高纯度医用杉木抽提物的绿色高效分离及纯化关键技术研究与示范可行性研究报告.doc

*工业企业科技创新引导资金项目可行性研究报告项目名称：高纯度医用杉木抽提物的绿色高效分离及纯化关键技术研究与示范目 录一、项目概述3二、现有工作基础、条件和优势5三、项目实施主要内容、技术关键与创新点、预期目标6四、市场与效益分析16五、组织实施及保障措施18六、进度安排18七、经费19 高纯度医用杉木抽提物的绿色高效分离及纯化关键技术研究与示范项目可行性报告一、项目概述1. 项目建设的意义和必要性*县森林资源丰富，历来就有“林业之乡”的美称。全县拥有森林面积153万亩县，气候温和、阳光充足、土壤等条件均极适合亚热带各种林木的栽培与生长，是种植人工杉木的绝佳之地。尽管我县人工林木材资源丰富，然而在采伐、加工过程中，剩余物难于高品位利用，造成林木资源浪费的现象一直十分明显。本项目高效利用人工林业资源，并能从采伐、加工过程中的剩余物料提取珍贵的杉木抽提物，变废为宝，经济绿色，提高了林业资源的经济效益与附加值，并解决了环境与资源的矛盾，对两型社会的构建具有积极意义。医用杉木抽提物其主要成分有杉木醇、桉叶醇、杉木烯等，对人体具有重要的生理活性作用，具有杀菌，收敛，催情，利尿，祛痰，镇定，循环系统的滋补剂等功能。可以用于皮肤保养、排毒养颜；治疗关节炎、风湿痛、生殖泌尿系统炎症；作用于神经系统，缓解精神紧张等功能。目前，在全世界范围内，由于疾病的高发病率及民众健康意识的提高，医用杉木抽提物的在医药和保健领域的应用将极好的迎合了消费者的需求，发展前景十分广阔。在未来的几年里，医用杉木抽提物在美国、韩国和日本等国家的市场巨大，含量的提取物（8%-20%）市场容量约为50吨，高含量医用杉木抽提物市场需求约为1000吨，并均以20%的速度增长。国内杉木抽提物的一个最大的缺陷就是产品纯度不够高，质量不太稳定，我公司新技术研发的医用杉木抽提物，弥补了国内现有杉木抽提物生产技术的不足，产品纯度为98%以上，达到国际领先水平，具有十分明显的竞争力。我国人口众多，基数巨大，现阶段杉木抽提物需求才刚刚启动，根据市场调查，之后每年的需求以20%的速度增长，到2012年国内的杉木抽提物需求量将达到518吨，市场容量和潜在消费者规模十分巨大。我公司生产的杉木抽提物纯度可达98%以上，属于中高纯度产品，其技术含量已达国际水平，因此可广泛应用于国内外各制药公司、保健产品公司、科研机构，中介代理商等，目前我公司已同多家知名企业开展了业务合作，本项目的实施具有特别重要的现实意义。2. 工作基础和优势本项目以产学研合作的方式，通过近年科技攻关，已经获得重大技术突破，该技术已经申请2项专利，目前已经完成中试，产品通过国内医药及生化公司应用效果良好，项目技术水平目前处于国内领先水平。项目课题组已完成杉木资源利用技术研究与应用*省科学技术成果的鉴定，并申请国家专利2项。本项目技术依托*大学木材科学与技术国家重点学科，该学科又是*省重点学科、国家林业局重点学科，拥有先进的试验设施，1个国家财政部材料工程中心实验室，8个中试车间，10多个科研试验实习基地。本项目所需的设备、设施在本学科实验室及学校实验中心完全具备。本项目申请人多年从事杉木高质高效利用领域的生产实践工作，特别是项目专家组组长*博士（副教授）曾主持和参与12项国家级课题和20多项省部级，发表论文40多篇，申报和获得国家专利12项。课题组从1985年开始研究竹材加工利用，曾完成相关科研课题40多项，拥有30余项国家专利。申请者和项目组成员具有较强的科研能力，在研究涉及的领域中各具所长，又有充足的时间保证，并有很好的团队合作精神，为实现预期的目标提供了可靠的保障。3. 总体目标和任务 项目完成后，企业实现年产30吨高纯度杉木精油，年产值达4800万元，利税1200万元，并完成3项专利申请的总体目标。本项目由*有限责任公司与*大学联合开发，*有限责任公司主要负责项目统筹，示范线建设。*大学主要负责各种文件撰写、技术完善，技术培训、技术推广。4. 预期效果项目完成后，将在行业内率先完成杉木高纯度提取生产，弥补了国内现有杉木抽提物生产技术的不足的缺陷，产品纯度为98%以上，达到国际领先水平，产品具有十分明显的市场竞争力，项目的实施将带动我国杉木生物提取行业快速发展进程。二、现有工作基础、条件和优势*有限公司依托*县丰富的木材资源，多年来从事木材精深加工，公司现有员工147人，其中博士2人，硕士4人，本科27人，大专26人，其余24人，专业涵盖化学化工、木材科学与技术、林学、中药学等方面，其专业结构合理，管理、技术与市场互补。技术人员具有坚实的理论基础与丰富的实践经验，严谨的科学作风和团队攻关协作精神，在植物有效成分提取方面具有深入的研究。为了保持公司的持续创新活力，公司正通过相关人才、技术引进机构引进本行业技术人才及前沿技术成果，以获取技术储备。另外，公司与*大学、*大学等高校建立了良好的技术合作、交流关系，研发能力得到了进一步的加强。公司一致明确技术开发是公司可持续发展的原动力，是提升植物功能成分提制利用技术的保障，也是促进公司高素质人才培养，更好的为公司服务，使公司获得更高的经济效益和社会效益的生命线。公司成立以来，一直通过自身追加投入和争取政府支持等渠道，筹集资金加大技术投入力度，提升了企业的自主研发能力和生产能力。公司成立了技术研发部，专门从事新产品的研究开发和对引进技术的消化工作。目前，公司有专业技术人员12人，技术力量比较雄厚，并与各大专院校和科研院所及有关企事业单位有着长期技术合作关系，因此企业在技术开发过程中充分利用自身已有技术条件和设备的同时，还可利用合作单位成熟的技术进行合作开发。实现优势互补，致力开发高新技术产品。公司以后每年将投入销售收入的7%甚至更多的资金用于技术开发，购进国际先进的仪器和设备，并不惜一切代价高薪聘请高科技人才，为他们提供充分施展才华的空间，以进一步充实公司的科研实力，从而加强持续创新能力，开发出更多的高科技产品。在加大公司技术研发投入的同时，公司也在不断完善科研所需的硬件设备，为了保证项目产品研发工作的顺利进行，公司在人员配置及研发所需设备上做了大量的投入，另外公司股东决议：今后每年保证将销售总额的15%，最低不少于100万元，用于新技术和新产品开发实验仪器和设备的购买。目前已累计购置了100多万元的各类研发及生产所需设备，首先从硬件设施方面为公司的研发工作提供了充分的保障。2011年至4月底，公司已新增试验、检测设备20余台，实验、检测面积200平方米，极大的提高了公司研发的硬件设施水平，为公司科研能力的不断提升打下了坚实的基础。三、项目实施主要内容、技术关键与创新点、预期目标（一）项目主要内容：本项目根据杉木中主要功能成分杉木醇、桉叶醇、杉木烯的热敏性强，实木组织严密、功能成分难以浸提提出来，杉木醇、桉叶醇、杉木烯成分的分离难度大的特点，针对杉木醇的传统工艺中大量使用石灰、盐酸及有机溶剂正己烷，工艺过程对环境的污染大，目标成分的提取率低，杉木醇、桉叶醇、杉木烯单体的工业化提制纯度低等缺点与现状，构建集成超临界萃取、微波辅助的动态逆流提取、纳米膜膜分离、柱色谱分离等现代技术为一体的绿色高效提制工艺技术体系，只采用水、乙醇和CO2为溶剂，在温和的条件下实现杉木醇、桉叶醇、杉木烯的高效提取分离，在工业化水平上开发杉木醇39%、桉叶醇10%、杉木烯40%的高纯品杉木抽提物，满足国内外天然药物、膳食补充剂、保健食品、功能食品、天然日用品开发的需求，将廉价的杉木资源实现高倍增值，促使传统农业依托高新技术向现代大健康产业延伸。其主要技术原理如下：（1）超临界萃取技术超临界萃取技术(supercritical fluid extraction ,SFE)是近二三十年发展起来的一种新型分离技术，它综合了溶剂萃取和蒸馏两种功能的特点。其过程是在超临界状态下使超临界流体与待分离的物质在萃取副罐中接触，通过改变体系的压力和温度使其选择性地萃取其中某一组分，经过一段时间以后，将萃取罐中的超临界流体通过减压阀进入分离罐，通过温度或压力的变化，降低超临界流体的密度，使所萃的物质与超临界流体进行分离，而超临界流体又可循环使用。与一般液体相比，SFE的萃取速率和范围更为扩大，具有以下特点: 通过调节温度和压力可提取纯度较高的有效成分或脱出有害成分； 选择适宜的溶剂如CO2可在较低温度或无氧环境下操作，分离、精制热敏性物质和易氧化物质； SFE具有良好的渗透性和溶解性，能从固体或粘稠的原料中快速提取有效成分； 通过降低超临界流体的密度，容易使溶剂从产品中分离，无溶剂污染，且回收溶剂无相变过程，能耗低；兼有萃取和蒸馏的双重功效，可用于有相物的分离、精制； 同类物质如有机同系物，按沸点升高顺序进入超临界相。本项目通过采用超临界CO2萃取技术对杉木抽提取热敏性强、易氧化、常规溶剂难以提取完全的杉木醇、桉叶醇、杉木烯等，其医用杉木抽提物的收率高、纯度高，无任何有毒有害溶剂的介入，工艺过程与产品绿色安全。（2）微波辅助动态逆流提取技术动态逆流提取是在动态提取的基础上，根据现代提取技术和工艺设备的要求发展起来的一种新的天然产物提取技术，它通过多个(或多段)提取单元之间物料和溶剂的合理的浓度梯度排列和相应的流程配置，结合物料的粒度、提取单元组数、提取温度和提取溶媒用量，循环组合，对物料进行提取的一种新技术 。天然产物的有效成分的分子量一般都比无效成分的分子量小得多，提取时要求有效成分透过细胞膜渗出，无效成分仍留在细胞组织中以便除去，提取由湿润、渗透、解析、溶解、扩散和置换等相互关联的过程组成，有效成分的提取过程是物料中的溶质由固相传递到液相的传质过程。用扩散理论解释，就是溶质从高浓度向低浓度渗透的过程，其浸出扩散力来源于液态提取溶剂和固态物料组织内有效成分的浓度差，浓度差越大，其扩散传质的动力越大，浸出速度越快，有效成分浸出速率越大。所以，提取过程中，保证物料周围始终存在最大的浓度差是关键。利用了固液两相的浓度梯度差，逐级将物料中有效成分扩散至起始浓度相对较低的提取溶液中，达到最大限度转移天然产物中有效成份的溶解成份的目的。动态逆流提取与一般的提取方法相比。具有显著的优点。（A）有效成分得率高。由于提取过程中固液两相浓度梯度大，从提取开始到结束，溶液始终不会达到饱和状态 同时溶剂与物料间存在着相对运动，溶剂与物料间界面层更新快。有效成分浸出速率快，有效成分得率和提取效率高。（B）能连续作业，生产效率高。动态逆流提取设备，适于大规模生产，连续工作不间断，产量大，节约能源，安全可靠。（C）应用范围广。动态逆流提取作业温度低，一般在25100之间可任意选择既适于热稳定性好的物料的提取，又适于热敏性物料的提取；物料在提取器中移动速度可调，可根据物料的特性调节提取时间，适于不同物料的提取。（D）生产成本低。动态逆流提取出液系数小，物料与溶剂沿相反的方向运动，固液两相不断地更新，所需的提取溶剂少，浸出液浓度高，节省溶剂，同时，节省后道工序的生产成本。微波是指波长在1mm至1m之间、频率在300MHz至300000MHz之内的电磁波，它介于红外线和无线电波之间。微波萃取的特点可涉及两个方面：微波辐射能穿透萃取介质,可到达物料的内部,由于吸收微波能，内部温度迅速上升，增大被分离物质在介质中的溶解度；微波所产生的电磁场加速被萃取部分成分向萃取溶剂界面扩散，用水作溶剂时，在微波场下，水分子高速转动成为激发态，这是一种高能量不稳定状态，或者水分子汽化，加强萃取组分的驱动力；或者水分子本身释放能量回到基态，所释放的能量传递给其他物质分子，加速其热运动，缩短萃取组分的分子由物料内部扩散到萃取溶剂界面的时间，从而使萃取速率提高数倍，同时还降低了萃取温度，最大限度保证萃取的质量。动态逆流提取技术是近年来发展起来的高效提取技术，它能使物料与溶剂最大范围地接触，且提取温度、时间、流量的控制性强。微波辅助下的动态逆流提取系统，是目前最高效的提取技术之一。本项目在现有的动态逆流提取设备的基础上，增加微波辅助装置，采用乙醇为溶剂，在微波辅助的条件下，可以使医用杉木抽提物的提取时间由原来的4小时，缩短至1.5小时，厚朴酚的提取率由传统工艺的70%左右提高到90%以上，大大降低了提制成本，提高了产品质量与效益。（3）纳米膜分离技术膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术。半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔，根据孔径大小可以分为：微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）、反渗透膜（RO）等，膜分离都采用错流过滤方式。纳米膜分离技术具有常温下操作、无相态变化、高效节能、在生产过程中不产生污染等特点，在天然产物的分离纯化中得到了广泛的应用。纳米分子筛膜的最大优点就是具有比较单一的孔结构，能够在分子水平上对气体进行分离。在气体分离过程中，要真正实现分子筛分，则要求分子筛膜内只有晶内孔，而无任何晶间孔，其中包括堆积孔、针孔以及裂缺，为了尽量接近分子筛分，首先必须制得连续的膜，这就可能使晶粒重复堆积，且有可能长到载体孔内部，使膜层变厚，气体通过膜层的阻力加大，渗透量大幅度下降。而纳米分子筛膜恰恰比以前的微米级的分子筛膜更好地满足了以上达到分子筛分的要求。具有以下特点：多孔载体上分子筛膜连续而分布均匀，基本无针孔、裂缝等缺陷；分子筛膜很薄，较微米级膜大大降低了传质阻力。本项目是首次国内首次采用纳米膜分离技术实现医用杉木抽提物的高效分离。本项目首次根据纳米膜的分子筛效应，采用4000D和6000D分子量的纳米膜处理厚朴总酚，在绿色、温和的条件下使医用杉木抽提物得到高效分离，为医用杉木抽提物的制备纯度大于95%突破了技术瓶颈。（4）大孔吸附树脂分离技术大孔吸附树脂是一种具有多孔立体结构人工合成的聚合物吸附剂，是在离子交换剂和其它吸附剂应用基础上发展起来的一类新型树脂，是依靠它和被吸附的分子（吸附质）之间的范德华引力，通过它巨大的比表面进行物理吸附而工作的。在实际应用中对一些与其骨架结构相近的分子如芳香族环状化合物尤具很强的吸附能力。大孔吸附树脂吸附分离技术操作简便、成本较低，树脂可反复使用，无环境污染。本项目采用专一性的大孔树脂为分离介质，以不同浓度的乙醇分部洗脱，工艺过程绿色安全、易于控制，使得医用杉木抽提物实现有效分离与纯化，产品纯度高，且组成比例可以通过乙醇洗脱浓度加以调控。（二）项目关键技术：本项目首次将纳米膜分离技术、超临界萃取、微波辅助的动态逆流提取、柱色谱分离等现代技术用于杉木抽提物的分离纯化工艺中，实现医用杉木抽提物的高效提取分离，在工业化水平上开发医用杉木抽提物高端产品。关键技术特点如下：（1）首次将纳米膜膜分离技术应用于医用杉木抽提物的分离技术中，根据纳米膜的分子筛效应，在绿色、温和的条件下使医用杉木抽提物得到高效分离，突破了医用杉木抽提物的制备纯度难大于95%的技术瓶颈；（2）自主设计了一种超临界CO2萃取杉木提取物的技术，在保证产品的生化性能的同时，提高产品的收率和纯度；（3）采用特种大孔吸附树脂取代传统的硅胶柱层析工业进行杉木抽提物的富集，通过对常用的大孔吸附树脂进行结构改性，大大简化工艺步骤，缩短分离时间，提高杉木抽提物的纯度；（4）自主设计了一种微波辅助动态逆流提取工艺，通过增加微波辅助装置，大大缩短提取时间，同时提高医用杉木抽提物的提取率；（5）本项目是基于国内外杉木抽提物的分离提取现状，结合先进的现代植物活性成分分离纯化方法，由公司研发中心经过反复试验研究开发出的新工艺，经过1-2kg级实验规模的测试运行，技术路线可行，工艺参数稳定，所得单体纯度高具备工业化放大到500kg级以上的条件。项目产品经*省林产工业产品质量监督检验授权站检测，各项性能均达到了设计目标，符合国家相关标准要求；2011年5月16日项目关键技术通过了国家一级查新机构西南信息中心查新中心查新，并出具了国内未见技术特点相同文献报道，项目技术具有明显的创新性。此外，项目产品已经成功在诸多企业中使用，其使用报告表明，项目产品纯度高，各类技术指标达到企业试用需求。项目目前处于中试试销阶段，完成时将实现批量化生产。本项目的开发成功，将促进我国医治心脏病天然药物成分提取工艺的技术进步，带动大批相关产品和行业的技术更新，提高我国天然产物分离提取物在国际领域的竞争力，具有明显的社会、经济效益。（三）项目技术路线本项目杉木抽提物的分离纯化工艺主要包括如下步骤：（1）超临界CO2萃取：采用超临界CO2流体萃取技术，以80%乙醇为夹带剂（1:1），萃取压力25MPa、温度36、物料粒度40目-60目、萃取时间3-4小时，得到杉木抽提物混合溶液；（2）微波辅助动态逆流提取：将上述杉木抽提物混合溶液置于动态逆流提取设备中，增加微波辅助装置，采用乙醇为溶剂，在微波辅助的条件下，萃取1.5小时，得到萃取液；（3）大孔树脂柱色谱分离纯化：将上述萃取液通入具有专一性的大孔树脂中，以不同浓度的乙醇梯度洗脱，得到不同组份的洗脱液；（4）树脂残留的膜法去除：选取陶瓷膜与纳米膜组合技术对洗脱液进行树脂过滤，得到树脂残留较低的洗脱液；（5）纳米膜分离：选取4000D和6000D分子量的纳米膜处理厚朴总酚，在绿色、温和的条件下使医用杉木抽提物得到高效分离，得到含有较高纯度的杉木醇、桉叶醇、杉木烯的杉木抽提物。本项目的技术路线如下：杉原料料料料超临界萃取混合液萃取液混洗液微波动态逆流提取大孔树脂分离纯化去除残留树脂洗脱液纳米分离高纯杉木抽提物物洗 脱图1.杉木提取物生产流程图（四）项目创新点：1、首次将纳米膜分离技术应用于医用杉木抽提物的分离技术中，根据纳米膜的分子筛效应，在绿色、温和的条件下使医用杉木抽提物得到高效分离，突破了医用杉木抽提物的制备纯度难大于95%的技术瓶颈。纳米膜分子筛在物质分离、催化反应、传感器、微电子等诸多领域都可以得到应用。超薄的分子筛膜在半导体、光学材料如光催化、光开关、激光聚焦等领域有着潜在的应用价值；而定向的分子筛膜在定向催化及光学效应等方面有其独特的应用前景。传统的杉木抽提物的纯化工艺主要是采用反复硅胶柱层析及色谱柱层析，目前有针对杉木抽提物中有效组分的提取采用高速逆流色谱分离工艺，但是这些工艺存在工艺繁琐，纯度难以达到90%等缺点。经过柱色谱粗分离的医用杉木抽提物得到相对分离，但是离单体制备的要求还有距离。因此本项目技术人员通过多次的试验，提出了将纳米膜应用于医用杉木提取物的分离纯化工艺中。利用膜按分子级别分级的分离特性，选用合适的超滤膜处理提取液，让小分子的有效成分通过，而将大分子杂质和热原、细菌等除去，可以提高有效成分含量、减少杂质，简化工艺流程、提高收率。本项目首次根据纳米膜的分子筛效应，采用4000D和6000D分子量的纳米膜处理厚朴总酚，在绿色、温和的条件下使医用杉木抽提物得到高效分离，为医用杉木抽提物的制备纯度大于95%突破了技术瓶颈。2、自主设计了一种超临界CO2萃取杉木提取物的技术，在保证产品的生化性能的同时，提高产品的收率和纯度。从天然产品有效成分的分离提取新技术发展理论来看，传统方法基本为直接热提法、煮法、回流法、浸渗法等，而这些方法在成分提取方面，存在着有效成分损失大、周期长、工序多、提取率不高等缺点。随着近年来相关技术的发展，在天然产品有效成分提取方面出现了许多新技术、新方法，这些新技术和方法的应用，使得天然产品有效成分的分离提取既符合传统的中医理论，又能达到提高有效成分的收和纯度的目的。超临界流体具有和液体相近的密度，其粘度与气体相近，扩散系数为液体10-100倍，因此对许多物质有较好的渗透性和较强的溶解能力。SFE技术的原理是控制超临界流体在高于临界温度和临界压力的条件下，从目标物中萃取成分，当恢复到常压和常温时，溶解在超临界流体中的成分立即与气态的超临界流体分开。由于超临界CO2流体的临界温度（TC=31.3）和临界压力(7.39MPa)都比较低，容易操作，且无色、无味，不易燃烧爆炸，对大部分物质不反应，有利于活性成分的保存和降低生产成本。项目技术人员针对医用杉木抽提物易氧化、热敏性强、常规溶剂难于提取完全的特点，采用超临界CO2流体萃取技术，以80%乙醇为夹带剂（1:1），萃取压力25MPa、温度36、物料粒度40目-60目、萃取时间3-4小时，萃取物中医用杉木抽提物的产率为12.6%以上，提取率达到90%以上。该技术与传统工艺相比，医用杉木抽提物的收率高、纯度高，无任何有毒有害溶剂的介入，工艺过程与产品绿色安全。萃取装置图如下：图2.超临界二氧化碳萃取装置超临界CO2从杉木中萃取杉木抽提物的萃取率比溶剂萃取法的萃取率要高，而且其工艺操作简单，只需控制压力和温度等主要参数，单机即可实现萃取和分离操作，不需要有机溶剂回收等繁琐的中间环节；临界温度低，对热敏性及易氧化组分具有良好的保护作用，可以很好的保持萃取物的天然有效成分及其活性；溶剂（二氧化碳）无毒无害，不会造成被萃取物污染，它解决了有机萃取方法中溶剂残留的问题，另外，二氧化碳价廉易得，并可循环使用，生产成本低，经济效益显著。3、采用特种大孔吸附树脂取代传统的硅胶柱层析工业进行杉木抽提物的富集，通过对常用的大孔吸附树脂进行结构改性，大大简化工艺步骤，缩短分离时间，提高杉木抽提物的纯度。已有工艺得到的杉木抽提物产品需经过硅胶柱层析，用石油醚或正已烷氯仿或乙酸乙酯水饱和的正丁醇等溶剂洗脱以及过SephadexLH-20柱才能得到纯度较高的杉木抽提物。而这些溶剂又是易挥发的有机溶剂和有毒溶剂，工艺会产生一定的污染，不利于环保。本项目技术使用树脂法取代传统的硅胶柱层析工艺。首先对大孔树脂进行改性，因为大孔吸附树脂具有一定的普遍性，对一些特定的目标产物选择性不强，从而导致活性部位中的有效成分含量低。本项目针对杉木抽提物各组分的结构特点，在现有的树脂上添加选择性的官能团，增加树脂对样品的选择吸附，从而达到高富集目标产物的目的。再利用特种改性的大孔树脂结合乙醇梯度洗脱分离杉木抽提物，充分利用特种改性树脂选择性好和易再生使用的特点，分离出杉木抽提物中杉木醇、桉叶醇、杉木烯与其它成分的选择性分离，并可避免传统硅胶层析分离工艺中易挥发有机溶剂和有毒溶剂的应用。本项目采用专一性的大孔树脂为分离介质，以不同浓度的乙醇分部洗脱，工艺过程绿色安全、易于控制，使得医用杉木抽提物实现有效分离与纯化，产品纯度高，且组成比例可以通过乙醇洗脱浓度加以调控。4、自主设计了一种微波辅助动态逆流提取工艺，通过增加微波辅助装置，大大缩短提取时间，同时提高医用杉木抽提物的提取率。动态逆流提取工艺是利用固液两相的浓度梯度差，逐级将物料中有效成分扩散至起始浓度相对较低的提取溶液中，达到最大限度转移天然产物中有效成份的溶解成份的目的。动态逆流提取工艺主要包括：罐式提取工艺、螺旋筒式提取工艺和U型槽式提取工艺。传统的立体提取罐式提取工艺，由于装备本身的缺陷，受热不均匀，难于搅拌，杉木中的功能成分必须经过长时的高温提取，才可能提供收率，极大地影响了产品的纯度和提制成本。本项目采用微波协同提取工艺，通过结合微波在提取中的机理与优势，更大限度地提高提取得率。通过在现有的动态逆流提取设备的基础上，增加微波辅助装置，采用乙醇为溶剂，在微波辅助的条件下，可以使医用杉木抽提物的提取时间由原来的4小时缩短至1.5小时，杉木抽提物的提取率由传统工艺的70%左右提高到90%以上，大大降低了提制成本，提高了产品质量与效益。5、本项目是基于国内外杉木抽提物的分离提取现状，结合先进的现代植物活性成分分离纯化方法，由公司研发中心经过反复试验研究开发出的新工艺，经过1-2kg级实验规模的测试运行，技术路线可行，工艺参数稳定，所得单体纯度高，具备工业化放大到500kg级以上的条件。本创新工艺实现了产品开发与国际天然药物研究开发同步，医用杉木抽提物是根据美国日本等药物研究中心与公司需求而开发，前期药理研究与药效筛选临床试验均由我中心提供样品，实现了与国际一流研究领域及贸易前沿的接轨。工艺对新成分和技术组合路线进行持续创新：作为杉木抽提物的提取分离纯化的技术本身，本项目所采纳的技术组合在目前应属顶级水平，但它还存在三个方面的深入发展和创新空间：其一，各项技术本身在设计原理上有新的重大突破而带来相应设备的更新换代；其二，通过进一步的应用开发研究，就本项目涉及的提取分离纯化技术中（尤其是超临界CO2萃取大孔吸附树脂分离微波辅助动态逆流色谱、吸附树脂柱色谱分离和纳米膜的分离）的相应溶剂填料系统做更优化的组合，以获得更高的效率或更高的纯度；其三，就杉木抽提物含有的活性成分的提取分离纯化的成套技术研究，利用同一套设备开发出更多的后续产品，为本项目的可持续发展奠定基础。不断研究创新，确保本项目现有成分制备技术的完善，以及未来国际市场流行新品种的持续开发，是研究工作永远处于发展与创新之中。本项目集成超临界萃取、微波辅助的动态逆流提取、纳米膜膜分离、柱色谱分离等现代技术为一体，构建医用杉木抽提物的绿色高效提制新技术，只采用水、乙醇和CO2为溶剂，实现医用杉木抽提物的高效提取分离，在工业化水平上开发医用杉木抽提物高端产品。（五）项目的技术来源，合作单位情况，知识产权归属情况。本项目技术主要来源*大学*博士，属于原始创新。本项目合作单位*大学，该大学成立于1958年，具有博士后科研流动站和博士学位授予权、富有特色的多科性林业大学，本项目依托该校木材学科与技术学科，该学科是国家林业局和*省重点学科，又是国家重点学科，设有1个林业工程博士后流动站，拥有1个中央与地方共建优势学科特色实验室和1个财政部材料工程中心。主要任务是：面向生物质资源开展高效利用研究以及可循环节约型制造技术研究，在木材科学与技术方面开展应用基础与高新技术研究，着重解决林业产业建设中重大关键性技术问题和基础科学问题，为林产工业服务。主要研究领域有：木材学、木材功能性改良、生物质复合材料、固体废弃物循环利用、竹材加工与利用、木材工业用胶粘剂、农业剩余物资源化利用、木材干燥、木材化学、木基装饰材料与家具装饰材料、机电一体化工程、木材工业市场与政策研究等。该学科先后投资3000多万元建设的木材解剖、木材物理学、木材化学、胶黏剂合成、人造板制备、竹材加工、木材改性、固体废弃物二次利用、农业剩余物资源化利用、木材干燥、家具涂饰、涂料等38个实验室， 中南地区木材工业学会挂靠在该校木材科学与技术学科门下，该学会每年举行一次由科研院所和数十家企业参加的学术研讨会。项目组的成员利用学会阵地，加强了与生产企业的紧密联系，同时还与多个生产厂家建立了良好的合作关系，这些有利于科研成果的转化和推广。本项目知识产权由*省*有限责任公司和*大学共享。（六）项目实施各阶段及项目完成后预期取得的主要技术成果（1）建立技术示范线1条，实现年产值4800万元，创利税约1200万元。（2）申请国家发明专利1-3项。（3）带动2000家农户脱贫致富，在当地形成产业链。（4）依托本项目的成功实施，在全国林业加工企业实施示范推广，可实现年产值约460亿元，增加效益270亿元。四、市场与效益分析1.市场分析：医用杉木抽提物其主要成分有杉木醇、桉叶醇、杉木烯等，对人体具有重要的生理活性作用，具有杀菌，收敛，催情，利尿，祛痰，镇定，循环系统的滋补剂等功能。可以用于皮肤保养、排毒养颜；治疗关节炎、风湿痛、生殖泌尿系统炎症；作用于神经系统，缓解精神紧张等功能。目前，在全世界范围内，由于疾病的高发病率及民众健康意识的提高，医用杉木抽提物的在医药和保健领域的应用将极好的迎合了消费者的需求，发展前景十分广阔。（1）国际医药市场现状随着我国传统医学逐步走向国际，中药产品国际市场也在扩大。国际市场上,每年由药用植物制成的天然保健食品、化妆品的成交额高达500多亿美元。而我国为中药的发源地，中药的出口额仅为4亿多美元，约占1，市场潜力巨大。通过对中草药提取物技术的开发研制，提取中草药中各种有效成分，可满足国内外医药市场的需求，并带动其下游产品的研究与开发，获得良好的经济效益和社会效益。保守估计全球的中草药市场在2009年突破4200亿美元，2010年产值突破500亿美元，由此可见，其市场前景广阔。在未来的几年里，医用杉木抽提物在美国、韩国和日本等国家的市场巨大，含量的提取物（8%-20%）市场容量约为50吨，高含量医用杉木抽提物市场需求约为1000吨，并均以20%的速度增长。（2）国内市场现状我国植物提取物总体上还是一个新兴行业。目前，我国植物提取物产业已形成一定的规模，专业生产企业已达到200家以上，不少中成药、精细化工等生产企业也生产提取物。国内植提企业数量虽然为数不少，但有规模、在国际市场上有影响力的仅有几家，多数为中国医药保健品进出口商会植物提取物分会的理事或会员单位，集中分布在几个资源较丰富的省区。国内杉木抽提物的一个最大的缺陷就是产品纯度不够高，质量不太稳定，我公司新技术研发的医用杉木抽提物，弥补了国内现有杉木抽提物生产技术的不足，产品纯度为98%以上，达到国际领先水平，具有十分明显的竞争力。我国人口众多，基数巨大，现阶段杉木抽提物需求才刚刚启动，根据历史估计，之后每年的需求以20%的速度增长，到2012年国内的杉木抽提物需求量将达到518吨，市场容量和潜在消费者规模十分巨大。2.效益分析项目完成后，企业实现年生产30吨高纯度杉木精油，年产值4800万元，利税1200万元。项目完成后可以带动杉木精深加工业得到快速发展，有利于增加农民收入，并形成产业链，同时该项目对于推动我国林业产品精深加工业方面将起到一个良好的示范带动作用，社会效益特别明显。五、组织实施及保障措施为确保本项目的顺利完成，在科技部门的领导下，项目负责人对主管部门负责，整合课题组研究力量，组织多层次人才梯队，确保项目的顺利实施，并用法律手段保障项目按时并高质量地完成，管理好科研经费。课题组紧紧围绕专题研究目标和内容，制定周密研究计划和技术路线，对研究任务进行科学分解。在项目实施过程中，将定期召开工作会议，汇报研究进展情况，交流实施经验，总结存在的问题，研究解决对策，保证项目按计划进行。本项目的实施模式是以企业为核心，以科研单位为技术创新主体，采取产、学、研的合作方式，联系生产实际，解决关键技术难题，同时加强人才培养，通过边研究、边生产、边辐射示范的方式，促进科技成果向工业化利用的快速转化。同时在信息、技术、资金、设备和人才等方面积极开展国际合作，加速研究进程并提高研究水平。*有限责任公司：主要负责项目统筹，示范线建设。*大学：主要负责各种文件撰写、技术完善，技术培训、技术推广。六、进度安排（1）技术攻关：2011年6月至2011年12月，确定项目中试参数确定，优化的试验分离提取工艺确定并完成全部固定资产安装调试工作及新进员工的招聘和培训；（2）生产准备：2012年1月至2012年6月，实现小规模生产；完善生产周期和成本核算，考查产品质量稳定性，建立杉木抽提物的质量标准；（3）市场开拓：2012年7月至2012年12月 产品开发后的整个生产期，利用本公司与国内商家的良好合作关系，加速本产品的市场化进程（4）批量生产：2013年1月至2013年6月，进一步完善提取分离工艺，并实现批量生产；完成项目验收。七、经费1.经费预算情况：单位：万元计划投资总额3200万元已完成投 资1262万元其中：自筹 1263万元计划新增投资1938万元其中：自筹 1138万元， 银行贷款800万元申请科技经费50万元其中：拨款50万元2.申请科技经费使用计划 单位：万元支出项目科技拨款支出预算金额新技术、新品种引进费12项目合作经费10技术示范应用费8设备设施费18其他2合 计50注：上述支出项目需按国家科技三项费管理办法中的支出规定进行预算申请科技经费50万元其中：拨款50万元19