ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.

Наименование инновационного проекта

Создание отечественного экстракционного оборудования с использованием диоксида углерода. Сверхкритическая технология 21 века.

Рекомендуемая область пременения

Химическая промышленность; производство биологически активных соединений из растительного сырья по сверхкритической флюидной (СКФ) технологии для косметологической, пищевой и фармацевтической промышленности.

Назначение, цели и задачи проекта

Цель проекта

Разработка технологии экстрагирования и фракционирования в сверхкритических средах и конструкция оборудования для получения экстрактов для применения их в пищевой, косметологической, фармацевтической отраслях промышленности.

Разработка технологии и конструкции оборудования для производства экстрактов с высокой концентрацией биологически активных веществ и сохранением нативных свойств исходного сырья с использованием сверхкритических флюидов в качестве экологически чистых и безопасных растворителей.

Аннотация проекта.

Технологии извлечения из растительного и животного сырья биологически активных веществ с использованием в качестве экологически чистых и безопасных растворителей сверхкритических (СК) флюидов, и, в частности, диоксида углерода (СО2), приобрели в настоящее время не только статус лабораторного инструмента изучения химического состава растительного и животного сырья, но и широко распространяются как промышленный  метод, позволяющий получать из натурального сырья экстракты в целом и отдельные фракции (вплоть до получения целевых биологически активных компонентов) для фармацевтической, косметологической и пищевой промышленности без применения органических растворителей.

Предлагаемая технология получения биологически активных экстрактов с помощью СК-СО2 предполагает высокую экологичность процесса, поскольку углекислый газ как растворитель исключает возможность загрязнения окружающей среды и конечной продукции. Более того, данная технология позволяет получать высококонцентрированные экстракты без остатков какого бы то ни было растворителя с сохраненным составом биологически активных веществ в их нативном соотношении, не содержащие остатков органических растворителей и их примесей. Сохранность биологически активных компонентов обеспечивается достаточно низкой (не более 80°С) температурой процесса. Кроме того, применение в качестве растворителя СО2 при повышенном давлении обеспечивает микробиологическую чистоту готовой продукции.

Основными рабочими параметрами процесса являются давление и температура экстрагента в экстракционном контуре, причем простое варьирование рабочими параметрами позволяет осуществлять направленное изменение состава конечного экстракта. Важными преимуществами использования СК-СО2 как растворителя для экстракции в промышленном масштабе является его  негорючесть, малая токсичность и химическая инертность. Немаловажно и то, что углекислый газ достаточно дешев и широко доступен.

Разрабатываемая технология производства оборудования полностью базируется на отечественных комплектующих, что позволит исключить импортные поставки как оборудования, так и готовой продукции требуемого качества.

Таким образом, реализация проекта позволит разработать технологию и оборудование для производства экстрактов с высокой концентрацией биологически активных веществ и сохранением нативных свойств исходного сырья при помощи СК флюидов в качестве экологически чистых и безопасных растворителей.

Решаемая задача и основные целевые параметры.

Извлечение целевых веществ из натуральных продуктов, как для аналитических целей, так и в технологических процессах переработки сырья, является важной проблемой. Применение для этих целей сверхкритических флюидов открывает новые перспективы, связанные с их уникальными свойствами. Сверхкритическим флюидом (СКФ) называют состояние вещества, когда его   температура и давление превышают критические параметры. В этой точке две фазы,  жидкая и газовая, становятся неразличимой монофазой. Поскольку по диффузионным свойствам, вязкости и поверхностному  натяжению СФ  больше напоминают газы, а по плотности и растворяющей способности -  жидкости, они обладают  рядом преимуществ при использовании их в процессах экстракции из природного сырья. Это возможность селективно выделять  биологически активные продукты, изменяя давление и температуру,  быстрота и полнота экстракции, возможность извлечения химически нестойких компонентов, проведение экстракции при низких температурах, отсутствие в экстрактах примесей органических растворителей, отсутствие необходимости отделения полученного экстракта от органических растворителей. Наиболее широко используемая для этих целей СК-СО2 – экологически безопасный экстрагент, в отличие от  загрязняющих окружающую среду органических растворителей, в частности, хлорсодержащих углеводородов, на применение которых в мире в настоящее время налагается все больше ограничений, что связано с их экологической опасностью.

Применение СКФ технологии экстракции в мире, в частности сверхкритическим углекислым газом (СК-СО2), мотивировано следующими факторами:

ограничение использования традиционных промышленных растворителей, таких как хлорсодержащие углеводороды, что сделало нетоксичные, экологически чистые СКФ, такие как диоксид углерода, привлекательными альтернативными промышленными растворителями.

удешевление процессов производства экстрактов СК-СО2 за счет сокращения ряда этапов технологических процессов, таких как дистилляция и выпаривание.

СКФ технология является экологически сохраняющим способом, альтернативным применению органических растворителей и методам, способствующим деградации, получения хрупких биоактивных веществ.

повышенные требования к качеству функциональных веществ, которым не могут удовлетворить традиционные технологии обработки.

применение СК-СО2 в качестве растворителя и экстрагента обусловлено его дешевизной и легкой доступностью. Его критические условия температуры и давления легко достижимы. Простота извлечения растворителя и его легко перенастраиваемые характеристики делают применение СК-СО2 более предпочтительным по сравнению с традиционными растворителями.

запросы рынка на производство новых типов и/или серьезную модификацию традиционных материалов для массового применения.

создание новых технических устройств и процессов требующих новых технических решений, технических качеств, обеспечивающих их безопасное и эффективное масштабное применение.

В индустриально развитых странах СКФ экстракция из природных матриц широко используется в пищевой, в фармацевтической и нутрицевтической промышленности, а также в производстве парфюмерии и косметики.   В России на сегодняшний день данная технология практически не развита. Между тем, СКФ экстракция обладает рядом существенных экономически значимых преимуществ по сравнению с традиционными методами экстракции:

Возможность снижения числа технологических операций процесса экстракции вследствие исключения стадий дистилляции и выпаривания;

Возможность организации малоотходных производств;

Возможность управления процессом экстракции изменением параметров (температуры, давления), что облегчает его автоматизацию и повышает технологичность;

Возможность сохранения лабильных компонентов, отсутствия продуктов разложения, неизбежных при традиционной экстракции,  отсутствия следов органических растворителей и их примесей, что позволяет получать качественно новые продукты экстракции, отвечающие требованиям современного рынка.

Утилизация наиболее широко применяемого для СКФ в качестве экстрагента диоксида углерода.

Основными причинами слабого развития СКФ технологий в России являются: отсутствие отечественного лабораторного, пилотного и промышленного оборудования, а также кадров, способных создавать, внедрять и обслуживать оборудование такого рода.

Таким образом, целью данного проекта является создание методологической основы и приборно-технологической базы для изучения процесса сверхкритической экстракции из различного природного сырья.

При разработке проекта предлагаются следующие этапы решения поставленной задачи:

Создание лабораторного стенда для разработки процессов экстракции как из твердых, так и из жидких природных субстратов сверхкритическим диоксидом углерода;

Разработка аналитических методов определения состава полученных экстрактов для каждой природной матрицы;

Разработка методов препаративного выделения индивидуальных компонентов,  наиболее значимых для данной природной матрицы;

Разработка методов направленного получения экстракционных фракций, обогащенных целевыми компонентами;

Разработка методов определения микробиологической чистоты полученных продуктов;

Создание пилотного образца оборудования и отработка технологии получения целевых продуктов  из жидких и сухих экстрактов растительного и животного происхождения;

Создание полупромышленного образца оборудования путем масштабирования пилотной установки, а также сертификация и патентование оборудования, отдельных узлов и технологии производства экстрактов растительного и животного происхождения из твердого и жидкого сырья.

В результате планируется получить технологию производства растительных и животных экстрактов на созданном лабораторном, пилотном и полупромышленном оборудовании для экстракции сверхкритическими флюидами (СК-СО2).

В дальнейшем разработанная технология позволит получать качественно новые СКФ экстракты высокой чистоты, в том числе высококонцентрированные экстракты. Кроме того, разрабатываемая технология позволит реализовывать и другие важные задачи: осуществить процессы получения нанопорошков,  новых видов биотоплива из растительных масел, глубокую очистку полимерных материалов с последующей импрегнацией для медицинских целей, разработать новые методы регенерации адсорбентов и катализаторов.

Основными ожидаемыми научными и научно-техническими результатами работы по реализации проекта являются разработка и промышленное внедрение  способа экстракции СК-СО2 из растительного сырья, получение экстрактов из растительного сырья, разработка оборудования и технологии получения экстрактов из твердого и жидкого сырья, а также методов анализа и контроля качества получаемого продукта.

Предполагаемые технические пути решения поставленной задачи:

Создание лабораторного стенда, пилотной и полупромышленной установки для экстракции твердого и жидкого сырья, а также колонны для фракционирования с использованием в качестве флюида диоксида углерода;

Разработка и создание узлов оборудования, обеспечивающих интервалы рабочих давления и температуры от 7,38 МПа  до 50 МПа и от 31,1 до 800С;

Создание контролируемого потока флюида до 90 л/час;

Обеспечение высокой коррозионной стойкости сосудов, узлов и герметизирующих материалов, работающих под давлением;

Создание установки, работающей в замкнутом цикле, что позволяет обеспечить безопасность и экономическую рентабельность производства.

Новизна создаваемой сверхкритической флюидной технологии заключается в создании широкой гаммы продуктов и ингредиентов с высокой концентрацией биологически активных веществ, полученных без применения органических растворителей для пищевой, косметологической и фармацевтической промышленности.

Производство оборудования должно полностью базироваться на отечественных комплектующих материалах, пригодных для масштабирования и внедрения, что позволит  исключить поставки соответствующего оборудования  из-за рубежа.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

А) В настоящее время в России отсутствует сертифицированное производство оборудования  лабораторного, пилотного и промышленного масштаба по сверхкритической переработке сырья. Приобретение  аналогичного зарубежного оборудования сдерживается высокими ценами и ограничениями на распространение высокотехнологических  разработок (см. табл.1). Согласно имеющейся информационной базе российских производителей химического оборудования, создание  аналогичного оборудования на российских предприятиях для обработки сырья в условиях, необходимых для получения качественных экстрактов, представляется вполне реальным.

Таблица 1. Производители сверхкритического оборудования.

№№

Наименование производителя

Назначение оборудования

Объем производства

в год**, US $

Ценовые показатели,

US $

1.

Thar Technologies, Inc. (США)

Лабораторное и аналитическое оборудование для работы с СК растворителями

~ 20 млн.

Лабораторные установки – от 75000

2.

Natex (Австрия)

Промышленное оборудование

3-5 млн.

3.

Separex (Франция)

Оборудование позволяет выполнять весь спектр исследовательских работ и промышленного производства

Лабораторные установки – от 200000

Пилотное оборудование – от 450000

Промышленное – от 3,5 млн.

4.

SITEC (Швейцария)

Пилотное оборудование для сверхкритической экстракции, микронизации, стерилизации.

5-8 млн.

Стоимость от 165000

5.

Eden Labs, LLC. (США)

Лабораторное оборудование

Нет данных

от 70.000

6.

Kobelko (Япония)

Промышленное оборудование

Нет данных

7.

Chematheur (Швеция)

Промышленное оборудование

Нет данных

8.

ITT (Индия)

Промышленное оборудование

2-3 млн.

9.

Китай

Промышленное оборудование

15-25 млн.

10.

Испания

Промышленное оборудование

2-4 млн.

11.

Россия (предлагаемый проект)

Лабораторное и пилотное и промышленное оборудование для СКФ экстракции

-

Лабораторное оборудование – от 50.000

Пилотное – от 100.000

Промышленное – от 450.000

В) Ввиду отсутствия оборудования, промышленные технологии  сверхкритической обработки сырья в России отсутствуют. По сравнению с западными аналогами, лабораторные исследования показали идентичность, как достигнутых параметров процесса, так и идентичность получаемого продукта.

Таблица 2. Разработчики технологии сверхкритической экстракции.

№№

Разработчик технологии

Наименование технологии

Описание технологического процесса

Материалы и оборудование

1.

Phasex Corp.(США)

Сверхкритическая флюидная экстракция

Сырье помещается в экстрактор, через который прокачивается СК флюид, непрерывно создаваемый в энергетическом блоке установки. Отделение экстракта от растворителя и разделение экстракта на фракции производится в 1 или более сборниках. Отделенный растворитель вновь возвращается в контур для повторного использования.

Для реализации СК экстракции применяются специализированное оборудование, обеспечивающие условия для создания СК флюида и обеспечение потока флюида через обрабатываемое сырье. Оборудование и материалы должны соответствовать нормам безопасности для работ под высоким давлением и для пищевых и фармакологических и косметических производств

2.

Separex (Франция)

3.

Natex (Австрия)

4.

Предлагаемый проект

Полное воспроизводство технологии экстракции

Создание оборудования для СКФ экстракции лабораторного, пилотного и промышленного масштаба

С) С использование технологии СКФ экстракции сырья растительного и животного происхождения достигаются следующие характеристики готового продукта:

Получение экстрактов из твердого и жидкого растительного (животного) сырья;

Получение отдельных фракций с повышенным содержанием целевого компонента;

Получение высококонцентрированных экстрактов или их фракций без остатка растворителя и с сохраненным составом биологически активных веществ в их нативном соотношении;

Обеспечение микробиологической чистоты готовой продукции за счет эффекта декомпрессии.

Д) Для обработки образцов растительного сырья в сверхкритической среде диоксида углерода использовали лабораторный комплекс для сверхкритической флюидной экстракции. Схема эксперимента с использованием данного оборудования представлена на рисунке 1.

Комплекс включает в себя насос высокого давления с блоком управления, обогреваемую экстракционную ячейку, барботер и систему сброса давления. Образец сырья, предназначенный для экстрагирования, помещается в ячейку и выдерживается при определенной температуре, в течение 10 минут в ячейку накачивается СО2 до заданного давления, чем обеспечивается статический режим обработки. После окончания выдержки (от 30 до 120 мин) в течение 60 минут производится декомпрессия ячейки через капиллярный рестриктор. Пропускание СК-СО2 через ячейку с расходом 10 мл/мин обеспечивает проточный режим обработки.

Рисунок 1.  Блок – схема лабораторного эксперимента.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Широко распространенные в настоящее время, так называемые, "традиционные" методы экстракции, например, холодное или горячее прессование; водно-паровая, водно-спиртовая или масляная виды экстракции, а также извлечение БАВ с помощью различных органических растворителей, по целому ряду причин привели к созданию новых методов, которые используют в производственном цикле принципиально иные подходы. Сверхкритическая экстракция БАВ с помощью диоксида углерода представляет собой именно такой метод, к тому же уже прошедший проверку на практике.

Для проведения экстракции растительного и животного сырья сверхкритическим диоксидом углерода предлагается установка различной производительности с широким диапазоном рабочего давления и температур экстракции. Установки  способны использовать как чистые, так и модифицированные флюиды, а также производить рециркуляцию флюида в замкнутом цикле.

Вопросы технического обеспечения процессов сверхкритической экстракции являются наиболее сложными при ее широком использовании в промышленной технологии. Необходимость поддержания равномерного, заданного потока экстрагента при высоком (до 500 атм) давлении, создание в замкнутом цикле условий для выпаривания экстрагента при различных температурных режимах, предусматривает использование высококачественных нержавеющих сталей и неординарных технических решений. Данная установка позволяет работать при параметрах давления основного экстрагента – диоксида углерода – до 500 атм и при температурах от 40 до 80 0С в дискретном режиме. Установки обладают возможностью селективной экстракции и дальнейшего фракционирования. Технологический процесс обеспечивает обработку широкого спектра сырья с контролируемой концентрацией искомых биологически активных веществ. Также технология позволяет обрабатывать сырье животного происхождения, такое как яичный порошок.

Технология СК-СО2 экстракции позволяет получать концентрат БАВ, практически, с сохранением полного природного соотношения и тончайших биохимических нюансов, присущих растению. При этом выход концентрата с такими нутрицевтическими характеристиками максимально высок. Проведенный анализ химического состава полученных растительных экстрактов показал идентичность получаемым экстрактам зарубежными производителями, а также соответствие их мировым стандартам качества.

Рисунок 2. Принципиальная схема установки.

Предлагаемое к реализации оборудование без труда вписывается в уже существующие технологические линии.

Продукция, производимая на СКФ оборудовании, может использоваться в косметологической, пищевой, фармацевтической промышленностях без дополнительных затрат на введение в существующий технологический процесс. В отдельных случаях требуются несложные операции по доведению экстрактов до желаемой технологической формы.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Разработанная технология должна позволять получать экстракты и отдельные фракции для фармацевтической, косметологической и пищевой промышленности без применения органических растворителей из натурального сырья.

Экстракты должны быть получены методами, исключающими деградацию и трансформацию биологически активных компонентов с использованием в качестве флюида диоксида углерода.

Разрабатываемая технология должна обеспечивать:

высокую экологичность процесса, исключающую загрязнение окружающей среды и продукции;

возможность производства широкой гаммы продукции простым варьированием рабочими параметрами процесса.

совместимость производимых продуктов с существующими технологическими процессами в фармацевтическом и пищевом производстве.

Разработанное оборудование должно обеспечивать:

получение экстрактов из твердого и жидкого растительного и животного сырья;

получение отдельных фракций с повышенным содержанием целевого компонента;

получение высококонцентрированных экстрактов или их фракций без остатка растворителя и с сохраненным составом биологически активных веществ в их нативном соотношении;

обеспечивать микробиологическую чистоту готовой продукции за счет эффекта декомпрессии;

интервалы рабочего давления и температуры от 7,38 МПа  до 50 МПа и от 31,1 до 800С;

Создавать контролируемый проток флюида 90 л/час и более;

Работать в замкнутом цикле.

Производство оборудования должно полностью базироваться на отечественных комплектующих, позволяющих его масштабировать и производить, исключая импортные поставки как оборудования, так и экстрактов требуемого качества.

Новая технология, оборудование и отдельные его узлы, а также получаемые по данной технологии продукты должны быть защищены патентами, действующими на территории Российской Федерации и стран предполагаемого экспорта.

Создаваемая технология должна позволять получать ингредиенты для фармацевтической, косметологической и пищевой промышленности без применения органических растворителей из натурального жидкого и твердого сырья, полученные методами, исключающими деградацию и трансформацию биологически активных компонентов и обладающие повышенными функциональными свойствами. Технология позволит получать высококачественные безопасные ингредиенты растительного происхождения, отвечающие мировым стандартам качества, для пищевой промышленности, такие как антиоксиданты, красители, экстракты пряностей и специй, применяемые при производстве мясной и рыбной продукции, а также в других отраслях пищевого производства. Сверхкритические экстракты лекарственных трав позволяют производить новую линейку высокоэффективных биологически активных добавок (БАД), а также фитофармацевтических лекарственных препаратов. В косметологической промышленности сверхкритические экстракты способны успешно замещать традиционные экстракты, полученные с помощью органических растворителей.

Показатели рынка:

В таблице рынок использования СК экстрактов представлен следующими сегментами:

Рынок СКФ экстрактов в России и странах СНГ.

Сегмент рынка

Целевой сегмент

Позиционирование

Объем рынка,

US $

Пищевая промышленность

Пищевые ингредиенты

1.натуральные красители

2. натуральные ароматизаторы

3. натуральные антиоксиданты

4. натуральные полифункциональные  добавки

 5.000.000

Фармацевтическая промышленность

Фарм. субстанция натурального происхождения

1. основной компонент лекарственных средств натурального происхождения

2. основной действующий компонент БАД

2. основной компонент продуктов функционального питания

200.000.000

Косметологическая промышленность

Натуральные ингредиенты

1. натуральные биологически активные вещества

2. функциональные добавки (консерванты, антиоксиданты)

3. растительные масла, воска

5.000.000

*  Данные по объему производства на 2003 год.

Производители продукции по КФ технологии.

№№

Наименование фирмы (страна)

Характеристика продукции

Объем производства,

US $ в год

1.

Flavex

Пищевые ингредиенты, фарм. компоненты

~ 100 млн.дол

2.

Akropharma

Фарм. субстанции, косметические ингредиенты

~ 300 млн. дол.

3.

Lavipharm

Фармацевтические субстанции

Нет данных

4.

Hitex

Косметические и пищевые ингредиенты

~50 млн.

5.

Raps

Пищевые ингредиенты

Нет данных

6.

Merch

Фарм. субстанции, продукты «зеленой химии»

Нет данных

7.

NewChapter

Фармацевтические субстанции

~ 80 млн.

8.

Phasex

Фармацевтические субстанции

~ 30 млн.

9.

Sabinsa

Фарм., косметологические субстанции

Нет данных

10.

KingherbInternational (Китай) (12 фирм)

Фармацевтические субстанции, пищевые ингредиенты, продукты «зеленой химии»

~ 700 млн.

11.

Малайзия (2 фирмы)

Пищевые ингредиенты

~ 60 млн.

12.

Япония  (7 фирм)

Пищевые и фарм. ингредиенты, биотопливо, продукты переработки морепродуктов

~ 50 млн.

13.

Австралия (4 фирмы)

Пищевые ингредиенты, биотопливо

~ 40 млн.

14.

Канада (12 фирм)

Пищевые ингредиенты, фарм. субстанции

~ 140 млн.

Данные по объему производства на 2005 год.

Все фирмы базируются в основном на сырье, характерном для региона, в котором расположены производства, ввиду чего наблюдается специализация и кооперация СКФ производств мира по перерабатываемому сырью. В этом смысле Россия представляет большой интерес, поскольку ее территория располагает самыми крупными объемами растительного лекарственного сырья  в мире. Это ставит Россию в сопоставимые с Китаем условия по темпам роста в области СКФ экстракции.

Ценовая политика указанных фирм примерно одинакова и стоимость продукции распределена следующим образом:

пищевые ингредиенты – в среднем 100-200 долларов за 1 кг.

функциональные пищевые ингредиенты – в среднем 250-450 долларов за 1 кг

фармацевтические субстанции – до 30.000 долларов за 1 кг.

При всем этом, ввиду молодости самой технологии и крайне высокого спроса на ее продукцию во всем мире, в данном секторе рынка наблюдается дефицит. Например, спрос на экстракт розмарина, активно применяющийся в пищевом производстве стран ЕС и США, по положению на конец 2004 года имеет дефицит около 120-150 млн.евро. Высока потребность в натуральных экстрактах для производителей косметики и средств гигиены.

Предварительные экономические расчеты и имеющийся практический опыт, достаточно убедительно показывают, что при наличии отечественного оборудования и колоссальной сырьевой базы в России реально производить аналогичную продукцию по более низким ценам (по некоторым позициям в 2 раза). Дальнейшее развитие производства связано с поиском высокоэффективного растительного сырья, и удешевлением производства за счет увеличения рабочих объемов промышленного и созданием непрерывно работающих установок.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Высокая производительность.

Выход и себестоимость продукта зависит от величины и количества экстракторов  в установке. Производственный цикл составляет 1-1,5 часа.

Энергосбережение.

Питание электрооборудования установки производится от трехфазной электрической сети переменного тока мощностью не менее 0,5 кВА

Экологическая безопасность.

         Полная замена органических растворителей на инертный газ. Работа установки осуществляется в замкнутом цикле, что исключает выброс растворителя в окружающую среду.

         Оборудование с использования сверхкритического углекислого газа обеспечивает получение липофильных высококонцентрированных экстрактов без остатков растворителя при низких эксплуатационных затратах, быстрой окупаемости и без какого-либо вредного воздействия на окружающую среду. Применение оборудования и продукта, производимого по данной технологии, обеспечивает неоспоримые экономические преимущества перед экстрактами, получаемыми по традиционным технологиям, использующим органические растворители.

         В отличие от применения химических технологий, технологии масляной экстракции и паровой дистилляции, сверхкритическая технология флюидной экстракции резко сокращает по минимума расходы на потребление воды, электроэнергии, дорогостоящих органических растворителей и расходы на утилизацию химзагрязненных стоков и плату за экологические платежи.

Новые потребительские свойства продукции

Высокая эффективность, технологические процессы;
Небольшие габаритные объемы установок;
Высокая добавочная стоимость производимой по данной технологии продукции.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным и международным стандартам.

Стадия и уровень разработки

В лабораторных условиях получены экстракты из различного типа растительного сырья с применением сверхкритического диоксида углерода. Определены качественные характеристики экстрактов и сопоставление с экстрактами из аналогичного растительного сырья, полученными по традиционным технологиям и с экстрактами, полученными по данной технологии зарубежными производителями. Результаты показали соответствие состава полученных экстрактов стандартам для сырья подобного вида.
Набранный статистический материал по получению экстрактов из различных вегетативных частей растений и анализ химического состава позволяет сделать вывод о перспективности применения сверхкритических экстрактов в таких отраслях промышленности как пищевая, косметологическая и фармацевтическая и реализации их промышленного производства.
Помимо этого, проведены работы по обработке жидкого сырья с целью разделения и концентрации ценных компонентов. Показано, что в лабораторных условиях возможно провести разделение и концентрирование таких веществ как полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), токоферолы и т.п.
Результаты данных работ позволяют осуществлять более глубокую переработку в сравнении с существующими технологиями как растительного сырья, так и отходов сельскохозяйственного производства. Примером может быть получение комплекса ПНЖК из морских северных рыб с целью производства фармацевтического препарата для реабилитации больных перенесших инфаркт миокарда. Вторым примером может служить процесс получение ценного каротиноида ликопена из отходов производства томатной пасты.
Имеются технические и конструкторские наработки по разработке и производству оборудования, работающего в условиях сверхкритических процессов.
Была собрана информационная база по имеющимся разработкам, технологиям и опыту исследовательского и практического применения сверхкритических флюидов в области обработки различных видов сырья. Определены и налажены взаимные контакты с мировыми научными центрами, работающими в области сверхкритических технологий. Создана информационная база производителей сверхкритического оборудования, продукции на основе сверхкритических технологий, а также составлен перечень возможных направлений по применению сверхкритических технологий в различных отраслях промышленности. Создан первый в России информационный сайт по вопросам сверхкритических технологий.

Предлагаемые инвестиции

37,4 млн. руб.

Рынки сбыта

Извлечение целевых веществ из натуральных продуктов, как для аналитических целей, так и в технологических процессах переработки сырья, является важной проблемой. Применение для этих целей сверхкритических флюидов (СК) открывает новые перспективы, связанные с их уникальными свойствами. Наиболее широко используемый для этих целей СК-СО2 – экологически безопасный экстрагент, в отличие от загрязняющих окружающую среду органических растворителей, в частности, хлорсодержащих углеводородов, на применение которых в мире в настоящее время налагается все больше ограничений, что связано с их экологической опасностью.
В индустриально развитых странах СКФ экстракция из природных матриц широко используется в пищевой, в фармацевтической и нутрицевтической промышленности, а также в производстве парфюмерии и косметики. В России на сегодняшний день данная технология практически не развита.

Рынок СКФ оборудования.

В виду отсутствия технологии, оборудования и сформированного спроса на продукцию, рынок СК оборудования в России отсутствует. Потенциальными потребителями являются: для лабораторного оборудования – научно-исследовательские институты, вузы; для промышленного оборудования – перерабатывающие предприятия, предприятия пищевой, фармацевтической, косметологической отраслей промышленности.
Спрос на оборудование, исходя из зарубежного опыта, формируется исходя из его основных особенностей: разделение веществ без применения органических растворителей при мягких условиях, обеспечивающих наличие потребительских качеств, недостижимых другими технологиями переработки, таких как абсолютная натуральность, высокая концентрация биологически активных веществ, высокая функциональность, микробиологическая чистота. Основным фактором внедрения СК оборудования и технологии является его экологичность и экономическая эффективность по сравнению с имеющимися технологиями.
Предполагаемый объем рынка СК оборудования находится в зависимости от внедрения требований к продукции пищевой, косметологической и фармацевтической отраслей промышленности, которые обеспечивают натуральность, и высокую эффективность потребительского продукта.

Рынок СКФ экстрактов.

СКФ экстракты, исходя из их основных потребительских характеристик, могут активно использоваться в различных отраслях промышленности, уже использующих экстракты, получаемые по традиционным технологиям. При этом потребителям данной продукции не требуется перестраивать свой технологический производственных цикл. Кроме этого, они могут способствовать появлению новых направлений использования натуральных экстрактов.
Несмотря на то, что преобладающим является рынок фармацевтических субстанций и производства БАД, первые несколько лет планируется продавать экстракты на рынке косметологической и пищевой промышленности, которые являются наиболее подготовленными и лабильными для восприятия новой продукции, а также имеют более упрощенную систему сертификации. Выход на рынок фармацевтических субстанций натурального происхождения требует более длительного времени, который связан с более длительным периодом сертификации.
Развитие рынка имеет тенденцию к увеличению через несколько лет на 20-30%. Соответственно, к 2010 году он составит 360-390 млн. долларов.

Соответствие продукции запросам рынка.

Потребность рынка в СКФ технологии экстракции в мире, в частности СК-СО2, мотивировано следующими факторами:
ограничение использования традиционных промышленных растворителей, таких как хлорсодержащие углеводороды, что сделало нетоксичные, экологически чистые СКФ, такие как диоксид углерода, привлекательными альтернативными промышленными растворителями.
удешевление процессов производства экстрактов СК-СО2 за счет сокращения ряда этапов технологических процессов, таких как дистилляция и выпаривание.
СКФ технология является экологически сохраняющим способом, альтернативным применению органических растворителей и методам, способствующим деградации, получения хрупких биоактивных веществ.
повышенные требования к качеству функциональных веществ, которым не могут удовлетворить традиционные технологии обработки.
применение СК-СО2 в качестве растворителя и экстрагента обусловлено его дешевизной и легкой доступностью. Его критические условия температуры и давления легко достижимы. Простота извлечения растворителя и его легко перенастраиваемые характеристики делают применение СК-СО2 более предпочтительным по сравнению с традиционными растворителями.
запросы рынка на производство новых типов и/или серьезную модификацию традиционных материалов для массового применения.

СКФ экстракты из растительного сырья обладают рядом особенностей, который присущ только этой продукции. Это, в первую очередь, касается таких потребительских качеств:
абсолютная натуральность (идентичность исходному сырью, отсутствие каких бы то ни было трансформаций и деградации веществ, отсутствие посторонних примесей, отсутствие растворителя);
крайне высокая концентрация действующих веществ. Это обеспечивает высокую биологическую и технологическую эффективность применения этих экстрактов в конечной продукции.
Возможность использования СКФ экстракты при производстве натуральных фармацевтических препаратов, что уже имеет место на примере получения препаратов «Таксол» (онкологические заболевания), «Мишеламин» (ВИЧ инфекции), фармацевтический лецитин и т.п.
Выпускаемая продукция, планируемая к производству на СКФ-экстракционных установках, соответствует качеству аналогичных СК-СО2 экстрактов, получаемых по данной технологии.

Конкуренция.
Продукция, выпускаемая указанными в таблице предприятиями, на мировом рынке присутствует около 10 лет. Информация по объему большинства производимых продуктов, особенно в области фармацевтического производства, является коммерческой тайной. Благодаря экологически ориентированной политике государств все предприятия, работающие по СКФ технологиям, пребывают в режиме крайне интенсивного роста. Например, китайские предприятия, работающие в этом секторе, за два года увеличили годовой оборот в 4 раза.

Возможность и эффективность импортозамещения

Есть. Предлагаемая в проекте технология и оборудование соответствует аналогам на мировом рынке аналогичной продукции и услуг.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

24

Дата поступления материала

23.10.2006

Инновации и люди

У павильонов Уральской выставки «ИННОВАЦИИ 2010» (г. Екатеринбург, 2010 г.)

Мероприятия на выставке "Инновации и инвестиции - 2008" (Югра, 2008 г.)

Открытие выставки "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)

Демонстрация разработок на выставке "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)