年产1500吨大豆蛋白纤维生产线项目可行性研究报告-优秀甲级资质可研报告

- - 年产 1500 吨大豆蛋白纤维 生产线项目可行性研究报告 第一章 总论 第一节 企业概况 滑县公司地处安阳市东南部的滑县境内，世界第八大人造纤维 “大豆纤维”的诞生地。目前公司下辖三家生产经营实业分公司（大豆纤维专用设备公司、大豆纤维功能试剂公司、大豆纤维织物制作公司）、三家营销分公司（上海沅秀大豆纤维实业有限公司、上海李官奇大豆纤维制衣公司、河南李官奇大豆纤维服饰公司）和一个科学研究开发中心。总占地 150 亩，建筑面积 3万平方米，拥有职工 500 人，注册资金 2000 万元。 2004 年产值 11200 万元， 销售收入 10256 万元，产销率 91.57%，纳税 340万元。 2005 年资产总值 10378万元，固定资产原值 6271万元，净值 5336万元，流动资产 3417万元，产值 13300万元，销售收入 11201万元，利税 3015 万元，纳税 346万元。 2006年资产总值 12720 万元，固定资产合计 7823 万元，销售收入 12025万元，利税 3121万元，省农业银行授予 AA+授予资信企业。 科研方面目前已申报发明专利 21 项，其中 9 项已获专利证书，另 13 项正在审理中，同时申报国际专利 60多个国家。 第二节 项目提出的理由 世界经济迅速发展，随之带来了环境污染和生态平衡失调，这引- - 起了全人类的重视，人们的环境保护意识日益增强，保护人类赖以生存的环境和资源，创造美好整洁的二十一世纪，已成为人们的共识。 20 世纪至 21 世纪初，我国已成为世界上第一纺织大国，许多纺织原料（棉、蚕丝、山羊绒、涤纶等）占世界第一位，纺织加工能力和纺织品服装出口均占世界第一位，而且中国纺织服装的国际贸易顺差是我国国际贸易的重要支柱。 2005 年 1 月世界取消纺织品贸易配额后，纺织品服装出口将会有进一步的增长。但是，中国棉花产量已达顶峰，在有限的耕地条件下，在增产 有困难的条件下（粮、棉争地），山羊绒因山羊啃食草根，对草原破坏造成严重后果，其发展受到限制；化学纤维年产量已突破 1000 万吨，但以石油为主要原料，不仅国内供应不足，而且国际石油价格暴涨，导致制约很多，这是不可再生资源，必受限制。加之其他纺织原料受限（如中国每年进口绵羊毛 30万吨，棉花 80 万吨）等等，中国纺织纤维原料不足，可再生资源不足是主要根源。因此，充分利用现有废弃资源，充分开发可再生资源，发展纺织纤维原料是当前及今后一个世纪以来的重中之重。大豆蛋白功能纤维的开发，正是适应当前需要，充分利用撮豆油后的豆粕 作为原料，充分利用现有可再生资源，扩展加工广度和深度，生产高性能、多功能的纺织纤维，在为纺织工业提供更广阔原料来源方面起到重要的作用。 一、符合国家产业政策 大豆蛋白功能纤维是二十一世纪的健康舒适型纤维。大豆蛋白纤维用途广泛，可纯纺也可混纺，植物类大豆蛋白纤维面料既有天然动- - 物蛋白纤维的优良特性，又具有合成纤维的机械性能，既满足了人们对穿着的舒适性，美观性的追求，又符合国际世界纺织生态发展趋势。他的成功研制不仅填补了国内空白，而且属世界首创。同时，也符合国家可持续发展的产业政策，并具有以下成果转化优势 ： 1、产品的关键技术必须属于高新技术领域范围。 2、在关键技术上有重大的创新，技术含量高，具有自主知识产。 3、市场潜力大，产品目前处于导入期、成长期、成熟期，有较好的经济效益、社会效益和环境效益，符合持续发展的要求。 4、适合我国经济、社会发展的基本同性，满足人民经济发展的急需。 5、能替代进口或出口创汇，有国际竞争力 。 二、是行业结构、产品结构调整的需要 目前，我国纺织工业的增长方式仍具有典型的粗放型经营特征，是一种主要扩大建设规模，大量增加生产要素投入，忽视技术进步和科学管理的投入，高消耗、低产出、低质量的经济增长方式。现有的经济增长方式与世界科技、经济发展趋势与世界发达国家差距不断拉大，要转变这种增长方式，关键在于必须依靠技术进步，加快技术进步的步伐。 大豆蛋白功能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，进入二十一世纪，高新技术纺织品已成为国际纺织品市场的一个竟争点，同时也是纺织行业经济效益的新的增长点。当前面对世界经济一体化和产业结构的调整，发达国家纷纷投入- - 巨额资金和人力，用于开发高新科技纤维和制品，抢先占领国际市场，美国、日本、欧洲处于领先 地位。 我国纺织工业虽然进行了大规模的产业结构调整，但是产业结构要适应经济发展的需要才能生存。适应市场经济的需要，产品结构调整是关键，抓好科技产品的开发，结合国内外流行趋势，就会给企业带来巨大效益。 三、市场发展的客观需要 大豆蛋白纤维的开发生产，迎合了人们穿着回归自然，返朴归真的趋势。随着国际上环保热潮的展开和各国市场竞争的白热化，没有获得生态标志的产品很可能被某些国家拒之门外；因此，生态标志是产品进入国际市场的通行证。 四、企业发展的迫切需要 我国已加入 WTO，为使企业在当今激烈 的市场竞争中长期立于不败之地，提高企业对市场的应变能力及抗风险能力，必须加大科技投入，提高产品技术创新能力，从规模、产品品种和质量多方面提高企业的经济效益水平。本项目实施后，可年产大豆蛋白纤维 1500 吨，这一新型健康舒适型纤维，不仅国际国内市场广阔，附加值高，经济效益明显，而且社会效益尤为显著。 第三节 建议书研究的工作范围 本建议书按照原纺织工业部颁发的纺织工业设计手册中的“纺织工业工程项目可行性研究报告内容规定”进行编制，对下列内容进- - 行论述。 1、市场需求及预测 2、产 品方案和建设规模 3、生产工艺和设备选型 4、工程技术方案、实施计划 5、投资估算和资金筹措 6、项目财务经济评价 第四节 建议书内容概要 一、产品方案 初步确定为生产两个产品： 1.2dtex76mm 500 吨 0.9dtex38mm 1000吨 二、建设规模 根据拥有大豆蛋白功能纤维生产技术的滑县实业有限责任公司技术中心的技术资料，每条生产线的生产能力为 1500吨 /年以上，因此，本项目确定的建设规模为一条生产线 ，年生产能力 1500吨。 三、主要技术经济指标 序号 指标名称 单位 指标 备注 1 建设规模 t/a 1500 2 产品方案 1.2dtex76mm t/a 500 0.9dtex38mm t/a 1000 3 主要原材料 豆粕 t/a 3000 - - PVA t/a 9 NaOH t/a 2 H2SO4 t/a 2 Na2SO4 t/a 7 HCl t/a 1.5 甲醛 t/a 4 4 公用工 程 电 (装机容量 ) Kw 1260 软水 m3/h 50 工业用水 t/h 6 汽 t/h 4 压缩空气 Nm3/min 2 5 定员 人 120 6 年工作日 日 300 7 建设总投资 万元 2998 其中：固定资产投资 万元 2628 (含建设期利息 35 万元 ) 铺底流动资金 万元 370 8 销售收入 万元 7265 9 销售税金及附加 万元 72 10 利润总额 万元 2793 11 总成本 万元 4399 其中经营成本 万元 4050 12 财务内部收益率 (税后 ) % 48.2 (税前 ) % 67.5 13 投资回收期 (税后 ) 年 3.24 含建设期 (税前 ) 年 2.67 含建设期 14 贷款偿还期 年 2.60 含建设期 15 投资利润率 % 61.09 16 投资利税率 % 78.56 17 盈亏平衡点 % 32.27 四、项目达产后的经济效益 本项目选用国产先进设备，采用国际领先的工艺生产技术，生产高质量的大豆蛋白纤维，为我国的纺 织工业提供新型的纺织原料，项目的建成对于企业开发新产品，增强市场竞争能力，提高经济效益是非常重要的，项目建设周期短，还款能力强，经济效益好，因此，该 - - 项目在经济上、技术上都是可行的。 项目建设总投资 2998 万元，其中固定资产投资 2628 万元 (含建设期利息 35 万元 )，铺底流动资金 370 万元，项目投产后，年产大豆蛋白纤维 1500 吨，年销售收入 7265万元，销售税金及附加 72 万元，利润总额 2793 万元。项目还款能力：贷款偿还期 2.60 年，投资回收期 3.24年 (含建设期，税后 )。 项目投资效益：投资利润率 61.09%，投资利税率 78.56%。 第五节 技术水平评价 一、产品水平 大豆蛋白功能纤维是以豆粕中提取的球状蛋白经适当的化学改性后添加功能助剂湿法纺丝而成。作为一种新型的纺织原料，具有独特的性能，其制品在光泽、手感等方面都有特殊的风格；具有吸湿、透气、柔软、光滑、干爽、光泽高雅、穿着舒适和保健功能。可以与羊毛、丝棉及其它化学纤维混纺。 大豆蛋白功能纤维既具有天然蚕丝的优良性能，又具有合成纤维的机械性能，大豆蛋白纤维的成功开发既满足了人们对穿着舒适性、美观的追求，又符合服装免烫、可洗穿 的潮流。用大豆蛋白纤维织成的织物有以下特点： 1、外观华贵：服装面料在外观上给人们的感觉体现在光泽、悬垂性和织纹细腻程度三个方面。大豆蛋白功能纤维面料，具有真丝般的光 - - 泽、非常怡人，其悬垂性也极佳，给人以飘逸脱俗的感觉，用高 支纱织成的织物，表面纹路细洁、清晰，是高档的衬衣面料。 2、舒适性好：大豆蛋白功能纤维面料不但有优异的视觉效果，而且在穿着舒适性方面更有着不凡特性。以大豆蛋白功能纤维为原料的针织面料手感柔软、滑爽、轻，如真丝与山羊绒混纺感觉，其吸湿性与棉相当而导湿透气性远优于棉，尤其是 穿着的舒适性是其它任何纤维所无法比拟的，是极佳的内衣面料。 3、染色性好：大豆蛋白功能纤维本色为淡黄色，很象柞蚕丝色，可用酸性染料、活性染料染色，尤其适用活性染料染色，产品颜色鲜艳而有光泽，同时日晒、汗渍牢度又非常好，与真丝产品相比解决了染色鲜艳与染色牢度差的矛盾 (真丝产品日晒、汗渍牢度极差，很容易褪色 )。 4、物理机械性能好：大豆蛋白功能纤维干断裂强度在 3.84.0CN/dtex，比羊毛、棉、蚕丝的强度都高，仅次于涤纶等高强度纤维，纤度可达到 0.9dtex，用 1.27dtex 的棉型大豆蛋 白纤维在棉纺设备上已纺出 80s的高质量纯大豆蛋白纤维纱，可开发高档高支高密面料。由于大豆蛋白纤维的初始模量偏高，且沸水收缩率低，故面料尺寸稳定性好。在常规洗涤下不必担心织物的收缩，抗皱性也非常出色且易洗快干。 5、保健功能性：大豆蛋白功能纤维含有多种氨基酸，与人体皮肤亲和性好，具有良好的保健功能，在大豆蛋白纤维纺丝过程中添加杀菌、消炎、抗紫外线等有机物，且功能持久，避免了棉制品用后整- - 理方法开发的产品功能难以持久的缺点。 由滑县实业有限责任公司董事长李官奇先生研究开发的大豆蛋白纤维属世界首创， 大豆蛋白纤维的成功开发填补了我国作为纺织大国在纺织原料开发方面的一项空白，必将在棉纺、毛纺、绢纺领域掀起新产品开发浪潮，对纺织工业带来新的发展机遇。 二、技术水平 以豆粕为原料，提纯蛋白质，经与高聚物接枝、共聚、共混制成 纺丝原液，经湿法纺丝，通过热拉伸、热定型和后整理工艺，制成纺 织新型原料 大豆蛋白纤维，是由我国自主研发并在国际上率先实现了工业化生产的高新技术，也是世界上唯一能生产这种新型纤维的国家。工艺成熟，技术先进，该项技术已获得国家专利。 发明专利名称：植物蛋白质合成丝及其制造方法 发明人：李官奇 专利号： ZL99116636.1 证书号：第 76135号 国际专利主分类号： D01F8/02 专利权人：李官奇 授权公告日： 2001年 11 月 7日 三、装备水平 根据大豆蛋白纤维的生产特点和工艺要求，其纺丝及后整理工艺类似于维纶纺丝及后整理工艺，其主要设备是根据大豆蛋白纤维的生产特点和工艺要求进行设计制造的，完全可以满足大豆蛋白纤维的生- - 产要求，因此本项目主要工艺设备全部选用国产设备，性能先进，安全可靠，自动化水平高。 - - 第二章 产品方案和建设规模 第一节 市场需求及预测 大豆 蛋白功能 纤维原料来源于大豆豆粕，资源丰富，价格便宜 而且可再生 。大豆纤维具有优良的舒适功能和保健功能，是一种迎合时尚潮流的舒适和保健功能纤维。 由于 大豆蛋白纤维具有独特的海岛型结构，表面带有沟槽，截面为亚铃型和腰圆形 等特性 ， 因而 导汗导湿功能相当优异，透气功能优于棉麻，柔软滑糯酷似羊绒，具有良好的悬垂性和蚕丝般的光泽。具有优良的纺织服用性能。大豆蛋白纤维既可纯纺，也可与羊绒、羊毛、蚕丝、绢丝、棉麻纤维混纺，并能提高和改善原有 织物风格。 大豆蛋白 功能 纤维在与蚕丝、绢丝混纺、交织时，可以克服纯蚕丝、绢丝织物穿着易产生汗渍、水印等缺点，改善了纯蚕丝、绢丝织物的导湿透气性能。 大豆蛋白 功能 纤维在与棉混纺时，可以克服纯棉织物导湿性能差的缺点，混纺后增加了纯棉织物的光泽和悬垂性，改善了棉织物的手感。 大豆蛋白 功能 纤维在与部分化纤混纺时，可以形成性能优势互补，改善化纤织物的服用性能。 目前， 大豆蛋白 功能 纤维主要用于纺织原材料。我国是世界上最大的纺织产品生产国和出口大国，世界每年需纺织材料 7000 万吨，- - 我国每年约需纺织材料 1500 万吨，占世界 需求总量的四分之一，其中棉纤维约需 500 万吨，化纤 800万吨，绢丝 100 万吨，羊毛 30 万吨，羊绒 1 万吨。根据纺织界业内专家评估，大豆纤维按中国市场占有率 5计算，每年也需 75 万吨，巨大的市场为大豆蛋白纤维在纺织行业的应用和推广提供了十分有利的条件。 大豆蛋白功能纤维，单丝纤度细，比重小，强伸度较高，耐酸碱性好，用它纺织的面纤维的吸湿和导湿性，穿着十分舒适，而且能使成本下降 30 40%，由于它是采用化学、生物化学的方法从榨取油脂的大豆豆渣提取，纤维、面料、服装生产过程对环境、空气、人体、土壤、水质等无污染，废 弃后易生物降解，是一种真正意义上的绿色保健产品，市场前景十分看好。 第二节 产 品 方 案 大豆蛋白功能纤维是迄今唯一由我国率先实现工业化生产的一种新型纤维，其生产过程是将大豆粕进行浸泡，利用高新技术分离出豆粕中的球蛋白，进行提纯，通过与高聚物进行接枝、共聚、共混，制成蛋白质纺丝原液，利用现代纺丝设备，经湿法纺丝而成。该纤维具有天然纤维和化学纤维的众多优点，具有羊绒般的柔软手感，被称之为“人造羊绒”，不是羊绒、胜似羊绒。具有蚕丝般柔和光泽、棉纤维的吸湿性、羊毛的保暖性等优良服用性能。纤维导湿透气，静电小 ，抗菌，产品开发领域十分广阔。大豆蛋白纤维不仅可以进行纯纺，开发纯大豆蛋白纤维织物，而且还可以与丝、棉、毛、麻、羊绒和其- - 它化学纤维进行混纺，开发生产风格各异的高档织物。由于大豆蛋白纤维含有大量的蛋白质，因此具有良好的接触舒适性 (滑糯、柔软 )以及优异的热湿舒适性，具有滋润和保健皮肤的功能，尤其适宜开发各类穿着的针织内衣，符合现代面料对健康、舒适的要求。 大豆蛋白功能纤维面料，具有真丝般怡人的光泽、飘逸潇洒的悬垂性、柔软滑糯的羊绒般手感、干爽舒适的亲肤性、抗菌透气的卫生保健性、高牢度的染色性和高强度的抗 拉性。是制做高档名贵服装、高支纱面料、内衣、运动服装、床上用品、纱巾、晚装等的优选原料。 大豆蛋白功能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： 1.2dtex76mm 500 吨 0.9dtex38mm 1000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）。 目前尚未有大豆蛋白纤维的国家标准或行业标准，其产品的主要技术参数引用集团对外公布的参数： 纤度： 0.9 1.2dtex 湿断裂强度： 2.5 3.0CN/dtex 湿断裂伸长率： 22.7% 干断裂强度： 3.8 4.0 CN/dtex 干断裂伸长率： 18 20% - - 回潮率： 8.6% 沸水收缩率： 2.2% 干热收缩率： 2.3% 干断裂强力变异系数： 13.2% 第三节 建设规模 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，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。 - - 第三章 原料、辅助原材料 第一节 原料、辅助原材料的来源 一、原料 1、豆粕 本项目所需的主要原料为豆粕，豆粕是大豆经过提取豆油后的副产品，按照提取的方法不同，可分为一浸豆粕和二浸豆粕两种，其中以浸提法提取豆油后的副产品为一浸豆粕，而先以压榨取油，再经过浸提取油所得的副产品为二浸豆粕，在整个加工过程中，对温度的控制极为重要，温度过高会影响到蛋白质的含量，从而关系到豆粕的质量和使用，温度过低会增加豆粕的水份含量，而水的含量高则会影响贮存期内豆粕的质量，一浸豆粕的生产工艺较为先进，蛋白质含量高。 按照国家标准，豆粕分为三个等级，一、二、三级豆粕，从目前国内豆粕现货市场的情况看， 1999 年国内豆粕加工总量 (不含进口豆粕 )。大约为 1000 万吨，其中一级豆粕占 20%，二级豆粕占 75%，三级豆粕占 5%。本项目所用豆粕可在国内市场进行采购。 国产豆粕规格 蛋白 40 48% 赖氨酸 2.5 3.0% 色氨酸 0.6 0.7% 蛋氨酸 0.5 0.7% - - 2、聚乙烯醇 (PVA) 分子式： (C2H4O)n H H H H 结构式： C C C C H OH H OH n-1 分子量： 77000(n 1750) 聚乙烯醇的生产方法主要有电石法和 乙烯法两种，电石法是水与电石作用生成粗乙炔气，经净化除去硫、磷等杂质后，与醋酸蒸气混合并反应，生成醋酸乙烯。醋酸乙烯蒸馏精制后，在偶氮二异丁腈引发下，在甲醇溶液中，部分聚合生成聚醋酸乙烯。聚醋酸乙烯的甲醇溶液在 NaOH 触媒作用下发生醇解，最后生成聚乙烯醇。经分离后的聚乙烯醇再经粉碎、压榨、干燥，即可用作生产的原料。 乙烯法是以石油或天然气为原料，通过裂解和分离而得乙烯。乙烯、氧和醋酸的混合气体，通过载有钯、金的催化剂的固定反应器，合成醋酸乙烯。经气液分离后，液体部分蒸馏而得精制醋酸乙烯，醋酸乙烯的聚 合，聚醋酸乙烯的醇解和聚乙烯醇的后处理，均与电石法相同。 聚乙烯醇的质量指标 GB7351-87 序号 工艺路线 产品等级 指标名称 高碱醇解 低碱醇解 优级品 一级品 二级品 优级品 一级品 二级品 1 纯度， % 不小于 85.0 85.0 84.7 90.0 90.0 88.4 - - 2 氢氧化钠， % 不大于 0.2 0.3 0.3 0.2 0.2 0.3 3 残余乙酸根， % 不大于 0.15 0.20 0.20 0.13 0.15 0.20 4 挥发分， % 不大于 8.0 8.0 8.0 9.0 9.0 9.0 5 乙酸钠， % 不大于 6.8 7.0 7.0 2.1 2.3 2.3 6 透明度， % 不小于 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 7 着色度， % 不小于 88.0 86.0 84.0 90.0 88.0 86.0 8 膨润度， % 19015 14515 9 平均聚合度 175015 175070 175050 175070 二、辅助原材料 1、甲醛 (福尔马林、蚁醛 ) 分子式： CH2O 分子量： 30.03 甲醛的生产方法主要有甲醇氧化法和天然气直接氧化法两种。甲醇氧化法是将甲醇、空气与水在 600 700通过电解银触媒层催化氧化成甲醛。甲醛用水吸收成甲醛液。天然气直接氧化法是将天然气与空气混合后，在 600 680并有催化剂作用下，一步氧化得到甲醛，用水吸收得到 30%左右甲醛液。 甲醛质量指标 (适用于甲醇氧化法 )指标名称 单位 一级品 二级品 甲醛含量 g/100g 370.5 370.5 甲醇含量 g/100g 12 12 游离酸 (以 HCHO 计 ) g/100ml 0.04 0.03 铁 g/100ml 0.0005 0.0005 灼烧残渣含量 g/100ml 0.005 0.01 2、硫酸 分子式： H2SO4 - - 分子量： 98.082 质量指标 指标名称 单位 稀硫酸 浓硫酸 铅法 塔式法 浓缩法和接触法 接触法 浓度 % 65.5 75 92.5 98 灼烧残渣 % 0.1 0.1 三氧化二 氮 % 0.01 0.03 - - 3、盐酸 分子式： HCL 分子量： 36.46 质 量 指 标 指标名称 单位 指标 氯化氢 (HCL)含量 % 31 铁 (Fe)含量 % 0.01 硫酸 (换算为 SO42)含量 % 0.007 砷 (AS)含量 % 0.00002 4、氢氧化钠 (烧碱 ) 分子式： NaOH 分子量： 40 液体烧碱质量指标 指标名称 单位 指标 水银法 苛化法 隔膜法 1级 2级 氢氧化钠含量 % 45.0 42.0 42.0 30.0 碳酸钠含量 % 0.30 1.50 1.00 1.00 氯化钠含量 % 0.04 1.00 2.00 5.00 三氧化铁含量 % 0.003 0.03 0.03 0.01 - - 5、硫酸钠 A、无水硫酸钠 (元明粉 ) 分子式： Na2SO4 分子量： 142.04 质量指标 指标名称 单位 特级品 一级品 外观 白色均细颗粒 白色均细颗粒 硫酸钠含量 % 99 98 水不溶物含量 % 0.02 0.10 B、含结晶水硫酸纳 分子式： Na2SO4 10H2O 分子量： 322.19 质量指标 指标名称 单位 指标 硫酸钠 % 38 硫酸 % 0.4 硫酸锌 % 0.1 辅助原材料硫酸、盐酸、烧碱、硫酸钠、甲醛等，均可在国内市场进行采购。 第二节 原料、辅助原材料的贮存 豆粕和 PVA进入厂后贮存于原料仓库内，硫酸、盐酸、烧碱、甲醛贮存于贮罐内。硫酸钠贮存于仓库内。 - - 第三节 原料、辅助原材料用量 原料、辅助原材料用量见下表： 名 称 单位 年用量 豆粕 吨 3000 PVA 吨 9 硫酸 吨 2 烧碱 吨 2 甲醛 吨 4 硫酸钠 吨 7 盐酸 吨 1.5 - - 第四章 生产工艺与设备 第一节 生产工艺路线 一、技术路线 大豆蛋白纤维是以豆粕为原料，利用生物工程技术把豆粕中的球蛋白提取提纯，提纯的球蛋白改变空间结构，再添加羟基高聚物配制成一定浓度的蛋白纺丝液，经熟成后，用湿法纺丝工艺纺成单丝 0.91.20dtex 的丝束，通过醛化稳定纤维的性能，再经过牵伸卷曲、热定型，切断等工序生产出各种长度规格的大豆蛋白短纤维 。 二、国内外工艺技术概况 1、国外大豆蛋白纤维现状 大豆蛋白纤维是一种再生植物蛋白纤维，它是从榨油后的大豆豆渣中提炼蛋白质经湿法纺丝而成。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，国外早期的再生蛋白质纤维研制情况如下： 1894年，在明胶液中加入甲醛进行纺丝，制得明胶纤维。 1904 年， Todtenhaupt 用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， Corn Product Refining 公司将从玉米中提炼的蛋白质用 醇或碱溶解，纺丝制得玉米蛋白质纤维，商品名为 Vicra、 ArdiLen Fiare，该纤维比重为 1.25，吸水率为 10%左右，断裂强度 1.21.5g/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 )、FibraLane(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 Varginia Carol Chenical 公司开发了玉米蛋白纤维 “ Vicara” 1969 年，日本东洋纺公司敦贺工场开始研制和试生产牛 奶蛋白纤维，取名为“ Chinon”，它是用牛奶蛋白和丙烯腈接枝共聚而成，它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。 - - 对植物蛋白纤维的研究，由于受早期科技水平的限制，未能实现工业化生产，后来由于化学纤维的广泛应用，而一度少人研究。近年来，由于现代人对服装的追求趋向于自 然化、舒适化、天然纤维受到人们越来越多的青睐，于是从 90 年代开始，国外对再生纤维的研制工作又开始重视起来，现已开发出 Lyocell纤维，甲壳素纤维、聚乳酸纤维 PAL，但大豆蛋白纤维在国际上还没有工业化生产的报道。 2、国内大豆蛋白纤维现状 我国大豆蛋白纤维从 90 年代开始，由现任河南省滑县实业有限责任公司董事长李官奇先生耗资 6000 多万元，开发研究获得成功。2000 年 3 月由河南省遂平生物工程有限公司在世界上首次实现工业化试生产。该项目被列为国家级火炬计划项目；国家重点新产品试产计划，国家重点工业产品、 扩大出口专项计划；河南省高新技术产业化重点项目。 大豆蛋白纤维可称上二十一世纪的健康舒适型纤维，主要原料来自自然界的大豆粕，原料数量大，且具有可再生性，不会对资源造成掠夺性开发，在大豆蛋白纤维生产过程中不会对环境造成污染，且大部分助剂和半成品纤维均可回收重新使用，而提纯蛋白后留下的残渣还可以作为饲料。其生产过程完全符合环境要求，大豆蛋白纤维既具有天然蚕丝的优良性能，又具有合成纤维的机械性能，大豆纤维的出现既满足了人们对穿着的舒适性，美观性的追求，又符合服装免烫，洗可穿的潮流。 大豆蛋白纤维的 工业化生产，标志着我国在环保型纤维开发方面- - 迈出了可喜的一步，但产品的开发尚处于初级阶段，还有待于进一步投入技术力量，稳定纤维的各项物理化学性能，开发出后道产品需求的各种不同规格的丝，做到产品系列化，功能化、使之真正成为一项具有我国自主知识产权的系列化产品。 三、工艺流程 豆粕浸泡 固液分离 蛋白质提取 沉淀 蛋白溶解 PVA 浸洗 过滤 调压 纺丝 二浴 热牵伸 冷却 卷绕 前水洗 交联醛化 水洗 上油 络丝 卷曲 定型 切断 打包 第二节 设 备 选 择 根据大豆蛋白功能纤维的生产特点和工艺技术要求以及生产规模进行设备配置，其主要工艺设备是在年产 1500 吨工业化试验生产线的基础上又有所改进，设备全部国产化，现有的设备配置完全可以满足大豆蛋白质纤维的生产要求。 制液车间：主要是蛋白质的提取和纺丝原液的制备，其主要设备为低压 容器釜，容积分别为 6m3、 8m3，有些设备带上、下搅拌，同时带有夹套，夹套内通温水或热水，使用压力 0.3MPa，温度 110左右，材质为不锈钢，其设备是根据提取蛋白质的特点以及接枝、共聚的工艺要求进行设计的，该套设备由濮阳集团制造。 功能性催效素 接枝共聚 过滤 脱泡 - - 纺丝：大豆蛋白纤维纺丝机选用山西经纬纺织机械厂生产的YWH7401 型纺丝机及配套设备，该机是在原维纶纺丝机的基础上设计的大豆蛋白纤维专用纺丝机，其控制部分在设计中作了重大改进，采用日本富士公司生产的计算机控制系统，年公称生产能力 1500 吨以上。 后整理部分包括醛化、烘 干设备，醛化机选用邵阳二纺机生产的长丝醛化机，烘干机选用郑纺机生产的长丝烘干机，上述两种设备均在原有的基础上作了改进，更适用大豆蛋白纤维的醛化和烘干。 后加工部分包括卷曲、切断、定型、计量、打包。 附：主要工艺设备一览表： 序号 设备名称 规格型号 单位 数量 备注 1 溶解机 台 5 2 暂存罐 台 4 3 过滤机 台 4 4 脱泡桶 台 8 5 调压槽 台 1 6 浸泡机 台 6 7 分离、提取机 台 8 8 中间压力罐 台 1 9 蛋白熟成罐 台 8 10 卧螺离心分离机 台 2 11 三道过滤机 台 4 12 纺丝机 套 3 13 集束机 套 3 14 热处理机 套 3 15 冷却机 台 3 16 卷绕机 台 3 17 交联机 台 3 - - 18 曳引机 台 6 19 五辊机 台 3 20 卷曲机 台 2 21 皮带机 台 2 22 摆丝机 台 2 23 烘干机 台 2 24 曳引机 台 2 25 张力架 台 2 26 切断机 台 2 27 送棉风机 台 2 28 打包机 台 1 29 辅助设备 套 1 第三节 自 控 一、设计依据和采用的标准 依据用户提供的原始技术资料，采用化学工业部有关化学纤维工艺自动控制有关标准规范。 二 、界区内的有关工艺特点、规模、机台及环境简介由工艺专业略写。 三、设计原则 1、仪表选型 温度测量元件选用铂铑热电阻，各控制、调节仪表均采用型信号制。 2、自动化水平 自动化控制应达到安全、可靠、经济、先进，精度等级 0.5级以- - 上。 3、控制室设置 每三条生产线设置一集中控制室，控制室尽可能接近工艺生产装置，地面采用木质地板，房间净高不少于 3.5米，内设空调。 四、检测及控制内容 1、溶解机夹套加热蒸汽温度自动调节 2、溶解机内液位温度显示 3、热水罐热水温度自动调节 4、温水罐温水温度自动调节 5、计量泵入口原液压力恒压自动控制以及调压槽内原液液位自动控制 6、脱泡桶工作状态显示 7、各容器内液体温度自动显示等 8、以上系统均根据工艺要求设置声光报警系统 9、设置联锁保护系统 五、动力供应 。 要求双电源供电，电压 220V， 50Hz 六、主要设备 序号 名称 型号规格 数量 1 热电阻 WZP-220 0 100 9 支 数字巡检仪 XMZ-500 4 点 3 台 - - 2 热电阻 WZP-220 0 100 2 支 数字显示仪 XMZ-301 带 4 20mA 输出 12 台 数字调节仪 PID 12 台 电动操作器 12 台 电动调节阀 ZAZNC-64 12 台 无线记录仪 4 点 3 台 3 热电阻 WZP-220 3 支 数字显示仪 XMW-201 带 4 20mA 输出 3 台 记录仪 3 台 4 热电阻 WZP-220 3 支 数字显示仪 XMZ-301 3 台 5 热电阻 WZP-220 3 支 数字显示仪 XMZ-301 3 台 6 热电阻 WZP-220 18 支 数字显示仪 XMZ-501 3 台 7 热电阻 WZP-220 63 支 数字显示仪 XMZ-501 9 套 8 热电阻 WZP-220 3 支 数字显示仪 XMZ-301 3 支 - - 记录仪 4 点 3 台 9 热电阻 WZP-220 9 支 数字显示仪 XMZ-5XMZ-301 4 20mA 输出 9 台 数字调节仪 PID 9 台 电动操作器 9 台 电动调节阀 ZAZNC-64 9 台 记录仪 3 点 3 台 10 同 9项 11 同 9项 12 热电阻 WZP-220 6 支 数字显示仪 XMZ-301 6 台 13 电接点液位计 UQZ-71 18 套 14 电接点液位计 UQZ-71 带输出 3 套 电动调节仪 3 台 电动操作器 3 台 电动调节阀 ZAZNC-64 3 台 15 压力表 Y-150 180 只 16 玻璃转子流量计 LZB 18 台 17 声光报警仪 8 点 6 台 18 仪表盘 6 架 - - 七、存在问题及解决意见 由于系统点数较多，二次仪表数量多，不便于观察，故施工设计时拟采用 DAS与调节仪结合构成一套分散控制系统。- - 第五章 工程技术方案 第一节 自然环境概况 滑县属于华北平原，河南省东北部，古黄河冲积平原、土层深厚，全境地势平坦属农业大县，气候温和，四季分明，雨水充沛，全县面积 1814 平方公里，其中耕地 171 万亩，人口 130万人，主要农产品小麦、玉米、大豆。主要气象 条件如下： 年平均气温： 13.7 极端最低气温： -19.2 极端最高气温： 41.8 年平均降水量： 634.3mm 日平均降雨量： 151.5mm 年平均相对湿度： 54% 全年主导风向： N S 基本风压值： 28KN/ 降雪：基本日负荷 41.2 / 最大冻土深度： 18 地震基本烈度： 7 度 第二节 厂址 大豆蛋白纤维项目厂址位于滑县工业区内，东靠 106国道和阿深- - 高速公路，南北为农田，西为公司针织厂，厂门前为 10 米宽专用柏油路，交通运输非常方便。 厂区南北长 243 米，东西宽 107 米，供 水管道为本厂专用软水站，外线供电电压 10kv，双回路供电。 厂区地势平坦，无需要拆迁的建 (构 )筑物。 第三节 总平面布置 总图布置按功能布置分为四个区，北面为厂前区，由厂区花园和办公楼及大门组成。生产区在厂区的中心位置，由一幢生产车间组成，是 厂区的主体建筑，车间内有三条生产线，包括原液制备、纺丝、后整理及后加工全部生产工序以及生产、生活辅助用房。厂区西面为动力区，由消防水池、泵房、机修车间、软水站、空压站、循环水站、锅炉房组成。污水处理站布置在厂区东南角，排气塔布置在污水处理站南面。 厂区主 要道路宽 8米，次要道路宽 4米。 厂区占地面积： 33111平方米 厂区总建筑面积： 16538平方米 - - 建 (构 )筑物一览表 序号 建 (构 )筑物 建筑面积 (m2) 备 注 1 主车间 14440 2 空压站 80 3 高压开关站 100 4 机修车间 220 5 软化水站 330 6 污水处理场 80 7 消防水池及泵房 40 水池 600m3 8 锅炉房 300 9 循环水站 60 水池 180m3、 100m3各一个 10 办公楼 528 11 食 堂 300 12 警卫室 36 13 排气塔 高 80m 合 计 16538 第四节 土建工程 一、建筑 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。 二、结构 主车间采用钢筋混凝土现浇框架结构，独立基础，墙基为地基梁， 柱、楼板现浇，上部结构采用轻钢结构，屋面为彩钢板。按规范规定设置伸缩缝。 锅炉房采用框排架结构，钢筋砼柱，层面为大型预应力砼槽板，工字形薄腹梁，基础为钢筋砼独立基础和条形砼墙基础，围护结构为240砖墙，附房为框架结构，钢筋砼楼板和楼层梁，基础为钢筋砼独立基础，围护结构为 240 砖墙，门采用木门，窗采用铝塑窗，地面为砼地面，附房楼面为水泥楼面，屋面采用水泥蛭石保温 ，新型防水材料为防水层，内墙面为白色内墙涂料，顶棚喷大白浆，外墙为外墙彩色涂料。 办公楼为三层砖混结构，砖墙承重，楼板采用钢筋砼现浇板，基础为钢筋砼条形基础，门采用高档木门，窗采用铝合金窗，地面和楼面采用瓷砖面层，内粉饰为白色涂料，外墙为彩色面砖贴面，屋面采用水泥蛭石保温层，防水层采用新型防水材料。 排气塔采用钢筋混凝土现浇结构，内衬防腐材料。 第五节 电 气 一、该企业负荷等级属于二类。 10kV 高压开关室设在厂区，由当地供电局提供两路 10kV 电源。主车间设 10/0.4kV 变配电室， 拟安装两台 S9 型 1600kvA 变压器，负责车间及厂区内用电负荷。 - - 二、全厂负荷 用电部门 设备容量 (kw) 需要系数 (kc) 计算负荷 (kw) 生产车间 980 0.8 784 污水处理 30 0.8 24 机修 100 0.6 60 软水站 30 0.8 24 空压站 40 0.8 32 锅炉房 50 0.8 40 其 它 30 0.8 24 全厂功率因数采用集中补偿方式， GGJ1型低压电容屏设在低压配电室内，经补偿使 COS达到 0.95。 三、车间配电 部分车间环境有腐蚀，成品仓库有防火要求，相应采用了防腐电线及灯具，仓库设自动消防报警系统。 车间动力电源为三相 380V，动力干线采用 YJV 型沿电缆桥架敷设，为满足工艺要求，单台电机采用集中与现场两处控制，车间动力箱采用 XXL2型。 四、接地 车间采用 TN-S 型接地方式，工作零线与保护地线分别设置。车间内设环形接地网，用电设备须可靠接地。 五、车间照明： 电压为三相四线 380/220V，照明箱采用 XXRP 型嵌墙安装，照明干线采用 YJV 型，沿电缆桥架敷设，照明箱引出的支线穿钢管暗 敷，灯具根据不同场所分别采用不同型式。车间设事故应急照明，应急灯采用 YJD42 型，应急电源由灯内电池提供，保证断电后 40 分钟的疏- - 散照明。 六、防雷： 车间屋面设避雷网防直击雷，防雷接地与变压器接地共用。接地电阻应小于 4 欧姆。 七、厂区线路及路灯： 由车间变配电室至厂区各子项建筑物的电缆采用 YJV22 型埋地敷设。厂区路灯采用 JTY23 型高汞柱灯，路灯电缆直埋，路灯由门卫集中控制。 排气塔上设红色障碍灯。 - - 八、主要设备表 名 称 型 号 单位 数量 电力变压器 S9-10/0.4kv-1600 台 2 低压配电屏 GGD3-02 面 1 低压配电屏 GGD3-03 面 2 低压配电屏 GGD3-21 面 8 低压配电屏 GGD3-06 面 4 低压配电屏 GGD3-30 面 4 低压电容屏 GGJ1-01 块 1 低压电容屏 GGJ1-02 块 4 动力配电箱 XXL2-33 块 14 动力配电箱 XXL2-17 块 4 照明配电箱 XXRP-2306/M 块 4 照明配电箱 XXRP-2309/M 块 12 照明配电箱 XXRP-5318/M 块 2 照明配电箱 XXRP-4406L/M 块 1 照明配电箱 XXRP-4409L/M 块 5 高压开关柜 JYN2-10-03 面 2 高压开关柜 JYN2-10-02 面 4 高压开关柜 JYN2-10-20 面 2 高压开关柜 JYN2-10-07 面 1 高压开关柜 JYN2-10-12 面 1 第六节 给排水、供热 一、全厂给水 1、概述 (1)该工程为新建厂房，公司原有厂地，无需新征，南北长 283米，东西宽为 117米，交通运输十分方便发展前景十 分广阔。 该厂给水是井水，井水进厂后进入 600m3的生产、消防合用水池，然后用泵分别送至消防、绿化、生产 (软化站 )等用水。井水经过一级净水处理后达到饮用水标准，然后进软水站经氢钠离子处理后达到生- - 产工艺软水用水指标，总硬度 0.1 毫克当量 /升，总碱度 0.7 毫克当量 /升， PH=6.5 7.5，固形物 100毫克 /升。混浊度 2 度，水温25。 (2)该项目除个别工段为二层外，其余车间均为一层，根据需求，拟定供水压力 0.25MPa。 (3)消防、空调、冷却补充水用井水，由厂区消防泵房 供给。 2、基础资料 本工程主要设计依据为： (1)国家现