废杂毛综合利用生产胱氨酸及氨基酸复合肥

废杂毛综合利用生产胱氨酸

及氨基酸复合肥

褚道葆二级教授安徽省“优秀专家”

安徽师范大学化学与材料科学学院

芜湖华欣诺电化学科技有限公司

二0一三年九月

一、项目概述

我国是世界上的养殖大国，鹅鸭鸡毛及猪毛产量越来越大，每年有几百万吨原料来源。毛发是一种角蛋白，含有近20种氨基酸，是生产天然氨基酸的好原料，其中L-胱氨酸含量最高，如猪毛含有大约14%，是国内外工业化生产L-胱氨酸的主要原料，并可同时提取酪氨酸、精氨酸、亮氨酸等多种氨基酸，这些氨基酸产品都是重要的出口产品，市场大，经济效益高。

我国的胱氨酸生产直到上世纪七十年代初才进入工业生产的规模，目前仍以毛发经酸解的方法生产胱氨酸。我国的胱氨酸总产量占世界总产量的80％，几乎垄断了国际市场。尽管胱氨酸产量每年都在以3-5％的速度递增，但仍难以满足市场需求。

多年来，褚道葆教授研发团队对利用动物毛发提取多种氨基酸进行了一系列的创新研究，重点放在改进胱氨酸生产工艺、提高产品收率、减少环境污染方面，采用复合酸取代传统的工业盐酸水解工艺，大大改善了环境，降低了生产成本；并在污水零排放的前提下，研究开发出利用母液生产氨基酸复合肥、复合氨基酸粉以及提取酪氨酸、精氨酸、亮氨酸等多种氨基酸工艺技术，大大提高了原材料的利用价值，真正实现综合利用，零排放零污染。我们将在全国各地合作生产氨基酸实施我们的创新技术，发展农业循环经济，推动氨基酸产业的大发展。

L-胱氨酸（L-Cystine）别名L-膀胱氨基酸,双硫代氨基丙酸。L-胱氨酸是在1810年由Wollaston从膀胱结石中发现的。1832年，Berzelius将其命名为胱氨酸，是一种含硫氨基酸。L-胱氨酸是氨基酸家族的一员，广泛存在于各种动物的角蛋白中，如人与动物的毛、发、骨、角之中，在毛发中的含量在14%-18%。

L-胱氨酸（L-Cystine）

1、分子式及分子量：C6H12O4N2S2，240.29

2、性状：本品为白色结晶体或结晶体粉末；无臭无味。几乎不溶于水和乙醇，能溶于酸和碱。

3、用途：本品广泛用于生物化学研究、营养剂、医药、食品添加剂和饲料添加剂，作为日用化工产品和医药、食品工业、畜牧养殖业的原料。同时，也是L-半胱氨酸和S-羧甲基-L-半胱氨酸及一系列半胱氨酸衍生物的生产原料。

L-酪氨酸（L-Tyrosine）

1、分子式及分子量：C9H11NO3，181.19

2、性状：L-酪氨酸从水中结晶出来，无色至白色丝光针状结晶或结晶性粉末；纯品稳定，烃类共存下则易分解。化学性较活泼。微溶于水（0.04g/100ml，25度）。溶于稀无机酸和碱性溶液。不溶于无水乙醇。属非必需氨基酸。

3、用途：医药用作甲状腺功能亢进。食品添加剂，消除疲劳、促进兴奋，美国已将其运用于依拉克和阿富汗战场上的美军士兵。是一种重要的生化试剂，是合成多肽类激素、抗生素、L-多巴等药物的主要原料。广泛用于农业科学研究，也作饮料添加剂和配制人工昆虫饲料。

L-亮氨酸(L-Leucine)

1、分子式及分子量：C6H13NO2，131.17

2、性状：白色结晶或结晶性粉末，味微苦。

3、用途：是组成蛋白质的常见20种氨基酸之一，是哺乳动物的必需氨基酸。一般多用于面包、面类制品。配制氨基酸输液及综合氨基酸制剂，降血糖剂，植物生长促进剂。可用作香料，可改善食品风味。在医药行业，亮氨酸是临床选用的复合氨基酸静脉注射液不可缺少的原料，对于维持危重病人的营养需要，抢救患者的生命起着积极的作用。亮氨酸还在调节氨基酸与蛋白质代谢方面起重要作用。研究发现，亮氨酸是骨骼肌与心肌中唯一可调节蛋白质周转的氨基酸。另外也有研究表明，亮氨酸能促进骨骼肌蛋白质的合成。亮氨酸的代谢产物具有调节蛋白质代谢的作用。

氨基酸产品的广泛应用，在世界范围内已形成一种趋势，随着人们生活不断改进，特别是对绿色食品、“天然品”的偏爱，需求量已在逐年上升，不失时机地实施该项目是明智的。

综合利用，变废为宝

该项目所需要的主要原料来源是毛发，包括分散于城乡、大大小小、成千上万的理发店每天梳剪下来的头发渣（大型理发店每天所梳剪下来的头发渣约3公斤，小型理发店每天也有0.5公斤）；分布在大、中、小城市、乡镇的菜市场、农贸集市，每天都要宰杀成百上千只鸡鸭（每只鸡鸭可以脱下0.1公斤毛）；每个乡镇、县城、更不用说各个地市和省会城市，都设有屠宰场、肉联厂和大大小小的屠宰点，为城乡居民宰杀生猪、牛、羊和禽类，供应肉食品，这些动物宰杀后脱掉的毛、蹄，形成对环境的污染，但对本项目来说，这些废物都是生产提取多种氨基酸的“宝物”；还有一大来源就是那些生产羽绒服（被）、羽毛球工厂的“下脚料”——羽毛杆，也是生产提取多种氨基酸的上乘原料。

综合利用，实现零排放

以动物毛发为原料，生产提取多种氨基酸的最终残留物（下脚料）—“母液”，如果任意排放到自然界，将会对生态环境造成污染，经过科研人员几年的艰苦努力，已成功地解决了“母液”的排放对生态环境造成的污染问题。解决的办法是：以“母液”为原料加工制成饲料添加剂、叶面肥、氨基酸有机复合肥等副产品，副产品的产值和利润都十分可观。真正实现综合利用，零排放零污染。

生产工艺

水解：终点产物：水解液，通过电化学脱酸（去一次中和段）；

一次中和：终点PH=5.0，过滤。终点产物：1，滤液（即一次母液，送综合利用车间做原料）2，滤渣（去一次脱色段）；

一次脱色：脱色、过滤，终点产物：滤液（去二次中和段）；

二次中和：终点PH=5.0，过滤，终点产物：1，滤液（即二次母液，送L-亮氨酸车间做原料）2，滤渣（去二次脱色段）；

二次脱色：脱色，过滤，终点产物：1，滤渣（回收利用）2，滤液（去三次中和段）；

三次中和：终点ph=4.0，过滤，终点产物：1，滤液（即三次母液，送L-酪氨酸车间做原料）2，滤渣（即L-胱氨酸粗品，去精制段）；

精制段：蒸馏水洗离心甩干，烘干，终点产物：L-胱氨酸成品

质量指标(Specification)

有AJI，USP，EP，CP，BP等版本

二、市场分析

氨基酸的用途比较广，每年全球需求量达到100多万吨，全球氨基酸总产值数百亿美元。

用毛发提取氨基酸的技术生产的胱氨酸、亮氨酸、酪氨酸等系列氨基酸产品，是世界公认的绿色生化制品，仅胱氨酸这一种产品，全世界每年的需求量就约8000多吨，欧洲、美国和日本等所有发达国家的商家基本上都在中国采购，我国此类产品大部分出口。随着我国企业结构的调整，国际医药、保健品、日用化工、食品、饮料、饲料等行业对氨基酸产品的需求量也逐年增长。正因为如此，十几年来此类产品畅销不衰，至少在今后数十年内，中国仍将保持着氨基酸，特别是以毛发为原料水解提取的氨基酸大国垄断地位（我国技术力量强、毛发原料多、人力成本少、产业结构低等竞争优势），全球80%以上的水解提取氨基酸产品是产自中国的，这就给我们提供了一个极好的发展时间和空间，把握机遇，是成功者的诀窍。L-胱氨酸一直是我国传统出口商品，国际市场需求量年增长10%以上。

1、L-胱氨酸是“长线”产品，即是老产品又是必须品，它的使用领域不断在扩大，更不会被其它产品所替代；