年产300吨皂素清洁生产迁扩建项目可行性研究报告

年产300吨皂素清洁生产示范项目可行性研究报告PAGEPAGE7 年产300吨皂素清洁生产示范项目可行性研究报告年产300吨皂素清洁生产迁扩建项目可行性研究报告旬阳县ⅹ有限公司

目录第一章项目建设单位基本情况 81.1项目承办单位概况 81.2企业负责人概况 8第二章项目基本情况 102.1项目建设的必要性 102.1．1是促进甾体激素类药物发展和增强人类抗病保健的需要 102.1.2可提高黄姜资源综合利用率 112.1.3可为项目提供优质稳定的原料和促进农业经济结构的调整 122.1.4实现清洁生产，保护两江流域生态环境 132.2项目建设的主要内容 142.2.1建设规模及产品方案 142.2.2主要建设内容 142.2.3产品质量标准 142.2.4原、辅材料需求量及供应条件 15原料 15辅助材料、燃料 152.2.5原辅材料供应方案 152.2.6节能 162.3环境影响与综合利用评价 162.4项目投入总资金及资金筹措 162.5项目综合分析 172.6项目准备情况 18第三章项目工艺 193.1项目概述 193.2、应用领域 203.3、技术方案及原理 203.3.1、基本原理： 203.3.2、工艺流程： 213.3.3、主要技术指标 243.3.4、技术鉴定的主要结论和鉴定证书 243.3.5、知识产权及所属关系 253.4关键技术的科学性、先进性和创新性 253.5、应用情况及分析 273.5.1、应用条件 273.5.2应用此技术的主要企业 283.5.3、技术应用情况对比 28第四章工艺技术比较分析 304.1产品用途 304.2市场分析 304.2.1国际市场分析 304.2.2国内市场分析 314.2.3本项目产品市场定位 314.3市场竞争优势 324.3.1新工艺物耗少 324.3.2旬阳县是我国黄姜主要生产县之一 324.3.3政府支持 33第五章项目解决的主要问题 345.1基本原理 345.2主要技术指标 345.3技术鉴定的主要结论和鉴定证书 345.4知识产权及所属关系 35第六章项目可实现性分析 376.1应用条件 37第七章项目实施中的环境影响分析 387.1环境保护 387.1.1环境保护标准 387.1.2环境现状 387.2本项目对周围环境的影响 387.3环境保护措施 397.4生产废水来源及处理分析 407.5污水处理工艺流程 417.6污水处理设备清单 427.7污水处理站平面示意图 43第八章项目效果分析 448.1成本与效益 448.1.1产品效益对比 448.1.2物耗指标 448.1.3改造前后经济效益比较 448.2盈利能力比率 458.3社会效益 458.4生态效益 45第九章项目示范效果评价和推广应用前景 46第十章项目对提升产业的作用和影响 49第十一章项目经济效益分析 5111.1财务分析依据和范围 5111.2参数及基础数据的确定 5111.2.1基准参数的确定 5111.2.2计算期的确定 5111.2.3规模确定 5111.2.4有关负荷计算 5111.2.5企业所得税的计算 5111.2.6有关税费的确定 5211.3财务测算 5211.3.1年销售收入、税金及附加的估算 5211.3.2产品总成本及费用估算 5311.3.3利润总额 5411.4财务盈利能力分析 5411.5财务生存能力分析 5711.6财务盈亏平衡分析 5711.7经济评价结论 57第十二章社会效益分析 5812.1壮大主导产业和促进结构调整 5812.2产、加、销各环节的利益联动 5812.3辐射带动作用 5812.4农业生产市场化、组织化程度的提高 59第十三章项目实施方案 6013.1工程建设方案 6013.1.1工程方案选择的基本要求 6013.1.2工程建设内容 6013.1.3总图运输 6013.1.4土建工程 6113.1.5公用及配套设施 6213.1.6生产线组成 6313.1.7设备配置 6313.2项目节能与安全 6513.2.1国家节能的相关法律及设计规范 6513.2.2项目的能源消耗情况 6513.2.3用电量 6513.2.4用水量 6513.2.5用煤量 6513.2.6120#溶剂油用量 6613.3项目的节能降耗措施 6613.3.1节地 6613.3.2节水 6613.3.3建筑节能措施 6613.3.4节电措施 6613.4企业组织结构和劳动保护 6713.4.1组织机构设置 6713.4.2人力资源配置 6813.4.3劳动制度 6813.4.4人员培训 6813.4.5劳动力来源 6913.4.6劳动危害因素 6913.4.7劳动安全措施 69机构和职责 6913.4．7.2教育和培训 7013.4．7.3设备仪器和劳动场所 70生产中安全注意事项 7113.4.8劳动卫生的保护措施 7113.4.9消防 71消防设计依据 71消防措施 7213.5项目建设进度安排 7213.5.1项目建设工期安排 7213.5.2施工进度 7213.6投资估算及资金筹措 7313.6.1投资估算 7313.6.2资金筹措 74 75第十五章企业清洁生产简要远景规划 7615.1总体目标 7615.2阶段目标 76年产300吨皂素清洁生产示范项目可行性研究报告PAGE76第一章项目建设单位基本情况1.1项目承办单位概况名称：旬阳县ⅹ有限公司住所：ⅹ法定代表人：注册资本：壹佰万圆整实收资本：贰佰贰拾叁万捌仟圆整企业类型：有限责任公司经营范围：黄姜、粮食、油料、淀粉及其制品、农副产品收购、加工、销售。1.2企业负责人概况第二章项目基本情况2.1项目建设的必要性2.1．1是促进甾体激素类药物发展和增强人类抗病保健的需要黄姜为草质藤蔓状薯蓣类植物，长3～5米，粗2～5毫米，在分枝或叶柄基部有短刺，盾形，叶面常有不规则块状的黄白色，无限花序。三棱形蒴果，干后黑色，表面常有白粉。黄姜中富含的皂素，是生产甾体激素类药物的最主要原料。甾体激素类药物是世界上仅次于抗生素类的第二大类药物，具有很强的抗感染、抗过敏、抗病毒和抗休克的药理作用，在国内外临床医药上广为应用，是计划生育防治男性及女性疾病、治疗风湿病、心血管病、抢救危重病人的重要用药。另外，甾体激素类药物在调节人体机能及脑神经、防病抗衰老、减肥、补钙保健等方面以及在日用化学工业和养殖业中也得到广泛应用。经过几十年的研究开发，目前已形成种类繁多、临床应用广泛和需要旺盛的甾体激素类药物。生产甾体激素类药物必须以皂素或甾醇作基础原料。自甾体激素药物发明以来，一般都是用植物皂素生产甾体激素类药物，故植物皂素有“激素之母”之称。植物皂素主要有三大类，即薯蓣(黄姜)皂素、剑麻皂素和番麻皂素，其中薯蓣皂素是生产甾体激素药物最理想的基础原料，世界上三分之二以上的甾体激素药物是以薯蓣皂素作基础原料生产的。因此，栽培黄姜的主要目的是获取根状茎，提取皂素，用于生产甾体激素类药物。世界上薯蓣皂素含量较高的植物资源不多，主要分布在我国和墨西哥。在我国，含薯蓣皂素的植物有十七种，但含量较高、具有工业开发价值的主要为黄姜和穿地龙。其中穿地龙皂素含量不及黄姜的一半(黄姜皂素含量约3.0%，穿地龙含量为1.2%)，且生长周期比黄姜长(黄姜为2年，穿地龙为4～5年)。因此，黄姜成为我国提取皂素的最主要植物来源。因此，实施本项目，有利于促进甾体激素类药物发展，可为生产甾体激素类药物提供药源，是促进医药学进步和增强人类的抗病保健的需要。2.1.2可提高黄姜资源综合利用率黄姜中除了加工皂素之外，还可通过综合利用深加工技术获取淀粉和纤维素，从而达到清洁生产，减少废水中的有害物质。黄姜中除了皂素外，还含有45－50%的淀粉。黄姜淀粉可广泛应用于酿造工业酒精、酵母粉、肌苷粉、葡萄糖等生产领域。由黄姜淀粉转化成淀粉糖所制成的各类食品具有很好的保健功能，而利用淀粉生产的酒、酒精及葡萄糖，市场前景也相当广阔。此外，从黄姜中还可提取出大量的纤维素，用于加工培养食用菌、生产羧甲基纤维素，或制成有型燃料等。纤维素还是饲料和造纸的好原料。目前，陕南的黄姜加工企业，除少数几家正在尝试下游产品的深加工外，其余厂家只能提取皂素，剩余部分全部随污水排放，不仅污染了汉江、丹江的水质，也是对资源的巨大浪费，不符合当前国家提倡的建设资源节约型和环境友好型社会的要求。因此，迫切需要通过综合利用获取淀粉和纤维素，从而提高黄姜资源的综合利用率。本项目的实施，不仅提取出皂素、淀粉、纤维素等多种经济物质，与过去生产皂素单一产品相比较，已产生了新的经济效益，大大降低了皂素的生产成本，提高了产品的市场竞争力。2.1.3可为项目提供优质稳定的原料和促进农业经济结构的调整年生产300吨皂素所需黄姜约为4万吨，现当地黄姜留存面积约2-4万亩，可产黄姜6万吨，从总量上看能满足生产所需，但现在黄姜品种良莠不齐，部分出现了退化，品质难以得到保障，直接影响到产品质量。为保障黄姜品质，建设单位在全县建立5万亩“安姜3号”黄姜种植基地，实施优良品种的推广和订单农业，建设万亩黄姜良种示范基地，年可产新鲜黄姜7.5万吨，不足部分通过严格把关，从市场购买，因而可充分保障原料的数量和品质。陕南地区（商洛、安康、汉中）的土壤、气候、水利等自然条件是黄姜种植的优生区。通过黄姜良种示范基地建设，不仅可为企业提供优质稳定的原料，而且由于黄姜的质优价高，有利于提高当地农民的经济收入，加快县域经济快速发展，推动城乡经济和社会的和谐发展。目前，黄姜已成为陕南农民增收和区域经济的主导产业之一，但由于一度曾“姜贱伤农”，因此，也成为了区域经济发展中倍受关注的热点难题。以旬阳县为例，自1990年开始人工种植黄姜，到2003年全县留存面积约25万亩，成为全国黄姜种植第一大县，全县90%农民务姜，有初加工企业14家，年生产水解干燥物能力760吨，皂素生产能力320吨，成为县域经济的主导产业，黄姜在县域经济的贡献率约为21%。但随着市场经济的作用，种植面积盲目扩大，产品过剩，黄姜品质下降，加之资源利用率低，产品成本高，迫使黄姜收购价格一低再低，一度仅为0.45元/kg，多数姜农血本无归，严重影响了农民的积极性，从而威胁着整个产业的可持续发展。本项目建成后，可通过示范指导、技术培训，提高当地农民对现代农业及生物育种技术的认识和接受能力，提高黄姜产品品质，保障农民生产的黄姜销路稳定、进而提高黄姜收购价格，促进产业尽快走出低谷。促进农村经济发展，带动农民增产增收，脱贫致富。2.1.4实现清洁生产，保护两江流域生态环境黄姜传统加工工艺技术落后，不能综合利用是造成污染严重、效益低下的根本原因。现有黄姜加工技术普遍采用20世纪60年代从国外借鉴研究的技术，创新改进较少，尤其是传统工艺使淀粉纤维木质素发酵酸解，形成大量强酸废水和有机质，其污水处理难度大，费用高，处理未达标或不处理直接排入汉江丹江，污染了水质。本项目实施单位将摒弃传统的工艺方法，通过应用新工艺、建设示范生产线，将污染源（淀粉和纤维）在酸解前提取出来，坚持循环经济、综合利用、清洁生产的技术路线。一是将传统工艺中的污染源——黄姜淀粉、纤维分别分离提取出来，黄姜淀粉可用于食品生产、黄姜纤维素可用于生产食用菌或制肥等，既减少了污染，又增加了经济效益；二是通过采用无发酵工艺，既降低因发酵对周边的环境空气污染，又缩短了生产周期，进而提高了企业的经济效益；三是对酸解中硫酸废水进行回收利用，既可消除硫酸废水的排出对水系造成的污染，又可减少水和硫酸的使用量，降低了生产成本。本项目的实施，可对汉中佛坪至湖北十堰武当一带黄姜优质适生区的黄姜初加工企业起到示范作用，对减少汉江（丹江）水源的污染，保证国家“南水北调”中线工程的水源地丹江口水库的水质具有十分重要的意义。2.2项目建设的主要内容2.2.1建设规模及产品方案根据市场需要和企业发展，并考虑项目资金能力和建设场地等多种因素。本项目的生产规模为年产黄姜皂300吨，提取皂素300吨，黄姜淀粉5000吨，纤维木质素3000吨。本项目建设用地面积20亩，总建筑面积9334㎡。根据本项目生产特点，项目用地中设有露天晒场面积3500㎡，煤场面积500㎡。2.2.2主要建设内容主要建设内容包括水解车间、皂素提取车间、露天晒场、污水处理装置、购置主要生产设备41台（套）。2.2.3产品质量标准黄姜皂素按照陕西省地方薯蓣皂素标准（陕DB2184—85）要求检测，黄姜提取淀粉后皂素熔点、色泽、纯度、干燥失重等质量指标全部达到标准。2.2.4原、辅材料需求量及供应条件原料本项目基础原料为黄姜，300吨皂素所需黄姜原料约为4万吨，建设5万亩黄姜良种示范基地，年可产新鲜黄姜7.5万吨，不足部分通过严格把关，从市场购买，因而原料可有充分保证。辅助材料、燃料1、浓硫酸：约需1000T/a，旬阳县有磷肥（硫酸）厂，可保证供应。2、烧碱：约需200T/a，由西安市和旬阳县市场采购解决。3、石灰：约需1000T/a，在厂区附近就地解决。4、助剂：约需400T/a，自配，其原料为常用化学试剂，可由市场采购解决。5、120#溶剂油：约需360T/a，由西安长期稳定供货渠道供给。6、包装材料（编织袋、塑料内袋）可由市场随时采供解决。7、燃煤：由企业自营的煤碳购销机构自行解决。2.2.5原辅材料供应方案1、原料本项目基础原料为黄姜，300吨皂素所需黄姜原料约为4万吨，建设5万亩黄姜良种示范基地，年可产新鲜黄姜7.5万吨，不足部分通过严格把关，从市场购买，因而原料可有充分保证。2、辅助材料、燃料本项目所需辅助材料主要有浓硫酸、烧碱、石灰、助剂、120#溶剂油、包装材料（编织袋、塑料内袋）均可可由市场随时采供解决。所需燃煤由企业自营的煤碳购销机构自行解决2.2.6节能该项目采用节能的新的生产工艺，大大的节约了能源，其新工艺与传统工艺生产吨皂素相比每年可节电30万度，节水3.0万吨，节煤3600吨，节油600吨，具有显著的节能效益。同时本项目采取节地、节水、节电以及建筑节能等措施2.3环境影响与综合利用评价原有生产工艺产生的污水属高浓度有机污水，其中COD浓度最高达3万多mg/L，采用新工艺后，一是COD浓度可降至1.2万—1.5万左右；二是由于对污染源采用了提前分离的措施，且因硫酸回收利用和皂素含量的提高，其污染物产生的量和质与传统工艺相比，有了根本性变化。采用新工艺后，从源头上解决了难以治理的皂素生产污水处理问题，其各项污染物经处理后，均能达标排放。2.4项目投入总资金及资金筹措本项目总投资为4800万元，固定资产投资3000万元。其中：建筑工程费1314.8万元，设备购置费963.8万元，安装工程费192.2万元，其它费用262.4万元（其中征地费用160万元），基本预备费80.6万元，建设期利息184.2万元。铺底流动资金1800万元。详见表1-1。表2-1项目投资分项明细表序号费用名称投资额比例1建筑工程费1314.827.3%2设备购置费963.820.08%3安装工程费192.24%4其他费用262.45.47%5预备费80.61.7%6建设期利息184.23.84%7铺底流动资金180037.5％7项目总投资4800100%项目资本金1960万元，占项目投入总投资的40%，资本金与债务资金的构成比例符合国家关于项目资本金与债务资金比例的要求，申请技改项目清洁生产专项资金扶持200万元，项目债务资金为：建设投资银行长期贷款2640万元。表2-2资金筹措表序号筹措途径金额（万元）比例1资本金（企业自筹）196040.8%2银行贷款264055%3申请技改补助资金2004.2%4合计4800100%2.5项目综合分析本项目的建设是落实国家保护南水北调工程中水源地丹江口水库上游水质的具体体现，通过本项目的实施，可促进甾体激素类药物发展和增强人类抗病保健促进农业经济结构调整；通过综合利用新工艺深加工获取淀粉和纤维素，提高黄姜资源综合利用率；不仅实现了清洁生产，而且还可以保护汉江、丹江流域水质及生态环境。经研究论证，本项目产品市场前景良好，生产工艺技术成熟，建设地址和建设条件落实，具有较好的社会效益和经济效益，项目建成后可实现年销售收入12400万元，年均利润1848.87万元，税收总额1426.29万元，生产期平均总投资利润率为38.5%，总投资利税率47.5%。因此，项目的建设是必要的和可行的。2.6项目准备情况目前已完成项目土地征用、项目备案、环评、规划设计、安评等前期工作。清洁生产技术2005年6月经安康市科技局组织有关专家进行评审，具有自主知识产权的“黄姜生产水解干燥物提取淀粉工艺研究”专利技术，并通过了安康市科委技术成果鉴定【编号（2005）安市科验字01号】。国内同行、专家、学者对该项目做出了“工艺技术国内领先，开发的黄姜淀粉产品填补了国内空白，采用的工艺线路符合循环经济、清洁生产的要求，实现了黄姜资源综合利用，在生产过程中解决了黄姜皂素加工污染问题。”的鉴定意见。第三章项目工艺3.1项目概述黄姜清洁生产技术项目，是运用该公司与有关部门自主研发的具有自主知识产权、获国家专利的高新技术已通过科技成果验收的“黄姜水解污水处理技术”、“黄姜提取水解物和淀粉生产技术”，对原工艺进行改造、拓展、应用。该技术开创性的提出了全新的黄姜水解干燥物生产工艺、黄姜酸解污水处理工艺及黄姜提取水解物和淀粉生产工艺。将传统的末端治污转向前端开发利用。在生产过程中增加了超微细粉、浆渣分离。在治理污水过程中先将淀粉提取出来，从源头上消除污染源，采用物理、化学、生物处理相结合的方法使高浓度有机废水达标排放。国内同行专家、学者对该项目做出了“工艺技术国内领先，开发的黄姜淀粉产品填补了国内空白，采用的工艺线路符合循环经济、清洁生产的要求，实现了黄姜资源综合利用，在生产过程中解决了黄姜皂素加工污染问题”的鉴定意见。该技术采用机械方法提取黄姜淀粉，进行开发生产黄姜粉条，废渣用于生产食用菌、清洁炭，再通过无发酵加助剂生产黄姜皂素，并通过中试批量生产的只有本企业，全国尚属首家。该技术在黄姜皂素加工业具有广阔、高效的推广应用价值。该技术项目的实施一是符合产业发展政策，为农民增收找到了一条出路；二是有效解决了黄姜加工企业造成的环境污染；三是符合循环经济的要求，资源利用达到最大化；四是落实党中央、国务院领导的指示、促进黄姜产业发展的重要举措，是产业整合的必然趋势，对发展黄姜产业具有十分重要的意义。3.2、应用领域研究表明：黄姜根茎中，淀粉及纤维含量占90%以上。淀粉及纤维是水解过程中的主要污染源，传统工艺无法充分利用淀粉和纤维，相反初期发酵过程，不但浪费了90%的资源而且产生了大量固体废弃物及废气等，加大了污水处理难度。黄姜无发酵清洁生产及综合利用技术研究，利用物理方法先将淀粉、纤维从黄姜中分离出来，继而开发生产黄姜粉条、食用菌、清洁炭等附加产品，再使用无发酵加助剂方法水解生成水解干燥物，从而达到综合利用和清洁生产的目的。主要完成目标是项目实施后使黄姜的综合利用率从原来的2%提高到90%，污水产生量减少80%，主要物耗降低10%，而皂素收率提高了10%以上。综合经济效益提高60%。具有良好的经济、社会、生态效益。本项目技术适用于所有黄姜加工企业，该项目实施解决了黄姜加工企业的技术难题，实现了综合利用，节能降耗，清洁生产，有效的减少了污染，被省环保局肯定为“我省乃至全国的该行业污染治理提供了重要依据”。经专家评审，该技术处于国内领先水平，是行业内公认的先进技术，已在行业内推广利用。3.3、技术方案及原理3.3.1、基本原理：在黄姜生产水解物过程中预分离出皂素、淀粉、黄姜纤维技术，有效降低污水处理的难度和费用。将传统的末端治污转向前端开发利用。在生产过程中增加了超微细粉、浆渣分离。在治理污水过程中先将淀粉提取出来，从源头上消除污染源，采用物理、化学、生物处理相结合的方法使高浓度有机废水达标排放。采用机械方法提取黄姜淀粉，进行开发生产黄姜粉条，废渣用于生产食用菌、清洁炭，再通过无发酵加助剂生产黄姜皂素，工艺线路符合循环经济、清洁生产的要求，实现了黄姜资源综合利用，在生产过程中解决了黄姜皂素加工污染问题。3.3.2、工艺流程：冷凝器提取罐浓缩罐结晶罐结晶液高位罐冷凝器提取罐浓缩罐结晶罐结晶液高位罐洗油贮罐水解干燥物离心机干燥装置粉碎机成品包装入库一次母液汽油回收一次母液储藏一次母液回收罐一次母液结晶罐离心机二次母液回收罐二次母液贮罐粗皂素回提皂素回汽油回收图3-1皂素生产工艺流程2、淀粉生产工艺流程（见图5-2）提取淀粉提取淀粉浆液浆渣混合发酵清水排出混悬物沉淀制作食品淀粉清理回收淀粉水解物生产线图3-2淀粉生产工艺流程3、黄姜综合利用及清洁生产技术方案流程（见图3-3）图3-3黄姜综合利用及清洁生产技术方案流程将黄姜清洗后，进行粉碎、针磨，后经震筛、压滤，将粗纤维首先分离出来，淀粉及细纤维、皂甙水溶液等进行二次震筛过滤，黄姜淀粉被沉淀滤出，进入淀粉干燥系统烘干待用。细纤维（含少量皂甙）和皂素水解物入酸解罐酸解，分离出皂素水解物，酸液排出后中和，进行膜浓缩处理，清水重新循环利用，副产品二水石膏收回利用。3.3.3、主要技术指标通过技术创新，生产流程趋于合理，成本有效降低，产品有原来单一的皂素水解物增加到皂素水解物、淀粉、纤维素三个产品。关键技术在于机械化提取黄姜淀粉和提取淀粉后无发酵加助剂生产皂素水解物工艺方法。使黄姜的综合利用率从原来的2%提高到90%，主要物耗降低了10%，而皂素收率提高了10%。由于新工艺减少了固体污染源，膜浓缩处理的水可以循环利用，污水COD下降了76%，色度降低59.6%，污水排放减少90%。节约用水80%以上。使产品综合经济效益提高了60%以上。3.3.4、技术鉴定的主要结论和鉴定证书2005年6月经安康市科技局组织有关专家进行评审，我公司具有自主知识产权的“黄姜生产水解干燥物提取淀粉工艺研究”专利技术，并通过了安康市科委技术成果鉴定【编号（2005）安市科验字01号】。国内同行、专家、学者对该项目做出了“工艺技术国内领先，开发的黄姜淀粉产品填补了国内空白，采用的工艺线路符合循环经济、清洁生产的要求，实现了黄姜资源综合利用，在生产过程中解决了黄姜皂素加工污染问题。”的鉴定意见。一是冲破了传统理论的束缚，将黄姜用磨细加水的方法使皂素单体与淀粉分离；二是黄姜淀粉的提取和食用价值的研究，开辟了人类新的食用植物源；三是能耗、物耗降低，实现了节能减排，环境效益好，污水达标排放。四是解决了当前黄姜加工领域的技术“瓶颈”问题，为我市率先突破发展做大做强黄姜产业起到了积极的推动作用，有利于黄姜产业可持续发展和国家“南水北调”中线工程水源地的水质保护。3.3.5、知识产权及所属关系经过多年的研究和实验，已经能够自主提供全套技术参数和主要设备指标。公司拥有完全自主知识产权的“黄姜水解污水处理技术”、“黄姜提取水解物和淀粉生产技术”获国家发明专利和“发明专利奖”，获安康市科技进步一等奖。知识产权及专利归我公司独家拥有。该工艺在循环经济思想指导下，以最大利用率、最小污染产生和排放为目标，坚持从源头治理，从生产过程的综合利用着手，进行工艺研发，达到减少污染产生、降低生产成本、提高企业经济效益为目的该项目工艺已完成中试进入大生产阶段，已通过省市组织的科技成果验收，被确认为陕西省科技成果和高新技术成果。3.4关键技术的科学性、先进性和创新性（1）新技术方法创立了物理方法分离皂甙、纤维、淀粉的理论体系，认识理论上有新突破。现有理论认为黄姜皂素被淀粉所包裹，在生产工艺上，只有将淀粉酶化成糖或酸水解将淀粉糖化，才能“释放”出皂素。项目技术通过反复试验成功表明，当黄姜磨至一定细度，细胞壁遭到破坏，在充满水分的条件下淀粉与皂甙即可单体分离，利用淀粉比重高于皂甙的物化特性，用物理方法即可分离出来。对所分离淀粉酸酶化水解，检测皂甙为零。（2）开发利用价值上的新突破，创新了工业生产流程。首先提取利用了黄姜根茎中40%的淀粉和50%以上的纤维，生产吨皂素减少消耗鲜黄姜12吨，减少硫酸用量30%，减少燃煤用量25-30%，主要物耗降低了10%，两次循环用水减少用量80%以上，产品由传统的方法生产单一的皂素水解物增加到皂素、淀粉、纤维二水石膏等系列产品，经济效益增加了60%以上。（3）实现了黄姜加工业的清洁化生产，有效降低黄姜加工造成的环境污染。本项目通过对造成污染的主要物质（淀粉、纤维质等）的前端利用，减少污染产生，改变了末端治理污染的工艺线路，使造成污染源的纤维、淀粉变为有价值的产品。提取淀粉、纤维后产生的污水COD下降了76%，色度降低了59.6%，两次水循环利用使污水排放量减少90%。既减少了黄姜加工过程中的污水治理费用，又实现了黄姜加工的达标排放。（4）黄姜工厂化提取淀粉，国内首创。黄姜淀粉食用性的研究，开辟了人类新的食用植物源。经西北农林科技大学和陕西省农业产品质量监督检验站检测：含有人体需要的17种氨基酸和7种人体必须的氨基酸及钙、锌、铁、硒等多种微量元素，不含铅、砷等有害物质，检测还表明，含有丰富的膳食纤维（抗性淀粉），具有医治糖尿病、减少热量摄取、促进血脂代谢和矿物质吸收的功能，是极好的绿色保健食品。（5）实现了产品质量的新突破。项目技术研究应用，使皂素水解物中皂素平均含量达45%以上，（为传统方法的1-2倍），熔点高达198度以上。（6）具有先进独特的技术特点。我公司研发的具有完全自主知识产权的“黄姜水解污水处理技术”、“无发酵生产皂素水解干燥物工艺”和“黄姜提取水解物和淀粉技术”获国家发明专利和“发明专利奖”，获安康市科技进步一等奖；已通过省市组织的科技成果验收，被确认为陕西省科技成果和高新技术成果。技术水平国内领先。该技术达到了，节能降耗、循环利用、清洁生产、降低成本、附加值高、具有见效快、产业拉动力强，经济效益、生态效益、社会效益共赢的特点。3.5、应用情况及分析3.5.1、应用条件该技术的要求交通便利、水源、电力充足，原料丰富，场地宽阔之地。主要装备有：洗姜机

、洗浆池、针形冲击磨、压滤机、

直线振动筛、沉降离心机、浓浆泵、

浆渣分离机、气流烘干机、水解罐、中和罐

、

缓冲罐、膜浓缩设备、钠离子交换器

、快装链条锅炉

、颗粒干燥机、无功补偿机等。3.5.2应用此技术的主要企业旬阳县恒源生物化工有限公司已完成项目技术的科技研究，通过了小试规模研究，中试。现已投入规模化工业生产，该技术具有节能降耗、循环利用、清洁生产、降低成本、附加值高、具有见效快、产业拉动力强的特点，我公司成为黄姜加工行业示范性企业，被安康市确认为乡镇龙头企业，被陕西省政府新闻办授予“知名黄姜加工企业”。目前该技术处于国内领先水平，适用于全国黄姜初加工企业。3.5.3、技术应用情况对比（1）产品效益对比新老工艺生产产品比较表产品老工艺技术新工艺技术年产量（t）产值（万元）年产量（t）产值（万元）皂素30099003009900纤维木质素4000600黄姜淀粉20001000合计300990012400（2）物耗指标：新老工艺生产吨皂素水解物产品物耗对照表材料名称单价（T/元）老工艺技术新工艺技术消耗量金额消耗量金额黄姜1300140182000118153400硫酸4501254007.53375烧碱50000.5250石灰20010200051000助剂300001.54500煤4503013500209000水0.8800640300240电0.4820096700336合计203636172101第四章工艺技术比较分析4.1产品用途黄姜皂素具有溶血、降脂、抗菌、消炎等作用，是合成甾体激素药物的生物化工原料。甾体激素药物应用广泛，常用于治疗风湿性关节炎、心脑血管病等，是药品中仅次于抗生素类的重要药源。黄姜淀粉富含多种氨基酸和微量元素，具有较高的营养价值，在食品和工业上也有着广泛的用途。提取的淀粉已成功制成粉丝、粉皮、凉粉等食用保健产品。也可用做添加剂、精化饲料精等。纤维木质素可做为培养食用菌营养钵。随着加工技术发展可加工成炭。4.2市场分析4.2.1国际市场分析从近年来国际甾体激素药物产业发展来看，国外1980年产量约9.5吨，销售15亿美元，占医药产品销售额的4.3%；20世纪末期产量增至105吨，销售108亿美元；近几年销售额达到200亿美元，约占世界医药销售额的6%，年均递增10.4%，药物品种达292种之多。因此，甾体激素药物消费市场的快速增长，必然会刺激其原料皂素提取加工业的快速发展。随着甾体激素药物的开发应用，国内外市场对皂素的需求也不断增长，近几年来，国际市场皂素的需求量每年以6~7%的速度递增。但受资源的限制，皂素成为国际市场紧俏产品，价格不断攀升，供求矛盾十分突出。八十年代末，皂素价格25万元/吨，九十年代后期，皂素吨价格40~45万元，2002年皂素价格高达53万元/吨。之后，由于国内原料市场的无序竞争，价格一度下滑较大，但皂素用量一直扩大，目前，皂素每年的市场需求量为3500吨左右，销售量呈旺盛之势，前景看好。因此，国际市场需求潜力巨大。4.2.2国内市场分析我国从上世纪50年代末开始对黄姜的研究，并取得了一些进展，掌握了黄姜的生物学特性和有效成份的含量，对黄姜种质量进行调查后发现：位于我国武当山至秦岭南麓一带的黄姜皂甙含量较高，尤其以陕南的品质最佳。经过多年的发展，我国甾体激素制药产业已初具规模，大中型激素制药厂达100多家，已利用薯蓣皂甙配基合成了100多种药物，年产值超过60亿元，占医药工业总产值的4%，成为我国医药工业体系中不可缺少的组成部分。从产品结构看，我国已能生产皮质激素、性激素和蛋白同化激素三大药物。黄姜是目前不可替代的甾体激素药物原料，甾体激素药物消费市场的快速增长，将会刺激原料皂素提取加工业的快速发展。目前，全国现有皂素生产企业上百家，年生产量2000余吨。而市场需求仍以每年10%左右的速度递增，产值将超过100亿。因此，皂素市场具有良好的前景。4.2.3本项目产品市场定位本项目产品300吨皂素经加工提取皂素后主要提供给陕西各大制药企业，并逐步推广给全国各大制药企业，目标市场明确，产品销售市场可靠。4.3市场竞争优势4.3.1新工艺物耗少与传统工艺相比，新工艺生产每吨皂素及提取吨皂素产品的物料单耗明显减少，可降低生产成本，提高企业的经济效益。传统工艺生产吨皂素产品物耗比较如表3-1所示。表3-1传统工艺生产吨皂素产品物耗比较材料名称传统工艺消耗量新工艺消耗量120#溶剂油3.2T1.20T燃煤30T18T水400T306T电5000度4000度由表3-1可见，本项目所采用新工艺生产每吨皂素的物耗量明显减少，降低了生产成本，提高了企业的经济效益。4.3.2旬阳县是我国黄姜主要生产县之一位于我国武当山至秦岭南麓一带的黄姜皂甙含量较高，尤其以陕南等地的品质最佳，是天然优生区，区域优势明显。旬阳县自1990年开始人工种植黄姜，到2003年全县留存面积约25万亩，成为全国黄姜种植第一大县，在全国黄姜市场占有绝对优势。全盛时全县90%农民务姜，有初加工企业14家，年生产水解干燥物能力760吨，皂素生产能力320吨，成为县域经济的主导产业，2003年黄姜在县域经济的贡献率约为21%，被省科技厅确定为“陕西省中药现代化科技示范县”、“国家薯蓣规范化种植示范基地”。目前薯蓣产业和市场虽然陷入低谷，但随着黄姜种植面积的减少，种植的规范品质的提高和市场进入良性有序的发展，必将冲出低谷迎来新的机遇。因此，在旬阳县发展黄姜种植及加工业，具有得天独厚的优势。4.3.3政府支持旬阳县政府对黄姜种植及加工业高度重视，将其定位为本地区的支柱产业，在充分利用国家有关“三农”和西部大开发政策的基础上，还出台了各项税费及其它优惠政策，对投资企业给予积极扶持，有利于本项目的实施。第五章项目解决的主要问题5.1基本原理在黄姜生产水解物过程中预分离出皂素、淀粉、黄姜纤维技术，有效降低污水处理的难度和费用。将传统的末端治污转向前端开发利用。在生产过程中增加了超微细粉、浆渣分离。在治理污水过程中先将淀粉提取出来，从源头上消除污染源，采用物理、化学、生物处理相结合的方法使高浓度有机废水达标排放。采用机械方法提取黄姜淀粉，进行开发生产黄姜粉条，废渣用于生产食用菌、清洁炭，再通过无发酵加助剂生产黄姜皂素，工艺线路符合循环经济、清洁生产的要求，实现了黄姜资源综合利用，在生产过程中解决了黄姜皂素加工污染问题。5.2主要技术指标通过技术创新，生产流程趋于合理，成本有效降低，产品有原来单一的皂素水解物增加到皂素水解物、淀粉、纤维素三个产品。关键技术在于机械化提取黄姜淀粉和提取淀粉后无发酵加助剂生产皂素水解物工艺方法。使黄姜的综合利用率从原来的2%提高到90%，主要物耗降低了10%，而皂素收率提高了10%。由于新工艺减少了固体污染源，膜浓缩处理的水可以循环利用，污水COD下降了76%，色度降低59.6%，污水排放减少90%。节约用水80%以上。使产品综合经济效益提高了60%以上。5.3技术鉴定的主要结论和鉴定证书2005年6月经安康市科技局组织有关专家进行评审，我公司具有自主知识产权的“黄姜生产水解干燥物提取淀粉工艺研究”专利技术，并通过了安康市科委技术成果鉴定【编号（2005）安市科验字01号】。国内同行、专家、学者对该项目做出了“工艺技术国内领先，开发的黄姜淀粉产品填补了国内空白，采用的工艺线路符合循环经济、清洁生产的要求，实现了黄姜资源综合利用，在生产过程中解决了黄姜皂素加工污染问题。”的鉴定意见。一是，冲破了传统理论的束缚，将黄姜用磨细加水的方法使皂素单体与淀粉分离；二是黄姜淀粉的提取和食用价值的研究，开辟了人类新的食用植物源；三是能耗、物耗降低，实现了节能减排，环境效益好，污水达标排放。四是，解决了当前黄姜加工领域的技术“瓶颈”问题，为我市率先突破发展做大做强黄姜产业起到了积极的推动作用。有利于黄姜产业可持续发展和国家“南水北调”中线工程水源地的水质保护。5.4知识产权及所属关系经过多年的研究和实验，已经能够自主提供全套技术参数和主要设备指标。公司拥有完全自主知识产权的“黄姜水解污水处理技术”、“黄姜提取水解物和淀粉生产技术”获国家发明专利和“发明专利奖”，获安康市科技进步一等奖。知识产权及专利归我公司独家拥有。该工艺在循环经济思想指导下，以最大利用率，最小污染产生和排放为目标，坚持从源头治理，从生产过程的综合利用着手，进行工艺研发，达到减少污染产生、降低生产成本、提高企业经济效益为目的该项目工艺已完成中试进入大生产阶段，已通过省市组织的科技成果验收，被确认为陕西省科技成果和高新技术成果。第六章项目可实现性分析6.1应用条件该技术的要求交通便利、水源、电力充足，原料丰富，场地宽阔之地。主要装备有：洗姜机

、洗浆池、针形冲击磨、压滤机、

直线振动筛、沉降离心机、浓浆泵、

浆渣分离机、气流烘干机、水解罐、中和罐

、

缓冲罐、膜浓缩设备、钠离子交换器

、快装链条锅炉

、颗粒干燥机、无功补偿机等。6.2项目技改扩建的可行性旬阳县恒源生物化工有限公司已完成项目技术的科技研究，通过了小试规模研究，中试。现已投入规模化工业生产，该技术具有节能降耗、循环利用、清洁生产、降低成本、附加值高、具有见效快、产业拉动力强的特点，我公司成为黄姜加工行业示范性企业，被安康市确认为乡镇龙头企业，被陕西省政府新闻办授予“知名黄姜加工企业”。目前该技术处于国内领先水平，适用于全国黄姜初加工企业。第七章项目实施中的环境影响分析7.1环境保护7.1.1环境保护标准污水排放执行《皂素工业水污染物排放标准(GB2045-2006)》，且处理后CODcr≤300mg/L，ss≤70mg/L，PH值：6-9，BOD5≤50mg/L，氨氮≤80mg/L，色度≤80倍；锅炉烟气排放执行《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）；噪声执行《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-1990）II类区域标准；固体废弃物执行《一般工业固体废弃物贮存、处置污染控制标准》（GB18599-2001）；陕西省人民政府“关于颁布陕西省建设项目环境管理细则的通知”。7.1.2环境现状该厂区在旬阳县内，周围环境较好，无较大污染。7.2本项目对周围环境的影响废气：本项目废气主要是水解过程的废酸气和皂素、离心、烘干过程的汽油气。废渣：本项目的废渣主要来自锅炉房的炉渣及提取皂素后的废纤维以及污水处理后的污泥。污水：废水主要来源为皂素生产过程中产生的废水(皂素生产无污水排放)。烟尘：主要来自锅炉及投料出渣时产生的污染。7.3环境保护措施本项目产生的污水属高浓度有机污水，其中COD浓度最高达3万多mg/L，采用新工艺后，一是COD浓度可降至1.2万—1.5万左右；二是由于对污染源采用了提前分离的措施，且因硫酸回收利用和皂素含量的提高，其污染物产生的量和质与传统工艺相比，有了根本性变化。污水：本项目废水污染物的产生主要来自皂素生产、皂素提取等。自皂素生产过程主要为水循环过程损失，冷却清洗过程排放以及锅炉房、化验室所排出的废水，综合污水经中和、沉淀和活性炭吸附后其水质指标低于前述排放标准。皂素提取过程主要为水循环过程损失、冷却、清洗过程排放以及锅炉房、化验室所排出的废水，综合污水经沉淀和油水分离后其水质达BOD5＜15mg/L，CODcr≤90mg/L，SS≤65mg/L，无有害物质。废渣：本项目由于采取新工艺，废纤维因皂素含量的提高，产出量相对减少，可在汽油全散尽后运至配肥厂制肥或做瓶托、蛋托等。本项目废炉渣及污泥已有长期稳定的使用厂家求购。废气：水解因采用新工艺致使用酸量减少，且因采用高压低温水解新工艺，其废酸蒸汽排出量甚微，不足以对环境大气造成影响。提取离心烘干一是采用了带减压回收装置的烘箱烘干，几乎无汽油外泄；二是对离心机进行了改造，其过程将非高温生产，其废气中汽油浓度较低，不会对环境大气造成影响。烟尘：对于来自锅炉及投料出渣产生的烟尘，一是采用高效陶瓷多旋风除尘器，并及时清灰，除尘后符合国家标准要求；二是提取皂素投料出渣过程通过采用半封闭投料和吹渣时最后阶段采用饱和蒸汽的办法，降低烟尘，可达到清洁生产的要求。采用新工艺后，从源头上解决了难以治理的皂素生产污水处理问题，其各项污染物经处理后，均能达标排放。7.4生产废水来源及处理分析从工艺流程分析来看，本项目废水污染物的产生主要来自原料清洗、皂素生产、皂素提取、淀粉回收沉淀及混悬物处理和水洗几个工段.该皂素产生的污水属高浓度有机污水，其中COD浓度最高达3万多mg/L，采用新工艺后，COD浓度可降至1.2万—1.5万mg/L左右。故采用厌氧-好氧法处理工艺进行处理。采用新工艺技术后，由于对污染源采用了提前分离的措施，且因硫酸回收利用和皂素含量的提高，其污染物产生的量和质与传统工艺相比，有了根本性变化。本项目经过处理后，完全满足国家《皂素工业水污染物排放标准》(GB2045-2006)中附表二规定，具体指标见下表6-1。表6-1排放指标表污染物名称PH值SSCODBOD5色度控制指标（mg/L）6-9≤70≤300≤50≤80本项目采用新工艺后，从源头上解决了难以治理的皂素生产污水处理问题，其各项污染物经处理后，均能达标排放。7.5污水处理工艺流程风机房石灰水池石风机房石灰水池石灰水池铁屑中和池水解酸化池1#厌氧池2#厌氧池3#厌氧池二沉池好氧好氧加药加药活性炭吸附池达标排放生产废水泵泵泵图6-1污水处理工艺流程图1、酸化池：防腐钢混结构，7.9m×5.4m×4m=176.6m32、厌氧池：防腐钢混结构，11.2m×8.2m×4.5m=432m33、厌氧池：防腐钢混结构，8.2m×6m×4m=196.8m34、厌氧池：防腐钢混结构，15.4m×9.5m×4.5m=658.3m35、好氧池：防腐钢混结构，7.2m×8.2m×6m=354m37.6污水处理设备清单污水处理设备选择见表6-2。表6-2污水处理主要设备清单序号设备型号数量价格（万）产地1鼓风机HC1001SO5kg/cm2213.00湖北天桥2监控仪00132-PLZPH14.00上海蓝宇3编程控制仪DVD—PLC14.20华泰博安4搅拌机Ф1000217.60广州派勤5加药机1000×1000×100022.50金万通6提升泵40ZW15-30212.50东利7渣浆泵25ZD7.2m3/h23.00禹州水泵8直空泵W3000L13.50无锡四方9管道混合器DN20017.00金昊三扬10配电柜FD—2110.80上海鸿锐7.7污水处理站平面示意图污水处理站平面示意图见图6-2。调节池调节池泵房沉淀回收池石灰池综合池铁屑池厌氧池厌氧池好氧池好氧池厌氧池厌氧池二沉池活性碳过滤池石灰调节池污水站办公室加药间鼓风机房污水排放口污泥干化池图6-2污水处理站平面示意图第八章项目效果分析8.1成本与效益8.1.1产品效益对比新老工艺生产产品比较表产品老工艺技术新工艺技术年产量（t）产值（万元）年产量（t）产值（万元）皂素3001050030010500纤维木质素4000900黄姜淀粉20001000合计3009900124008.1.2物耗指标新老工艺生产吨皂素水解物产品物耗对照表材料名称单价（T/元）老工艺技术新工艺技术消耗量金额消耗量金额黄姜1300140182000118153400硫酸4501254007.53375烧碱50000.5250石灰20010200051000助剂300001.54500煤4503013500209000水0.8800640300240电0.4820096700336合计2036361721018.1.3改造前后经济效益比较技术改造前后经济效益比较表单位：万元技术改造前技术改造后年成产成本年产值年利税其中：年利润年成产成本年产值年利税其中：年利润430035205464081024012400330018788.2盈利能力比率eq\o\ac(○,1)销售净利率=净利润/销售收入*100%=15.1%eq\o\ac(○,2)销售毛利率=[（销售收入-销售成本）/销售收入]*100%=19.8%eq\o\ac(○,3)资产净利率（总资产报酬率）为17.27%eq\o\ac(○,4)净资产收益率（权益报酬率）86.03%。从以上比率分析企业在增加收入和节约资金等方面取得了良好的效果，投资回报期约2.5年。8.3社会效益是有新工艺黄姜提取淀粉后，可提高黄姜初加工的附加值，增加企业的经济效益，提高农民收益，对稳定黄姜产业具有重要的作用。黄姜提取淀粉和淀粉的食用，开辟了人类新食物源可解决粮食经济争地现象。同时黄姜木质纤维素的利用可以节约木材。实现了农业循环发展。8.4生态效益使用新技术工艺，黄姜提取淀粉后可从根本上解决黄姜生产水解干燥物的污染问题，解决制约黄姜初加工企业发展的技术难题，大大减轻了黄姜加工企业污水的污染，保护南水北调中线水源地，确保一江清水向北流。第九章项目示范效果评价和推广应用前景黄姜初加工过程中废水的产生给环境带来相当大的压力——该类高浓度有机废水的处理在全国尚无先例可循，致使探索、攻关不断，但效果仍不理想，治理后的废水不能够达到稳定达标排放的目的，势必影响到旬阳黄姜产业的健康发展和国家确保南水北调中线取水工程水源地的水质。加之黄姜初加工中，仅利用1-2%的皂素，所含淀粉、纤维未得到回收利用，造成了利用率低，资源浪费。因此，开展黄姜综合利用及清洁生产技术研究及运用，改进创新，努力改善区域环境质量，实现清洁生产及经济、社会、生态协调发展的必然选择，本项目在可行的前提下独辟蹊径，从抓源头——以先提取黄姜淀粉减少生产后有机污染物的生产入手，对黄姜系列产品的开发和废水的有效治理进行了有益的探索，并取得了可喜的成果，该项研究具有十分重要的现实意义和长远意义。9.1项目所处的技术领域及主要内容黄姜无发酵清洁化生产及综合利用技术项目属资源综合利用及环保技术领域项目。其主要内容是：将过去用黄姜单一生产皂素水解物，且污染处理难的老工艺，通过科研攻关，改为黄姜不仅生产皂素水解物，而且从中提取黄姜副产品淀粉和黄姜纤维的新工艺，于生产水解物前、后两个环节解决了污染源。关键技术在于机械化提取黄姜淀粉和提取淀粉后无发酵加助剂生产皂素水解物。9.2主要创新特点一是认识理论上有了新的突破。现有理论认为黄姜皂素被淀粉所包裹，在生产工艺上，只有将淀粉酶化成糖或酸水解将淀粉糖化，才能“释放”出皂素。项目技术通过反复多次实验成功表明，当黄姜磨到一定细度，细胞壁遭到破坏，在充满水份的条件下淀粉与皂甙即可单体分离，利用淀粉比重高于皂甙的物化特性，用物理方法可将其分离出来。对所分离淀粉酸酶化水解，检测皂甙为零。二是开发利用价值上的新突破。通过生产工艺流程创新，实现了黄姜资源综合利用，达到了黄姜加工节能降耗、循环利用目标，拓展了产业延伸链，大幅度提高了黄姜企业的经济效益。过去及现有其它生产厂家所用技术工艺，只能利用黄姜根茎中2%左右皂素，该项目开发利用提取了根茎中40%-50%的淀粉，50%以上的纤维，产品由皂素一个品种增加到皂素、淀粉、纤维等三个产品，产品经济效益增加