发布时间:2023-10-05 10:23:15
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1.医药化工现状及存在的问题
1.1医药化工生物技术的现状
我国的医药消费水平与国际上先进的水平相比差距很大,其中,进口药占的比例大,国产药的市场很小。近几年,我国已经成为原料药的出口基地和成品药的销售市场,因此,加速我国药物的研发和市场的拓展是我国重要的国策。已经批准的基因工程药物有:重组人粒细胞集落刺激因子,重组人红细胞生长素,碱性成纤维细胞生长因子,重组表皮生长因子等。近几年,还研究出治疗老年痴呆症的基因工程新药,胰岛素和生长激素等。
1.2药物化工生物技术存在的问题
现如今,我国的医药化工行业发展迅速,已经成为原料产地和商品市场,并且成为生产大国。但是,由于大量的药物生产,我国产生的环境污染问题日益严重,虽然得到有效控制,但是未得到根本解决,其中,废气污染是其主要问题,并且受到世界各国的关注。由于废弃的排放量大,其中主要污染物是苯类、醚类等有毒且有难闻气味的气体,进入自然环境后对人们的身体健康和生态环境造成极大的破坏,由此产生的环境问题的纷扰络绎不绝,目前已经成为废气领域的重点和难点。
1.2.1清洁水平低
我国医药化工行业的清洁水平较低,大多数工人不注意厂内的清洁,与其他国外同类企业相比,我国入门标准较低、规模小、资金不足、技术欠缺、创新能力不强,并且生产管理和工艺等方面也与国外存在较大的差距。
1.2.2废气处理方法不当
据调查,目前我国处理废弃的方法有冷凝法和有机溶剂吸收法等,缺少经济有效的处理废弃的方法。我国对废弃的技术水平低、投资成本低,但是有机溶剂吸收法也取得了较好的效果。因此,开发和创新经济、有效的废气处理技术已成为今后医药化工行业发展的重点。
1.2.3监管部门管理松懈
由于缺少经济有效的废气处理技术,大多数企业为了应付环保单位的检查,采用一些简单的废气处理技术,但是,这些简单的废气处理方法存在着明显的缺陷,并且不能达标。因此,要严格管理医药化工企业的生产,对其产生的生产问题进行严肃处理,甚至通过停产等方式来保护环境,一旦监管部门有所放松,就会出现反弹污染加重的现象。
由于医药化工行业的废气种类多、成分复杂,并且环保部门监管不强,在一定的程度上制约了废弃整治工作的顺利进行。尽管一些医药化工企业能达到排放标准,但是有机污染物的排放量还是很大,环境污染问题也日益严重。因此,要加强监管措施,对医药化工行业加强监管。
1.2.4环保措施不足
医药化工产品的种类繁多、更新较快且采用小型的批量生产,一些企业为了增强市场竞争力和逃避责任,随意排放污水和废气,从而导致环保部门难以掌握生产的实际情况,造成执行困难。由于废气的排放扩散快,因此,发生废气污染时,无法准确确认排放废气的企业。我国的环保标准和技术都不完善,对医药化工废气的污染特点和治理技术不够了解,造成了环保执法简单,未得到有效的控制。
1.3废气排放的特点
废弃的排放点较多,无污染的排放较为严重。医药化工产品对溶剂的消耗量大,几乎每台设备都会有几个废气排放点,且都无组织的排放,厂子里的废气浓度较高,并且间接性的排放多、排放不稳定、废气的成分复杂、影响范围广。由于生产过程中易燃、易爆的物质多,反应过程过于激烈且风险大,加上生产设备和生产工艺水平极低,因此,造成事故增多。
2.医药化工现存问题的解决措施
我国的废气治理工作已经取得了有效的治理,一些生产方式落后、污染极其严重和治理无望的一些企业也已经被强行关闭。医药化工企业周边环境空气质量有所改善,环境质量明显提高。但是,要彻底解决废气污染问题,还需要进一步加强管理,并提出有效的解决措施。
2.1源头控制
要结合医药化工行业废气排放的特点,对其进一步加强严格的环境执法监督和优化产业结构等措施,并且建立完善的废气污染防治技术。据调查,大部分的医药化工企业已经建立起了清洁制度,并且投入了大量的资金进行生产技术的改造,冷凝法等废气处理方法得到普遍的应用。采取清洁生产、过程控制和末端治理相结合的全过程控制废气治理技术路线,优先采用能源、资源节约型的废气治理技术是现在较为有效的废气处理方法。
2.2完善的技术
医药化工企业的数量多、更新快,事故性的排放时有发生,并且废气的种类复杂,因此,需要迫切开发经济有效的废气治理新技术。现如今,新的废气处理技术相继涌现,其中碳纤维吸附法最具代表性。碳纤维吸附法适用于几乎所有溶剂废气处理,采用碳纤维作吸附剂时,回收的溶剂品质高,但投资、运行成本较高,一般用于回收溶剂的场合。应用最广泛的废气处理技术是冷凝法和吸附法,通过对它们的改进,将进一步提高效率、降低成本,并尽力解决技术中存在的问题。效率最高的废气处理技术是催化氧化法,在新技术研发时,要加强新型催化剂的研发,提高其利用效率。现如今,等离子技术的处理技术较高,设备维护简单,资金投入较低,适合处理浓度较低的废气。
2.3提高入行的门槛
在招收车间技术人员时,要对其进行严格的专业技术的考评,通过多项技能测试确定从业人员。提高入行门槛是为了规范和指导医药化工企业废气污染防治行为,全面提升医药化工行业生产和环保装备水平,防止一些应付环保检查的措施或设施被滥用,有必要制定医药化工行业溶剂废气污染防治技术规范,提高行业准入门槛。
2.4政府要大量扶持医药化工行业的发展
对具有一定规模的医药化工行业的企业,政府相关的部门都要与企业建立责任制度,为企业提供最优质的服务,并且出台相应的优惠政策,并且运用各种媒体大力宣传知名的医药化工企业。
2.5制定相应的废气排放标准
企业要结合生产、环保科技发展的最新成果,制定具有指导作用的医药化工行业废气污染防治技术规范。相关监察部门要制定废气排放标准,实行排放制度在环境保护中有着极其重要的地位和不可替代的作用,是环境监管的技术依据。由于缺少完善的排放标准,并且没有确定的控制指标,因此,要对医药化工行业制定相应的排放控制标准,并对废气实行总量控制。
由于医药化工产品种类多,新产品更新快,制订溶剂回收率控制指标,以提高有机溶剂回收水平。制订区域医药化工行业排放总量控制计划,对废气实行总量控制,防止溶剂废气稀释排放。
2.6其它
要从医药化工企业的选址、工艺方案和生产技术、环境保护、安全、事故应急措施、环境监测等方面进行规范化管理;从废气防治技术、废气处理技术以及运行管理等方面规范废气防治的基本技术要求。
3.医药化工的发展方向
针对一些重大疾病,开发一些能够治疗神经系统、艾滋病、心血管疾病等新生物技术产品。选择一些市场市场前景较好的生物技术产品进行开发,我国在这方面已有一定的研究。开发治疗抗肿瘤的药物,利用抗体对癌细胞进行全面攻击,把药物准确的引向病原而不伤及其他组织和细胞。进行人源化的单克隆抗体的研究开发,并且把血液替代品的研究放在重要地位。
4.结语
目前,我国医药化工行业的发展迅速,医药化工企业的数量也迅速增加,但是发展过程中存在的问题也有待解决,要运用各种新技术对医药化工行业的废气污染问题进行有效处理,并积极研发新的生物技术,以解救更多被病痛折磨的人类,为社会的发展作贡献。
【参考文献】
一、我国化工产业的发展现状
随着经济的快速发展,我国的化工产业也在加快经济结构的调整,提高化工产业的发展水平,并,并不断的引进高新技术来推动传统化工产业的转型,改造传统的化工生产技术,尤其是新能源化工、生物化工、精细化工和医药化工产业,更是促进了我国的化学工业的发展。虽然在最近几年,受到了我国宏观经济政策的调控,以及经济危机的影响,我国的化工产业出现了产能过剩的现象,很多化工产品的价格都呈现上涨趋势,但是,在2010年的下半年,由于农产品与棉花的价格不断上涨,使得化肥与棉花制品的价格也随之上涨。同时,由于油价的上调,导致化工产业、化学原料的价格也呈现出了上涨的势头。同时,由于全国各地都在促进城市节能减排,所以,对有关化工生产的企业都实施限电措施,进而导致化工产业的生产活动受到了严重影响,向市场所供给的化工产品也有所降低,使得化工产品的价格也呈现出了上涨趋势。
尽管化工产品的价格上涨,但是对化工产皮的需求仍然是供不应求,所以剩余产品过剩的情况得到了环节。由于过剩产能的淘汰需要经历一个长时间的古城,而目前的低碳经济成为了我国经济、城市发展的主流方向,所以,节能减排的政策将会继续实施。
所以,目前我国化工产业发展主要以促进环境污染少,环保型,生物技术、新能源方面的化工产业,而对于环境污染严重、能源消耗多的传统化工产业的发展规模不断的缩小,满足市场需求即可。
二、我国化工产业的发展前景展望
我国的化工产业的发展不仅受到了国内经济环境的影响,同时也受到了国际经济环境的影响。自2009年以来,我国实行了宽松的货币政策和积极的财政政策来刺激经济的快速、稳定增长,这使得我国自2008年美国金融危机波动全球以来,经济复苏速度最快的国家,在经济回升的这段时间,我国的国内需求较国外市场相比较速度更快,化工产业的增长也较为明显、迅速,因此,我国化工产业成为了低迷的全球化工市场产业的一大亮点。从今年关于化工产业的季度调查可以看出,我国的化工产业的发展已经迎来了又一高峰,低迷的情况已经过去,很多化工产品的生产产量已经逐渐的恢复到2008年发生经济危机之前的状态,市场需求也逐渐稳定,初步达到了供需平衡的状态。同时,在去年,我国的化工产业的发展势头也越来越强烈、成为了化工产业由弱到强的一个过渡年头。主要有两个方面的表现:一方面是我国内需的增长在不断拉动化工产业的发展,也成为了化工产业发展的主导力量,我国对化工产业的需求也在不断增长;另一方面是美国金融危机的发生使我国化工产业的结构弊端逐步曝出其弊端,更深层次的矛盾也逐渐凸现出来,这也促进我国的化工产业的结构调整和产业升级的速度,这成为了我国未来化工产业发展的主要方向。
但是,尽管如此,我国的化工行业的未来发展任然存在着很多不利因素,这些不利因素主要表现为以下两个方面:
第一,在我国整体的化工行业中,部分行业存在着产能过剩的问题,严重的阻碍了这些行业的继续发展。例如。电石、纯碱、乙烯、尿素等,这些行业的发展存在着长期的痼疾,它对整个化工行业的未来发展所产生的不利影响已经被人们所关注。例如乙烯化工的发展,在我国所生产的乙烯,如果当年所生产的全部乙烯产量中的绝大部分在下一年得到了释放,但是在下一年还有很多大型的乙烯、甲醇以及制烯烃等项目要进行投产,并且预计会生产出叫当年产量更多的化工产品,那么乙烯就会出现生产过剩的情况,而长时间的积累会使得这一局面更为扬中。因此,对于我国处于经济恢复时期,如果化工生产过剩问题得不到很高的解决,将会对我国的化工产业复苏产生不利影响,也会对整个行业以及我国的整体经济回升的趋势形成拖累。所以,行业生产过剩问题会使得我国化工行业的发展前景不容乐观。
第二,化工行业的发展对于我国的贸易环境也有不利影响。在2011年,我国的经济还处于全面复苏阶段,但是仍然存在着很多不确定的因素对经济复苏产生一定的影响,因此,我国的经济在复苏、发展的过程中会面临着更大的压力,它将是一个更为曲折的过程。同时,西方的一些发达国家经济增长也受到了金融危机的严重影响,其国内人民的就业形势也较为严峻,从整体看,经济状况,消费情况也不理想,因此,我国与这些国家之间的化工产品贸易会受到严重影响。此外,我国的化工产业除了面对产能过剩问题还同时面临着贸易出口的问题,由于我国与某些国家之间的贸易摩擦,更是使得我国的化工产品出口面临更大压力,这种压力还处于增大的趋势。在美国金融危机的影响下,西方的发达国家和出现了二次工业化的思潮,贸易之间的进出口促进了这些国家商业的发展,在这些思潮的促动下,他们对我国的化工产品出口实行强烈的反倾销或者反补贴政策,对我国化工产品的出口造成了强大的阻碍作用,化工产品出口前景也面临着低潮。进而对我国的化工产业发展产生了不利影响。
此外,自2010年以来,我国的化工产业,以原油、钢铁等能源为代表的大宗商品价格一直处于上涨期,这对于我国的化工产业的发展带来了巨大的成本方面的压力。
由此可以看出,我国的化工产业发展前景不容乐观,但是,它仅是处于旧能源方面的化工行业,对于新能源的化工产业的发展前景却是一片光明。
目前,随着经济的发展,给我国的环境带来了严重影响,环境污染问题也越来越严重,尤其是能源短缺问题更是重中之重。我国的传统经济是处于粗放型的发展模式,已经不适应现代的经济发展模式,所以,我国在不断地加快经济发展结构改革,发展模式转变,促进知识、技术密集型化工产业发展,不断发展污染程度小的新型化工产业。由此可以看出,能源消耗小,环境污染少的化工产业的发展将会成为国家化工产业发展的重点。我国也继续培育和发展环保产业、生物产业、高端技术化工产业,这是我国未来化工产业的主导趋势。
1. 世界生物化工行业的现状
生物化工发展至今已经历了半个多世纪,最早主要是生产抗生素;随后,是为氨基酸发酵、舀体激素的生物转化、维生素的生物法生产、单细胞蛋白生产及淀粉糖生产等工业化服务。自20世纪80年代起,随着现代生物技术的兴起,生物化工又利用重组微生物、动植物细胞大规模培养等手段生产药用多肽、蛋白、疫苗、干扰素等。而且,生物化工的应用已涉及到人民生活的方方面面,包括农业生产、化轻原料生产、医药卫生、食品、环境保护、资源和能源的开发等各领域。随着生物化工上游技术——生物工程技术的进步以及化学工程、信息技术(IT)和生物信息学(bioinformatics)等学科技术的发展,生物化工将迎来又一个崭新的发展时期。
生物化工行业经过50多年的发展,已形成了一个完整的工业体系,整个行业也出现了一些新的发展态势。下面简要描述生物化工行业的现状。
1.1工业结构
由于生物化工涉及面广,涉及的行业多,所以从事生物化工的企业较多。据报道,90年代中期,美国生物化工企业有:000多家,西欧有580多家,日本有300多家。近年来,虽然由于行业竞争日趋激烈,生物化工企业有较大幅度减少,但与生命科学(主要指医药和农业生化技术)诸侯割据的局面相比,生物化工行业依然是百花齐放,百家争鸣。既有象诺华、捷利康等从事生命科学的世界性大公司,也有象DSM、诺和诺德等大型的精细化工公司,当然也有在某一方面有专长的小公司如Altus等。而且,由于世界大公司正把注意力向生命科学部分转移,生物化工行业百花齐放的局面在很长一段时间内不会有什么改变。
1.2产品结构
传统的生物化工行业主要是指抗生素(如青霉素等)、食品(如酒精、味精等)等行业,而在目前,它已几乎渗透到人民生活的各方面如医药、保健、农业、环境、能源、材料等。同时,生物化工产品也得到了极大的拓展:医药方面有各种新型抗生素、干扰素、胰岛素、生长激素、各种生长因子、疫苗等;氨基酸和多肽方面有赖氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、苏氨酸、脯氨酸等以及各种多肽;酶制剂有160多种,主要有糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、青霉素酶、过氧化氢酶等;生物农药有Bt、春日霉素、多氧霉素、井岗霉素等;有机酸有柠檬酸、乳酸、苹果酸、衣康酸、延胡索酸、已二酸、脂肪酸、卜酮戊二酸、l亚麻酸、透明质酸等。还有微生物法1,3.丙二醇、丙烯酞胺等。
目前,全球生物化工年销售额在400亿美元左右,每年约以7%~8%的速率增长。从产品结构来看,生物化工领域生产规模范围极广,市场年需求量仅为千克级的干扰素、促红细胞生长素等昂贵产品(价格可达数万美元/g)与年需求量逾万吨的抗生素、酶、食品与饲料添加剂、日用与农业生化制品等低价位产品(部分价格不到:美元/g)几乎平分秋色。高价位的产品市场份额在50%~60%,低价位的产品市场份额在40%~50%。而且,根据近年来生物化工的发展趋势及人们对医药卫生的重视来看,高价位产品的发展速率高于低价位产品。
1.3技术水平
生物化工经过80年代以后的蓬勃发展,不仅整个行业技术水平有大幅度提高,而且许多新技术也得到广泛应用。
1.3.1发酵工程技术已见成效
据估计,全球发酵产品的市场有120~130亿美元,其中抗生素占46%,氨基酸占16.3%,有机酸占13.2%,酶占10%,其它占14.5%。发酵产品市场的增大与发酵技术的进步分不开。现代生物技术的进展推动了发酵工业的发展,发酵工业的收率和纯度都比过去有了极大的提高。目前世界最大的串联发酵装置已达75 m\许多公司对发酵工艺进行了调整,从而降低了生产成本。如ADM(Archer Danie1s Mid1and)和Cargill公司在20世纪90年代初对其发酵装置进行改造,将以碳水化合物为原料的生产工艺改为以玉米粉为原料,从而降低了生产成本,ADM公司生产的赖氨酸成本比原先降低了一半。
1.3.2酶工程技术有了长足的进步
酶工程技术包括酶源开发、酶制剂生产、酶分离提纯和固定化技术、酶反应器与酶的应用。目前世界酶制剂从酶源开发到酶的应用都已进入了良性发展阶段,各阶段生产企业和用户关系密切,合作广泛。据报道,1998年全球工业酶制剂的销售额为13亿美元,预计到2010年将增长到30亿美元,每年以6.5%的速率增长。其中食用酶占40%,洗涤用酶占33%,其它(主要是纺织、造纸和饲料等用酶)占27%。
1.3.3分离与纯化技术也有很大进步
影响生化产品价格的因素,首当其冲的是分离与纯化过程,其费用通常占生产成本的50%~70%,有的甚至高达90%。分离步骤多、耗时长,往往成为制约生产的“瓶颈”。寻求经济适用的分离纯化技术,已成为生物化工领域的热点。已大规模应用的分离纯化技术有:双水相革取、新型电泳分离、大规模制备色谱、膜分离等。
1.3.4上游技术广泛应用于下游生产
利用基因工程技术,不但成倍地提高了酶的活力,而且还可以将生物酶基因克隆到微生物中,构建基因菌产生酶。利用基因工程,使多种淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、氨基酸合成途径的关键酶得到改造、克隆,使酶的催化活性、稳定性得到提高,氨基酸合成的代谢流得以拓宽,产量提高。随着基因重组技术的发展,被称为第二代基因工程的蛋白质工程发展迅速,显示出巨大潜力和光辉前景。利用蛋白质工程,将可以生产具有特定氨基酸顺序、高级结构、理化性质和生理功能的新型蛋白质,可以定向改造酶的性能,从而生产出新型生化产品。
1.3.5新技术在生物化工中也得到了极大的应用
比如,在超临界液体状态下进行酶反应,从而大大降低酶反应过程的传质阻力,提高酶反应速率。超临界C02无毒、不可燃、化学情性、易与反应底物分离。利用超临界CO2取代有机溶剂进行酶反应,具有极大的发展潜力。又比如,微胶羹技术已被广泛用于动物细胞的大规模培养、细胞和酶的固定化以及蛋白质等物质的分离方面。
2.世界生物化工行业的发展趋势
2.1工业结构
行业与行业间的划分将日趋模糊,企业间的合作将加大。目前,许多从事医药、农业、环境、能源等方面生产的企业,正在从事生物化工生产。特别是某些从事传统化工行业的生产厂家,也纷纷涉足生物化工领域。如杜邦公司,长期以来主要从事有机化工和聚合材料的生产,现在正加大生物化工的开发力度,已开发成功了生物法生产1,3-丙二醇工艺,并正在开发用改性大肠杆菌生产己二酸工艺。DSM公司以前主要从事抗菌素方面的生产,现也加大了生物化工的投资力度。
由于生物化工涉及面广,许多生化公司都有自己的专长,它们之间为了商业利益的合作也非常活跃。此外,随着从事传统行业的生产厂家的加入,由于技术与生产方面的原因,它们与从事生物化工开发与生产的企业合作也很频繁。所有这一切,都使生物化工行业的合作越来越广泛。如杜邦公司与杰宁科乐公司合作开发用生物法生产1,)丙二醇,进一步生产PTT树脂。荷兰的Purac公司与美国Cagill公司合资建设年产3.4万tL。乳酸装置,并计划进一步发展到6.8万V入DSM公司与美国Maxygen公司签定了三年的研究合同,以利用Maxygen的DNA重排和分子培养技术,开发在7一ADCA和其它青霉素生产中使用的酶和菌种。
2.2产品结构
生物化工产品正向专业化、高科技含量、高附加值方向发展。传统的低价位产品受到冷落,而高价位产品如生化药物、保健品、生化催化剂等则备受青睐。许多公司为了追求较高利润,都将低附加值的产品剥离。如日本武田药品工业公司不再生产味精,转而生产其它高附加值的调味品如肌甘酸二钠(IMP)和鸟甘酸二钠(GwtP)。另外,生物化工将涉足它以前很少涉足的领域如高分子材料和表面活性剂等。
生化药物由于附加值高而成为今后生物化工领域发展的重点。1997年生化药物市场销售额达130亿美元,其中细胞分裂素80亿美元,激素30亿美元,其它20亿美元;就具体药物而论,促红细胞生长素35亿美元,人胰岛素18亿美元,粒性白细胞克隆刺激因子16亿美元,人生长激素15亿美元,小干扰素11亿美元。预计今后其市场销售额还将以8%的速率增长。
在氨基酸方面,虽然用于药物合成氨基酸的量相对较小,但其发展潜力很大。据报道,500种主要药物中,有18%含有氨基酸或其衍生物的合成。在药物合成中,使用最广泛的是L。脯氨酸、r苯甘氨酸和r对羟基苯甘氨酸。L。脯氨酸用于血管紧张素转化酶(ACE)的合成,匹苯甘氨酸和r对羟基苯甘氨酸用于抗生素的合成。另外,多肽也是今后的发展重点之一。多肽是指有2以上氨基酸用肽键组成的化合物,在临床上使用非常广泛,主要用于治疗癌症、HIV病毒和兔疫系统功能减退、对传统抗生素产生抗体的感染以及疫苗等。全球合成多肽原药的产量在100kg左右,但销售额达2.5亿~3亿美元,而做成制剂的销售额则达25亿~30亿美元。多肽原药需求量的年增长率在10%以上。
碳水化合物方面,用于临床的碳水化合物受到人们越来越多的关注。但是,用于临床的碳水化合物结构复杂,如一对单糖,其不同的化学键就多达22种。因此,用化学法合成复杂的碳水化合物比较困难,难以实现工业化,而用酶法合成则是一条切实可行的途径。
作为生化催化剂的酶,也将是今后发展的重点。1997年,生化用催化剂销售额约1.3亿美元,在过去的3~5年间,每年增长速率在8%~9%,预计在未来的3~5年间,将以同样速度增长。生化催化剂主要用于手性药物的合成。当前,手性药物已成为国际新药研究与开发的新方向之一。
1997年手性药物制剂世界市场的销售额为879亿美元,占药品市场的28.3%,到2000年将达到900亿美元。在未来的25年内,约有一半的手性药物要通过生化催化合成,因此,生化催化剂无论从需求量和需求种类来看,都具有很大的发展潜力。
生化表面活性剂由于具有无毒、生物降解性好等优点,今后可能成为表面活性剂的升级换代产品,但目前还处于探索阶段。
生物化工在高分子材料、特殊化学品、生物晶片、环保等方面也将有极大的发展潜力。
2.3技术水平
不断提高菌株活力、发酵水平、生化反应过程、分离纯化水平,依然是生物化工面临的课题。
在菌种开发方面,由于从20世纪70年代以来从自然界中筛选菌种以获得新的代谢产物的机会明显减少,人们便考虑利用已知菌种经适当改变其代谢特性后生产新的产品。如日本协和发酵公司已成功地把生产谷氨酸的菌种改为生产色氨酸。
在生化反应器方面,反应器放大一直是一个老大难的问题。因此,利用计算机技术对整个生化反应过程进行数字化处理,从而优化反应过程,是今后的发展方向之一。
在分离纯化方面,亲和层析受到广泛重视,并有人研制了一种综合专家系统软件包,可在几分钟内告知对方被分离物系的分离方法和顺序,以便根据产品所需进行取舍。
另外,在生化过程的在线检测和控制方面,利用生物传感器和计算机监控,依然是今后的发展方向。
在酶催化反应中将发展有机溶剂中的催化反应。
生物上游技术的发展,将对生物化工产生深远影响。人们对从病毒、细菌、植物、动物到人类基因组顺序测定工作十分重视,并在此基础上形成了基因许多产品一哄而上,盲目上马,遍地开花,最终形成恶性竞争,许多企业破产倒闭。在竞争中生存下来的企业,也是元气大伤,难以进一步组织技术改造。如仅江苏省停产的发酵生产线就多达上百条。另外,行业内企业间的生产水平相差悬殊,企业技术装备水平达到20世纪80年代以后国际先进水平的仅占20%~30%,多数处于20世纪60~70年代水平。
二是产品结构不合理,品种单一,低档次产品重复生产,不能适应需求。在我国高档的医药生化产品如激素、生长因子、干扰素、药用多肽等,有的产量很小,有的没有生产,因此每年都需进口。
三是在生产技术上,工艺、设备不配套,上下游技术不配套,产物的收得率低。我国虽然某些产品如柠檬酸、乳酸等发酵水平较高,但大多数产品的收率都低于国外,酶制剂的活力也明显低于国外,生化反应器和分离纯化技术更是落后国外15~20年。每年都要花费大量资金从国外进口生物反应器、细胞破碎机、分离纯化设备及分离介质、生物传感器和计算机监控设备。
四是有些产品投入产出比达15/=以上,造成严重的资源浪费和环境污染。
五是基础研究薄弱,技术创新能力不强,企业的技术开发、技术吸收能力差,生产发展多数依靠传统的夕蜒型、粗放型扩大投资的增长模式,效益低、市场竞争力低。
3.2 建议针对我国生物化工行业存在的问题,笔者有以下建议:
3.2.1 扩大经济规模,提高竞争力要鼓励建设大型的生物化工企业集团公司,使之集科研、开发、生产、销售干一体。尤其要培育一批科技创新型企业。同时,也要鼓励在某些方面有一定特色的小型技术创新型生化公司的发展,并淘汰一批生产规模小、生产技术落后、没有市场竞争力的企业,从整体上优化我国生物化工的产业结构。
3.2.2 调整产品结构要发展高档产品,如高档医药生化产品、功能性食品及添加剂(主要有低热值、低胆固醇、低脂肪、提高免疫功能、抗炎、抗癌等产品)、生化催化剂等。另外,也应发展众多精细化工产品及用化学法无法生产或很难生产的产品,如微生物多糖、生物色素、工业酶制剂、甜味剂、表面活性剂、高分子材料等。
3.2.3 节约有限资源,强化环境保护在生化生产组学(genomics)。近年来又在信息学(informatics)的基础上建立了生物信息学(bioinformatics)。信息学的内容包括信息科学十生物技术十生物工程十生物动力学等的综合信息系统。可以预见,基因组学和生物信息学在生物化工中应用的商业前景极为可观。
另外,其它行业的新技术如分子蒸馏技术、组合化学(combinatorical chemistry)等,也将在生物化工中得到应用。
3. 我国生物化工的发层现状及建议
3.1发展现状
我国生物化工行业经过长期发展,已有一定基础。特别是改革开放以后,生物化工的发展进入了一个崭新的阶段。目前生物化工产品也涉及医药、保健、农药、食品与饲料、有机酸等各个方面。
在医药方面,抗生素得到迅猛发展61998年我国抗生素的产量达到33 486h青霉素的产量居世界首位。其它生化药物中,初步形成产业化规模的有干扰素、白细胞介素。2、乙型肝炎工程疫苗。
在农药方面,生物农药品种达12种,主要有苏云金杆菌、井岗霉素、赤霉素等。其中,井岗霉素的产量居世界第一位。
在食品与饲料方面,作为三大发酵制品的味精、柠檬酸、酶制剂的产量也有很大的增加/1998年味精产量从1990年的22.3万、增加到56.4万一柠檬酸产量从1990年的6.13万、增加到56.4万一酶制剂从1990年的8.5万t增加到24万t。酵母及淀粉糖的产量也有明显增加。我国的味精生产和消费居世界第一,柠檬酸的生产和出口也居世界第一。另外,1998年乳酸的产量在1.5万t左右,赖氨酸的产量在2万t左右,卜苹果酸的产量在6000t。
在有机酸方面,衣康酸的产量达5000乙我国开发的生物法长链二元酸工艺居世界领先地位,目前生产能力达500Va以上,并有数家企业有建设长链二元酸生产装置的意向。
在保健品方面,我国已能用生物法生产多种氨基酸、维生素和核酸等。另外,我国生物法丙烯酞胺的生产能力达到2万V山与日本同处于世界领先地位。
但是与发达国家相比,我国生物化工行业存在着许多问题:
一是我国的生物化工产业主要以医药、轻工、食品业为主。部分企业对生物化工产品大都是精细化工产品这一点了解不够,加之行业规范也不够,导致过程中,应选择合适的原料,以降低成本与消耗,并加强废物处理,减少环境污染。
3.2.4提高生产技术水平,特别是下游技术水平因为我国生物技术上游技术水平与国外相差仅3~5年,而下游技术水平则比国外相差15年以上,改造传统发酵产品生产技术,不断提高发酵法产品的生产技术水平,开发生物反应器,提高我国生物化工产品分离和提纯技术,大规模开发生物化工装备等应首先提上议事日程。另外,还应积极采用微生物法代替化学法,开发基础化工新产品的工业化生产技术。
1.世界生物化工行业的现状
生物化工发展至今已经历了半个多世纪,最早主要是生产抗生素;随后,是为氨基酸发酵、舀体激素的生物转化、维生素的生物法生产、单细胞蛋白生产及淀粉糖生产等工业化服务。自20世纪80年代起,随着现代生物技术的兴起,生物化工又利用重组微生物、动植物细胞大规模培养等手段生产药用多肽、蛋白、疫苗、干扰素等。而且,生物化工的应用已涉及到人民生活的方方面面,包括农业生产、化轻原料生产、医药卫生、食品、环境保护、资源和能源的开发等各领域。随着生物化工上游技术——生物工程技术的进步以及化学工程、信息技术(IT)和生物信息学(bioinformatics)等学科技术的发展,生物化工将迎来又一个崭新的发展时期。
生物化工行业经过50多年的发展,已形成了一个完整的工业体系,整个行业也出现了一些新的发展态势。下面简要描述生物化工行业的现状。
1.1工业结构
由于生物化工涉及面广,涉及的行业多,所以从事生物化工的企业较多。据报道,90年代中期,美国生物化工企业有:000多家,西欧有580多家,日本有300多家。近年来,虽然由于行业竞争日趋激烈,生物化工企业有较大幅度减少,但与生命科学(主要指医药和农业生化技术)诸侯割据的局面相比,生物化工行业依然是百花齐放,百家争鸣。既有象诺华、捷利康等从事生命科学的世界性大公司,也有象DSM、诺和诺德等大型的精细化工公司,当然也有在某一方面有专长的小公司如Altus等。而且,由于世界大公司正把注意力向生命科学部分转移,生物化工行业百花齐放的局面在很长一段时间内不会有什么改变。
1.2产品结构
传统的生物化工行业主要是指抗生素(如青霉素等)、食品(如酒精、味精等)等行业,而在目前,它已几乎渗透到人民生活的各方面如医药、保健、农业、环境、能源、材料等。同时,生物化工产品也得到了极大的拓展:医药方面有各种新型抗生素、干扰素、胰岛素、生长激素、各种生长因子、疫苗等;氨基酸和多肽方面有赖氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、苏氨酸、脯氨酸等以及各种多肽;酶制剂有160多种,主要有糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、青霉素酶、过氧化氢酶等;生物农药有Bt、春日霉素、多氧霉素、井岗霉素等;有机酸有柠檬酸、乳酸、苹果酸、衣康酸、延胡索酸、已二酸、脂肪酸、卜酮戊二酸、l亚麻酸、透明质酸等。还有微生物法1,3.丙二醇、丙烯酞胺等。
目前,全球生物化工年销售额在400亿美元左右,每年约以7%~8%的速率增长。从产品结构来看,生物化工领域生产规模范围极广,市场年需求量仅为千克级的干扰素、促红细胞生长素等昂贵产品(价格可达数万美元/g)与年需求量逾万吨的抗生素、酶、食品与饲料添加剂、日用与农业生化制品等低价位产品(部分价格不到:美元/g)几乎平分秋色。高价位的产品市场份额在50%~60%,低价位的产品市场份额在40%~50%。而且,根据近年来生物化工的发展趋势及人们对医药卫生的重视来看,高价位产品的发展速率高于低价位产品。
1.3技术水平
生物化工经过80年代以后的蓬勃发展,不仅整个行业技术水平有大幅度提高,而且许多新技术也得到广泛应用。
1.3.1发酵工程技术已见成效
据估计,全球发酵产品的市场有120~130亿美元,其中抗生素占46%,氨基酸占16.3%,有机酸占13.2%,酶占10%,其它占14.5%。发酵产品市场的增大与发酵技术的进步分不开。现代生物技术的进展推动了发酵工业的发展,发酵工业的收率和纯度都比过去有了极大的提高。目前世界最大的串联发酵装置已达75m\许多公司对发酵工艺进行了调整,从而降低了生产成本。如ADM(ArcherDanie1sMid1and)和Cargill公司在20世纪90年代初对其发酵装置进行改造,将以碳水化合物为原料的生产工艺改为以玉米粉为原料,从而降低了生产成本,ADM公司生产的赖氨酸成本比原先降低了一半。
1.3.2酶工程技术有了长足的进步
酶工程技术包括酶源开发、酶制剂生产、酶分离提纯和固定化技术、酶反应器与酶的应用。目前世界酶制剂从酶源开发到酶的应用都已进入了良性发展阶段,各阶段生产企业和用户关系密切,合作广泛。据报道,1998年全球工业酶制剂的销售额为13亿美元,预计到2010年将增长到30亿美元,每年以6.5%的速率增长。其中食用酶占40%,洗涤用酶占33%,其它(主要是纺织、造纸和饲料等用酶)占27%。
1.3.3分离与纯化技术也有很大进步
影响生化产品价格的因素,首当其冲的是分离与纯化过程,其费用通常占生产成本的50%~70%,有的甚至高达90%。分离步骤多、耗时长,往往成为制约生产的“瓶颈”。寻求经济适用的分离纯化技术,已成为生物化工领域的热点。已大规模应用的分离纯化技术有:双水相革取、新型电泳分离、大规模制备色谱、膜分离等。
1.3.4上游技术广泛应用于下游生产
利用基因工程技术,不但成倍地提高了酶的活力,而且还可以将生物酶基因克隆到微生物中,构建基因菌产生酶。利用基因工程,使多种淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、氨基酸合成途径的关键酶得到改造、克隆,使酶的催化活性、稳定性得到提高,氨基酸合成的代谢流得以拓宽,产量提高。随着基因重组技术的发展,被称为第二代基因工程的蛋白质工程发展迅速,显示出巨大潜力和光辉前景。利用蛋白质工程,将可以生产具有特定氨基酸顺序、高级结构、理化性质和生理功能的新型蛋白质,可以定向改造酶的性能,从而生产出新型生化产品。
1.3.5新技术在生物化工中也得到了极大的应用
比如,在超临界液体状态下进行酶反应,从而大大降低酶反应过程的传质阻力,提高酶反应速率。超临界C02无毒、不可燃、化学情性、易与反应底物分离。利用超临界CO2取代有机溶剂进行酶反应,具有极大的发展潜力。又比如,微胶羹技术已被广泛用于动物细胞的大规模培养、细胞和酶的固定化以及蛋白质等物质的分离方面。
2.世界生物化工行业的发展趋势
2.1工业结构
行业与行业间的划分将日趋模糊,企业间的合作将加大。目前,许多从事医药、农业、环境、能源等方面生产的企业,正在从事生物化工生产。特别是某些从事传统化工行业的生产厂家,也纷纷涉足生物化工领域。如杜邦公司,长期以来主要从事有机化工和聚合材料的生产,现在正加大生物化工的开发力度,已开发成功了生物法生产1,3-丙二醇工艺,并正在开发用改性大肠杆菌生产己二酸工艺。DSM公司以前主要从事抗菌素方面的生产,现也加大了生物化工的投资力度。
由于生物化工涉及面广,许多生化公司都有自己的专长,它们之间为了商业利益的合作也非常活跃。此外,随着从事传统行业的生产厂家的加入,由于技术与生产方面的原因,它们与从事生物化工开发与生产的企业合作也很频繁。所有这一切,都使生物化工行业的合作越来越广泛。如杜邦公司与杰宁科乐公司合作开发用生物法生产1,)丙二醇,进一步生产PTT树脂。荷兰的Purac公司与美国Cagill公司合资建设年产3.4万tL。乳酸装置,并计划进一步发展到6.8万V入DSM公司与美国Maxygen公司签定了三年的研究合同,以利用Maxygen的
DNA重排和分子培养技术,开发在7一ADCA和其它青霉素生产中使用的酶和菌种。
2.2产品结构
生物化工产品正向专业化、高科技含量、高附加值方向发展。传统的低价位产品受到冷落,而高价位产品如生化药物、保健品、生化催化剂等则备受青睐。许多公司为了追求较高利润,都将低附加值的产品剥离。如日本武田药品工业公司不再生产味精,转而生产其它高附加值的调味品如肌甘酸二钠(IMP)和鸟甘酸二钠(GwtP)。另外,生物化工将涉足它以前很少涉足的领域如高分子材料和表面活性剂等。
生化药物由于附加值高而成为今后生物化工领域发展的重点。1997年生化药物市场销售额达130亿美元,其中细胞分裂素80亿美元,激素30亿美元,其它20亿美元;就具体药物而论,促红细胞生长素35亿美元,人胰岛素18亿美元,粒性白细胞克隆刺激因子16亿美元,人生长激素15亿美元,小干扰素11亿美元。预计今后其市场销售额还将以8%的速率增长。
在氨基酸方面,虽然用于药物合成氨基酸的量相对较小,但其发展潜力很大。据报道,500种主要药物中,有18%含有氨基酸或其衍生物的合成。在药物合成中,使用最广泛的是L。脯氨酸、r苯甘氨酸和r对羟基苯甘氨酸。L。脯氨酸用于血管紧张素转化酶(ACE)的合成,匹苯甘氨酸和r对羟基苯甘氨酸用于抗生素的合成。另外,多肽也是今后的发展重点之一。多肽是指有2以上氨基酸用肽键组成的化合物,在临床上使用非常广泛,主要用于治疗癌症、HIV病毒和兔疫系统功能减退、对传统抗生素产生抗体的感染以及疫苗等。全球合成多肽原药的产量在100kg左右,但销售额达2.5亿~3亿美元,而做成制剂的销售额则达25亿~30亿美元。多肽原药需求量的年增长率在10%以上。
碳水化合物方面,用于临床的碳水化合物受到人们越来越多的关注。但是,用于临床的碳水化合物结构复杂,如一对单糖,其不同的化学键就多达22种。因此,用化学法合成复杂的碳水化合物比较困难,难以实现工业化,而用酶法合成则是一条切实可行的途径。
作为生化催化剂的酶,也将是今后发展的重点。1997年,生化用催化剂销售额约1.3亿美元,在过去的3~5年间,每年增长速率在8%~9%,预计在未来的3~5年间,将以同样速度增长。生化催化剂主要用于手性药物的合成。当前,手性药物已成为国际新药研究与开发的新方向之一。
1997年手性药物制剂世界市场的销售额为879亿美元,占药品市场的28.3%,到2000年将达到900亿美元。在未来的25年内,约有一半的手性药物要通过生化催化合成,因此,生化催化剂无论从需求量和需求种类来看,都具有很大的发展潜力。
生化表面活性剂由于具有无毒、生物降解性好等优点,今后可能成为表面活性剂的升级换代产品,但目前还处于探索阶段。
生物化工在高分子材料、特殊化学品、生物晶片、环保等方面也将有极大的发展潜力。
2.3技术水平
不断提高菌株活力、发酵水平、生化反应过程、分离纯化水平,依然是生物化工面临的课题。
在菌种开发方面,由于从20世纪70年代以来从自然界中筛选菌种以获得新的代谢产物的机会明显减少,人们便考虑利用已知菌种经适当改变其代谢特性后生产新的产品。如日本协和发酵公司已成功地把生产谷氨酸的菌种改为生产色氨酸。
在生化反应器方面,反应器放大一直是一个老大难的问题。因此,利用计算机技术对整个生化反应过程进行数字化处理,从而优化反应过程,是今后的发展方向之一。
在分离纯化方面,亲和层析受到广泛重视,并有人研制了一种综合专家系统软件包,可在几分钟内告知对方被分离物系的分离方法和顺序,以便根据产品所需进行取舍。
另外,在生化过程的在线检测和控制方面,利用生物传感器和计算机监控,依然是今后的发展方向。
在酶催化反应中将发展有机溶剂中的催化反应。
生物上游技术的发展,将对生物化工产生深远影响。人们对从病毒、细菌、植物、动物到人类基因组顺序测定工作十分重视,并在此基础上形成了基因许多产品一哄而上,盲目上马,遍地开花,最终形成恶性竞争,许多企业破产倒闭。在竞争中生存下来的企业,也是元气大伤,难以进一步组织技术改造。如仅江苏省停产的发酵生产线就多达上百条。另外,行业内企业间的生产水平相差悬殊,企业技术装备水平达到20世纪80年代以后国际先进水平的仅占20%~30%,多数处于20世纪60~70年代水平。
二是产品结构不合理,品种单一,低档次产品重复生产,不能适应需求。在我国高档的医药生化产品如激素、生长因子、干扰素、药用多肽等,有的产量很小,有的没有生产,因此每年都需进口。
三是在生产技术上,工艺、设备不配套,上下游技术不配套,产物的收得率低。我国虽然某些产品如柠檬酸、乳酸等发酵水平较高,但大多数产品的收率都低于国外,酶制剂的活力也明显低于国外,生化反应器和分离纯化技术更是落后国外15~20年。每年都要花费大量资金从国外进口生物反应器、细胞破碎机、分离纯化设备及分离介质、生物传感器和计算机监控设备。
四是有些产品投入产出比达15/=以上,造成严重的资源浪费和环境污染。
五是基础研究薄弱,技术创新能力不强,企业的技术开发、技术吸收能力差,生产发展多数依靠传统的夕蜒型、粗放型扩大投资的增长模式,效益低、市场竞争力低。
3.2建议针对我国生物化工行业存在的问题,笔者有以下建议:
3.2.1扩大经济规模,提高竞争力要鼓励建设大型的生物化工企业集团公司,使之集科研、开发、生产、销售干一体。尤其要培育一批科技创新型企业。同时,也要鼓励在某些方面有一定特色的小型技术创新型生化公司的发展,并淘汰一批生产规模小、生产技术落后、没有市场竞争力的企业,从整体上优化我国生物化工的产业结构。
3.2.2调整产品结构要发展高档产品,如高档医药生化产品、功能性食品及添加剂(主要有低热值、低胆固醇、低脂肪、提高免疫功能、抗炎、抗癌等产品)、生化催化剂等。另外,也应发展众多精细化工产品及用化学法无法生产或很难生产的产品,如微生物多糖、生物色素、工业酶制剂、甜味剂、表面活性剂、高分子材料等。
3.2.3节约有限资源,强化环境保护在生化生产组学(genomics)。近年来又在信息学(informatics)的基础上建立了生物信息学(bioinformatics)。信息学的内容包括信息科学十生物技术十生物工程十生物动力学等的综合信息系统。可以预见,基因组学和生物信息学在生物化工中应用的商业前景极为可观。
另外,其它行业的新技术如分子蒸馏技术、组合化学(combinatoricalchemistry)等,也将在生物化工中得到应用。
3.我国生物化工的发层现状及建议
3.1发展现状
我国生物化工行业经过长期发展,已有一定基础。特别是改革开放以后,生物化工的发展进入了一个崭新的阶段。目前生物化工产品也涉及医药、保健、农药、食品与饲料、有机酸等各个方面。
在医药方面,抗生素得到迅猛发展61998年我国抗生素的产量达到33486h青霉素的产量居世界首位。其它生化药物中,初步形成产业化规模的有干扰素、白细胞介素。2、乙型肝炎工程疫苗。
在农药方面,生物农药品种达12种,主要有苏云金杆菌、井岗霉素、赤霉素等。其中,井岗霉素的产量居世界第一位。
在食品与饲料方面,作为三大发酵制品的味精、柠檬酸、酶制剂的产量也有很大的增加/1998年味精产量从1990年的22.3万、增加到56.4万一柠檬酸产量从1990年的6.13万、增加到56.4万一酶制剂从1990年的8.5万t增加到24万t。酵母及淀粉糖的产量也有明显增加。我国的味精生产和消费居世界第一,柠檬酸的生产和出口也居世界第一。另外,1998年乳酸的产量在1.5万t左右,赖氨酸的产量在2万t左右,卜苹果酸的产量在6000t。
在有机酸方面,衣康酸的产量达5000乙我国开发的生物法长链二元酸工艺居世界领先地位,目前生产能力达500Va以上,并有数家企业有建设长链二元酸生产装置的意向。
在保健品方面,我国已能用生物法生产多种氨基酸、维生素和核酸等。另外,我国生物法丙烯酞胺的生产能力达到2万V山与日本同处于世界领先地位。
但是与发达国家相比,我国生物化工行业存在着许多问题:
一是我国的生物化工产业主要以医药、轻工、食品业为主。部分企业对生物化工产品大都是精细化工产品这一点了解不够,加之行业规范也不够,导致过程中,应选择合适的原料,以降低成本与消耗,并加强废物处理,减少环境污染。
3.2.4提高生产技术水平,特别是下游技术水平因为我国生物技术上游技术水平与国外相差仅3~5年,而下游技术水平则比国外相差15年以上,改造传统发酵产品生产技术,不断提高发酵法产品的生产技术水平,开发生物反应器,提高我国生物化工产品分离和提纯技术,大规模开发生物化工装备等应首先提上议事日程。另外,还应积极采用微生物法代替化学法,开发基础化工新产品的工业化生产技术。
1.世界生物化工行业的现状
生物化工发展至今已经历了半个多世纪,最早主要是生产抗生素;随后,是为氨基酸发酵、舀体激素的生物转化、维生素的生物法生产、单细胞蛋白生产及淀粉糖生产等工业化服务。自20世纪80年代起,随着现代生物技术的兴起,生物化工又利用重组微生物、动植物细胞大规模培养等手段生产药用多肽、蛋白、疫苗、干扰素等。而且,生物化工的应用已涉及到人民生活的方方面面,包括农业生产、化轻原料生产、医药卫生、食品、环境保护、资源和能源的开发等各领域。随着生物化工上游技术——生物工程技术的进步以及化学工程、信息技术(IT)和生物信息学(bioinformatics)等学科技术的发展,生物化工将迎来又一个崭新的发展时期。
生物化工行业经过50多年的发展,已形成了一个完整的工业体系,整个行业也出现了一些新的发展态势。下面简要描述生物化工行业的现状。
1.1工业结构
由于生物化工涉及面广,涉及的行业多,所以从事生物化工的企业较多。据报道,90年代中期,美国生物化工企业有:000多家,西欧有580多家,日本有300多家。近年来,虽然由于行业竞争日趋激烈,生物化工企业有较大幅度减少,但与生命科学(主要指医药和农业生化技术)诸侯割据的局面相比,生物化工行业依然是百花齐放,百家争鸣。既有象诺华、捷利康等从事生命科学的世界性大公司,也有象DSM、诺和诺德等大型的精细化工公司,当然也有在某一方面有专长的小公司如Altus等。而且,由于世界大公司正把注意力向生命科学部分转移,生物化工行业百花齐放的局面在很长一段时间内不会有什么改变。
1.2产品结构
传统的生物化工行业主要是指抗生素(如青霉素等)、食品(如酒精、味精等)等行业,而在目前,它已几乎渗透到人民生活的各方面如医药、保健、农业、环境、能源、材料等。同时,生物化工产品也得到了极大的拓展:医药方面有各种新型抗生素、干扰素、胰岛素、生长激素、各种生长因子、疫苗等;氨基酸和多肽方面有赖氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、苏氨酸、脯氨酸等以及各种多肽;酶制剂有160多种,主要有糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、青霉素酶、过氧化氢酶等;生物农药有Bt、春日霉素、多氧霉素、井岗霉素等;有机酸有柠檬酸、乳酸、苹果酸、衣康酸、延胡索酸、已二酸、脂肪酸、卜酮戊二酸、l亚麻酸、透明质酸等。还有微生物法1,3.丙二醇、丙烯酞胺等。
目前,全球生物化工年销售额在400亿美元左右,每年约以7%~8%的速率增长。从产品结构来看,生物化工领域生产规模范围极广,市场年需求量仅为千克级的干扰素、促红细胞生长素等昂贵产品(价格可达数万美元/g)与年需求量逾万吨的抗生素、酶、食品与饲料添加剂、日用与农业生化制品等低价位产品(部分价格不到:美元/g)几乎平分秋色。高价位的产品市场份额在50%~60%,低价位的产品市场份额在40%~50%。而且,根据近年来生物化工的发展趋势及人们对医药卫生的重视来看,高价位产品的发展速率高于低价位产品。
1.3技术水平
生物化工经过80年代以后的蓬勃发展,不仅整个行业技术水平有大幅度提高,而且许多新技术也得到广泛应用。
1.3.1发酵工程技术已见成效
据估计,全球发酵产品的市场有120~130亿美元,其中抗生素占46%,氨基酸占16.3%,有机酸占13.2%,酶占10%,其它占14.5%。发酵产品市场的增大与发酵技术的进步分不开。现代生物技术的进展推动了发酵工业的发展,发酵工业的收率和纯度都比过去有了极大的提高。目前世界最大的串联发酵装置已达75m\许多公司对发酵工艺进行了调整,从而降低了生产成本。如ADM(ArcherDanie1sMid1and)和Cargill公司在20世纪90年代初对其发酵装置进行改造,将以碳水化合物为原料的生产工艺改为以玉米粉为原料,从而降低了生产成本,ADM公司生产的赖氨酸成本比原先降低了一半。
1.3.2酶工程技术有了长足的进步
酶工程技术包括酶源开发、酶制剂生产、酶分离提纯和固定化技术、酶反应器与酶的应用。目前世界酶制剂从酶源开发到酶的应用都已进入了良性发展阶段,各阶段生产企业和用户关系密切,合作广泛。据报道,1998年全球工业酶制剂的销售额为13亿美元,预计到2010年将增长到30亿美元,每年以6.5%的速率增长。其中食用酶占40%,洗涤用酶占33%,其它(主要是纺织、造纸和饲料等用酶)占27%。
1.3.3分离与纯化技术也有很大进步
影响生化产品价格的因素,首当其冲的是分离与纯化过程,其费用通常占生产成本的50%~70%,有的甚至高达90%。分离步骤多、耗时长,往往成为制约生产的“瓶颈”。寻求经济适用的分离纯化技术,已成为生物化工领域的热点。已大规模应用的分离纯化技术有:双水相革取、新型电泳分离、大规模制备色谱、膜分离等。
1.3.4上游技术广泛应用于下游生产
利用基因工程技术,不但成倍地提高了酶的活力,而且还可以将生物酶基因克隆到微生物中,构建基因菌产生酶。利用基因工程,使多种淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、氨基酸合成途径的关键酶得到改造、克隆,使酶的催化活性、稳定性得到提高,氨基酸合成的代谢流得以拓宽,产量提高。随着基因重组技术的发展,被称为第二代基因工程的蛋白质工程发展迅速,显示出巨大潜力和光辉前景。利用蛋白质工程,将可以生产具有特定氨基酸顺序、高级结构、理化性质和生理功能的新型蛋白质,可以定向改造酶的性能,从而生产出新型生化产品。
1.3.5新技术在生物化工中也得到了极大的应用
比如,在超临界液体状态下进行酶反应,从而大大降低酶反应过程的传质阻力,提高酶反应速率。超临界C02无毒、不可燃、化学情性、易与反应底物分离。利用超临界CO2取代有机溶剂进行酶反应,具有极大的发展潜力。又比如,微胶羹技术已被广泛用于动物细胞的大规模培养、细胞和酶的固定化以及蛋白质等物质的分离方面。
2.世界生物化工行业的发展趋势
2.1工业结构
行业与行业间的划分将日趋模糊,企业间的合作将加大。目前,许多从事医药、农业、环境、能源等方面生产的企业,正在从事生物化工生产。特别是某些从事传统化工行业的生产厂家,也纷纷涉足生物化工领域。如杜邦公司,长期以来主要从事有机化工和聚合材料的生产,现在正加大生物化工的开发力度,已开发成功了生物法生产1,3-丙二醇工艺,并正在开发用改性大肠杆菌生产己二酸工艺。DSM公司以前主要从事抗菌素方面的生产,现也加大了生物化工的投资力度。
由于生物化工涉及面广,许多生化公司都有自己的专长,它们之间为了商业利益的合作也非常活跃。此外,随着从事传统行业的生产厂家的加入,由于技术与生产方面的原因,它们与从事生物化工开发与生产的企业合作也很频繁。所有这一切,都使生物化工行业的合作越来越广泛。如杜邦公司与杰宁科乐公司合作开发用生物法生产1,)丙二醇,进一步生产PTT树脂。荷兰的Purac公司与美国Cagill公司合资建设年产3.4万tL。乳酸装置,并计划进一步发展到6.8万V入DSM公司与美国Maxygen公司签定了三年的研究合同,以利用Maxygen的DNA重排和分子培养技术,开发在7一ADCA和其它青霉素生产中使用的酶和菌种。2.2产品结构
生物化工产品正向专业化、高科技含量、高附加值方向发展。传统的低价位产品受到冷落,而高价位产品如生化药物、保健品、生化催化剂等则备受青睐。许多公司为了追求较高利润,都将低附加值的产品剥离。如日本武田药品工业公司不再生产味精,转而生产其它高附加值的调味品如肌甘酸二钠(IMP)和鸟甘酸二钠(GwtP)。另外,生物化工将涉足它以前很少涉足的领域如高分子材料和表面活性剂等。
生化药物由于附加值高而成为今后生物化工领域发展的重点。1997年生化药物市场销售额达130亿美元,其中细胞分裂素80亿美元,激素30亿美元,其它20亿美元;就具体药物而论,促红细胞生长素35亿美元,人胰岛素18亿美元,粒性白细胞克隆刺激因子16亿美元,人生长激素15亿美元,小干扰素11亿美元。预计今后其市场销售额还将以8%的速率增长。
在氨基酸方面,虽然用于药物合成氨基酸的量相对较小,但其发展潜力很大。据报道,500种主要药物中,有18%含有氨基酸或其衍生物的合成。在药物合成中,使用最广泛的是L。脯氨酸、r苯甘氨酸和r对羟基苯甘氨酸。L。脯氨酸用于血管紧张素转化酶(ACE)的合成,匹苯甘氨酸和r对羟基苯甘氨酸用于抗生素的合成。另外,多肽也是今后的发展重点之一。多肽是指有2以上氨基酸用肽键组成的化合物,在临床上使用非常广泛,主要用于治疗癌症、HIV病毒和兔疫系统功能减退、对传统抗生素产生抗体的感染以及疫苗等。全球合成多肽原药的产量在100kg左右,但销售额达2.5亿~3亿美元,而做成制剂的销售额则达25亿~30亿美元。多肽原药需求量的年增长率在10%以上。
碳水化合物方面,用于临床的碳水化合物受到人们越来越多的关注。但是,用于临床的碳水化合物结构复杂,如一对单糖,其不同的化学键就多达22种。因此,用化学法合成复杂的碳水化合物比较困难,难以实现工业化,而用酶法合成则是一条切实可行的途径。
作为生化催化剂的酶,也将是今后发展的重点。1997年,生化用催化剂销售额约1.3亿美元,在过去的3~5年间,每年增长速率在8%~9%,预计在未来的3~5年间,将以同样速度增长。生化催化剂主要用于手性药物的合成。当前,手性药物已成为国际新药研究与开发的新方向之一。
1997年手性药物制剂世界市场的销售额为879亿美元,占药品市场的28.3%,到2000年将达到900亿美元。在未来的25年内,约有一半的手性药物要通过生化催化合成,因此,生化催化剂无论从需求量和需求种类来看,都具有很大的发展潜力。
生化表面活性剂由于具有无毒、生物降解性好等优点,今后可能成为表面活性剂的升级换代产品,但目前还处于探索阶段。
生物化工在高分子材料、特殊化学品、生物晶片、环保等方面也将有极大的发展潜力。
2.3技术水平
不断提高菌株活力、发酵水平、生化反应过程、分离纯化水平,依然是生物化工面临的课题。
在菌种开发方面,由于从20世纪70年代以来从自然界中筛选菌种以获得新的代谢产物的机会明显减少,人们便考虑利用已知菌种经适当改变其代谢特性后生产新的产品。如日本协和发酵公司已成功地把生产谷氨酸的菌种改为生产色氨酸。
在生化反应器方面,反应器放大一直是一个老大难的问题。因此,利用计算机技术对整个生化反应过程进行数字化处理,从而优化反应过程,是今后的发展方向之一。
在分离纯化方面,亲和层析受到广泛重视,并有人研制了一种综合专家系统软件包,可在几分钟内告知对方被分离物系的分离方法和顺序,以便根据产品所需进行取舍。
另外,在生化过程的在线检测和控制方面,利用生物传感器和计算机监控,依然是今后的发展方向。
在酶催化反应中将发展有机溶剂中的催化反应。
生物上游技术的发展,将对生物化工产生深远影响。人们对从病毒、细菌、植物、动物到人类基因组顺序测定工作十分重视,并在此基础上形成了基因许多产品一哄而上,盲目上马,遍地开花,最终形成恶性竞争,许多企业破产倒闭。在竞争中生存下来的企业,也是元气大伤,难以进一步组织技术改造。如仅江苏省停产的发酵生产线就多达上百条。另外,行业内企业间的生产水平相差悬殊,企业技术装备水平达到20世纪80年代以后国际先进水平的仅占20%~30%,多数处于20世纪60~70年代水平。
二是产品结构不合理,品种单一,低档次产品重复生产,不能适应需求。在我国高档的医药生化产品如激素、生长因子、干扰素、药用多肽等,有的产量很小,有的没有生产,因此每年都需进口。
三是在生产技术上,工艺、设备不配套,上下游技术不配套,产物的收得率低。我国虽然某些产品如柠檬酸、乳酸等发酵水平较高,但大多数产品的收率都低于国外,酶制剂的活力也明显低于国外,生化反应器和分离纯化技术更是落后国外15~20年。每年都要花费大量资金从国外进口生物反应器、细胞破碎机、分离纯化设备及分离介质、生物传感器和计算机监控设备。
四是有些产品投入产出比达15/=以上,造成严重的资源浪费和环境污染。
五是基础研究薄弱,技术创新能力不强,企业的技术开发、技术吸收能力差,生产发展多数依靠传统的夕蜒型、粗放型扩大投资的增长模式,效益低、市场竞争力低。
3.2建议针对我国生物化工行业存在的问题,笔者有以下建议:
3.2.1扩大经济规模,提高竞争力要鼓励建设大型的生物化工企业集团公司,使之集科研、开发、生产、销售干一体。尤其要培育一批科技创新型企业。同时,也要鼓励在某些方面有一定特色的小型技术创新型生化公司的发展,并淘汰一批生产规模小、生产技术落后、没有市场竞争力的企业,从整体上优化我国生物化工的产业结构。
3.2.2调整产品结构要发展高档产品,如高档医药生化产品、功能性食品及添加剂(主要有低热值、低胆固醇、低脂肪、提高免疫功能、抗炎、抗癌等产品)、生化催化剂等。另外,也应发展众多精细化工产品及用化学法无法生产或很难生产的产品,如微生物多糖、生物色素、工业酶制剂、甜味剂、表面活性剂、高分子材料等。
3.2.3节约有限资源,强化环境保护在生化生产组学(genomics)。近年来又在信息学(informatics)的基础上建立了生物信息学(bioinformatics)。信息学的内容包括信息科学十生物技术十生物工程十生物动力学等的综合信息系统。可以预见,基因组学和生物信息学在生物化工中应用的商业前景极为可观。
另外,其它行业的新技术如分子蒸馏技术、组合化学(combinatoricalchemistry)等,也将在生物化工中得到应用。
3.我国生物化工的发层现状及建议
3.1发展现状
我国生物化工行业经过长期发展,已有一定基础。特别是改革开放以后,生物化工的发展进入了一个崭新的阶段。目前生物化工产品也涉及医药、保健、农药、食品与饲料、有机酸等各个方面。
在医药方面,抗生素得到迅猛发展61998年我国抗生素的产量达到33486h青霉素的产量居世界首位。其它生化药物中,初步形成产业化规模的有干扰素、白细胞介素。2、乙型肝炎工程疫苗。
在农药方面,生物农药品种达12种,主要有苏云金杆菌、井岗霉素、赤霉素等。其中,井岗霉素的产量居世界第一位。
在食品与饲料方面,作为三大发酵制品的味精、柠檬酸、酶制剂的产量也有很大的增加/1998年味精产量从1990年的22.3万、增加到56.4万一柠檬酸产量从1990年的6.13万、增加到56.4万一酶制剂从1990年的8.5万t增加到24万t。酵母及淀粉糖的产量也有明显增加。我国的味精生产和消费居世界第一,柠檬酸的生产和出口也居世界第一。另外,1998年乳酸的产量在1.5万t左右,赖氨酸的产量在2万t左右,卜苹果酸的产量在6000t。
在有机酸方面,衣康酸的产量达5000乙我国开发的生物法长链二元酸工艺居世界领先地位,目前生产能力达500Va以上,并有数家企业有建设长链二元酸生产装置的意向。
在保健品方面,我国已能用生物法生产多种氨基酸、维生素和核酸等。另外,我国生物法丙烯酞胺的生产能力达到2万V山与日本同处于世界领先地位。
但是与发达国家相比,我国生物化工行业存在着许多问题:
一是我国的生物化工产业主要以医药、轻工、食品业为主。部分企业对生物化工产品大都是精细化工产品这一点了解不够,加之行业规范也不够,导致过程中,应选择合适的原料,以降低成本与消耗,并加强废物处理,减少环境污染。
3.2.4提高生产技术水平,特别是下游技术水平因为我国生物技术上游技术水平与国外相差仅3~5年,而下游技术水平则比国外相差15年以上,改造传统发酵产品生产技术,不断提高发酵法产品的生产技术水平,开发生物反应器,提高我国生物化工产品分离和提纯技术,大规模开发生物化工装备等应首先提上议事日程。另外,还应积极采用微生物法代替化学法,开发基础化工新产品的工业化生产技术。
投资要点:1、WLAN建设利好中小型企业。2、广电设备提供商受益省网的整合。
2012年1-4月,全国移动电话用户累计净增4379.9万户,达到103005.2万户。移动电话用户中,3G用户净增3054.7万户,达到15897.1万户。在基本面方面,通信行业仍未发生根本性变化,我们依然维持其整体的“中性”评级。
下半年通信行业的投资策略方面,我们围绕两条逻辑思路,一是在自身业务发展稳定、同时有希望受益于运营商WLAN建设的中小型企业;二是从行业基本面角度受益于行业信息化的广电设备提供商、专网提供商。
WLAN集采是下半年重要看点。从运营商角度看,WLAN作为网络的一部分,三大运营商均已经将WiFi提至战略层面的重要位置。由于WLAN市场竞争较为激烈,因此对于WLAN设备商的投资逻辑,我们认为优先选择主营业务发展迅速、同时WLAN建设能够带来超预期回报的中小型企业,如邦讯技术(300312)、富春通信(300299)等。
继续看好广电设备提供商。目前各省已经加速推进了省网的整合,基本形成了一省一网的格局。我们认为随着股权整合问题的解决,下半年网络整合将成为必然,从而真正形成可运营的一省一网。从受益领域看,我们认为前端设备、接入网、传输网改造是主要的受益领域,而相关的设备提供商和集成商将受益。
广电市场销售模式和传统电信领域有一定差异,因此个股选择方面,我们推荐核心竞争优势突出的数码视讯(300079)、具备核心团队并能够提供端到端方案的集成商佳创视讯(300264)、地域客户优势突出并具备海外渠道的金亚科技(300028),以及具备综合解决方案能力的同洲电子(002052)。
电力:中报行情有盼头
银河证券
投资要点:1、煤炭价格下跌,火电企业受益。2、机构提前埋伏电力股。
近期A股市场再次出现连续的调整,上证指数跌破了3月份的低点2242点,直逼2200点整数关口。受大市影响,市场人气也再度陷入低迷,盘面上看不到太多的亮点,除电力板块外其他前期活跃的热点都纷纷出现了不同程度的回调。在市场环境如此低迷的情况下,为何唯独电力板块会逆市走强呢?主要有三个方面的原因。
第一:国家今年对GDP增速的调低,工业企业电力需求减少,但家电下乡几年来,居民用电明显增加。1至4月煤炭产量增加6.5%,电煤库存加大,同时,国际煤炭价格大幅下跌,进口煤炭数量增加近一倍,导致国内煤炭价格大幅下跌,火力发电企业成本降低,毛利率得到有效提升,发电企业业绩明显好转。
第二:降息对资产负债率较高的电力行业构成实质性利好,如果今年再降息1到2次,电力企业的利息支出会大大减少。
第三:电力股这几年整体跌幅较大,期间部分机构从重仓一直割肉减仓,而在去年第四季度,机构对部分电力股大幅加仓。如长江电力(600900),去年机构第四季度持股是第三季度的4倍。机构在低位增仓后股价上涨就不难解释了。
可以说正是在以上几大因素的推动下,电力板块才能在近期弱势的环境下走强。部分电力企业的业绩在第一季度已经显现,粤电力、穗恒运、皖能电力第一季度业绩分别增长362%、361%和132%.中报序幕即将拉开,估计电力股的中报业绩会普遍增长,因此预计这种趋势还会延续,投资者不妨对电力板块继续予以关注。投资参考:华电国际(600027)、华能国际(600011)、皖能电力(000543)、粤电力A(000539)、深圳能源(000027)、申能股份(600642)。
化工:低点已过 静待复苏
民族证券
投资要点:1、油价下跌减轻企业的成本压力。2、民爆产品需求持续增加。
化工行业盈利低点已过,但仍在底部运行。自2011 年三季度起,受国家宏观经济调控影响,行业整体的盈利水平增速进入下行通道。近期国家出台了经济刺激政策,宏观经济下行速度有所放缓。基于此判断,我们认为化工行业盈利低点在2011 年四季度,但由于2011 年上半年化工行业高景气度导致盈利基数较高,因此二、三季度同比降幅比较明显,行业仍然在底部运行。
高库存抑制价格回升。自二季度开始,化工企业开工率普遍下调,但由于销售疲软,库存水平仍然维持在较高水平,我们认为在目前弱需求的状态下,产成品库存被动积累的过程将在较长时间持续,直至销售在政策刺激下回升。但油价的大幅下跌,一定程度上减轻了企业的成本压力,保证行业的盈利水平缓慢回升。
铁路建设投资的加快带动民爆产品需求持续增加,硝酸铵价格大幅下跌缓解了企业成本压力,行业持续的整合也将为相关生产企业带来做强做大的机会。
原油价格下跌使得MDI-苯胺价差持续扩大,节能环保政策5 万亿投资推动未来MDI 需求将会继续上升,MDI 新增产能释放压力缓解,企业盈利能力有所增强。
化工行业盈利低点已过,未来行业盈利能力将缓慢恢复,因此我们看好化工类上市公司盈利能力的持续增长,重点推荐南岭民爆(002096)、雅化集团(002497)、中国化学(601117)、东华科技(002140)、烟台万华(600309)。
医药:和中药长期看多
东方证券
投资要点:1、政策转向,药品招标兼顾企业成本。2、和中药行业长期看多。
医改进入深水区,政策纠偏。09年开始至今,新医改逐渐进入深水区。公立医院改革尚未取得实质性突破,真正签约有效多点执业的医生并未增加,毒胶囊问题被曝光,医药行业出现信任危机,一季度甚至二季度医药行业数据可能都会继续受到负面影响。此外由于村医的身份和待遇在新医改中发生变化,村医工作积极性受到较大影响。在这种情况下,医改在深入过程中不断进行自我纠偏,广东省基药招标转变了“唯低价”的招标模式在基药招标史上是一次进步。其次北京5家医院在医药分开、医保付费机制等方面进行试点,设立医事服务费。此外商业健康保险有望在多层次医疗保障体系中发挥作用。
中图分类号: TQ02文献标识码:A
Application Analysis of Nanotechnology in Chemical Industry
WANG Jingxia
(Department of Chemistry and Chemical Engineering of Jining University, Jining, Shandong 273155)
AbstractWith the development of science and technology, nanotechnology has been more and more into people's daily lives, and the chemical industry as a pillar industry of national economy, apply nano-materials and nano technology-based high-tech to chemical production, will certainly have a positive role in promoting. Therefore, this paper analyzes the application of nanotechnology in chemical industry.
Key wordsnanotechnology; chemical; application
1 纳米技术的特点
纳米是一种新的度量单位,当物质达到或者接近纳米尺度范围以后就会形成一种特殊的结构层次,使其本身所具有的诸如强度、韧度、比热、导电磁等性能发生突变,从而表现出一些新的性能。这种性能既不同于原来内部结构中单个的原子或分子,也不同于宏观物质所构成的材料的性能。下面就对纳米材料所表现出的一些特殊性能进行细致分析:
(1)力学性能。提高材料的硬度、韧性以及强度一直都是材料研究的主要方向。而具有纳米结构的材料则能够表现出更强的力学性能,由于纳米材料的强度与粒子直径成反比,而材料中粒子的细化以及高密度的存在极大程度的降低了纳米材料的位错密度,使得临界位错圈直径远大于纳米粒子的直径,这也就避免了在纳米结构中发生位错滑移和增殖,即纳米晶强化效应。(2)磁学性能。当粒子间的尺寸达到纳米范围内时,粒子间的相互作用就会发生变化从而影响到物质材料的宏观磁性。在纳米结构中,各粒子的磁性随着方向的变化而改变,所表现出的磁性 也与粒子的形状、结构以及内应力有关,并且具有明显的体积效应。(3)电学性能。在纳米结构中,由于晶界面上原子体积分数增大其电阻也就高于同类的粗晶材料,甚至发生尺寸诱导。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点,有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。(4)热学性能。由于在纳米结构中的界面原子的密度很低并且排列混乱,也就削弱了彼此间的藕合作用,所以就使得纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值。因此,在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。
2 纳米技术在化工行业中的应用
由于纳米结构在强度、韧度、比热、导电磁等性能上都明显优于同类型的物质材料,因此可以利用这些纳米技术制造出一些具有特殊功能的材料,并将其运用到化工行业生产当中。目前,纳米材料已经在高力学性能环境中得到了广泛的应用,在化工行业当中利用纳米技术制造的超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、表面涂层以及剂等都有着非常重要的应用。
在化工生产的过程中,为了提高化学反应的速度和反应速率,要在反应过程中添加一些催化剂。传统的催化剂存在着明显的缺点,造成生产原料巨大浪费的同时也大大降低了企业的经济收益,甚至还会带来严重的环境危害,而如果使用纳米材料作为催化剂,利用其表面活性中心多这一特点,可以有效地提高化学反应速度和反应速率。由于纳米材料所具有的特殊性能,将其利用于表面涂层技术当中也是化工行业研究的重点。表面涂层技术按照用途的不同可以分为结构涂层和功能涂层。其中结构涂层的作用是用来提高和稳固基体材料本身所具有的性能,例如有用来增强基体材料的硬度以及耐磨性、抗氧化能力、耐热耐腐蚀性等的结构涂层。而功能涂层则是指给基体材料增加一些本身并不具备的功能,从而提高基体材料的整体性能,例如有增加导电性、绝缘性的电学功能涂层,增加光反射、光吸收以及消光的光学涂层以及增加热敏、湿敏、气敏的敏感性涂层等等。而纳米结构在强度以及韧性方面都有极强的优越性,能够很好地起到静电屏蔽的作用,因此用纳米材料做为表面涂层,能够很好保护基体材料的同时也可以使其本身的功能得到进一步的提升。另外,也可以在传统表面涂层的基础上配合使用纳米材料,即为纳米复合体涂层。这种将纳米结构的优势与传统涂层技术相融合,进而达到优势互补的方式,将传统的表面涂层工艺提升到一个新的高度。由此不难看出,纳米涂层具有良好的应用前景,将为涂层技术带来一场新的技术革命,也将推动复合材料的研究开发与应用。
纳米技术在精细化工领域也有着极为广泛的应用。由于精细化工的涵盖面非常广,产品数量众多,并且涉及到人们日常生活的方方面面。因此,将以纳米技术为主的高新科技融入其中,进一步改造和提升精细化工的产品性能是其未来发展的趋势。例如利用纳米结构制造高强度的聚合物材料、研制纳米色素以及纳米感光胶片等等。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域,纳米材料也能够发挥其重要作用。在橡胶中加入以纳米材料作为添加剂,可以有效地提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力,并且能够增强相交的耐磨度。将纳米材料运用到塑料生产当中,可以很好的提高塑料的强度和韧性,并且能够增加塑料本身的致密性以及防水性能。而且在粘合剂和密封胶当中添加SiO2,利用SiO2表面的一层有机材料使其具有了亲水性这一特点,在添加到密封胶以及粘合剂当中,使之能够迅速形成一种硅石结构,从而限制了胶体流动,加快固化速度,并且由于颗粒尺寸很小,可以进一步提高粘合剂的粘结效果以及密封胶的密封性。
目前,我国纳米技术在化工行业中应用正在稳固前行,所以还需要加大科技创新,以及对基础技术的研究工作,建立出一套完整技术创新体系和管理机制,提高我国化工行业整体效益和竞争力,为企业创造出一个良好的发展环境,也只有这样才能顺应时代的潮流,使传统的化工生产工艺在新形势下重新焕发生机,并且带动整个化工产业的发展。
3 我国纳米技术应用的展望
纳米技术虽然起源于国外发达国家,但是目前在我国也具有极大的发展潜力,国家也在不断提升对这方面的关注程度,一方面增加对纳米技术的研究经费,并密切关注纳米技术以及纳米材料的基础研究工作。另一方面积极推动地方政府和企业对于纳米技术的应用,从而实现了以基础研究到产品应用的完整体系。现阶段,我国对一些纳米材料的研究也取得了令人瞩目的成就。在物理、化学方面采用多种方法研制出的高密度、性能优越的纳米陶瓷,以及制备出的金属合金氧化物、碳化物等纳米化合物,并且建立了相应的基础设备,能够真正意义上做到控制纳米微粒的尺寸大小,制成纳米薄膜以及其它纳米材料与传统材料相比较而言,在强度、硬度、韧性以及扩散度、可塑性、导电率等方面都有显著提升。并且我国还在世界上首次发现了氧化铝晶粒在拉伸疲劳中应力集中区所表现出的超塑性形变;在颗粒膜的巨磁电阻效应、磁光效应以及自旋波共振等领域也取得了卓越的成就;设计并研制出了纳米复合氧化物体系,它对中红外波段吸收率高达 92%,并将其应用于红外保暖纤维。目前,纳米材料和纳米技术这项诞生于二十一世纪的崭新技术已经逐渐打破了人们的传统生活理念,并从根本上解决了人类所面临的诸如能源、环境保护以及医药卫生等重大问题。
4 结语
伴随着社会的高速发展必将会对能源、环境、材料技术提出新的要求,并且对其性能的要求也会越来越高。因此,以纳米材料为基础的纳米技术的诞生,将在未来对整个社会的发展起到至关重要的作用。因此可以预见,不断出现的新型纳米材料,以及纳米技术的不断改良,在未来将是纳米技术的时代,所以现在要加倍重视对纳米技术的研究工作。
参考文献
[1]张立德,牟季美.纳米材料和纳米结构[J].科学出版社,2001.
[2]郭英.纳米材料的应用分析[J].硅谷,2010.
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关键词 ]高职化工类就业影响因素
[作者简介]张志艳(1975-),女,河北平山人,河北化工医药职业技术学院化工系党总支副书记,副教授,研究方向为大学生思想政治教育、职业生涯规划及就业指导。(河北 石家庄 050026)徐智策(1975-),男,河北沧县人,河北科技大学科研处副处长,副教授,研究方向为化工技术经济、工业催化。(河北石家庄 05 001 8)张雪梅(1963-),女,山东桓台人,河北化工医药职业技术学院人事处处长,教授,研究方向为大学生职业生涯规划及就业指导。(河北石家庄 05 0026)
[基金项目]本文系2013年度河北省哲学社会科学基金项目“河北省高职化工类毕业生就业状况调查与研究”的研究成果。(项目编号:HB13SH032)
[中图分类号]G717 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2015)20-0070-03
高等职业教育是我国高等教育体系的重要组成部分,肩负着培养生产、建设、管理、服务一线的高素质、技能型专门人才的任务。化工类高职学校更是为石化行业的发展培养高素质、高技能人才的场所。当前高职化工类学生的就业存在两方面问题:一方面石化企业招不到合适、足量的员工;另一方面毕业生找不到满意工作,就业质量偏低。本文对河北省高职院校化工类毕业生就业状况开展调查,就当前影响学生就业的各方面问题进行全面的调研分析,客观、清晰地反映了高职化工类学生的就业影响因素,进而提出可行的对策方案。
一、高职化工类学生就业状况
本文选择河北省高职院校2010~ 2012级三届化工类毕业生为调研对象,调研采用问卷调查和个别访谈相结合的方式,发放问卷700份,收回有效问卷667份,有效收回率95.29%,同时走访重点就业单位的毕业生进行个别访谈。目前高职化工类学生就业有如下特点:
1.入学前对专业了解不充分,毕业后从事专业工作意愿不足。化工行业在国民经济中占有重要地位,是国家的基础产业和支柱产业,但现实生活中,化工类专业并不是家长、学生眼中的好专业,许多学生对专业、就业等情况认识不全面、不准确。体现在高考志愿的填报上,受调查的667名学生中,只有10.51%的学生认为自己了解本专业的基本情况及今后就业方向;60.73%的学生认为本专业与高中的化学课程相关,但说不清具体内容;18.32%的学生不了解本专业课程设置和就业前景;有10.44%的学生本身不喜欢本专业,是调剂录取的。入学前对专业了解不充分,导致毕业后从事专业意愿不足。
2.就业期望值高,导致初次就业质量偏低。学生问卷调查显示,在企业知名度、经济效益、所在地、发展前景、个人发展空间、薪酬待遇、专业对口、工作环境、家庭影响9个因素中,首要影响因素是“薪酬待遇”,占到65.5%,然后依次是“个人发展空间”“工作环境”“所在地”“经济效益”。毕业生在职业选择中更注重薪资水平、个人兴趣、个性发展等因素,更看重性价比高的工作,关注企业的发展前景、用人机制,愿意选择舒适和适合自己文化的工作,不愿选择节假日少、加班加点、经常出差的工作。
企业问卷调查显示,近46%的企业认为大学生存在期望过高的现象,主要表现在薪酬、地域、个人发展机会、职位要求、假期要求等方面。不少学生成功欲望强,对自己对工作存在一些不切实际的期望,好高骛远,过高地估计自己的实力。部分学生互相攀比,心态浮躁,很少考虑自己能为单位创造什么,而一味强调企业应给予他什么,甚至要求超出单位愿意支付标准的待遇,缺乏主人翁意识,企业认同感差。基于这些问题,很多企业只愿意招聘已具备工作经验或更珍惜就业机会的求职者,导致化工类毕业生初次就业质量偏低。
3.化工生产的特点及存在的问题,使化工类学生离职率较高。受调查的毕业生中51.2%初次就业选择化工行业,35.7%选择制药行业,9%选择与化工制药相关的销售等工作,极小一部分选择其他行业。但工作一段时间后一旦条件成熟,他们即转行或跳槽,其原因排前几位的是:工作环境较差、薪资水平低、工作需倒班、个人发展慢、空间偏小等。
调查分析造成这种局面有多种原因。首先,随着社会的发展和人们生活水平的提高,学生及家长更倾向于工作环境好、薪资水平高的单位,而媒体对化工企业安全事故的负面报道和部分学生家长的片面认识,使一些学生家长反对子女进入本行业。其次,学生在认识实习和顶岗实习阶段,目睹了个别企业由于资金缺乏或经营困难,对设备不能及时更新,达不到安全等级标准,部分企业领导安全意识淡漠,员工加班加点,导致效率低下、注意力不集中,发生意外事故。这严重影响了学生对化工类企业的认同,使得学生离职率较高。
4.化工行业平稳较快发展,高职化工类学生就业前景广阔。近几年随着化工行业产业结构升级步伐加快,节能减排成效显著,资源利用提高,循环经济大力发展,化工行业实现了平稳快速增长。据河北省的《河北省石油化工行业2012年度发展报告(摘要)》显示,2012年河北省石油和化工总产值持续增长,全年工业总产值4126.03亿元;销售额5563.58亿元,同比增长11.76%;主营业务收入5076.50亿元,同比增长7.7%,达到历史最好水平。化工行业与钢铁工业、装备制造业共同形成河北省三大战略支撑产业,同时也是我省未来一个时期最具发展前景的产业之一。化工行业的平稳快速发展和良好的企业发展势头为河北省高职化工类学生提供了广阔的就业空间,对高职化工类学生的需求也迅速增加。调查数据显示,2010~ 2012级三届化工专业毕业生一次就业率均在95%以上,且化工企业对化工类毕业生的实际需求与学生人数比例为1:4~1:6.
二、高职化工类学生就业影响因素
1.客观环境因素。第一,政府作为国家的行政机关,在国家的政治、经济以及其他社会事务的管理和服务中进行宏观调控与指导,把握大的方向。近年来随着就业制度的变革,出现了一些问题,政府有关促进高职学生就业的政策比较单一,缺乏针对性、灵活性和有效性。
第二,企业作为人才的需求方在学生就业中是重要的影响因素。部分企业只考虑眼前利益和经济效益,希望学生“拿来就能用”,没有培养和带教新人的制度和计划。刚出校门的高职毕业生往往在就业时被拒之门外,连面试的机会都无法获得。甚至一些企业短期用工、恶意用工,不与学生签订劳动合同或合同签订不规范,使得学生在实习期过后变成失业者。另外,部分企业在招聘高职学生时,一味抬高学历要求,脱离实际需要,造成不必要的人才浪费。
第三,学校在学生培养质量和结构上决定了满足社会人才需求程度,是影响高职化工类学生就业质量的关键因素。目前一些高职学校对学生质量的培养上存在忽视社会实际需要和学生个性发展的情况,培养不到位。在企业访谈中,许多用人单位表示,高校部分课程落后于当前形势,培养针对性不够,难以培养出满足社会需求的有个性、有特长的创新型应用人才,导致部分应届高职毕业生在毕业时不得不面对失业的痛苦。部分高校的就业指导不能对学生的职业价值观、职业技能和求职技巧进行全方位的指导和培训,而且就业指导工作不连续,具体实施就业指导的时间基本限于大学生毕业阶段,使得许多高职学生难以及早规划自己的职业生涯。
2.主观个体因素。第一,能力素质不高。高职化工类学生自身的能力素质是叩开企业的“敲门砖”,调查显示,化工企业都十分重视学生的专业知识和专业技能。但是目前,有不少高职学生在学习上敷衍,考试成绩不佳,不能全面掌握化工专业基本知识;还有些学生眼高手低,动手能力差,不能满足化工企业岗位的需要,失去就业竞争力。
第二,就业观念不端正。虽然大部分学生能认识到就业形势的严峻,但在现实的就业过程中,化工类高职学生不能全面合理地认识自己,缺乏对当前就业环境和自身因素的客观、理性分析。就业过程中急功近利,期望收入与实际收入有较大的差距,向往大城市,不愿意到小城市、基层和边远地区,不愿意从基层开始干起。这些不良就业观念让高职化工类学生失去很多机会。
第三,就业知识不充分。面对严峻的就业形势,只有48.7%的学生认为自己能主动了解国家的就业政策,能主动学习一些就业面试和服饰礼仪等知识,做好就业材料的准备工作;32.5%的学生认为自己没有做好充分的思想准备,对学校提供的招聘信息没有认真全面考虑;12.3%的学生在参加面试前不积极准备自荐材料,参与过程懈怠和散漫,错失就业机会;还有4.6%的学生称他们参加企业到学校的专场招聘会是辅导员催促才勉强参加的,根本没做准备。
三、提升高职化工类学生就业质量的对策
基于高职化工类学生就业情况,只有建立各司其职、齐抓共管的就业指导服务体系,调整学生就业观念,提高学生自身素质,各方面密切配合,共同努力,才能切实做好毕业生就业工作。
1.政府方面。首先,要大力推进科技成果转化与技术创新,从根本上改善化工企业工作环境,避免“谈化色变”;其次,应为化工行业员工提供完善的社会保障机制,提高工资待遇,提供多方面的培训晋升机会和发展平台,通过多种方式吸引和留住化工行业技术员工;最后,进一步完善化工类毕业生就业市场体系,推进就业市场制度化、法制化建设,健全社会化服务体系,建立起多层次、多功能、覆盖全社会的社会化服务体系,做好化工类毕业生就业工作。
2.企业方面。首先,化工企业加强与学校的交流合作,通过对化工类高职院校人才培养方案提出宝贵的意见和建议,到校进行专业讲座、企业文化介绍等形式,加强与高职化工类学生的交流,使学生认识到化工企业对人才的标准和需求,使学校培养出适合企业需要的技能型人才。其次,面对当前化工类学生实习难的现状,化工企业应提供给高职化工类学生更多的实习实践机会,通过实习和实践环节,不仅使学生学到专业理论知识,提高实践动手能力,还让学生充分了解企业,企业也能在学生实习实践过程中,挑选出适合企业需求的员工,节约招聘成本。最后,适当调整用人观念,合理估计高职化工类学生知识技能水平和用人成本。
3.学校方面。首先,做好有化工特色的就业指导工作。就业指导工作是一个完整的系统工程,应贯穿于高等职业教育的每一个阶段,针对不同阶段,进行分层指导。大一阶段,要让学生了解高职化工类学校的课程体系和培养目标,引导学生关注个人的职业生涯规划;大二阶段,要强化化工的职业知识、岗位职责和技能要求教育,通过实习和实践等方式进行化工职业环境教育,让学生初步确立职业发展方向;大三阶段,从求职准备、职场关系、职业选择等方面进行全面指导,加强就业心理指导,强化求职技巧,根据毕业生就业阶段出现的恐慌、茫然、焦虑和浮躁等情绪心态,进行必要的心理慰藉,让学生从心态到行为上完成从学生到员工的角色转换,形成全程、全方位的就业服务与指导体系。
其次,构建化工类就业信息服务平台。通过这个平台,让学生了解新形势下石化行业从业环境、现状、企业用人要求与运行整体情况,进而分析自己的条件,预测就业前景、制定就业目标,为满意就业做好准备;同时也让企业了解学校的专业设置、学生数量等情况,为企业招聘提供信息依据。
最后,建立就业调查信息反馈网络。通过这个平台广泛调查毕业生的就业情况,了解企业对毕业生的使用、评价和需求动态,进而汇总、整理、统计分析,为学校课程设置、专业设置、制订培养计划等环节提供重要依据。
4.学生自身方面。第一,掌握扎实的专业知识技能。高职化工类专业为石化行业培养高素质、高技能人才,要从事产品开发、生产一线操作、生产技术管理、产品品质检验等专业技术性工作,这些都需要学生有胜任岗位的专业知识技能。学生应合理制订自己的专业技能学习目标,不断激发学习动力,加强学习自主性、自觉性,重视专业知识学习;充分利用校企合作、见习基地,通过实践、实习提高动手能力。
第二,提高职业素养。石化行业有易燃易爆、高温高压等特点,安全生产至关重要,所以企业在安全规章制度、技术操作规程、劳动纪律方面都有严格的要求,高职化工类学生应具备石化行业员工应有的职业素养。积极参加学校组织的讲座、第二课堂,组织多种活动加强团队合作意识、敬业精神、责任意识、吃苦耐劳等方面的培养;利用课堂教学、实践教学、实习环节加强安全意识和安全知识的培养。正确对待将要从事的石化行业工作,干一行、爱一行,能在将来把学到的基本知识、基本技能、基本技巧应用到工作中去。
第三,树立正确的择业观。一是要对自己有一个全面、客观的认识,清楚优势与特长、劣势与不足,避免就业中的盲目性,避免因个人自负清高而就业失败。二是及时调整就业期望值,不过于追求职业声望。不对职业条件要求太高,应立足现实的社会需要,树立服务社会、奉献社会的职业意识,积极就业,在实践中开拓事业,增长才干。三是保持乐观的择业心态,在择业的过程中,不能一步到位属正常现象,不能因此而沮丧,要保持谦虚平和的心态,不急不躁,毕业生有很多就业机会可以选择,即使在择业受挫后,也要正视现实,敢于自我解剖,主动提高和完善自身素质。
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参考文献]
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化工行业的发展,给人们的生产和生活带来了翻天覆地的变化,而且在在科技时代下我国化工行业的发展态势良好,化工行业的发展现状,为化学工程技术的更新换代提供了坚实的基础,同时为化工生产设备及实验仪器的改进创造了技术条件。那么如何使化学工程技术在传统技术的基础上有所突破,需要将化学工程技术与计算机技术等先进的科学技术相结合。
一、化学工程技术的发展概述
(一)化学分离技术。化学分离技术先要对仪器进行分离强化,然后对生产技术进行分离强化。按照化学分离原理,经强化的仪器和技术会变得更加精细,效率也会更高,而且进行化学分离后的生产原料可以将自身的化学能转化成动能或热能,同时还具有较高的能量转化效率。然而,科学家将化学分离技术与现代信息技术有机结合,并研究信息技术与化学工程的应用原理,将现代信息技术运用到热感技术的开发中,提升热感设备的精密度。比如讲新的控制方法加入传统半透膜分离技术形成新型分离技术,该技术地应用极大地提高了分离速度和效率。
(二)绿色节能技术。在工业化程度日益加深的今天,人们对资源的需求量越来越大,对于不可再生资源而言,其面临着能源枯竭的威胁,在该现状下,绿色节能化学工程技术的研究和应用从根本上提高了能源的利用率。绿色节能化学技术是指采用高新技术使化学反应在进行的过程中不会对环境造成污染,并且有利于环境保护的绿色节能技术,其理念是在化学反应的过程中,采用化学技术减少或消除化学原料及溶剂对人类健康、生态环境产生的不良影响。
(三)超临界技术。化学反应技术中的超临界反应指当压力和温度都在临界点以上,物质处于气态和液态之间。这种超临界状态的液体在化学工业、生物工业、食品工业等有着广泛的应用,尤其是在医药工业领域的应用更加广阔。目前超临界液体的诸多优势已经给人们带来了很多便利,其发展前景十分诱人,而超临界化学技术是与超临界液体相关的化学技术,化学界已经将超临界水氧化法成功应用到环境保护领域,但当前该技术还有待进一步完善和改进。
二、化学工程技术优化的重要意义
(一)优化产品结构。基于市场经济不稳定的特征,化工企业需要深刻剖析市场实际需求,对自身的产业结构进行调整和优化,从而实现科学、合理的管理目标,为企业发展注入积极因素。通过运用全新的化学工程技术,使资源得到了优化配置及合理应用,促进了产业结构的优化调整,为社会提供了更多就业机会,推动社会经济的发展[1]。
(二)有利于提高企业的竞争力。科技时代的大背景下,化工行业的市场竞争逐渐白热化,为提高化工企业的竞争力及经济效益,需要提高员工的工作效率,因此需要借助于先进的化学工程技术,并结合化工企业的发展现状,从而制定出科学、合理的发展策略,这是化工企业提升自身综合竞争力的有效途径。
三、对化学工程技术的优化
(一)与信息技术的结合。信息技术的快速发展和广泛应用,使得我国整体技术水平有了重大突破。就化学工程技术的研究未来而言,化学工程技术信息化程度会越来越高,化学工程技术要想实现优化升级,就要与信息技术进行完美结合。化学工程技术的研究需要计算机信息技术作为支撑,化学工程与信息技术相结合可以提升技g的精确性,同时也能够实现智能化的生产应用。比如在CO2传感器、温度传感器以及湿度传感器技术方面,将化学工程技术与计算机信息技术结合起来,使控制系统的反应更加灵敏。
(二)与系统工程的结合。因为物质本身的复杂性,导致化学变化也相对复杂,因此,化学研究不能只停留在对一般物理、化学特性上,要深入物质结构,探究其构成和变化原理。化学工程技术的研究方向不断拓宽,需要从根本上简化化学工程技术研究过程,与系统结构工程结合能够将实验操作和化学理论知识相结合,通过计算机系统进行数据分析,简化物质结构研究内容,为化工研究提供更加成熟的分析条件。
(三)加大对绿色化学技术的研究力度。环境是国际性问题,目前,我国投资于环境保护和改善的资金越来越多,而且更多的群体也参与到环境保护的工作中,此时绿色化学技术应运而生,由于绿色化学技术既能够降低能源的消耗量,又能提高能源的利用率,还能减少污染物的排放,该技术具有经济、社会、环境三重效益,因此未来的发展前景会更加广阔。
(四)强化化学工程基础的应用研究。在发展化学工程技术时,除了要紧跟科技发展的前沿外,还要对必要的基础应用展开研究。基础应用研究投资大、研发时间长,短期内很难看到经济效益,但是从长远利益出发,为了化学工程技术的可持续发展,必须加强基础应用研究。另外,在引进外来先进技术时,要注意消化吸收其中的基础技术,做好技术储备工作。
四、结语
纳米材料,又被称为超细微粒或超细粉未,指的是一种处于原子簇同宏观物体过渡交界处的物质,同体块材料不同,但是也非单个原子。纳米材料由于其典型的结构层次,因而为其带来许多其他物质无法替代的特点和作用,例如其具有体积、表面及量子尺寸等多种效应,同时还具有许多典型的物化性质,因而在许多领域,尤其是在光、电、磁、催化等领域方面的应用相当有价值。下文重点就纳米材料在化工生产领域方面的具体应用进行探讨。
一、在化工涂料领域的应用
于纳米材料具有典型的表面及其结构特点,因而其自身拥有许多其他材料所不具备的优良性能,因而应用前景十分乐观。借助于传统的涂层技术,同时进行纳米材料的添加即可得到性能良好的纳米复合涂层体系,由于兼顾了纳米材料的优良特性,这是传统涂层无法达到的功能和效果,一方面,纳米材料的添加不仅提高了涂层的防护功能,避免了紫外线的伤害及大气的侵蚀,同时还能更好地抵抗降解作用,防止涂层发生便色,应用在卫生用具方面还具有抗菌保洁的功能。将纳米符合涂层系统应用在标牌之上还可利用纳米材料特殊的光学特性,实现对太阳能的吸收和储存效果,这样就达到了节能的效果。将纳米材料添加到诸如玻璃或涂料等建材产品中,可进一步提高光透射及其热传递的效果,进而获得隔热阻燃等功能。若将纳米TiO2添加到汽车的金属闪光面漆等装饰喷涂行业中,所得到的色彩效果丰富且神秘,使得汽车面漆旧貌换新颜。再如纳米SiO2作为一种抗辐射材料,在涂料中添加后可成倍地提高涂料的光洁度、抗老化性能及其强度。由此可见,纳米复合体系涂层不仅应用前景十分乐观,同时还推动了复合材料的进一步开发、研究及其应用。
二、在化学催化领域的应用
化工生产过程中基本上都离不开催化剂的作用,它不仅能够有效地进行化学反应时间的控制,还可以大幅度地提高化学反应速率及其效率。但是,应当注意的是多数化学催化剂的化学催化效率仍相对较低,且制备过程复杂困难,多数凭经验进行,并未形成一个成熟的生产体系,因而不仅浪费了大量的生产原料,还直接降低了经济效益,同时还为环境带来了污染。纳米材料由于其表面活性中心相对较多,因而为催化剂提供了最必要的前提条件。采用纳米材料作为化工催化剂不仅可以大幅度提高化学反应速率及其效率,控制化学反应时间,还使得许多之前无法反应的化学粒子间发生化学反应。例如已有报道称采用硅胶作为反应基质而 获得了化学催化活性极高的TiO/SiO2的负载型光化学催化剂。采用Ni 或者Cu-Zn化合物所制得的纳米颗粒不仅是许多氢化反应中多种有机化合物的良好催化剂,且价格较昂贵的铂、钮催化剂要便宜的多。再如,纳米铂黑催化剂可以将乙烯氧化反应温度从之前的600℃降到室温下即可进行反应。将纳米微粒作为化学催化剂,不仅可以提高化学反应的效率,优化化学反应的路径,还能够进一步推动化学反应速度等相关方面的研究,因而也是催化学科未来十分重要的一个研究课题,极有可能为化工催化领域带来翻天覆地的改变。
三、在精细化工相关领域的应用
作为化工行业的另一个巨大领域,精细化工领域不仅产品数量多、用途广,而且同人们的日常生活的各个方面都息息相关。将纳米材料应用于精细化工领域可以大大提高精细化工的优越性和独特性。如今,纳米材料已经在精细化工领域中的橡胶、塑料及涂料等方面发挥了巨大的作用,如橡胶中进行纳米SiO2的添加大大提高了橡胶原有的抗辐射及其抗红外反射的作用。若将纳米材料Al2O3及SiO2添加至普通橡胶之中,不仅可以大幅度提高其原有的耐磨性及其介电特性,同传统的白炭黑填料的橡胶而言其弹性效果也得到了大幅度地提高。将纳米材料添加至塑料中可大幅度提高其原有强度及其韧性,同时还提高了其致密效果及其防水效果。如今国外已将纳米SiO2添加到了密封胶及粘合剂之中,因而大大提高了密封胶的密封性和粘合剂的粘合性。此外,超细TiO2也应用到了多个行业领域中,如涂料、塑料、化妆品及人造纤维等领域,最近还有报道称将其应用到了于食品包装及高档汽车面漆中,大大提高了原有材料的性能。TiO2不仅可以将阳光中所含的紫外线吸收过来,同时还可以产生极强的光化活性,因而可通过光催化作用实现工业废水中有机污染成分的有效降解,这种降解方式不仅除净度极高,没有二次污染,且适用性广泛,因而在环保水处理领域具有极好的应用前景。
四、在医药领域方面的应用
如今,随着科技的不断发展,人们对于药物方面的需求度也在不断提高。如何更好地控制药物的释放,降低药物的副作用,尽可能提高药效,实现药物的定向治疗作用已经成为摆在许多研究人员面前的一个重要课题。纳米材料的出现方便了药物在人体内的传输过程,同时,通过纳米材料的包裹,其中的智能药物进入人体消化系统后不仅可以主动进行搜索,还可以直接针对癌细胞进行攻击,或进行损伤组织的修补。例如,有一种新型诊断仪器中应用了纳米技术,仅需少量的血液即可通过其中的特殊蛋白或DNA检测出疾病。
目前,美国已经研制出了将纳米磁性材料作为药物载体的一种靶向药物,即所谓的“定向导弹”。此技术主要是通过磁性纳米微粒中所含的蛋白质表面实现对药物的携带,当其进人体血管中后可以通过磁场的导航作用直接输送至病变或组织损伤靶部位,进而将其中所包裹的药物释放出来。由于纳米粒子尺寸极小,因而可以自由在血管中流动,所以可对身体任意部位的病变情况进行检查及治疗。此外,还有不少研究人员还研究了纳米微粒在临床医疗及其放射性治疗等领域的应用情况。报道发现,我国已经成功地将纳米材料技术应用于了医学领域。例如,南京希科集团通过纳米银技术成功研制出了长效广谱抗菌棉,这种广谱抗菌棉中纳米材料的应用原理主要是通过纳米技术成功实现了将银制成了纳米级尺寸的超细小微粒,之后将其附着在棉织物上,由于银具有极强的预防溃烂及其加速伤口愈合的功效,因此,纳米技术处理之后使得银的表面积得到了急剧地增大,同时还使其表面结构产生了巨大的变化,因而杀菌能力迅速提高了200倍左右,因而对于临床外科预防细菌感染等方面具有相当好的抑制作用,因而就形成了具有广谱抗菌效果的抗菌棉。
作为给药系统,微米颗粒及纳米颗粒材料的制备通常都具有如下基本性质,即无毒性、稳定性好、生物亲和性好且同药物之间无化学反应的产生。通常来说,纳米微粒多用作一些毒副作用相对较大、生物半衰期较短、容易受到生物酶降解的一类药物的给药方式。如今,医学领域中纳米材料的应用已经发展成了一门科学,专门用来研究纳米尺度上所进行的生物过程,并以生物学原理为基础发展成立一门分子应用工程学科。例如,在金属铁的超细颗粒表面进行一层5到20纳米厚的聚合物之后可进行大量蛋白质的固定,特别是酶分子,这样就可以实现对生化反应的控制作用。这种技术在生化技术领域及酶工程领域都具有相当重要的应用。
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据全国精细化工原料及中间体行业协作组理事长揭玉斌介绍,由于医药中间体不受专利保护限制,其市场和应川前景普遍看好,而且全球化的产业转移也推动了我国原料药和中间体行业的快速发展。相关数据显示,2006~2011年,我国医药原料药和中间体行业产值由1283亿元增长到3082亿元左右,年均增率达到19%;原料药及中间体企业达到5000家:企业逐步向园区化发展,形成了颇具特色的杭州湾精细化工园区、台州化学原料药产业园区等;中间体企业也由单纯的国有企业发展转变成了国有、民营、外资三分天下的局面。
除了医药中间体,农药中间体和染料中间体行业在近几年也取得了骄人的成绩。据悉,截至2011年底,我国规模以上的化学农药生产企业有774家,可生产300多种原药;已生产的农药中间体品种达800多种,产量近300万吨。我国农药工业已建立起从原药生产、中间体配套到制剂加工在内的较完整的工业体系。
而伴随着我国染料大国地位的形成,染料中间体行业也发展迅速。统计显示,目前我国可生产的染料品种约有2000个,常年生产的染料有800多个品种,中间体产量约为60万吨。此外,由于我国染料中间体的质量良好、价格低廉,已在欧美市场上取得优势地位,产品出口到世界上约30个国家和地区。从品种上看,我国每年出口染料中间体近160种,其中以苯系及萘系品种居多,分别占50%和26%,葸醌及杂环系中间体则分别约占14%和10%。从出口量看,我国每年染料中间体的出口量超过10万吨,其中量最大的是苯系中间体。
然而,从相关部门了解到,我国的精细化工中间体行业在近几年虽然规模在扩人,整体盈利水平却呈下降趋势。
揭玉斌表示:“随着上游化工原料价格波动和医药价格政策对下游医约企业产品价格的影响,我国医药中间体的平均毛利率整体走低,由2002年的14%下降到2011年的11%左右,特别是对于那些老白姓常用药品,生产企业比较多、供应充足、企业竞相压价等因素也是致使医药中间体行业利润率下滑的重要原因;在农药中间体行业,利润水平虽然整体较高,但2008年以后也一直呈稳中有降趋势,基本维持在13%左右;我国染料中间体行业则受当前经济环境的影响,行业毛利率从2010年的12.8%下降到2011年的11.2%。”
从农药中间体和医药中间体企业也得到了类似的答案。河北宏远化工有限公司是国内重要的医药中间体生产基地之一,主要生产左旋对羟基苯甘氨酸邓钾盐医药中间体。该公司市场部经理陈志新表示:“近年来,受金融危机的影响,我国医药行业出口增速放缓。这导致我国医药中间体行业需求不足,部分企业效益下降。今年上半年,公司的利润率较去年同比下降了10%。”
苏州雅本化学公司市场部经理龙泽也表示:“农药中间体企业的生产原料主要是基础化学原料,企业的议价能力比较低。我们企业部分产品采用了委托加工的方式。此外受人工成本及水电费上升、国内外经济环境不好等因素影响,我们公司农药中间体盈利能力出现了比较大的下滑,毛利率由去年的42%下滑到31%,下降了11个百分点。”
去年的《石油和化学工业“十二五”发展指南》提出,“十二五”期间,我国精细和专用化学品率将提高到45%以上,进入精细化工大国与强国之列。作为精细化工发展重要支撑的中间体行业发展现状如何?能否跟上精细化工行业发展的脚步?对此,记者进行了深入采访。
产品附加值低 品种结构单一
在一些业内人士看来,我国精细化工中间体行业目前这种只见规模长、不见利润增的状况,主要是由于这个行业存在产品结构单一、附加值低以及企业竞争激烈等比较突出的问题。
“目前国内生产精细化工中间体产品的企业与国外企业相比还存在很大差距。首先,国内生产企业规模较小,结构单一,形成规模经济的企业屈指可数,大工业、大集团精细化工企业更少。这就导致企业的经济实力不行,在产品开发中的投入也很有限。其次,企业的产品结构趋同,低端产品居多,附加值不高。目前国内厂家的低水平建设比较严重,结果导致部分产品的产能过剩,开工率严重不足,企业竟相压价,经济效益下滑。”工业和信息化部规划司处长文剑表示。
“特别是在我国医药中间体行业,这类问题更为突出。目前我国医药中间体生产企业数量多达5000家,但生产规模普遍偏小,其产品供应也比较分散,市场竞争激烈。”揭玉斌说。
一家医药中间体生产企业的经理也表示:“当前,国内外整个大的经济环境很不好,特别是随着原料成本、人工成本的增加,这么多企业都想要生存,就必须打价格战,竞争非常激烈。”
农药中间体、染料中间体行业的情况也是如此。中国化工信息中心农药技术经济发展中心技术总监胡笑形表示:“目前,我国农药中间体生产企业规模大小不一,大部分为农药企业,国有或国有控股的大型企业只有几十家,行业面临着资源重新配置等问题,市场竞争压力增大。另外,目前我国农药中间体多为大宗、附加值低的产品,而高附加值的如含氟农约中间体产品等大部分还需要进口。”
同时,揭玉斌指出:“我国染料中间体企业一方面在生产技术上还不够先进,磺化、硝化、还原等单元反应主要采用传统工艺,生产过程也多采用人工或半机械化操作,与欧美等国产品相比,在质量指标和可用性方面存在着差距;另一方面,虽然我国已经成为世界染料中间体的生产基地,但目前企业仍以生产酞菁酮、乙酰苯胺类等附加值低的染料中间体为主,生产高附加值染料中间体的还较少。因此,与国外染料中间体企业相比,国内企业还缺少竞争力。
重视市场分析 向高端化发展
面对精细化工中间体行业方方面面的问题,接受采访的专家们也给出了相应的建议。
揭玉斌表示:“精细化工不同中间体行业,所面临的问题也不尽相同,在应对上也会有所区别。我认为今后我国医药中间体及原料药企业应从以下几个方面去努力:一是产品类型由生产粗放型的低端产品向精细型的高端产品转变,不断向下游供应链延伸和转移,逐步增强深加工能力;二是抓住‘重磅炸弹’级药物专利逐渐到期的机遇,发展仿制药;三是鼓励兴建千克级的生产装置,今天的千克级订货很有可能是明日的大市场。此外,国内企业还应积极获取国际认证,这样才能顺利进入发达国家医药市场。”
对于农药中间体行业,揭玉斌则建议,为了使农药中间体市场行为适应我国农药发展要求、农药产品结构调整的要求,并缩短与国外农药工业的差距,农药中间体企业未来应将含杂环的农药中间体、含杂环的高效杀虫剂的中间体、含杂环的高效杀菌剂的中间体、含杂环的除草剂的中间体、含氟的农药中间体、手性中间体等列为重点发展产品。
一、重庆地区化学工业的发展现状
1.化工产业发展势头较好
近年来,重庆化学工业发展势头较好,门类齐、产品多,初具规模,在能源、石化、轻工、医药及新材料等领域有很大市场潜力。截止到2014年底,重庆地区有400余户规模以上的化工企业,实现年总产值超千亿元。经过十余年的发展和壮大,重庆已逐渐形成了以长寿、涪陵及万州为中心的特色化工产业集中区,且规模仍在不断扩大,这也为多元化的化工产业在重庆的发展打下了坚实的基础。重庆政府也陆续出台了化工、能源及材料的三年发展振兴规划等一系列政策,力争加快调整产业结构,淘汰落后企业,实现转型升级,提升产业发展水平,打造西部千亿综合性化工基地,成为长江上游一流化工特色产业的桥头堡、国家新材料基地和国家级循环经济示范园区。
重庆是天然气化工的重要基地,拥有国内外成熟的天然气化工特色产业链和世界先进技术,产品种类多,历史悠久。重庆化学工业发展迅猛,规模优势明显,在西部化工总产值中位居第二,且比重逐年攀升[2]。重庆的化学工业已实现跨越式的发展,初步形成了以长寿、涪陵、万州及丰都等为中心的特色化工产业集群式的发展新格局,规划了化工产业园区,并不断完善园区功能,实现了资源的优势互补和合理利用,促进了产品链的不断扩张与延伸,降低了生产成本,提升了环保和安全生产水平,增加了化工产业的市场竞争力。企业通过技术升级改造、整体外迁、兼并重组及引进先进技术等多项措施,在一定程度上大幅提升了工艺、技术及装备等各方面的水平。通过人才引进和自主培养,企业的技术创新能力也得到了进一步加强。目前,我市已拥有两万多名化工专业技术人员,建立多个国家级、市级企业技术中心,为重庆化工产业的发展提供了新的活力[3]。
2.化工产业发展机遇良好
目前,我国正面临着世界化工产业的较大冲击,国家也出台了相应的政策及技术措施支持工业企业的转型,技术升级,落后淘汰,加快发展低能耗、低污染、高附加值的化工产品,为化学工业的结构调整提供了有利的政策支持和技术保障。
重庆化学工业正处在快速发展的大好时机,加之重庆及周边地区天然气、页岩气、盐卤资源相对丰富,区域资源优势明显,为产业的不断发展和壮大提供了有利的资源保障。重庆与沿海地区相比,在水、电、气、土地及劳动力等方面的成本低1/3左右,具有较大竞争优势。
重庆化医集团是重庆化学工业的龙头,业务范围涵盖了化工领域的多个产业,如今面临天然气价格紧张的局面,部分产业发展亟待转型,目前已在长寿化工园区规划了“气改煤”替代天然气项目,人才需求大,然而全市范围仅我院开办有煤化工专业,但远不能满足本地化工行业多元化转型发展的需要。促进了重庆化工行业对应用化工技术人才的极大需求,更为长江中上游化工经济的发展奠定了牢固的基础。
同时,重庆已在培育壮大战略性新兴产业,涉及能源、化工、新材料等多个领域。2015年9月,由重庆化医集团与德国巴斯夫合作的年产40万吨二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)项目在长寿化工园区正式投产,这也是世界上最大的MDI项目,建设以MDI为核心的上、中、下游产品链全面配套的大型化工一体化工程,总投资350亿,预计年销售额超500亿,将拉动重庆石油化工、天然气化工、新材料等产业2000亿产值,有利于统筹川渝及周边地区的天然气化工及石化等产业的发展,推动本地化工产业升级。
二、重庆应用化工类人才需求状况
根据2013年以来对重庆化工行业的调研,对比近几年专业毕业生的供需情况,市场对应用化工技术专业的人才需求量大。重庆多元化化工区域经济的迅猛发展势必带来化工应用技能型人才的大量需求。通过调研和市场分析,化工企业一线操控工、化验分析员、产品销售员等职位需求预计在5万人以上[4]。
三、重庆应用化工技术专业的办学现状
引言
商品包装是物品进入流通领域的必要条件,而包装机械是为商品进入市场提供保护、促进销售及提高附加值而完成生产过程的技术设备,是实现产品包装的主要手段。随着国民经济水平的快速发展,各行业生产自动化要求的提高,包装机械行业得到了快速发展,包装设备在食品、饮料、医药、化工、家用电器、造币印钞、机械制造、仓储物流、建筑材料、金属制造、造纸印刷、图书出版等行业领域得到广泛应用。特别是近几年,受下游行业市场竞争愈发激烈、规模化和集约化生产趋势、人力资源成本上升等因素的影响,包装设备在生产和物流环节发挥着越来越大的作用,高度自动化、高效化、智能化、节能化的包装设备逐渐受到下游行业青睐,传统的包装设备逐步与现场总线技术、传动控制技术、运动控制技术、自动识别技术和安全检测技术相结合,现代化的包装设备应运而生,未来包装机械行业前景十分广阔
1 包装机械行业概况
1.1包装设备产品分类
包装设备分类方法较多,目前国际上普遍采用的是按包装工序进行分类。按照工序分类,包装设备主要可分为成型装填封口系列设备、捆扎码垛缠绕系列设备、贴标打码系列设备、智能包装生产线及其他设备五类。
(1)成型装填封口系列设备是完成包装容器的固化定型、将产品按预定量充填到包装容器内、对包装容器进行封口并装箱等过程的设备,主要包括各种纸箱成型机、灌装机、装盒机、套袋机、热缩机、封箱机、封口机等。
(2)捆扎码垛缠绕系列设备是完成产品或包装件的外包装工艺并将其按设定的规则进行堆积的包装设备,主要包括各种捆扎机、码箱垛机、码瓶垛机、卸箱机、缠绕机等。
(3)贴标打码系列设备是完成将实物标签粘贴或将电子标签、文字图案喷涂标识在产品包装上的包装设备,主要包括不干胶贴标机、热熔胶贴标机、激光打码机、打码贴标机等。
(4)智能包装生产线是指能连续完成多项包装工序的机器组合,是连续实现多个包装功能的有机集合,满足了现代化大生产中无人化、柔性化、智能化、集成化的生产需求,并可实现自动检测、监控、追溯等功能,便于生产管理。目前,智能包装生产线已经成为了我国包装机械行业重要的发展方向之一。
1.2作用及优势
(1)大大提高劳动生产率,缩短了生产时间。例如对于封箱、捆扎、码垛工序,目前公司生产的全自动双通道封箱机的封箱速度已达到80箱/分,全自动捆扎机的捆扎速度可达到1.2秒/道,码箱垛机的码垛速度为60,000瓶/小时。此外,自动化的包装设备能够实现连续化生产,在提高生产效率方面发挥重要作用。
(2)有效保证产品的包装质量。包装设备可根据被包装物形态、大小、质量的不同,采用不同的包装材料和包装方式,使得包装后物品规格相对一致,保证包装质量,符合集合包装的要求。
(3)实现手工包装无法实现的包装操作,如真空包装、气调包装、泡罩装盒等包装设备实现了食品、药品等商品的自动化无菌、气调保鲜包装的要求。
(4)降低劳动强度,改善劳动条件。例如生产过程中的装箱、装盒等包装工序,仓储物流中的捆扎码垛工序,动作单调、频率高,耗体力,使用装箱机和装盒机等包装设备能有效解决这一问题。
(5)有利于对工人的劳动保护。对于某些严重影响身体健康的产品,如粉尘严重、刺激性、放射性、易燃易爆、生产储存环境严苛的产品,例如农药、民爆产品等的包装,采用传统包装方式容易影响健康,危害生命安全,无人化包装成为这类行业的必然发展趋势。
(6)可降低包装成本,节省贮运费用。对松散产品,如瓶装水、食品、邮件等,采用自动化包装设备完成装填、封口、捆扎、码垛、缠绕等一系列包装工艺,可大大缩小包装物体积,节省包装材料,同时起到提高货位利用率和运载率,减少物流费用的作用。
1.3应用领域
随着国民经济水平的快速发展,各行业生产自动化要求的提高,包装机械行业得到了快速发展,包装设备在食品、饮料、医药、化工、家用电器、造币印钞、机械制造、仓储物流、建筑材料、金属制造、造纸印刷、图书出版等行业领域得到广泛应用。
2 包装行业发展现状、行业竞争格局和市场化程度
2.1市场容量
从包装设备需求额分析,全球包装设备的需求已从2004年的241亿美元增长到2009年的286亿美元,年均复合增长率达到7.31%。预计未来仍将以5%左右的速度保持增长,到2019年将达到445亿美元的需求规模。
图1 全球包装机械行业市场需求情况
数据来源:中国食品与包装机械工业协会统计数据
从全球市场需求来看,食品、饮料、医药和化工行业是包装设备最主要的下游市场。2009年食品、饮料、医药和化工行业对包装设备的需求分别约占包装设备总需求额的43.4%、17.7%、12.5%和7.6%。尽管2009年受全球金融危机影响,全球包装机械行业需求仍然实现增长。
未来几年,发展中国家和地区包装设备销量的增长将成为全球包装设备发展的推动力,中国作为最大的发展中国家,对包装设备的需求将构成世界最大的市场之一;亚洲其他欠发达国家和地区,例如印度、印度尼西亚、马来西亚和泰国,对包装设备的市场需求也会获得较大的增长;而在美国、西欧、日本等发达国家和地区,尽管包装设备的市场需求增长速度低于发展中国家,预计未来仍将获得反弹。
中国包装机械行业市场供求状况及变动原因包装机械在我国属于新兴行业,起步较晚,经过30多年的发展,现已成为机械工业中的十大行业之一。2006年至2013年,我国包装机械行业市场需求从182亿元提高到569亿元,年均复合增长率达到17.68%。
图2 我国包装设备市场需求以及国内生产总值增长速度
数据来源:中国食品与包装机械工业协会统计数据
我国居民可支配收入的提高带动了国内消费增长,2006年至2014年,我国社会消费品零售总额从7.64万亿元增加至26.24万亿元,年复合增长率达到16.68%,为食品、饮料、医药、化工、家用电器等包装设备下游行业的发展带来了积极影响。同时,随着居民消费能力、健康意识的提高,新包装材料、包装工艺和包装样式逐渐成为消费者关注的因素,为国内包装设备带来新的发展机遇。
此外,随着我国人力资源成本增幅较大,部分地区出现用工荒现象,2006年至2013年期间,城镇单位就业人员工资总额从24,262亿元增加到93,064亿元,年复合增长率达到21.17%。劳动成本上升的外在压力迫使企业调整生产要素的投入比例,积极引入先进技术和机械设备代替人工,通过自动化生产提高劳动效率,从而消化劳动成本上升的不利影响。通过技术和设备的引进,企业提高了生产效率,降低了工人劳动强度,实现规模化生产,巩固并提高市场份额。
2.2行业利润水平变动趋势及原因
国内包装机械行业经过30多年的发展,市场竞争比较充分,行业利润率总体水平稳定,在不同的应用领域和市场,利润水平各不相同。少数具有较强研发能力和技术积累,具备品牌优势、规模优势的企业才能不断地为市场开发出新产品、提供功能多样的包装单机设备及智能包装生产线,服务于中高端市场,平均利润率相对较高。相反,大多数企业在产品较低端、同质化较高的竞争领域,由于供应商众多,企业规模较小,竞争激烈,并且多数从事某一领域的单一产品,综合化、集成化程度不高,使得大多数包装设备生产企业的利润率相对较低。
2.3行业竞争格局
包装机械行业是涉及多学科、跨领域的综合行业,由于其下游行业使用环境、生产工艺、包装材料、被包装物形态各异,供应商须根据客户个性化的需求量身定制相应的包装单机设备或生产线。德国、美国、意大利等制造业发达国家生产现代化水平位居全球领先地位,其包装设备以产品序列全、更新速度快、领先的研发设计能力、先进的加工制造能力获得了国际范围的品牌影响力。以德国克朗斯、德国博世、德国KHS等为代表的国际知名包装设备企业,通过提供大型、成套、高精度的单机设备和智能包装生产线,占据了世界包装机械市场的主导地位,也占据了我国高端包装设备市场的主要份额。
由于受到资金、技术、人才、经验等因素的综合影响,国内从事包装设备生产的企业大多数规模较小。截至2010年末,我国共有包装设备制造企业3,600多家。根据中国食品和包装机械工业协会统计,截至2014年2月,规模以上企业共计259家,其中中型规模以上企业24家,国内包装机械行业中生产规模大、产品档次高的企业为数不多。数量众多的本土企业由于研发能力不强或者缺乏自主创新能力,产品技术含量低、质量稳定性差,主要生产低水平、功能单一的包装设备,市场竞争力普遍不强。随着包装设备下游行业现代化加工
和规模化生产的要求不断提高,该类企业将难以满足包装设备高自动化、机电一体化、智能化的发展要求,在低端市场的竞争压力将日益加剧。
3 行业发展前景分析
3.1有利因素
3.1.1下游行业发展迅速,带动包装机械需求
包装机械下游应用广泛,主要服务于食品、饮料、医药、化工、家用电器、造币印钞、机械制造、仓储物流、建筑材料、金属制造、造纸印刷、图书出版等众多领域的生产加工和仓储物流环节。近年来,受益于中国经济持续快速发展所带来的消费升级,居民消费水平大幅提升以及消费意愿的增强,我国社会消费品零售总额保持高速增长,2006年至2014年年均复合增长率达到16.68%,并将随着居民人均可支配收入的提高继续保持快速增长。2006年至2013年期间,我国的食品、饮料、医药和化工行业销售收入的年均复合增长率分别达到21.67%、21.32%、23.43%和20.81%,包装设备作为下游行业固定资产投资的重要组成部分,在下游行业中的应用深度和广度均得到大幅提高,市场发展空间广阔。
3.1.2产业政策大力支持
包装机械行业直接服务于企业的生产过程,以及产品向消费领域转移的仓储物流环节,对国民经济的健康发展意义重大,包装设备尤其是高端包装设备的自主研发及产业化一直是国家产业政策鼓励的发展对象,重点向着高效化、柔性化、大型化、个性化、智能化方向发展。
3.1.3技术水平不断成熟
我国包装机械行业起步较晚,发展初期在研发、设计、生产等方面和发达国家存在较大差距。近年来,在国家产业政策的扶持下,在下游行业良好发展形势的刺激和带动下,包装机械行业经历了从引进吸收国外先进技术到自主创新的过渡,如今已形成了较为完整的技术和产品体系,取得了多项技术成果,在工艺流程的自动化程度、产品的适应能力以及成套的供应能力等关键领域实现了较大的技术突破,部分技术已达到或接近国际领先水平。长期以来,以智能包装生产线为代表的高端包装设备主要依赖从国外进口,而国内包装设备技术水平的提升已逐步改变这种局面,进口替代效应初步体现,部分产品开始出口到德国、美国、意大利等制造业强国。
3.2行业前景广阔、市场容量巨大
除食品、饮料、医药、化工行业外,包装设备还被广泛应用于家用电器、造币印钞、机械制造、仓储物流、建筑材料、金属制造、造纸印刷、图书出版等众多领域,成为提高生产效率、增强安全性的重要力量。以家用电器领域为例,受益于国家家电下乡、以旧换新、节能补贴等政策鼓励、资金投入、财税优惠等多个方面的扶持,同时随着技术、生产体系进一步完善,家用电器产业规模不断扩大并保持快速发展态势。2006年至2013年期间,家用电器批发销售收入从1,888亿元增长至8,441亿元,年均复合增长率23.85%。家用电器单位价值较大,并且在运输过程易受到损害,自动化包装设备可以有效减少其生产和物流过程中的破损率。以电视为例,如今电视已经进入平板甚至3D平板时代,屏幕较为脆弱,性能稳定的自动化包装设备将有效保障其包装及仓储物流的安全。包装设备在造币印钞领域也有深入应用。我国的造币印钞由中国印钞造币总公司负责实施,是国家法定货币生产企业,生产自动化、精细化程度高,在检重、定位、光边、裁条、装袋、封签、残次品剔除、图像检测处理等方面采用先进的包装设备来替代人工,设备主要向国内外的高端供应商采购。