无毒的尿素，由尿中排出，从而降低血氨浓度。精氨酸与脱氧胆酸制成的复合剂（明诺芬）是主治梅毒、病毒性黄胆等疾病的有效药物。

j．L-精氨酸是人体的半必需氨基酸之一，也是生物体尿素循环的一种重要中间代谢物。当人体肝功能不正常时，尿循环受阻，血液中氨含量增高，就会引起肝昏迷，补充精氨酸能促进尿循环，降低血液中氨的含量，抢救垂危的病人，治疗血氨中毒;L-精氨酸对急性病毒性肝炎，慢性持续性肝炎以及肝硬化也有较好的治疗效果，并可防止和治疗脂肪肝病变，起到有效的护肝作用。动物试验表明，大鼠喂养缺乏精氨酸的饲料一周后，肝脏出现明显的脂肪变性。

因此，药用精氨酸广泛使用：氨基酸输液、头孢拉丁精氨酸注射液、阿司匹林精氨酸注射液、新药精氨酸谷氨酸注射液等。

k．精氨酸还可以作为发酵头孢菌素的前体，以及合成系列精氨酸衍生物原料，作为合成其它氨基酸产品的原料：生物合成L－

瓜氨酸和L－鸟氨酸等。他们都是重要的食品添加剂、药品。另外，L-精氨酸是运动营养饮料配方的重要组成部分，用于运动营养品及男性保健品

也是一种重要的饲料添加剂，在世界养殖业中有广泛地应用

四．市场分析及建设必要性

（1）目前，全世界L-精氨酸年需求量达30000吨以上，其中药用约占60％，保健品约占30％，10％的用量为生产其它氨基酸。实际年产量不到20000吨左右，主产地集中在日本和欧洲等国家和地区。我国目前实际年产量不到3000吨，产品主要出口到欧美等国家和地区，且其需求量每年以15%的速度递增。由于精氨酸在食品、保健、医药、化工上的广泛应用前景，国内的精氨酸市场已从2006年的1000吨迅速扩大到3000吨。且依年约10%的速度增长。国内的精氨酸生产实际产量在2000吨左右。精氨酸在国内药用级市场有超过1000t/年的规模；国内药用企业大多使用日本产精氨酸为原料，是一个潜在而广阔的内需市场。

（2）L－精氨酸的生产方法各种的优缺点

强酸水解提取法：

原料为人、动物（主要是猪）的毛发或者猪血。优点：技术成熟、在国内的毛发来源便宜、和胱氨酸同时产出（成本低）缺点：对环境污染严重、使用强酸等化学原料、有动物性来源杂质。在产品质量上不稳定，成本偏高（80000-90000元/吨），国内生产精氨酸主要是采用这种方法。国外没有采用这种工艺生产的企业。随着疯牛病和猪流感等病毒的世界流行，人们对于动物源性的产品在使用上更为谨慎，欧盟、日本等国家已经禁止一些从动物上提取的产品进入保健品或药品市场。我们也接到多家欧盟和日本客户询问发酵生产的精氨酸产

品；美国作为精氨酸最大的消费国家虽然还没有禁止，但市场的选择倾向是很明显的。

发酵法：原料为葡萄糖和玉米桨为主原料的生物发酵技术。

优点：采用全天然农作物为原料，不使用动物源材料、大规模生产具有成本优势。

缺点：技术含量高，工艺要求比较严格，投资相对较大。

（三）L－精氨酸国内外主要生产厂家

日本味之素（ajinomoto）、日本协和发酵（kyowa）、韩国大象（DAESANG CORPORATION），总产量不详：但是这几家企业占据了全球药用级精氨酸的主要市场。市场上允许发酵法精氨酸比毛发水解提取法精氨酸要高10％价格。国内目前发酵法生产精氨酸的企业。只有上海聚瑞生物技术有限公司，年产500吨左右。

该项目采用自主研发的发酵技术，生物合成法生产，工艺先进，污染轻，易治理，拥有高产的发酵菌株和生产工艺达到国际水平,生产成本经测算可以降到40000-50000元/吨，按年产1000吨计算，市场售价100000-130000元/吨，年产值1.亿以上。年利润5000万元/年以上。还可以根据技术掌握的情况，逐步生产精氨酸下游产品：如精氨酸－酮戊二酸，瓜氨酸等。生产高等级产品：药用级精氨酸、无菌级精氨酸。发酵法生产L－精氨酸项目，具有广阔的国内、外市场作为基础，有国际先进水平的技术工艺作为支撑，完全可以发展成为一个优势项目。

五．工艺流程

（1）菌种制备工艺流程图：

（2）发酵工艺流程图

去提炼岗位

（4）精制工艺流程简图

（4）发酵法生产L-Arg理论式: (a)产酸:

3C6H12O6+8NH3+7O2→2C6H14N4O2+6C02+16H2O

理论转化率：2*174.2∕3*180=64.52%

RQ=6∕7=0.875

(b)长菌:

2C6H12O6+NH3+7/2O2→C8H13O4N+4C02+7H2O

RQ=4∕7/2=8∕7=1.14

RQ Y P/S Y O/P Y X/S Y O/S Y O/X 产酸: 0.857 0.645 0.643g/g ― ― ―

长菌: 1.14 ― ― 0.519 1.18 1.2 （c）.菌种

菌种:黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)

（5）生产技术指标

发酵产酸60-70克/升

发酵周期60小时

糖酸转化率20-25%

提取精制收率80%

原材料单耗

（6）主要设备的选择

按1000吨/年：330天计算。每天3000KG成品。需要发酵液3000/0.8/0.06=62.5 m3。选用发酵罐50 m3。6台。提炼选用400 m2膜分离机一台。8 m3/H高速离心机2台。20m3交换柱10台，精致选用CD1250离心机以及3000L双锥干燥机。

三、项目建设条件

1、动力供应

蒸汽及压缩空气

1、蒸汽：需要饱和蒸汽，压力0.6MPa。按10 t/h，瞬时最大

工作流量15t/h。可以从附近电厂敷设地下管路，利用发电

后的过热蒸汽输送到厂区热力站，通过加入纯净水变成饱

和蒸汽，供车间使用

2．压缩空气

采用150 m3螺杆空气压缩机2台。配有1000 m2空气初

滤净化系统。后冷却器，分离器等。

其它动力系统

1、电气部分：

（1）供电要求

本项目电力负荷的电压等级均为～220/380V。总装机容量2000KW最大负荷1200 kV A，可以从规划厂区北侧供电公司11万站直接敷设10kV电缆供电。在车间作变压器室转为380V，设配电室给生产岗位使用。由于是发酵生产的连续性，最好逐步实施双回路供电。

2、供水部分：

（1）生产用水：

项目用水120t/h。可采用地下深井3口。（根据地下水情况定）100t/h潜水泵3台。

（2）10℃水系统。

供应发酵以及空调系统。按400T/h。需要600冷吨离心式冷水机组2台。

（3循环水系统

循环水需要2000T/H。

采用玻璃钢冷却塔1000T/h2台。1000 T/h的水泵3台。

3．自动化及仪表

根据工程的特点及需求，在设计中采用相对集中控制方式，对各车间能源计量中的温度、压力、流量等主要参数进行自动检测控制，对发酵车间各工艺控制点以及空调通风系统进行自动检测控制，对精制车间的温度、湿度进行检测记录。以使生产过程安全稳定运行，确保产品质量，节能降耗，改善操作条件，提高劳动生产率。

四．环保

（1）废水

本项目产生的废水主要包括生活污水、工艺废水，

每天COD 大约总量6.5吨。

通过以上工艺进行处理。废水做到达标排放。产生的沼气可使用，共生产使用。产生的污泥凉干做肥料。

出水指标：

COD 小于120 mg/l

SS 50mg/l

BOD5小于30mg/l

NH3-N 小于50mg/l

色度小于16倍

PH 6-9

（2）噪声

本项目噪声主要来自空调机组、空压机、制冷机、水泵、离心管道风机、边墙风机、屋顶风机、电动给水泵、等设备运行时产生的噪声，各设备的噪声均小于75dB(A)。对产生噪声的设备采取隔声、减振、消声等措施，使噪声危害降低到允许水平以下。

（3）固体废弃物处置

本项目产生的生活垃圾分类收集，统一运至垃圾处理站处理；废包材等可回收杂物统一回收利用；废活性炭卖给加工厂回收使用，处理。卧螺离心机分离出发酵液的蛋白渣，烘干可作为饲料。环保产生的污泥凉干做肥料。

（4）绿化

本项目在厂区除道路外，全部使用无花粉草坪以及矮灌木绿化。（5）环保机构

本项目需设置专门的环保机构及人员负责该厂的环境保护工作，设置工作人员不少于15人。

（6）环保投资

本项目用于环保方面的投资为1500万元，占工程总投资的12.8%。

本项目在废气、废水和噪声等方面均采取有效治理措施，使得污染物的排放满足国家有关标准的要求，不会对本地区的环境造成危害

性的影响。

五．劳动安全卫生

生产过程中职业危害因素分析

本项目生产过程中的主要职业危害有火灾、触电、机械伤害、噪声、烫伤、等。

（1）仓库内产品包装材料为纸箱、塑料袋等，均是可燃物，存在火灾危险。

（2）生产过程中使用了大量电气设备和机械设备，存在着触电及机械伤害的潜在危害因素。

（3）在生产过程中，某些搅拌设备、空压机等机械设备产生的噪声较高，对员工的听力存在一定程度的危害。

（4）在生产过程中所使用的灭菌柜、消毒设备具有高温，对员工存在烫伤危险。

（5）生产过程中所使用的酸碱等有灼伤员工危险。

本项目严格按国家法规要求采取了切实可行的防火防爆安全措施；对产生废气的场所采取了有效的通风措施，使工作场所空气满足卫生标准要求；对产生噪声的设备采取隔声、减振、消声等措施，使噪声危害降低到允许水平以下。因此项目建设完成后，只要确保落实设计中采取的职业安全卫生措施，严格遵守有关安全生产、劳动保护、设备保养与维护等各项操作制度，加强安全教育、监督管理，则职业危害及危险、灾害事故是可以避免的。

六、消防，本项目设计中严格按国家法规，设计厂房，消防设施，报警等装置。

七、节能

（1）工艺

（a）洁净区与空调、配电室等动力设施相邻，以节省能源。

（b）选用先进的节能设备，如：三效蒸发，膜分离等。

（c）工艺分生产线及区域布置，可以灵活生产以减少能耗。

（d）在满足GMP有关要求下，尽可能缩小洁净区面积，降低空调系统能耗。

（2）电气

（a）采用节能型环氧树脂干式电力变压器。

（b）照明选用设有无功补偿的高效节能灯具，并合理配置照明开关，在保证工作需要的前提下尽可能节省电力。

(3)暖通

（a）蒸汽用户的凝结水回收。

（b）冷热管道进行保温，减少能量损失。

（c）设备选用节能型。

（d）空调机组、冷水机组采用变频调速电机。

(4)建筑

本项目在满足工艺要求的基础上，结合本地区的材料资源及气象条件资料，合理布局，并充分利用人工采光，采用先进技术，创造良好的光环境，做到安全生产，节约能源。

本项目框架结构外墙窗采用250厚加气混凝土砌块墙体，大门外贴聚苯板保温层，这些材料比重轻，传热系数低。屋面采用性能好的挤塑苯板保温材料，防止屋面热传递。外窗采用中空玻璃塑钢窗等。（5）给排水

本项目工艺设备和制冷机冷却用水全部采用循环水，水的复用率达到90%以上，在一定程度上节约了能源。

八．工厂组织和劳动定员

（1）工厂组织机构设置

由公司、车间、班组三级组织构成，各级组织各负其责，以确保公司生产经营工作有序、高效的进行。

生产车间所需生产人员和管理人员，均由公司人力资源部统一调配，车间应根据生产工艺流程及岗位特点划分班组进行生产。

（2）工作制度及劳动定员

根据生产规模和工艺技术要求，年工作250天，每天3班，

生产人员根据工艺技术、设备数量和工作制度进行配备，管理人

员按照精简高效原则进行配备。按此条件计算的劳动定员为285人。详见劳动定员表。

九、项目投资估算

（二）提炼设备及投资估算：

（三）精制设备及投资估算：

（四）动力设备及环保投资估算：