以柠檬酸渣和玉米秸秆为原料生产微生态高蛋白饲料的研究资金申请报告.doc

甘肃省企业技术创新项目资金申请报告 （重大新产品研发专项）项目名称：以柠檬酸渣和玉米秸秆为原料生产微生态高蛋白饲料的研究以柠檬酸渣和玉米秸秆为原料生产微生态高蛋白饲料的研究一、立项理由1、项目建设的必要性和条件 我公司为河西走廊规模较大的玉米深加工企业，现具有年产5万吨玉米淀粉生产线和年产4万吨的柠檬酸生产线各一条，柠檬酸废渣是柠檬酸发酵液压榨废弃物，目前每产1吨柠檬酸约排放2吨左右废渣，其主要成分(60烘45)为：粗蛋白(干基) 8.8%,粗纤维25.66%,粗脂肪8.69%,无氮浸出物37.23%，大部分是纤维素，蛋白质含量低，含有较高残酸，直接用来喂养动物，适口性和消化性都很差，到目前为止国内外还没有对柠檬酸渣有很好的生物处理方法。随着市场竞争的日趋激烈和国家相关政策的完善，副产品的综合利用和附加值提升已成为产品占领市场和参与市场竞争的重要组成部分，同时工业“三废”治理也已成为玉米深加工企业生存和发展的“门票”，所以如何综合开发利用玉米深加工过程中产生的副产品也成为玉米深加工企业亟待解决的问题。张掖是我省重要的产粮地区，尤其随着近年制种业的发展，玉米的种植面积不断增加，达到100万亩以上。玉米秸秆具有丰富粗纤维和高能量的特点，但由于纤维素具有水不溶性的高结晶构造，其外围又被木质素包围着，要把它水解成可利用的葡萄糖相当困难，所以到目前为止产生的玉米秸秆除少量用作饲料外，均大部分作为燃料或废料焚烧，既浪费资源又污染环境。微生物能将纤维素物质降解转化为糖、乙醇、甲烷等容易利用的小分子有机物，是自然界中碳素转化的主要环节。将作物秸秆经过微生物技术处理，通过微生物降解秸秆中纤维素成分，使其变成质地柔软、营养丰富的畜禽饲料，既提高了资源的利用效率又通过秸秆的过腹还田实现了生态农业，对于农业的可持续发展也具有重要的意义。2、目前的形势与发展趋势 随着经济的发展,人民生活水平的提高，人类对蛋白质尤其是营养价值高的动物蛋白质的需求愈来愈多。大量的需求刺激了畜牧业和养殖业的发展，而依靠传统方式提供饲料已不能满足迅猛增长的饲料市场。据联合国粮农组织( FAO) 统计， 在20 世纪末， 全球的蛋白质短缺量约为2 500万吨。据有关资料报道， 我国蛋白质饲料的缺口每年至少达1200 万吨，蛋白资源长期短缺态势已成人们共识。联合国蛋白质咨询小组曾召开过三次国际单细胞蛋白会议专题讨论研究，开发发酵饲料已被世界公认为是解决饲料蛋白紧缺的主要途径。单细胞蛋白( single cell protein) 亦称微生物蛋白，是指细菌、真菌和微藻在其生长过程中利用各种基质，在适宜的培养条件下培养细胞或丝状微生物的个体而获得的菌体蛋白。单细胞蛋白营养物质丰富，菌体中蛋白质含量高达40 %80 % ，其中氨基酸组分齐全，赖氨酸等必需氨基酸含量较高，同时富含维生素，可作为维生素的替代品。与豆粉相比，单细胞蛋白的蛋白质含量高出10 %20 % ，可利用的氮比大豆高20 % ，在有蛋氨酸添加时可利用氮甚至能超过95 %。因此利用非食用资源和废弃资源(如农副产品下脚料和工业废液等) 开发和推广微生物生产单细胞蛋白成为补充饲料蛋白质来源不足的重要途径,意义十分重大。单细胞蛋白在饲料加工中的应用前景与传统农业生产蛋白质饲料相比，单细胞蛋白生产的突出特点在于能够进行大规模工业化生产。具体表现为：第一，原料广泛，可以就近取材。充分利用价格低廉的工农业废料、化工原料和废料。第二，生产周期短、生产效率高。在适宜的条件下，细菌需0.51h ，酵母13h 即可增殖1倍。据估计，1头500kg 的牛，每天生产蛋白质0.4kg ，而质量相同的酵母每天至少要生产蛋白质500kg ，生产效率提高了1000 多倍。第三，劳动生产率高。单细胞蛋白生产不受季节气候制约，易于人工控制，同时利用大型发酵罐立式培养，占地面积少。如年产10万t单细胞蛋白的工厂，1年可产蛋白质45 000 t 。大豆按1/ 15公顷产计，可产大豆200 kg ，折算为蛋白质含量为80 kg ，因此一个单细胞蛋白所产的蛋白质相当于37500m2 土地所产的大豆的蛋白质量。2008年中国饲料行业面临良好的发展机遇。目前饲料占畜牧业生产成本的70以上，对畜牧业的科技贡献率超过40。2008年畜禽产业发展形势良好，畜禽产销形势整体上好于2007年，畜产品价格趋于稳定，不会产生大的振荡。肉制品将会以每年2的速度增长，特别是加快猪肉和禽肉增长，这将极大地促进发酵饲料长足的发展。国内市场对生物饲料的市场需求与日俱增，按全国配合饲料产量1亿吨计，年需发酵饲料500万吨以上，饲用复合酶10万吨，益生物菌微生态制剂1万吨，目前国内的生产能力与市场需求相差甚远。因此为解决企业的实际问题并结合张掖地区实际情况，我们进行以柠檬酸渣和玉米秸秆为原料生产微生态高蛋白饲料的研究。从自然界分离纤维分解菌、氮素转化菌、增加适口性的菌种，挑选的高产菌种诱变后进行菌种相容性试验，挑选最佳组合进行以柠檬酸废渣和玉米秸秆为培养剂发酵试验，确定最适的发酵工艺条件。其目的在于降解纤维素、提高蛋白质含量、增加适口性，增强企业副产品的综合利用和附加值，提高企业竞争力。同时充分利用玉米秸秆的丰富资源，建立节粮型畜牧业结构，实现农业由数量型向优质高效性增长。二 项目实施方案1、项目前期工作：生产单细胞蛋白饲料关键是菌种，从目前报道的资料来看, 发酵方式由单一菌种趋向于复合菌株的协同发酵， 并且注重不同微生物之间的协同性、互补性，总体上发挥出正组合效应。从组合情况看, 菌种应包括纤维分解菌、氮素转化菌、增加适口性的菌。霉菌、酵母菌和乳酸菌的组合发酵为多数, 这是由于木霉、黑曲霉、根霉等霉菌同化淀粉、纤维素的能力强，可降解饲料中的结构性碳水化合物，将工业废渣中的淀粉和纤维素降解为酵母能利用的单糖、双糖等简单糖类物质，使酵母得以良好地生长繁殖， 而利用乳酸菌产生乳酸等则可改善发酵饲料的适口性。并且组合菌株发酵增加了发酵中许多基因的功能， 通过不同代谢能力的组合，完成单个菌种难以完成的复杂代谢作用，可以代替某些基因重组工程菌来进行复杂的多种代谢反应，或促进生长代谢，提高生产效率。此外，在双菌或多菌混合发酵中，酶促作用生成的糖立即被发酵糖的微生物所利用，这样就维持了降解物的浓度，消除了酶合成作用受到的降解物的阻遏作用，也解除了反应终产物对酶的反馈抑制，缩短发酵过程，这些体现了微生物之间的互惠、偏利生等关系。协同发酵形式对各种原料的有效转化、蛋白饲料的品质提高起到了重要的积极作用。目前该项目依靠河西学院的技术力量及检测设备，已完成了菌种的筛选、分离及菌种相容性试验，分离高效纤维分解菌3株分别为康宁木霉、白地霉、米曲霉，氮素转化菌4株均为酵母，增加适口性菌株3株分别为乳杆菌、乳链球菌、乳酸菌，并已进行单菌发酵和多菌株联合发酵，试验结果表明多菌株联合发酵后柠檬酸渣和玉米秸秆混料纤维素含量下降到15以下，蛋白含量提高16以上，已达到了预期的要求。同时公司现有一条纤维干燥生产线，其干燥采用公司环保站的沼气，工艺稳定可靠，生产发酵饲料是完全可行的。指标样品编号粗蛋白(%)总氮(%)有机氮(%)无机氮(%)粗纤维(%)发酵前发酵后发酵前发酵后发酵前发酵后发酵前发酵后发酵前发酵后113.1431.642.114.271.583.840.530.2327.4313.95213.6229.782.183.161.933.270.250.2629.7214.552、项目开发的目标及创新点：本项目为院企合作开发项目，建设规模为年产14000吨发酵饲料，预期目标为柠檬酸渣和玉米秸秆纤维混合饲料,经发酵后蛋白质量提高到28-30%，纤维素含量下降至15%以下，饲料为质地柔软、甜香适口、营养丰富的高蛋白饲料。项目开发的技术创新点主要有以下几点: 2.1、以柠檬酸渣和玉米秸秆纤维为原料生产微生态高蛋白饲料，对消除污染、变废为宝，增强企业副产品的综合利用和附加值，实现农业由数量型向优质高效性增长具有重要意义。2.2、复合菌株的协同发酵，并且注重不同微生物之间的协同性、互补性， 总体上发挥出正组合效应。从组合情况看, 菌种包括纤维分解菌、氮素转化菌、增加适口性的菌。通过不同代谢能力的组合，完成单个菌种难以完成的复杂代谢作用，有效提高了生产效率。2.3发酵后的饲料蛋白含量高，发酵饲料内含丰富的维生素、氨基酸，并含有适量的酒精和柠檬酸，有较好的动物适口性能，从而达到变废为宝的目的。2.4、由于柠檬酸渣含有较高残酸，对微生物生长不利，该项目所用菌种是针对柠檬酸和玉米秸秆的特点进行分离筛选，项目的建成将会填补西北地区发酵饲料的空白，同时也会带动周边地区养殖业的发展。2.5、整个发酵过程温度、时间、风量及湿度实现微机控制，操作简便，产品质量稳定可靠。可根据用户的要求生产出适合不同动物的饲料。3、产品方案（拟开发的新产品方案）：将混合饲料在转窑中烘至一定的水分后，进入发酵池中添加尿素、豆粕等氮源，并接入菌种后发酵一定的时间，测其纤维素降解率和真蛋白的含量，达到要求后，再烘干后制成发酵饲料，水分10%左右，含蛋白质量40-45%4、技术方案、设备方案、工程方案和工艺方案4.1技术方案：4.1.1、原料的处理粗纤维混合物的蛋白质含量很低(8 %10%) ,纤维含量高(25%左右) ,适口性差,单胃动物很难利用。要解决以上问题,必须要通过微生物发酵的办法,要获得良好的发酵效果,原料的处理也很重要。我们是通过对原料的粉碎来解决的，同时加大了原料水分的控制。4.1.2、菌种的选择发酵饲料中菌种是至关重要的,菌种因发酵料的营养要求、发酵工艺和原料的不同而有差异。最初的发酵我们多采用单菌种发酵,往往发酵效率很低。现在多改为多菌种发酵,但对相应的菌种和工艺上提高了更高的要求。河西学院提供的菌种正是根据我公司原料特点开发的，在菌种组合上包括纤维分解菌、氮素转化菌、增加适口性的菌。将这些菌种放在同一条件下发酵,具有不同微生物之间的相容性,有好的配伍,互相促进,发挥更大的效益。4.1.3、原料的组成我们采用我公司生产中产生的废水、废料及可利用的副产品,因其含有很高的蛋白质和氨基酸，特别适合做发酵饲料的原料，这样即解决了污染问题,又降低了发酵饲料的成本。氮源物质我们采用添加无机氮素的办法。4.1.4、发酵过程的控制在发酵饲料的生产中，发酵过程的控制是非常重要的。要想提高蛋白含量，降低纤维素，必须要及时使原料升温,当微生物大量繁殖时,料温开始上升,应仔细观察温度变化,当温度高于45 时,要及时通风降温,让微生物由表面向内部生长,慢慢降低湿度。此时注意通风时不能通干凉风,也不能打开车间的门,防止微生物生长僵滞。当料温开始下降,或用显微镜观察、细胞计数发现微生物的生长处于稳定期时,应及时的出料,防止微生物自溶、蛋白降解,降低产品质量。4.1.5、产品的干燥发酵后的原料经输送机输送至管束干燥机内干燥，水分控制在10%以下。4.2设备方案：4.2.1：主要设备发酵池 7台管束干燥机 2台专用烘干机主机 2台管束干燥机 1台 挤干机 1台厢式压滤机（160） 8台4.2.2：辅助设备：螺旋输送机 5台粉碎机 2台 料仓 1个燃煤热风炉 1台物料细化器 1台螺旋输送机 3台粉碎机 2台 引风机 8台压力曲筛 1台曲筛泵 1台清水泵 2台关风机 4台旋风除尘器 6台料仓 1个调浆池（带搅拌） 4座离心泵 8台贮罐 8个4.3工程方案：本项目主要利用合成饲料厂房外围的空地，新建七个发酵池，用于合成饲料的发酵，该项目建设期为一年。4.4工艺方案：4.4.1生产规模及产品方案本项目新增生产规模为14000吨/年纤维混合发酵饲料。4.4.2产品质量标准本项目采用的标准是GB596-82，产品采用编织袋包装，50Kg/袋。4.4.3工艺选择本项目以柠檬酸发酵后菌丝体和淀粉生产中的副产品纤维为原料，采用烘干、粉碎、发酵、烘干工艺路线。4.4.4工艺流程 4.4.4.1、工艺流程简述（1）调浆：将柠檬酸发酵后产生的菌丝体用Ca(OH) 2中和其中残留的柠檬酸。（2）压滤：将中和后的菌丝体与一定的玉米秸秆纤维混合，通过板框压滤，过滤掉其中的水分。（3）烘干：将过滤完水分的菌丝体滤饼与玉米秸秆纤维混合加入转窑管干机一次干燥。（4）粉碎：将烘干的混合饲料通过40目的筛粉碎。（5）混合：将发酵剂于1的蔗糖溶液中活化，于恒定温度中活化一小时，再将粉碎的粗纤维与玉米粉、麸皮粉、蛋白粉、尿素均匀混合，用配制好的菌液喷洒，边喷洒边拌和均匀，以手握成团指缝内不滴水、松手散开为宜。配置菌液不够可适当加水。（6）发酵：将搅拌后的混合饲料接入发酵池内发酵，发酵测定至蛋白含量达到一定的要求时, 发酵温度稳定为常温。（7）烘干：将发酵好的饲料烘干、打包、入库。4.4.4.2、工艺流程简图 环保站 Ca(OH) 2 滤液 玉米纤维菌丝体 调浆罐 压滤 滤饼 转窑烘干 发酵池 混合罐 粉碎 管干机打包、入库 菌种 辅料 玉米桔杆4.4.5主要工艺技术指标 主要工艺技术指标见下表，以下工艺技术指标在国内同行业属于先进水平。主要工艺技术指标序号生产工序指标名称指标（）备注1调浆酸碱度PH:6-72打板滤饼水分653菌丝体烘干混合纤维水分104粉碎细度40目5搅拌发酵前饲料水分50606发酵饲料发酵饲料水分107成品蛋白含量40%5、项目实施进度建议本项目拟订为12个月完成，项目资金落实后，尽快进行生产设备定货，施工图设计完成后，土建施工随即开始。项目实施进度安排表序号项 目2008年2009年89101112123456781可研及审批2初设及审批3施工图设计4设备订购5土建施工6设备安装7人员培训8试投产9正式生产三、项目建设目标1、达到的技术性能指标和参数：该产品采用的标准是GB596-82，因所用的原料是柠檬酸发酵产生的菌丝体、玉米秸秆纤维等，灰份指标均在8%以下，发酵后的粗蛋白含量在40%以上。2、经济效益和社会效益2.1对饲料的深加工，生产高附加值产品，符合国家产业政策。2.2该项目建成后，将拥有自主知识产权，同时也可带动周边相关产业的发展。2.3饲料行业的重点和发展方向是对现有规模较小、设备落后产品质量不稳定的企业进行适时技改，本项目的建设符合国家产业政策和行业发展方向。2.4该产品国内市场需求旺盛，产品市场广阔，特别是在西北地区有着广阔的市场前景。2.5我公司有着多年的生产实践，积累了丰富的生产经验，具备形成优势产品产业化、规模化经营的基础和条件。利用河西学院先进成熟的发酵技术，不失时机地进行技改和增加新的产品品种，比较符合企业实际和工业强省战略的实施，必将产生更好的经济和社会效益。2.6项目各项建设条件具备，原料资源有充分保证。2.7项目生产工艺先进、成熟可靠，生产过程中的产生的废水经综合处理后可达标排放。四、项目投资1.菌丝体、秸秆纤维混合制取发酵饲料成本测算表序 号费用名称单价（元）单位单耗单位成本（元/吨）备注1人工工资100037.72电耗0.37元/kwh1545693蒸汽38元/t1.636194煤耗（沼气）600元/t0.2213575菌丝体40元/t2.1836湿基6纤维500元/t0.4221217 无机氮1800元/t0.0437788麸皮1250元/t0.0486089发酵剂30kg1.03010包装1.6套203211维修费1012折旧2913生产成本82752.菌丝体、秸秆纤维混合制取合成饲料概算投资表 序号设备名称规格型号计划投资额备 注1厢式压滤机96万元新 购2烘干机52万元新 购3泵类8.0万元新 购4离心风机3.1万元新 购5关风机1万元新 购6减速机8万元新 购4台7清水泵3万元新 购2台8发酵池300万元自制7个9螺旋输送器15万元自制10粉 碎 机5万元新 购11管线附件等52万元新 购（建）12各类土建项目90万元新 建13钢 结 构120万元新 建14合 计753.1万元3、 投资估算与资金筹措3.1新增固定资产投资估算3.1.1本项目国内采购工艺设备 37台（套），设备购置及安装费约 753.1 万元。3.1.2非标设备价格按设备重量、材质及技术要求，并参照同类设备进行估算。3.1.3本项目建筑面积约250平方米（不含建筑物），建筑工程造价按现行的甘肃省建筑工程概算定额并结合当地实际情况进行编制，本项目建筑工程合计为90万元（含建筑物、管道费用、线路、污水处理及绿化费用）。3.1.4本项目工程建设其他费用按行业规定费率计入。3.1.5基本预备费1计算。3.1.6本项目建设期一年，拟申请国内银行贷款104万元，年利率按5.625计算，建设其利息为5.85万元。新增固定资产投资估算序号费用名称单位金额占固定资产投资一新增固定资产投资万元753.1二按费用内容划分1建筑工程费用万元902设备购置及安装费万元753.13其他费用万元109.85三按费用性质划分1生产性费用万元952.952其他费用万元3.2新增流动资金估算3.2.1估算说明本项目新增定额流动资金按正常生产年储备生产和产品各项所需金额逐项计算。3.2.2流动资金估算经计算，本项目生产正常年新增定额流动资金199.85万元，其中：铺底流动资金为100万元。3.3资金筹措及偿还方式3.3.1资金筹措本项目新增总投资为952.95万元，其中；新增固定资产投资753.1万元，新增固定资产投资其中企业自筹（股东投资）453.1万元，申请省扶持资金300万元。定额流动资金199.85万元，申请银行贷款104万元，建设期利息5.85万元；企业自筹95.85万元。3.3.2偿还方式 本项目借贷资金，用税后利润、折旧、摊销费偿还3.4.分年度资金使用计划根据项目的具体情况，本项目建设期为一年。3.5.形成固定资产价值形成固定资产价值表序号项目单位金额备注1总投资万元952.952转出投资万元03应核销投资万元04转流动资金万元05待摊资金万元06建设期贷款利息万元5.857形成固定资产价值万元753.18固定资产形成率万元五、财务评价本项目建成后，年可生产纤维菌丝体混合发酵饲料产品14000吨，新增销售收入4200万元，利润总额600万元，1.5年内可以收回投资。效 益 分 析 表序号项 目项目建成后的效益（万元）备注1总投资952.952产品销售收入42003销售成本34604产品销售费用805产品销售利润6606管理费用507财务费用108利润总额6009企业所得税11010净利润490 六、单位概况与条件河西学院是由国家教育部批准的全日制普通高等院校,是集教学与科研为一体的综合性科研单位, 本院一直致力于饲料的研究开发，在菌种的分离、诱变、选育及培养学术等方面取得了多项先进成果。甘肃雪晶生化有限责任公司的前身为甘肃临泽淀粉厂，始建于1985年，是甘肃金宝投资有限公司下属的一家现代化的玉米综合加工企业。经过十多年的发展，目前已形成以玉米淀粉及柠檬酸为龙头的系列化经营格局。公司玉米淀粉（30000吨/年）及副产品、柠檬酸（40000吨/年）等十几类产品。1、资源 临泽县地处甘肃省西部，河西走廊中段，是我国玉米主产地。近年来，随着养殖规模的不断增大，对饲料的需求也不断的增大。据2007年统计的结果表明，河西地区年需饲料100万吨以上，大部分饲料由外地供给。2、原料该项目主要原料是柠檬酸菌丝体和玉米秸秆纤维，需3200吨， 14000吨/年发酵饲料项目投产后，完全可以将柠檬酸生产线所产生的菌丝体和玉米秸秆纤维消化。项目原料供应有保证。3、辅助材料辅助材料年需求量1400吨，其中尿素650吨，麸皮700吨，现张掖市共有各种类型面粉加工厂百余家，均可提供优质麸皮，本项目的麸皮用量完全可在本地区内解决；尿素可从张掖化肥厂供给。菌种全部由河西学院提供。4、燃料本项目年需燃料煤3200吨，临泽县附近的山丹、窑街、靖远等地都有大型煤矿，煤质较好，运输方便，能保证供应。燃料供应表名称热值数量来源备注煤5000大卡/公斤3200吨山丹、靖远等地5、动力5.1用电负荷及供电情况公司现有供电电源由临泽工业开发区变电站经116线路（10KV）和125线路（10KV）供给，能满足现有生产用电需求。本项目新增装机容量560KW。公司现有供电变压器3台，总容量4050KVA，2台750KW汽轮发电机组，能满足全厂现有生产生活供电。5.2供热根据热负荷计算，项目新增最大用汽量为4t/h，需用蒸汽压力为0.15-0.3Mpa，公司已有蒸发量为10t/h蒸汽锅炉4和1台蒸发量为15t/h的蒸汽锅炉可满足供热需要。19主 要 研 制 人 员 名 单序号姓 名性别出生年月技术职称文化程度工作单位对成果创造性贡献1李荣毅男1967.12高工研究生甘肃雪晶生化有限责任公司负责项目全面工作2张芬琴女1966.4教授研究生河西学院菌种试验开发总负责人3甘柏林男1967.5高工本科甘肃雪晶生化有限责任公司负责技术和生产管理工作4谢宗平男1965.3副教授研究生河西学院菌种与试验开发负责人5郝军元男1967.8讲师博士河西学院菌种与试验开发6王顺刚男1969.9工程师本科甘肃雪晶生化有限责任公司负责发酵试验技术工作7李彩霞女1966.4高级实验师本科河西学院菌种与试验开发8张玉胜男1968.12高工本科甘肃雪晶生化有限责任公司负责生产技术管理工作9樊有志男1979.6工程师本科甘肃雪晶生化有限责任公司负责发酵试验10贾设国男1968.9工程师本科甘肃雪晶生化有限责任公司负责生产11李国虎男1974.2工程师大专甘肃雪晶生化有限责任公司负责设备12张兆华男1972.8工程师本科甘肃雪晶生化有限责任公司负责技术13柳亚祯男1980.12技术员大专甘肃雪晶生化有限责任公司负责技术14王天瑞男1979.9技术员大专甘肃雪晶生化有限责任公司负责技术15宋翠霞女1983.8技术员本科甘肃雪晶生化有限责任公司负责技术七、申报单位签章1、申报单位的法人代表签字法人代表签字（盖章）： 2008年5月5日2、申报单位公章申报单位（盖章）：甘肃雪晶生化有限责任公司2008年5月5日甘肃省企业技术创新项目申报表一、申报单位其本情况单位名称甘肃雪晶生化有限责任公司详细地址甘肃省临泽县东关街832号法人代表姓名刘泉邮政编码734200Email所属领域食品电话（0936）5521870传业职工人数408中高级职称