中國氨基酸工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

nzhqlucky · 發(fā)表于 2009-7-27 11:46:22

中國氨基酸工業(yè)只有短短的 40 年發(fā)展歷程。1965 年發(fā)酵法生產(chǎn)味精的成功, 帶動了氨基酸的研究開發(fā)。目前, 中國已經(jīng)成為氨基酸生產(chǎn)和消費(fèi)大國, 年消費(fèi)量約 140 萬 t 左右。以谷氨酸、賴氨酸和蛋氨酸為主。
1 蛋氨酸
近年來, 國內(nèi)外市場對蛋氨酸的需求逐年強(qiáng)勁增長, 成為需求增長最快的氨基酸品種之一1993 年, 全世界蛋氨酸產(chǎn)量為 26 萬 t, 1999 年達(dá)45 萬 t, 2002 年為 55 萬 t。目前, 全球的年產(chǎn)能約為 100 萬 t, 年產(chǎn)量約為 70 萬t。預(yù)計(jì)全球總產(chǎn)能會達(dá)到 110 萬 t/年左右, 但產(chǎn)量不會超過 70 萬 t市場仍將明顯供過于求。蛋氨酸的生產(chǎn)主要集中在安迪蘇、德固賽和諾偉司, 約占世界產(chǎn)量的 90%。
1.1 中國市場概況
在中國市場, 每年都要從國外大量進(jìn)口蛋氨酸, 現(xiàn)已成為中國化學(xué)原料藥進(jìn)口的大宗產(chǎn)品,2003 年進(jìn)口量高達(dá) 7 萬 t, 進(jìn)口額過 1 億美元。據(jù)專家預(yù)測, 到 2010 年, 全世界蛋氨酸需求將達(dá)到90 萬 t, 中國的需求量也將超過 10 萬 t。近年中國對蛋氨酸的需求量還將持續(xù)增長, 但一定時期內(nèi)依靠大量進(jìn)口來滿足。中國是世界第 2 大飼料生產(chǎn)國, 市場需求的年增長率 7%￣8%, 蛋氨酸基本依靠進(jìn)口。在中國市場, 日本公司占據(jù)了 43%份額、德固賽為 21%、諾偉司 10%、安迪蘇為 21%, 其他占 5%。由于中國蛋氨酸市場快速擴(kuò)張且競爭日趨激烈, 國外蛋氨酸生產(chǎn)廠商均加大了在中國的銷售力度。
目前, 中國生產(chǎn)蛋氨酸在工藝技術(shù)、原料、設(shè)備、成本等方面還存在一些有待解決的問題, 但火爆的市場已對企業(yè)產(chǎn)生了巨大的誘惑, 已有企業(yè)著手蛋氨酸規(guī)模生產(chǎn)的研發(fā)、設(shè)計(jì)和規(guī)劃。山東天易科技公司建設(shè)蛋氨酸中試裝置, 各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均已達(dá)到或超過國外同類產(chǎn)品, 預(yù)計(jì) 2007年 6 月建成投產(chǎn), 設(shè)計(jì)規(guī)模為年產(chǎn)能力 3 萬 t。本溪化工集團(tuán)、辛集化工等公司的蛋氨酸項(xiàng)目也進(jìn)入準(zhǔn)備階段。
據(jù)了解, 德固賽并未忽視蛋氨酸醫(yī)藥保健用途的開發(fā)。2004 年 12 月德固賽在廣西南寧武鳴投資的安力泰美詩藥業(yè)公司的 L- ( 左旋) 蛋氨酸新生產(chǎn)線正式建成投產(chǎn)。本次新建的這條 L- 蛋氨酸生產(chǎn)線是該企業(yè)的二期工程, 產(chǎn)能為 400t, 是目前全球產(chǎn)量最大的食品、藥品級蛋氨酸生產(chǎn)線, 可滿足全球 50%的需求。
1.2 產(chǎn)品品種
目前, 市場銷售的蛋氨酸有 4 個品種, 分別為固體蛋氨酸、液態(tài)羥基蛋氨酸(MHA)、液體蛋氨酸鈉鹽和固體羥基蛋氨酸鈣鹽。其中固體蛋氨酸和 MHA 分別占據(jù)世界市場的前兩位。在美國蛋氨酸市場主導(dǎo)產(chǎn)品是 MHA, 固體產(chǎn)品占次要地位。而在中國情況恰好相反, 不過液體產(chǎn)品也逐漸被市場認(rèn)識并接受, 市場份額不斷提高。
1.3 市場需求趨勢
全球 2006 年蛋氨酸需求量為 60 萬￣70 萬 t,據(jù)預(yù)測今后蛋氨酸市場年均增長率為 3%￣4%,其中歐洲、日本和韓國市場趨于飽和, 而東歐、亞洲(日本除外)和南美市場正在發(fā)展, 特別是中國,由于生活標(biāo)準(zhǔn)提高, 對肉類的需求增加, 中國市場需求的年增長率約為 7%￣8%, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全球年均增長水平, 因此, 中國將是世界各大蛋氨酸生產(chǎn)商的主攻市場。
2 賴氨酸及其鹽
L- 賴氨酸是人體必需氨基酸之一, 是世界上僅次于味精的第 2 大氨基酸品種。截至 2006 年, 全球?qū)︼暳霞壻嚢彼岬男枨蠹s為 100 萬 t/年, 中國的需求約為 24 萬 t/年。
2.1 主要品種
在過去賴氨酸發(fā)展歷程中, 比較成熟的產(chǎn)品有賴氨酸鹽酸鹽、蛋白賴氨酸、液體賴氨酸等。賴氨酸鹽酸鹽特點(diǎn)是純度高, 顆粒均勻, 抗潮性能優(yōu)越, 該產(chǎn)品在世界范圍已被廣泛接受。該產(chǎn)品生產(chǎn)工藝復(fù)雜, 能源與水的成本費(fèi)用較高, 成為制約其發(fā)展的重要缺點(diǎn)。蛋白賴氨酸以及賴氨酸鹽酸鹽在數(shù)年前就已經(jīng)研制, 但真正用于大量生產(chǎn)時間不長。此產(chǎn)品充分克服了賴氨酸鹽酸鹽能耗與水耗大的缺點(diǎn), 生產(chǎn)成本具有相當(dāng)高的競爭優(yōu)勢。缺點(diǎn)是易吸潮, 產(chǎn)品穩(wěn)定性較差。隨著賴氨酸科技的發(fā)展, 近年來又開發(fā)了液體賴氨酸, 具有更低的生產(chǎn)成本, 但由于是液體,運(yùn)輸困難而限制了該產(chǎn)品的流通半徑。
2003 年以前, 中國市場以 98.5%賴氨酸鹽酸鹽為主, 品種單一。大成生化公司于 2003 年研發(fā)生產(chǎn)的 65%賴氨酸硫酸鹽, 是繼德固賽后, 世界第 2 個生產(chǎn)賴氨酸硫酸鹽的制造商, 具有相當(dāng)大競爭優(yōu)勢。
2.2 中國發(fā)展近況
中國賴氨酸產(chǎn)業(yè)起步于 20 世紀(jì) 90 年代初,近 10 多年來, 用賴氨酸的市場需求急速增長, 拉動了生產(chǎn), 使產(chǎn)量有了飛速發(fā)展。2000 年, 大成集團(tuán) 1.5 萬 t 賴氨酸廠建成投產(chǎn), 到 2006 年, 僅大成集團(tuán)的賴氨酸產(chǎn)量已超過 25 萬 t, 其中國內(nèi)銷售量約為 20 萬 t。2006 年中國賴氨酸進(jìn)口量比 2005 年減少40%, 一些國外的產(chǎn)品逐漸退出中國市場。近幾年, 國產(chǎn)賴氨酸的消費(fèi)量已經(jīng)超過進(jìn)口(圖 1)。

從表 1 中可以看出:
● 2005 年, 中國賴氨酸市場發(fā)生的很大變化, 市場總量為 32.46 萬 t, 比 1999 年 4.87 萬 t 平均增長速度為 3.94 萬 t/年, 平均增長率為 79%。
● 國產(chǎn)賴氨酸所占比例逐年上升, 由 1999年的 18.48%至 2005 年的 83.18%。平均每年增長比例 28.74%。
● 進(jìn)口賴氨酸量所占比例逐年下降, 由 1999年的 81.25%降到 2003 年的 54.51%。平均每年遞減比例 20.08%賴氨酸及其鹽類進(jìn)口量自 2003 年起開始減少。2006 年中國累計(jì)進(jìn)口賴氨酸 2.49 萬 t, 比上
年同期減少 54.43%。賴氨酸及其鹽類出口逐年增加, 至 2005 年出口量開始大于進(jìn)口量。2006 年中國累計(jì)出口賴氨酸 4.29 萬 t, 比上年同期增加 121.27%, 主要從吉林出口, 占中國賴氨酸出口總量的 80.49%。
2.3 市場展望及對策
首先, 飼用將大量增加。預(yù)計(jì)到 2010 年, 中國對飼用賴氨酸的需求將達(dá)到幾十萬噸。其次是醫(yī)藥及其他領(lǐng)域用量需求量大。氨基酸大輸液一直是臨床用量很大的品種, 賴氨酸是其主要成分之一。此外, 近年來多種氨基酸飲料正在歐美、日韓等發(fā)達(dá)國家流行, 今后將向中國等發(fā)展中國家擴(kuò)展。氨基酸在化妝品特別是中高
檔化妝品中的用量也在增加。
雖然賴氨酸市場今后長期看好, 但近幾年中國賴氨酸的供應(yīng)量會遠(yuǎn)大于需求量, 企業(yè)間成本競爭將更加激烈。中國企業(yè)切不可掉以輕心, 應(yīng)不斷努力, 在做大的同時還力爭做強(qiáng)。
3 蘇氨酸
截至 2006 年, 全球飼料中蘇氨酸的需求量約為 8 萬 t/年, 中國的需求量約為 2 萬 t/年。目前, 在蘇氨酸領(lǐng)域研究開發(fā)處于世界領(lǐng)先水平的是日本味之素公司, 它是全球最大的蘇氨酸生產(chǎn)公司, 總產(chǎn)能達(dá)到 2.9 萬 t/年, 大約占全球市場份額 40%, 其發(fā)酵法生產(chǎn)的蘇氨酸產(chǎn)酸率 8%左右。前蘇聯(lián)用基因重組法改造的基因工程菌, 其產(chǎn)酸率在 7%左右。大成集團(tuán) 2005 年產(chǎn)量為 8 000t, 主要生產(chǎn)指標(biāo)中, 產(chǎn)酸率為 8%, 轉(zhuǎn)化率為 40%, 成品收率為
75%, 技術(shù)上處于世界先進(jìn)水平。賴氨酸和蘇氨酸項(xiàng)目符合國家產(chǎn)業(yè)政策, 是國家重點(diǎn)鼓勵投資的產(chǎn)業(yè), 賴氨酸和蘇氨酸的生產(chǎn)對提高中國飼料品質(zhì)、降低蛋白質(zhì)原料消耗、減少此類產(chǎn)品進(jìn)口量以及節(jié)約外匯有重要義。
4 谷氨酸鈉
谷氨酸是目前生產(chǎn)量最大的氨基酸品種, 主要以谷氨酸鈉( 商品名味精) 的形式作為食品增鮮劑, 少量用于醫(yī)藥行業(yè)。

2006 年, 中國的味精產(chǎn)量已達(dá)到 136 萬 t, 成為占世界產(chǎn)量 66%左右的第 1 生產(chǎn)大國。技術(shù)水平和裝備水平也在不斷提高, 大大縮短與國外先進(jìn)水平的差距。1965- 2005 年的 40 年間, 中國味精的最高年產(chǎn)量(商品量)為136 萬 t(2005 年數(shù)據(jù), 占全球總產(chǎn)量的 66%), 年均增長率 17.0%。2005 年的產(chǎn)量為 1965 年的 339 倍(圖 2)。
5 L- 苯丙氨酸
中國 L- 苯丙氨酸產(chǎn)業(yè)化之路尚在起步階段,2005年, 中國國內(nèi)市場對 L- 苯丙氨酸的需求在3 000t 左右。
國家一直十分重視 L- 苯丙氨酸的制備研究,曾列入國家“六五”、“七五”、“八五”等重大科研攻關(guān)計(jì)劃, 但因成本過高等原因一直沒有投入工業(yè)化生產(chǎn), 極大地限制了中國 L- 苯丙氨酸及下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前, 需求主要從美國或日本進(jìn)口, 由于價格太貴, 市場供應(yīng)數(shù)量有限, 限制了
阿斯巴甜在中國的應(yīng)用。隨著南京化工大學(xué)的海因酶法合成 L- 苯丙氨酸技術(shù)的日趨成熟, 為中國發(fā)展 L- 苯丙氨酸和阿斯巴甜帶來了技術(shù)上的支持。目前 L- 苯丙氨酸
制備方法主要有直接發(fā)酵法、化學(xué)合成法和酶法。其中, 化學(xué)合成法路線長, 副產(chǎn)物多, 且產(chǎn)物為光學(xué)消旋體, 需進(jìn)行光學(xué)拆分, 成本高。
6 聚合氨基酸類
自 20 世紀(jì) 90 年代, 開發(fā)“綠色化學(xué)產(chǎn)品”是世界工業(yè)的一大新趨向。聚合氨基酸系列產(chǎn)品已在“綠色化學(xué)產(chǎn)品”中嶄露頭角。日本是世界上最大氨基酸生產(chǎn)國與輸出國。日本科學(xué)家在聚合氨基酸的研究開發(fā)方面也處于領(lǐng)先地位。
6.1 聚谷氨酸
除日本 Ajinomoto 公司已成功開發(fā)并投產(chǎn)外, 2003 年, 臺灣味丹公司也已開發(fā)出了 γ- 聚谷氨酸。我國聚谷氨酸目前還沒有工業(yè)化生產(chǎn), 有許多研究機(jī)構(gòu)正在研究和小試中。
6.2 聚賴氨酸
該產(chǎn)品發(fā)酵周期較長, 大約在 7d, 目前, 我國各大院校有所研究, 但還沒有工業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè)。
6.3 聚精氨酸
據(jù)悉, 德國拜耳公司已達(dá)成年產(chǎn) 2 000t 級PAA 實(shí)驗(yàn)工廠, 產(chǎn)品主要為 PAA 高吸水性樹脂。由于 PAA 具有生物降解性, 即使用過后丟棄也絕不像丙烯酸樹脂那樣造成嚴(yán)重環(huán)境污染。
6.4 聚天門冬氨酸(PASA)
聚天門冬氨酸具有氨基的聚羧酸, 是一種高分子材料, 聚合氨基酸是一前途無限廣闊的工
業(yè)、農(nóng)業(yè)與食品業(yè)的新穎原料, 它在中國的 21 世
紀(jì)里也必將大放異彩。
7 其他氨基酸
7.1 色氨酸
色氨酸是重要的氨基酸之一, L- 色氨酸為蛋氨酸、賴氨酸之后的第 3 飼用氨基酸, 目前世界色氨酸年產(chǎn)約 1 000 多 t, 作為飼料添加劑使用的色氨酸量有數(shù)百 t。世界上主要生產(chǎn)廠家是日本的昭和電工、協(xié)和發(fā)酵和三進(jìn)化學(xué)公司, 它們主要用發(fā)酵法生產(chǎn)色氨酸, 德國的德固賽公司則兼用發(fā)酵法和合成法生產(chǎn)色氨酸。中國主要有上海、武漢、北京等地小規(guī)模生產(chǎn), 用于藥品。但尚無廠家生產(chǎn)飼用色氨酸。
7.2 肽類
7.2.1 乳鏈菌肽
目前, 國內(nèi)市場以銀象公司為主要生產(chǎn)企業(yè), 紅梅集團(tuán)也于 2004 年開始生產(chǎn)同類產(chǎn)品, 行業(yè)中成品效價約在 1 000IU/mg 左右, 發(fā)酵水平可達(dá) 6 000￣7 000IU/dl, 成本約在 500￣600 元/kg。多數(shù)應(yīng)用于乳制品和肉食品的保鮮。
7.2.2 谷胱甘肽
谷胱甘肽(glutathione, 簡稱 GSH)是一種具有多種重要生理功能的三肽。臨床上用于肝臟疾病, 藥物和重金屬中毒的治療, 并可與抗癌藥合用。目前, 谷胱甘肽在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用日益受到人們的重視。
8 中國飼料用氨基酸發(fā)展建議
與發(fā)達(dá)國家相比, 中國的配合飼料普及率仍比較低, 傳統(tǒng)養(yǎng)殖在中國畜牧業(yè)生產(chǎn)中仍占有較
大的比重, 目前, 中國人均年配合飼料占有量僅為 47kg, 為全球人均占有量的 50%, 因此, 中國配合飼料具有較大的發(fā)展空間。
8.1 擴(kuò)大單套裝置的生產(chǎn)規(guī)模, 提高供應(yīng)能力
首先是賴氨酸, 盡管中國已具備了一定的供應(yīng)能力, 總規(guī)模已達(dá)到 16 萬 t/a, 但原料配套條件差, 因此應(yīng)充分發(fā)揮中國農(nóng)產(chǎn)品資源的優(yōu)勢, 在擴(kuò)大企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的基礎(chǔ)上, 提高中國賴氨酸的供應(yīng)能力, 滿足中國市場的需求。與賴氨酸生產(chǎn)相比, 蛋氨酸的工藝路線較長, 至今中國尚未完全掌握其生產(chǎn)技術(shù), 已建成的 1 萬 t/a 生產(chǎn)裝置已基本不能發(fā)揮作用, 因此依靠中國自身力量根本不能發(fā)展蛋氨酸生產(chǎn)。根據(jù)目前全球蛋氨酸的供應(yīng)形式和生產(chǎn)裝置的布局, 國外公司在中國發(fā)展蛋氨酸生產(chǎn)的可能性是存在的, 因此中國蛋氨酸生產(chǎn)的發(fā)展必須走中外合資的道路。
8.2 實(shí)現(xiàn)原料供應(yīng)和產(chǎn)品生產(chǎn)的一體化
在長春大成公司沒有投產(chǎn)之前, 中國賴氨酸生產(chǎn)企業(yè)主要集中在長江以南地區(qū), 除廣西桂元公司以當(dāng)?shù)氐闹铺菢I(yè)副產(chǎn)的糖蜜為原料外, 其他兩家企業(yè)全部使用玉米淀粉, 因此賴氨酸的生產(chǎn)成本中玉米淀粉的運(yùn)輸費(fèi)用在 500 元/t 左右。隨著國外產(chǎn)品的大量進(jìn)入, 賴氨酸的售價大幅度下跌, 最低時不足 1 萬元/t, 因此兩家企業(yè)嚴(yán)重虧損。然而, 長春大成公司自 2001 年投產(chǎn)以來, 盡管賴氨酸的售價處于歷史上較低的水平, 但由于該企業(yè)具有一定規(guī)模的玉米綜合加工能力, 使得玉米淀粉原料成本比中國的其他企業(yè)至少低 800元/t, 因此該企業(yè)的賴氨酸生產(chǎn)仍具有較好的經(jīng)濟(jì)效益, 2002 年將生產(chǎn)能力提升到了 5 萬 t/a, 基本具備了與國外公司抗衡的能力。由此看來, 今后發(fā)展賴氨酸生產(chǎn)必須走與玉米淀粉加工相結(jié)合的路子, 只有這樣企業(yè)才能在激烈的市場競爭中爭取到一席之地。相對賴氨酸生產(chǎn)所需的原料來講, 蛋氨酸所需的原料比較多, 而且有些原料是某種化工生產(chǎn)中的副產(chǎn)品, 如氫氰酸是丙烯腈生產(chǎn)時的副產(chǎn)品, 硫化氫是石油煉制中的廢棄物, 因此如能與這些產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)相聯(lián)合, 不僅可以解決處理這些副產(chǎn)品的難題, 而且可變廢為寶, 降低蛋氨酸的生產(chǎn)成本。
8.3 增加產(chǎn)品品種
中國現(xiàn)在所能生產(chǎn)的飼用氨基酸產(chǎn)品僅有賴氨酸鹽酸鹽一種形式, 而國外已有硫酸鹽和液體賴氨酸等產(chǎn)品。賴氨酸硫酸鹽的生產(chǎn)工藝簡單, 生產(chǎn)成本低于賴氨酸鹽酸鹽; 液體賴氨酸使用效果比較好, 產(chǎn)品的損失小, 因此應(yīng)根據(jù)飼料工業(yè)的發(fā)展需要, 增加產(chǎn)品品種。
8.4 加強(qiáng)國內(nèi)外合作, 進(jìn)一步提高技術(shù)水平
盡管中國已基本掌握了賴氨酸的生產(chǎn)技術(shù),但蛋氨酸和蘇氨酸的生產(chǎn)技術(shù)尚未完全掌握, 因此有必要加強(qiáng)對外交流和合作, 不斷提高技術(shù)水平, 確保在競爭中取勝。