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年产50吨多杀菌素
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1. 产品与市场
1.1 多杀菌素产品介绍
多杀菌素，又名刺糖菌素，是由土壤放线菌多刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)发酵产生的次级代谢产物。多杀菌素为新型大环内酯类抗生素，但和一般的大环内酯类抗生素相反，多杀菌素没有抑菌活性，却有杀虫活性。纯的多杀菌素为白色或浅灰白色的固体结晶，带有一种类似于轻微
陈腐泥土的气味，是85%～88%的多杀菌素A组份和12%～15%的多杀菌素D组份的混合物。
多杀菌素不易溶于水，易溶于有机溶剂，例如：甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、二甲基亚砜及二甲基甲酰胺等。在水溶液中pH值为7.74，对金属和金属离子在28天内相对稳定, 商业化产品的保质期为3年。多杀菌素在环境中通过多种途径组合的方式进行降解, 主要为光降解和微生物降解, 最终变成碳、氢、氧、氮等自然组份。由土壤光解作用降解的多杀菌素半衰期为9～10天，而水光解作用的半衰期则小于1天，叶面光降解的半衰期是1.6～6天。在无光照条件下多杀菌素经有氧土壤代谢的半衰期为9～17天。另外多杀菌素的沥滤性能非常低，合理使用不会对地下水构成威胁。
1.2 多杀菌素的用途
多杀菌素是一种具有触杀及喂毒作用的新型微生物源杀虫剂，具有对害虫广谱、高效，对人、非靶标动物和环境极为安全、可生物降解的优异特点，并因此获得美国“总统绿色化学品挑战奖”。
多杀菌素的作用机制非常新颖和独特。它对昆虫存在快速触杀和胃毒毒性，通过刺激昆虫的神经系统，导致非功能性的肌收缩、衰竭，并伴随颤抖和麻痹。这种作用结果和烟碱性乙酰胆碱受体被激活的结果是一致的。多杀菌素同时也作用于γ-氨基丁酸受体，这有可能进一步提高其杀虫活性。如此的作用模式可谓独一无二多，与现有杀虫剂产品明显不同。多杀菌素对许多益虫和有益生物具有很高的安全阈界，对哺乳动物和鸟类相对低毒，对水生动物也只是轻微的中等毒性，此外，哺乳动物的慢性毒性试验表明，多杀菌素无致癌、致畸、致突变性或神经毒性。多杀菌素在环境中通过多种途径组合的方式进行降解，主要为光降解和微生物降解，最终变成碳、氢、氧、氮等自然组份，因而对环境不会造成污染。由土壤光解作用降解的半衰期为9~10天，水光解作用的半衰期则小于1天，叶面光降解的半衰期是1.6~16天。在无光照条件下经有氧土壤代谢的半衰期为9~17天。
多杀菌素首先于1997年在美国被批准登记，用在棉花上。2005年，多杀菌素已经被批准用于73个国家的250多种作物上。近期又被欧盟批准登记，并且可以用于有机食品基地使用，安全间隔期为１天。
多杀菌素对鳞翅目、双翅目、缨翅目、鞘翅目等多个目的害虫都有较好的防治效果，尤其是对多种鳞翅目抗性害虫的幼虫具有很高的杀虫活性。且该药剂对鳞翅目幼虫的活性大大地高于各种有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、环戊二烯类杀虫剂。多杀菌素特别适用于防治蔬菜高抗性害虫，如小菜蛾、菜青虫、蓟马、跳甲、豆荚螟等害虫，具有对高抗性害虫优异的防效和可以与化学药剂比拟的速效性。在珠三角、海南、云南等蔬菜害虫高抗区取得了优异防效，迅速被当地农民接受，成为防治抗性害虫的首选药剂之一。
1.3 多杀菌素国外和国内的生产状况介绍
多杀菌素为美国陶氏公司的专利产品，在世界范围内为美国陶氏独家生产和销售。
中国，截止2010年4月，除美国陶氏公司外，仅有石家庄三农公司获得了多杀菌素制剂农药登记证。据了解是美国陶氏公司原药授权登记。
1.4 多杀菌素市场需求状况
高毒化学农药污染产生的危害后果非常严重，对大气、土壤和水的影响和破坏，已经到了触目惊心的地步；食品污染的主要原因之一也是农药残留；高毒化学农药对生物多样性的破坏作用极大，杀伤天敌，导致害虫更加猖狂，破坏了生态平衡，致使恶性循环。
人类的食品安全和生存环境受到来自化学农药的严重威胁。经过人们长期反复地研究和探索，已经认识到，必须采用无公害、安全、绿色环保的生物农药或者高效低度农药来逐步取代高毒低效的化学农药。
随着科学技术的不断发展和社会文明的不断进步，人们和政府机构对环境保护的重视逐渐增强，社会公众的健康意识普遍提高，世界各国对于农药产品越来越严厉的安全环保要求，以及以人为本的农药政策和法律法规，使绿色环保的微生物农药和高效低度农药必然在未来成为全球农药市场的主宰和潮流。随着人们生活水平的提高，消费者对食品质量安全的重视与日俱增，市场上，消费者对以“安全、卫生、营养、优质”为品质核心的有机食品、绿色食品和无公害农产品表现出强烈的需求欲望。这些都为生物农药和高效低毒农药的发展提供了机遇。
中国农药市场总量在2007年首次超过美国成为全球最大，为624亿元，据专家估计2009年中国农药市场总量是1000亿元。发达国家农药市场基本趋于平稳，增长幅度很小，发展中国家农药市场还具有较为广阔的发展空间。
根据吴发长（农资导报，2004年09月14日，第007版）认为，中国小麦、水稻、玉米和棉花的种植面积约9000多万公顷,蔬菜、烟叶种植面积约330万公顷。每年棉铃虫、小菜蛾和甜菜夜蛾等害虫危害面积约2000万公顷,水稻纹枯病、稻瘟病、白叶枯病、小麦白粉病、锈病、赤霉病、植物线虫病和病毒病等危害面积约2700万公顷,因此,农药的需求量很大。从而说明，中国生物农药发展市场潜力大。
在农药市场总量中，高毒化学农药的增速已经停止，而生物农药每年以大约10%增速发展，生物农药、高效低毒农药的发展空间巨大，前景广阔。
2009年全球，多杀菌素制剂产品销售额为2.5亿美元，折合成多杀菌素原药约为200吨。
2009年在中国市场，多杀菌素制剂销售额约2亿元人民币，折合成多杀菌素为20 吨。
国内现有制剂登记1个，混配制剂登记2个，均为美国陶氏登记或陶氏授权登记。
随着多杀菌素化合物专利到期，多杀菌素原药和制剂正式登记资料保护即将到期（2012年正式登记资料到期），国内登记原药和制剂的企业将会越来越多，我们预计到2012年底，国内将有一到两家原药登记，十家左右的制剂登记，以后6年内每年登记数量会翻番，直至制剂产品登记数量达到一个饱和水平。各个制剂登记厂家对原药的需求量会快速增加，预计３到５年中国市场对多杀菌素原料药的需求达到1000吨（至少不低于500吨）。
1.5 多杀菌素市场预测
根据中国农药产品一般发展规律研究，特别研究阿维菌素市场发展规律后，我们对多杀菌素原药未来市场的预计见下表：
项目
2012年
2013年
2014年
2015年
2016年
2017年
原药数量
（吨）
50
100
250
400
600
800
原药单价
（万元/吨）
350
320
320
300
300
280
市场金额
（亿元）
1.75
3.2
8.0
12.0
18.0
22.4
2. 产品方案
A、产品：多杀菌素，50吨/年
外观: 米白色结晶粉末
气味: 泥土味
纯度: ≥90%
Spinosyn A 含量: 83-89%
Spinosyn D 含量: 11-17%
CAS No: [168316-95-8]
防治对象： 棉铃虫、烟青虫、小菜蛾、蓟马等。
毒性： 低毒
作用特点： 本产品是从放射菌代谢物提纯出来的生物源杀虫物，毒性极低，喷药后当天即见效果，杀虫速度可与化学农药相比美，非一般的生物杀虫剂可比。中国及美国农业部登记的安全采收期都只是1天，最适合无公害蔬菜生产应用。
B、副产品：有机肥，800吨/年
由于发酵工艺的特点，生产50吨多杀菌素，恰好出产800吨有机肥。
3．项目工程方案
3.1工艺技术
本项目所述多杀菌素发酵技术系清华大学与欧洲一家生物工程机构联合开发的技术，包括高产菌种、发酵配方和提取技术三部分。
本项目技术和美国陶氏公司相比较，各种技术指标基本相同。和国内的科研院所和大学发酵水平为0.5g/L到0.7g/L的技术（根据国内权威专家的了解，国内最高水平也不会超过1.5g/L）相比较，优势非常明显。
我方在多杀菌素发酵技术上具有巨大技术领先，优势明显，通过测算，我方生产成本与国内最高技术水平相比，成本为对方的四分之一到六分之一。由于多杀菌素发酵技术的关键技术点比较多，国内的研发很难在3到５年内有所突破。这样我们就会占领国内的大部分市场份额。
本项目技术介绍如下：
A、 技术指标：
发酵水平：5±1g/l
发酵时间：260±20小时
收 率：≥70％
实用化的多杀菌素产品是spinosyn A和spinosyn D的混合物。
spinosyn A：
分子量：731.96
分子式：C41H65NO10
CAS No: [131929-60-7]
spinosyn D：
分子量: 745.98
分子式: C42H67NO10
CAS No: [131929-63-0]
B、 发酵参数：
补料分批发酵
发酵时间 (h)
260±20
间歇时间 (h)
24
发酵周期 (h)
280±24
发酵体积 (m3)
32
放罐体积 (m3)
24
单产 (kg)
120
最终产品浓度 (kg/ m3)
5±1
结晶收率 (%)
70±5%
最大通风 (VVM)
1.0
通风能耗 (kWh/kg)
91
最大搅拌动力 (kW/m3)
2.5-3.0
搅拌及冷却耗能 (kWh/kg)
97
蒸汽消耗 (kg/kg)
60
C、 主要原料：
玉米浆
黄豆粉
CaCO3
酵母粉
K2HPO4
KH2PO4
消泡剂
NaOH
D、知识产权
根据我们对多杀菌素专利的研究，目前，多杀菌素化合物专利在中国是2007年到期，在日本、澳大利亚、英国在2009年11月到期，在美国多杀菌素technical product manufacture专利到2015年3月到期。
由于本项目技术是清华大学和欧洲合作单位共同开发，在本项目推进到合适时间，我单位将给予欧洲合作方部分现金补偿后，清华大学将本技术全部产权注入到本项目中。
3.2生产方案
A、 生产方法
本项目生产是刺糖多胞菌(Saccharopolyspora spinosa)液体发酵，经过层析分离等纯化工序，最终获得新型大环内酯类抗生素多杀菌素。
本项目所用的原料包括：豆粕、棉籽粕、葡糖糖、糊精、氯化钠以及其他营养物质。
B、工艺流程图
C、生产设备
表一：主要生产设备清单（年产多杀菌素约50吨）
序号
设备名称
设备型号
设备单价
设备数量
设备金额
备注
1
一级种子罐（含各种仪表、自动控制以及其他辅助设施）
1m³
4
2
一级种子配料罐
3m³
4
3
二级种子罐（含各种仪表、自动控制以及其他辅助设施）
5m³
4
4
二级种子配料罐
5m³
4
5
二级种子补料罐
3m³
2
6
发酵大罐
65m³
6
7
发酵配料罐
50m³
2
8
发酵补料罐
20m³
6
9
氨水高位罐
5m³
4
10
高位罐
3m³
4
11
发酵液收集罐
50m³
4
12
膜过滤设备
4
13
过滤液收集罐
65m³
4
14
菌丝收集槽
4
15
提取专用设备
32
16
尾液收集罐
17
解析液配置罐
30m³
18
解析液收集罐
30m³
4
19
浓缩设备
4
高速离心机
4
20
制剂配料设备
21
自动包装机
22
空气过滤、自动控制等其他辅助设备
金额合计
表二：公用工程主要设备清单
序号
设备名称
设备型号
设备单价
设备数量
设备金额
备注
1
蒸汽供应系统
2
电力供应系统
3
供水系统
4
纯化水供应系统
5
冷却水系统
6
无菌空气供应系统
7
真空系统
8
排水及污水处理系统
金额合计
表三：主要研发与检测设备方案
设备名称
设备型号
设备来源
金额
备注
液相色谱仪
Waters 2695
气相色谱以
GC-2010
粒度仪
TZC-4
旋转蒸发器
RE5220
2台
酸度计
LAB 850
2台
恒温摇床
分析天平
CPA2P
电子天平
AB-S
水分测定仪
AKF-2010
超低温冰箱
冰柜
2台
冰箱
2台
显微镜
2台
全自动发酵罐
5L
全自动发酵罐
10L
辅助仪器
合计
D、工程方案
多杀菌素发酵车间钢筋混凝土框架结构，共两层，层高6米、5米，总高11米，占地面积12000平米，建筑面积2400平米。
多杀菌素提取车间钢筋混凝土框架结构，共两层，层高6米、5米，总高11米，占地面积800平米，建筑面积1600平米。
制剂车间，共一层，层高6米，总高6米，占地面积800平米，建筑面积800平米。
公用工程车间，分部多处，视具体情况，面积未定。
原料库房，共一层，层高6米，总高6米，占地面积1000平米，建筑面积1000平米。
产品库房，共一层，层高6米，总高6米，占地面积500平米，建筑面积500平米。
5．投资估算
建成年产50吨多杀菌素及800吨有机肥项目，预计总投资4000万元，投资估算见下表：
总投资估算表
序号
项目
金额（万RMB）
1
固定资产
2950
1.1
建筑工程
540
1.2
主要生产装置
1300
1.3
安装工程
390
1.4
公用工程（汽电暂按开发区提供预计）
500
1.5
固定资产其他费用（环评、勘查等费用）
100
1.6
检测设备
120
2
土地购置费
0
3
流动资金
1150
3.1
储备资金
100
3.2
生产资金
800
3.3
开办费
50
3.4
药证登记类费用
200
4
合计
4100
6. 财务分析
6.1 收入预测
目前多杀菌素原药市场价格为350万元/吨，总成本为60万元/吨。本项目计划建成年产50吨生产规模，建设期为1年，药证登记2年。预计项目建成后第二年产量达到设计水平的80%（第一年因为需要等待药证，不生产），第三年达到设计水平的100%。按照多杀菌素市场与价格因素，预测项目产品开始销售起未来5年的财务收益状况，收入预测下表：
项目产品销售开始后5年收入预测(单位：万元)
Yr1
Yr2
Yr3
Yr4
Yr5
销售数量 （吨）
40
40
50
100
100
销售单价（万元/吨）
320
320
300
300
300
销售收入
12800
12800
15000
30000
30000
总成本
2400
2400
3000
6000
6000
税前利润
10400
10400
12000
24000
24000
注：
ü 项目产品销售后第一年、第二年产量为生产能力的80%；
ü 收益再次投入，销售后第4年完成扩产，产量达到100吨；
ü 上表未列入多杀菌素制剂的收益；
ü 未计算有机肥销售的收入。
7．风险分析
7.1技术风险
本项目的最大风险应该是发酵技术，如果达不到5g/L以上，和美国陶氏公司相比差距就比较大，在未来的竞争中，我们可能会处于相对弱势。基于这方面的考虑，在本项目实施后，将请清华大学多杀菌素技术人员到公司任职或做技术顾问。
本技术只要达到2g/L以上，和国内其他企业相比较，就有优势。
7.2药证登记风险
农业部农药登记周期延长。基于这方面的考虑，我们在中式产品出来后，就进行市场推广，在相关企业进行内部销售，在登记办完后再进行公开销售。
7.3多杀菌素的抗药性
多杀菌素大面积推广使用后，害虫对它迅速产生抗药性。
经研究分析，大环内酯类化合物不易产生抗药性，阿维菌素已经在国内使用了20年左右，在全国范围内抗药性还是相当低的。由于多杀菌素类作用方式独特，不同于目前的各类其它杀虫剂，且与其他各类杀虫剂无交互抗性，因此普遍认为多杀菌素产生抗性的潜在性是很低的，大量研究报道也证明了这一点。多杀菌素在日本和澳大利亚用于防治小菜蛾多年后，小菜蛾对其仍然比较敏感。抗溴氰菊酯小菜蛾对多杀菌素无交互抗性。对家蝇和致倦库蚊的研究也表明多杀菌素与其他杀虫剂间不存在交互抗性。而且多杀菌素在大范围推广后，国家相关部门会根据研究情况，进行抗药性发生的预测、预防和干预，再配合规定每季使用次数和相关混配制剂的使用，抗药性的风险是相当低的。
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