Био Технологии 

Инвестиционный проект

 «Производство хитина, хитозана,
их производных и конечной продукции на их основе»

 Инвестиционный проект.

«Производство хитина, хитозана, их производных и конечной продукции на их основе».

Производство хитозана мощностью до 300 тонн в год рассматривается как базовый (сырьевой) элемент в создаваемой новой подотрасли промышленности России, а технологическая схема предусматривает возможность, при необходимости, поэтапно наращивать мощности производства хитозана при незначительном добавлении оборудования.

В проекте предусмотрено создание отдельных производств на основе хитина и хитозана уже имеющих определенную проработку и реализацию как коммерческую, так и в «пилотных» или лабораторных условиях:

- производство олигосахаридов хитозана методом ферментативного гидролиза;

- производство хитина и хитозана кислотно-щелочным способом;

- производство по сбору и кондиционированию сырья – панциря ракообразных;

- производство экологически чистых биофлокулянтов на основе модифицированного хитозана для применения в пищевой и молочной промышленностях;

- производство D-глюкозамина из хитина методом химического гидролиза (D-глюкозамин-хлорид; D-глюкозамин-сульфат) и из хитозана методом ферментативного гидролиза и последующей ультрофильтрации;

- производство хитозансодержащего волокна, обладающего антимикробными, противогрибковыми и дезодорирующими эффектами;

- производство экологически чистых ростостимулирующих сельскохозяйственных препаратов, обладающих противогрибковыми свойствами.

Все технологические решения, заложенные в основу создаваемых производств, являются собственными разработками компании и в настоящее время оформляются заявками на получение Российских патентов.

Продукцию, выводимую на международный рынок, планируется защитить международными патентами в системе РСТ.

Создаваемые производства будут иметь систему менеджмента качества выпускаемой продукции, и сертифицированы в соответствии с международными требованиями ISO – 9000.

Так же предусматривается в рамках создаваемых производств, помимо центральной заводской лаборатории (ЦЗЛ), организация научно-исследовательской лаборатории, основной задачей которой будет разработка новых хитозановых технологий и продукции на их основе.

Проект получил поддержку Администрации Нижегородской области и в настоящее время готовятся документы по включению его в перечень приоритетных проектов.

 Общая информация.

История исследований хитина и хитозана насчитывает около 200 лет. Хитин был открыт в 1811 году, а хитозан в 1859 году. В первой половине XX века к хитину и его производным был проявлен заслуженный интерес, в частности к нему имели непосредственное отношение три Нобелевских лауреата: E.Fischer (1903) синтезировал глюкоз-амин, P. Karrer (1929) провел деградацию хитина с помощью хитиназ и, наконец, W.N.Haworth (1939) установил абсолютную конфигурацию глюкозамина. До 1970 года по всем странам было опубликовано 78 патентов (кроме этого есть большое количество закрытых патентов), связанных с хитином и хитозаном. На сегодняшний день количество патентов полученных по данной теме в мире достигает 5000. Такое внимание к практическому использованию хитина и его производных обусловлено их уникальными свойствами, дающими большой положительный эффект в самых различных отраслях.

В настоящее время вложения в хитозановые технологии исчисляются сотнями миллионов долларов США и продолжают возрастать.

Все, что связано с хитозаном, в Японии уже более десяти лет составляет государственную программу особой важности (по данным профессора Хирано в 1996 году Япония потребляла 800 тонн хитозана, при мировом производстве 1800 тонн в год. На сегодняшний день объем производства хитозана в мире достигает 3500 тонн в год).

Японские специалисты назвали хитозан веществом ХХI века. По их мнению, уже через два – три десятилетия промышленная цивилизация будет немыслима без него точно также, как без алюминия, полиэтилена или персонального компьютера.

По мнению японских специалистов, доходность и товарооборот этой отрасли в самое ближайшее время станет выше, чем в целлюлозно-бумажной.

В США, Европе и Тихоокеанском регионе активно действуют хитиновые общества, организующие регулярное проведение европейских, азиатских и мировых хитин-хитозановых конгрессов.

По мнению американских экспертов, мировой рынок продукции на основе хитозана в ближайшее время будет носить глобальный характер, хотя в настоящее время хитиновой проблемой занимаются в разной степени не более 15 стран, главным образом, связанных с морским рыболовством, а мировой рынок продукции из хитозана в ближайшей перспективе составит около 2 млрд. долларов США в год, в том числе американский - 740 млн. долларов США.

Специалисты компании «Био Технологии» занимаются вопросами разработок и внедрения хитозановых технологий более 14 лет (начиная с проекта консервации затонувшей в Баренцевом море атомной подводной лодки «Комсомолец»). Накоплен огромный опыт. Установлены научные и производственно-технологические контакты с российскими и ведущими зарубежными специалистами в этой области.

Основные направления использования хитина, хитозана и их производных.

Хитин имеет необычное сочетание ценных свойств, включая биологическую активность, биодеградируемость, радиационную устойчивость, способность к волокно- и пленкообразованию, что обусловливает его широкое применение.

Хитин и хитозан нашли широкое применение в медицине. Следует отметить способность хитозана снижать уровень холестерина в крови, иммуномодулирующее действие (аналогичное действию бета-1,3,-глюкана, но более слабое), успокаивающее действие на центральную нервную систему. В медицине также используются такие свойства хитозана, как ранозаживляющее и противоожоговое, обнаружены  антибактериальные и противоопухолевые свойства. Низкая токсичность хитина и хитозана позволяет использовать их для получения различных медицинских препаратов с пролонгированным действием. Они являются исходным сырьем для получения гепариноидов. Волокна из хитина применяются в качестве хирургических нитей, ускоряют заживление ран, рассасываются в организме и не оказывают аллергического действия, покрывают большие по площади ожоговые раны в качестве искусственной кожи.

В последнее время в мире все большее распространение и признание в решении вопросов оздоровления человека приобретают препараты на основе хитина и хитозана – препараты, содержащие в своем составе хлорные или сульфатные соли N-ацетил-D-глюкозамина, и особенно олигосахариды хитозана, получаемые не химическим путем, обладающие очень широким спектром фармакологического действия.

Весьма важным является то, что хитозан не только не обладает аллергенным действием, но, наоборот, ингибирует процессы воспаления, а также сочетается со многими биологически активными компонентами, вводимыми в состав косметических продуктов.

Хитин, хитозан и их производные способны образовывать прочные хелатные связи с металлами, селективно извлекать ионы ртути, кобальта, золота и других металлов из сточных вод и из морской воды. Высокая радиационная устойчивость хитина и хитозана дает возможность концентрировать отходы ядерного топлива - радиоактивных изотопов цезия, циркония и гафния.

В настоящее время в Южной Корее, Японии и США налажено промышленное производство нижнего белья, рубашек, носков, перевязочных материалов, гигиенических прокладок из волокон, содержащих хитин и хитозан и обладающих ярко выраженными антимикробными и антимикотическими характеристиками.

В пищевой промышленности хитозан находит применение в качестве диетического волокна, эмульгатора, загустителя и т.д. Хитозан используется  для очистки растительных соков, в качестве биофлокулянта для извлечения белков из растворов и эмульсий (в том числе из молочной сыворотки) и в других процессах.

Применение хитозана в качестве антихолестериновой пищевой добавки нашло в настоящее время широкое применение в США и Европе. Способность хитозана связывать липиды широко используется при производстве различных БАДов как средств для похудения.

Использование хитозана в сельском хозяйстве представляет особый интерес, его биологическая активность при действии на клетки растений и грибов обусловлена наличием в его молекулах положительно заряженных реакционноспособных групп, относительное содержание которых зависит от степени деацетилирования. Хитозан используется для гранулирования удобрений, усиления действия инсектицидов и пестицидов, для борьбы с вирусными заболеваниями растений, как добавка к корму птиц для увеличения их привеса. Хитозан безопасен для человека, сельскохозяйственных животных и окружающей среды, в природных условиях он распадается с образованием простого совершенно безопасного моносахарида D-глюкозамина.

Олигосахариды хитозана – это биологически активные вещества, влияющее на обменные процессы. В специальных исследованиях, посвященным новым соединениям, олигосахариды хитозана называют лекарством XXI века.

Это связано с тем, что химическая структура олигосахаридов хитозана сходна с химической структурой компонентов тканей человека – хрящевой, соединительной. Кроме того, олигосахариды хитозана относятся к так называемым «сигнальным» молекулярным веществам. Сигнальные молекулы – олигосахариды «запускают» иммунные реакции, демонстрируют высокую противоопухолевую активность, стимулируют рост и размножение нормальных клеток.

Олигосахарид хитозана можно сравнить с «универсальным ключом», который подходит к «замкам» – рецепторам на поверхности клеток в организме человека. Идеально подходя к «замку», олигосахарид хитозана открывает путь для новых, необходимых организму химических превращений. Кроме того, благодаря своей химической структуре – большому количеству активных связывающих центров, олигосахарид хитозана способен улавливать, присоединять к себе и выводить из организма шлаки, токсины, радиоактивные вещества, а также излишний жир.

Все вышесказанное говорит о высокой перспективности применения хитозана, его производных и хитозановых технологий в различных отраслях промышленности при производстве потребительских товаров.

Размещение производственного комплекса.

Размещение основных (базовых) производств планируется произвести на трех площадках.

Первая площадка (основная) для размещения:

- производства олигосахаридов хитозана;

- производства хитозана;

- производства D-глюкозамина;

-производства биофлокулянтов;

- производство сельскохозяйственных препаратов.

Площадка будет приобретаться в собственность.

Одно из основных требований к площадке – она должна соответствовать требованиям, предъявляемым при размещении пищевых производств.

Вторая площадка для размещения:

- производства по сбору и кондиционированию сырья (панцирей ракообразных);

- производства хитина из произведенного сырья (панцирей ракообразных).

В связи с тем, что при производстве хитина требуется большое количество HCl и NaOH, а также образуется большое количество слабокислых и слабощелочных сточных вод с присутствием органики, то размещение этих производств планируется на территории одного из химических предприятий Нижегородской области.

Третья площадка для размещения:

- производства хитозансодержащего волокна.

Так как для производства волокна требуются специфические реагенты и сырье, то размещение этого производства планируется на территории Комбината Искусственного Волокна (КИВ) города Балаково Саратовской области.

Планируется приобретение площадок в собственность. Как вариант – площадки № 2 и 3 – долгосрочная аренда.

 Сырье и реагенты.

Сырье.

Хитин- второй, после целлюлозы, по распространенности в природе биополимер.

Основным источником сырья для производства хитозана является хитинсодержащее сырье добываемое промышленным способом – панцирь ракообразных (краб, креветка, криль и прочее). При этом из девяти видов промыслового  краба – семь видов, обитают у берегов России.

Для обеспечения гарантированного наличия сырья для производства хитозана, его поставки предполагается осуществлять одновременно из разных источников:

- крабодобывающие предприятия Севера, Дальнего Востока, Камчатки и Сахалина;

- крабодобывающие и креветочные хозяйства и предприятия Вьетнама, Ньюфаундлена, Индонезии, Малазии и проч.

Как отдельный источник рассматривается совместный Российско-Норвежский проект по переработке северного криля на о. Шпицберген.

К   роме того, ЗАО «Био Технологии» в 2005г. инициировало через Федеральное Агенство по Рыболовству проведение научно-исследовательской работы, а в 2006 году, совместно с ГОСНИОХР (Государственный научно-исследовательский институт озерного рыбного хозяйства г. Санкт-Петербурга) выиграло тендер и подписало государственный контракт на проведение НИОКР:  «Экономический анализ сырьевого рынка отходов переработки водных биологических ресурсов, включая ракообразных, с целью их использования для производства продукции с высокой добавленной стоимостью».

Результатом выполнения НИОКР будет создание Федеральной целевой программы, где ЗАО «Био Технологии» будет выступать основным потребителем и переработчиком отходов крабодобывающих предприятий России.

В процессе организации и ввода новых производств планируется поэтапный переход от одного источника сырья к другому:

При этом каждый переход на новый источник сырья (соответственно – пуск нового производства) будет снижать себестоимость предыдущего производства на 20 ÷ 25%.

Реагенты.

1. При производстве олигосахаридов хитозана используются доступные пищевые ферменты, производство и поставки которых налажены.

2. При производстве хитина и хитозана используются HCl и NaOH, которые промышленно производятся на многих химических предприятиях, в т.ч. Нижегородской области и их доставка не представляет сложности.

 

Производство по сбору и кондиционированию сырья.

В связи с тем, что компания планирует использовать не только различные источники сырья, но и различное сырье – панцирь краба камчатского,  панцирь краба красного глубоководного, панцирь креветки и проч., возникает необходимость его предварительного кондиционирования, которое включает в себя: инспектирование (удаление инородных включений), разделение по виду (панцирь краба – отдельно, креветки – отдельно и т. д.), а также размол, рассеивание до необходимых размеров и фасовка. Данная технология в совершенстве освоена и отработана компанией «Био Технологии».

Проведение этих операций позволит обеспечить производство высококачественным сырьем с оптимизированными входными параметрами, что в свою очередь позволяет выпускать хитозан высокого качества.

 

Производство хитина и хитозана.

Выделение хитина из панцирей ракообразных заключается в удалении минеральных (декальцинирование разбавленными кислотами) и белковых (депротеинизация разбавленным раствором щелочи) веществ.

В производстве хитозана из хитина используется реакция деацетелирования концентрированной щелочью.

Процесс производится в несколько стадий полунепрерывно:

· Депротеинизация, промывка;

· Декальцинирование, промывка;

· Деацетелирование;

· Промывка, отбеливание;

· Центрифугирование;

· Сушка;

· Фасовка.

Основная цель при проведении декальцинирования и депротеинизации заключается в возможно более полном удалении из панциря минеральных и белковых веществ без значительной деструкции макромолекул полисахарида.

При этом хитозан, который предназначен для дальнейшей переработки в олигосахариды хитозана, волокно и проч., не будет подвергаться сушке, что позволит снизить его себестоимость.

Производство олигосахаридов хитозана.

Планируется организация производства олигосахаридов хитозана методом ферментативного гидролиза, что, в отличии от методов химического гидролиза, позволяет полностью сохранить структуру хитозана.

Производимые олигосахариды хитозана будут находиться в ионной связи с органическими кислотами – аскорбиновой (витамин С), янтарной, уксусной и проч.

Производство по своей технологии – уникально, и будет являться единственным в России и в Европе.

 

Производство D-глюкозамина.

D-глюкозамин является основным «строительным материалом» для хрящевых покрытий наших суставов. Применяемые на сегодняшний день препараты, содержащие D-глюкозамин, являются в основном, продуктами переработки отходов птицеводства и животноводства, что, с учетом существующих там проблем («коровье бешенство», «птичий грипп»), накладывают на применение этих препаратов все больше и больше ограничений.

Специалистами ЗАО «БиоТехнологии» разработана уникальная технология получения D-глюкозамина из хитина и хитозана, - методом химического гидролиза (D-глюкозамин-хлорид, D-глюкозамин-сульфат) и методом ферментативного гидролиза, соответственно.

Создаваемое производство D-глюкозамина будет служить базой для производства целой серии конечной продукции (БАД, продукты функционального питания, напитки и проч.) обладающих ярко-выраженными хондроитиновыми свойствами.

Таким образом, выпускаемые хитин, хитозан, олигосахариды хитозана и D-глюкозамин являются уникальным сырьем для производства целой гаммы оздоровительных продуктов – начиная от биологически активных добавок и заканчивая продуктами функционального (оздоровительного) питания.

ЗАО «БиоТехнологии» совместно с «Нижегородским научно-исследовательским институтом детской гастроэнторологии» приступили к разработке рецептур серии продуктов функционального питания, обладающих направленным оздоровительным действием и не вызывающих, а в ряде случаев – предотвращающих пищевую аллергию, так называемого аглютенового питания. По последним опубликованным исследованиям – до 50 % населения развитых стран страдают пищевой аллергией на те или иные продукты, в том числе глютенсодержащие.

Производство хитозансодержащего волокна.

Производство хитозансодержащего волокна – это новое направление в применении хитозана. Такое волокно в небольших количествах производят Южная Корея, Польша, Италия, Япония. Производимое ими хитозановое волокно добавляется к хлопку (штапельная технология) для получения ткани с новыми потребительскими свойствами, а также для производства всевозможной гигиенической и ранозаживляющей продукции.

Новое перспективное направление применение хитозана в производстве волокна – волокно вискозное (или акриловое), к которому «привит» хитозан – технология композитного волокна. Практические работы были проведены на Балаковском (Саратовская область) и Тверском комбинатах искусственного волокна. Полученное волокно имеет до 25% хитозана в своей структуре и приобретает новые потребительские свойства:

- повышение и устойчивость окрашиваемости;

- вискозное волокно с хитозаном приобретает  хорошие противоусадочные свойства, в 1,3 раза повышаются физико-механические свойства;

- акриловое волокно с хитозаном приобретает свойства натурального – оно «дышит».

Все волокна приобретают антимикробные, противогрибковые и дезодорирующие свойства.

В последнее время появились публикации о благотворном влиянии на кожу человека при ношении белья из хитозансодержащего волокна.

ЗАО «БиоТехнологии» ведут совместную научно-исследовательскую работу с кафедрой химических волокон Московского государственного текстильного университета им. А.Н. Косыгина направленную на улучшение технологии получения композитного хитозансодержащего вискозного (акрилового) волокна. Следует отметить, что этой перспективнейшей технологией обладает только компания «Био Технологии».

Производство биофлокулянтов.

Одно из перспективных направлений применения хитозана – это использование биофлокулянтов на основе хитозана для очистки питьевых и сточных вод.

В 2000 г. специалисты ЗАО «БиоТехнологии» совместно с кафедрой прикладной биотехнологии Северокавказского государственного университета (г. Ставрополь) начинали совместную работу по разработке биофлокулянта на основе модифицированного хитозана для применения в молочной промышленности  для осветления молочной (подсырной, творожной) сыворотки и использование полученных компонентов для производства оригинальной молочно-кислой продукции, обладающей лечебно-профилактическими и оздоровительными свойствами.

В результате проведенных работ были выработаны специфические требования к применяемому хитозану, разработана нормативно-техническая документация, получена рецептура новой молочно-кислой продукции с хитозаном и олигосахаридами хитозана, которая получила высокую оценку специалистов.

В марте 2006 года биофлокулянты на основе модифицированного хитозана были опробованы в промышленном масштабе на Нижегородском молококомбинате №1 на подсырной сыворотке. Обработанные результаты показали высокую экономическую эффективность применения хитозановых технологий в молочной промышленности.

Организуемое производство биофлокулянтов позволит внедрить высокоэффективные экологически чистые методы осветления молочной сыворотки, что решит многие экологические проблемы молочной продукции и даст жизнь целой серии новых молочно-кислых продуктов с хитозаном и олигосахаридами хитозана, обладающих высокими оздоровительными свойствами.

Производство сельскохозяйственных препаратов.

Важным элементом современных технологий выращивания сельскохозяйственных культур является применение биологически активных и экологически безопасных средств защиты растений, включая ростостимулирующие препараты. Для того чтобы увеличить урожай, улучшить его качество, повысить устойчивость растений к неблагоприятным факторам, болезням и вредителям, необходимо применять средства защиты растений, не накапливающиеся в почве, растениях и организмах животных и человека, легко деградируемые в природной среде. Всем этим требованиям отвечает хитозан – биополимер природного происхождения.

Росторегулирующие свойства хитозана, помимо увеличения урожайности, косвенно способствуют борьбе с патогенами, так как более сильное растение, начиная с раннего периода произрастания, лучше борется с патогенами и неблагоприятными условиями. То есть катионный полисахарид хитозан с полным основанием можно считать индуктором болезнеустойчивости растений.

В рамках Государственной программы «Мало опасные пестициды и биологически активные вещества», в которой принимали участие ИНЭОС, ВИЗР, ВНИИБЗР, ВНИИФ и другие были разработаны хитозансодержащие сельскохозяйственные препараты, полевые испытания которых в Нижегородской области проводило ЗАО «БиоТехнологии» и получило хорошие результаты.

В рамках проекта планируется организация производства таких экологически безопасных и эффективных ростостимулирующих хитозансодержащих препаратов, обладающих фунгицидными свойствами.

 Организация толлинговых производств.

Выпускаемые хитин, хитозан, олигосахариды хитозана и D-глюкозамин являются уникальным сырьем для производства целой гаммы оздоровительных продуктов – начиная от биологически активных добавок и заканчивая продуктами функционального (оздоровительного) питания. ЗАО «БиоТехнологии» совместно с «Нижегородским научно-исследовательским институтом детской гастроэнторологии» приступили к разработке рецептур серии продуктов функционального питания, обладающих направленным оздоровительным действием и не вызывающих пищевой аллергии.

Совместно с Нижегородским масложировым комбинатом ведутся работы по организации производства масла на основе хитозана и олигосахаридов хитозана, обладающего антимикробными и противогрибковыми свойствами, а также увлажняющим и ранозаживляющим эффектом.

С ФГУ «НИИ Текстильных материалов» (г. Москва) ведутся переговоры по организации переработки хитозансодержащих тканей в различные готовые изделия – нательное белье, подкладочные материалы, а также изделия медицинского и специального назначения (армия, МВД, МЧС и проч.). 

Сроки реализации.

Планируется в течение 12-18 месяцев запустить основные (базовые) производства. Уже в первые месяцы может быть налажено толлинговое (по договорам подряда на существующих предприятиях) производство серии конечной продукции – функционального питания и др. Следует отметить, что данное направление является одним из перспективнейших и востребованных, а накопленный научный и технологический потенциал компании позволит организовать данные работы на высочайшем уровне.

Таким образом, получаемая уже в первые месяцы работы прибыль (реализация конечной продукции) может быть направлена на развитие, что в свою очередь сократит сроки реализации проекта и возврат вложений.