第一篇:中獸藥原料藥研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
中獸藥原料藥研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
作者:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院中獸醫(yī)研究所 楊志強 07-09 11:40:56
一、中獸藥原料藥分類:
原產(chǎn)物 中獸藥多屬天然產(chǎn)物,可以直接入藥?!吨袊F藥典》中,多數(shù)中藥須簡單加工炮制后入藥,如枸杞、川芎、烏梢蛇等。傳統(tǒng)中獸藥復(fù)方或單味散劑,多采用原產(chǎn)物作原料藥,如白頭翁、黃連、黃柏、陳皮、大黃要制成單味散劑。
全成分提取物 臨床應(yīng)用增加適口性,提高藥效和療效,包括復(fù)方、單味中藥,均含有全部中藥材有效成分。藥物成分不明確,相關(guān)產(chǎn)品屬三類藥。
單體原料藥 涉及到單體的提取、加工、藥代動力學(xué)和藥效學(xué)等研究方面,單體已被作為原料藥臨床使用。
有效部位 指從中藥中提取的一類或幾類化學(xué)成分的混合體,含量達(dá)總提取物的50%以上;有效部位新藥既能體現(xiàn)中藥多成分、多靶點、多途徑的特點,又能使藥物有效成分更加富集,藥理作用和臨床療效更加明顯;充分體現(xiàn)中獸醫(yī)理論“整體觀念”和“辨證施治”原則,其產(chǎn)品屬二類藥;有效部位的提取純化,使化學(xué)成分更加清楚,較之三類復(fù)方制劑的粗提取物有質(zhì)的飛躍,可使藥品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制訂和生產(chǎn)質(zhì)量的控制更加具有針對性,藥品質(zhì)量更加穩(wěn)定可控;科技含量大大提高,增加了藥品安全性、有效性和質(zhì)量的可控制性,使其更易于同國際標(biāo)準(zhǔn)接軌,增強國際競爭能力,推動中醫(yī)藥走向世界。
二、中藥材資源
中藥材資源現(xiàn)狀 目前,全國有中藥材生產(chǎn)基地600多個,中藥材種植面積達(dá)1800萬畝~2000萬畝;常用的600種藥材中,可大量栽培的有400多種,年產(chǎn)量30萬噸,約占全國供應(yīng)量的70%;有400多種為野生中藥材,年產(chǎn)量40萬噸。
中藥材品種 我國中藥資源約12807種,民間藥7000種(草藥),民族藥4000種(藏藥、蒙藥等)。
中藥GAP 2003年國家食品藥品管理局正式受理中藥材GAP認(rèn)證申請。GAP制度對中藥材生產(chǎn)環(huán)境、種植或繁殖條件、栽培和養(yǎng)殖管理、采收和粗加工、包裝運輸和儲藏、質(zhì)量管理、人員設(shè)備、文件管理方面都有嚴(yán)格規(guī)定。全國已有22個省區(qū)把發(fā)展中藥當(dāng)作支柱產(chǎn)業(yè),并大搞中藥材GAP基地和中藥材種植基地。目前全國已建立448個中藥材規(guī)范化種植基地,取得中藥材GAP認(rèn)證的企業(yè)約40多家。2004年~2007年批準(zhǔn)的中藥材GAP企業(yè)共49家。
影響我國中獸藥原料藥品質(zhì)的因素 中醫(yī)藥現(xiàn)代化程度低,缺乏標(biāo)準(zhǔn),檢驗監(jiān)督制度和機構(gòu)不健全。
我國中藥材種植和養(yǎng)殖面積較廣,種植面積大小不同,生產(chǎn)企業(yè)條件不均一,生長環(huán)境和生長習(xí)性對中藥材的性能有明顯影響。農(nóng)藥、化肥殘留量超標(biāo)、重金屬超標(biāo)、光照時間不夠致使藥性改變、藥物的毒性增加。
標(biāo)準(zhǔn)化制度逐步完善 我國中藥在生產(chǎn)過程中實行《中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GAP);中藥在加工過程中實行《中藥提取生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GEP)和《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP);中藥在臨床使用中實行《藥品臨床試驗質(zhì)量管理規(guī)范》(GCP);中藥在使用于臨床前的研究必須符合《藥品非臨床安全性研究質(zhì)量管理規(guī)范》(GIP);中藥在經(jīng)營過程中也要遵循《藥品經(jīng)營質(zhì)量管理規(guī)范》(GSP)。
上述“6G”規(guī)則是我國中藥標(biāo)準(zhǔn)化在制度上的體現(xiàn),是中藥相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量的保證,是中藥現(xiàn)代化發(fā)展的推動力。
發(fā)展趨勢
中獸藥是今后動物疾病預(yù)防、治療和保健首選藥之一。中獸醫(yī)藥現(xiàn)代化是中獸藥打開國際市場的金鑰匙。完善中獸藥原料藥生產(chǎn)和加工技術(shù),制定標(biāo)準(zhǔn)化體系,可實現(xiàn)臨床用藥規(guī)范化,保證臨床安全用藥。加快中獸藥原料藥創(chuàng)新的研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化步伐,增強中獸藥的國內(nèi)國際市場競爭力。
加快中藥栽培技術(shù)研究 優(yōu)化中藥種子培育,優(yōu)化種植基地周邊環(huán)境,發(fā)展中藥材生態(tài)化種養(yǎng)模式,利用生物技術(shù)拓展中藥栽培新思路,開展獸用中藥材GAP研究,開展中藥材病蟲害的生物防治研究。
開展野生藥用植物品種研究 我國野生藥用植物種類達(dá)到1萬種以上,民間應(yīng)用較廣,療效顯著,但因缺乏標(biāo)準(zhǔn)而不能被承認(rèn)和推廣。國際著名醫(yī)藥企業(yè)平均每年拿出20%以上的利潤用于科學(xué)研究,我國多數(shù)企業(yè)對科研投入重視不夠。我國僅對500余種植物進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究,只發(fā)現(xiàn)了100余種藥用植物,美國等國家每年投入大量經(jīng)費進(jìn)行藥用野生植物的研究和開發(fā)。
深入開展中藥材生物信息學(xué)研究 利用現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)建立種質(zhì)資源基因庫,保持具有中國特色的中藥資源的遺傳多樣性;通過基因水平對物種進(jìn)行研究、保存及利用,為今后重新構(gòu)建已絕種的植物物種提供依據(jù);揭示“道地”藥材的本質(zhì),改進(jìn)藥材鑒別技術(shù)以及尋找新藥材;開展中藥材化學(xué)特性、療效特征與基因型間的相關(guān)性研究;建立中藥材基因庫和信息庫。
優(yōu)化中藥原料藥的加工工藝研究 加強全植物入藥的研究,降低成本;分離有效部位,研究其療效多樣性,綜合利用中藥材;引進(jìn)和開發(fā)新技術(shù),提高中藥原料藥的生物利用度和生物活性作用;加強中藥材配伍的基礎(chǔ)研究,保證原料藥的安全性。
加快中藥材品質(zhì)鑒定和標(biāo)準(zhǔn)化研究 制定獸用中藥材的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)與人用中藥材標(biāo)準(zhǔn)有區(qū)別;建立中藥材鑒定新標(biāo)準(zhǔn)和新方法;利用色譜、光譜學(xué)技術(shù),開展中藥材指紋圖譜研究;利用分子生物學(xué)技術(shù)開展中藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究。
加快成果轉(zhuǎn)化研究 拓寬攻關(guān)課題研究的資金來源,加大中藥原料藥現(xiàn)代化的科研投資力度;科研單位與企業(yè)開發(fā)相結(jié)合,開拓中藥成果轉(zhuǎn)化新途徑,產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合,解決產(chǎn)研項目資金投入不足的問題;引進(jìn)高新技術(shù),縮短科研成果轉(zhuǎn)化周期,提高效率;建立中藥原料藥科技孵化線,制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);加強新型人才隊伍建設(shè)。
健全法制體系 制定有關(guān)涉及瀕危珍稀物種保護(hù)的政策和法規(guī);建立相關(guān)制度,重視生物多樣性的保護(hù),建立種子庫、基因庫基地;加大執(zhí)法力度和執(zhí)法監(jiān)督,堅決打擊不法商販,做到切實保證中藥材產(chǎn)品質(zhì)量,維持正常的市場秩序。
第二篇:生物制藥現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢研究
生物制藥技術(shù)現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢研究
學(xué)生姓名 張溢峰
班 級 生物技術(shù)132 專業(yè)名稱
生物技術(shù)
學(xué)院名稱 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
指導(dǎo)教師 李文蘭
提交日期 2016年1月15日
廣西大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
2016年 1月
摘要:生物技術(shù)藥物(biotech drugs)又稱為生物藥物(biopharmaceutics)。以組合化學(xué)、藥學(xué)基因(功能抗原學(xué)、生物信息學(xué)等高技術(shù)為依托,融合了醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、藥物學(xué)等先進(jìn)技術(shù),以分子遺傳學(xué)、分子生物、生物物理等基礎(chǔ)學(xué)科的突破為后盾形成的產(chǎn)業(yè)。生物制藥技術(shù)將對生物技術(shù)藥物的創(chuàng)新與發(fā)展產(chǎn)生十分重要的影響和作用。筆者總結(jié)了生物制藥的現(xiàn)狀,生物技術(shù)藥物的分類,生物制藥的發(fā)展趨勢,我國生物技術(shù)制藥的發(fā)展方向,并展望了我國生物制藥行業(yè)的前景。
關(guān)鍵詞 :生物制藥技術(shù);發(fā)展趨勢;發(fā)展;現(xiàn)狀;研究;生物技術(shù)
“21 世紀(jì)是生物的世紀(jì)”這一觀點已經(jīng)逐漸地被越來越多的人所接受,且正沿著它特有的軌道一步步的成為現(xiàn)實。生物制藥是指運用微生物學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)等的研究成果“從生物體生物組織細(xì)胞體液等”綜合利用微生物學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、生物技術(shù)、藥學(xué)等科學(xué)的原理和方法制作的一類用于預(yù)防、治療和診斷的制品。其中最為主要的是基因工程方法,即利用克隆技術(shù)和組織培養(yǎng)技術(shù),對DNA進(jìn)行切割、插入、連接和重組,從而獲得生物醫(yī)藥制品。生物制藥產(chǎn)品主要包括三大類:基因工程藥物、生物疫苗和生物診斷試劑。其在診斷、預(yù)防、控制乃至消滅傳染病,保護(hù)人類健康延長壽命中發(fā)揮著越來越重要的作用。這些成果還可以幫助人類加速植物和動物的人工進(jìn)化以及改善生態(tài)環(huán)境對人類的影響等,產(chǎn)生新的有機生命的研究也會取得進(jìn)展。
目前,生物制藥產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為21世紀(jì)最具前途的產(chǎn)業(yè)之一, 是生物工程應(yīng)用研發(fā)中最活躍和進(jìn)展最快的領(lǐng)域。生物制藥行業(yè)具有高技術(shù)、高投入、高風(fēng)險、高收益、周期長等特點。世界上許多國家都把生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,不斷加大對生物制藥產(chǎn)業(yè)的政策扶持與資金投入。生物藥物的陣營很龐大,全世界的醫(yī)藥品已有一半是生物合成的,特別是合成分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的藥物時,它不僅比化學(xué)合成法簡便,而且有更高的經(jīng)濟效益。它的發(fā)展將幫助人類解決很多當(dāng)前無法人類疾病,同時還可以改革食品的生產(chǎn)過程,徹底消除人類的營養(yǎng)不良。這些將極大的延長人類壽命,改善人們的生活。
一.生物制藥的現(xiàn)狀
目前生物制藥主要集中在以下幾個方向: 1 腫瘤
在全世界腫瘤死亡率居首位,美國每年診斷為腫瘤的患者為100萬,死于腫瘤者達(dá)54.7萬。用于腫瘤的治療費用1020億美元。腫瘤是多機制的復(fù)雜疾病,現(xiàn)在仍主要運用早期診斷、手術(shù)、放療、化療等手段進(jìn)行綜合治療。今后10年抗腫瘤生物藥物會迅速增多。如利用基因藥物抗體抑制腫瘤的發(fā)展和擴散,如利用導(dǎo)向IL-2受體的融合毒素治療CTCL腫瘤,如利用基因治療法對腫瘤進(jìn)行治療(使用γ-干擾素基因?qū)撬枇龅闹委?。基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(TNMPs)可抑制腫瘤血管生長,阻止腫瘤生長與轉(zhuǎn)移。這類抑制劑有可能成為廣譜抗腫瘤治療劑,已有3種化合物進(jìn)入臨床試驗。神經(jīng)退化性疾病 現(xiàn)在利用生物技術(shù)治療老年癡呆癥、腦中風(fēng)、帕金森氏病及脊椎損傷的藥物,如胰島素生長因子rhIGF-1 目前已開始Ⅲ期臨床實驗。神經(jīng)生長因子(NGF)和BDNF(腦源神經(jīng)營養(yǎng)因子)用于治療末稍神經(jīng)炎,肌萎縮硬化癥,均已進(jìn)入Ⅲ期臨床。全國每年中風(fēng)患者大概60 萬,每年死于中風(fēng)患者達(dá)15 萬。中風(fēng)癥的有效防治藥物不多,尤其是可治療不可逆腦損傷的藥物更少,CerestaL已被證明能對中風(fēng)患者的腦力有顯著改善和穩(wěn)定作用,已經(jīng)進(jìn)入Ⅲ期臨床試驗。自身免疫性疾病
許多炎癥由自身免疫缺陷引起,如哮喘、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥、紅斑狼瘡等。我國風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者多達(dá)4000 多萬,每年花費巨額醫(yī)療費,很多制藥公司正對這類疾病進(jìn)行研究。如 Genentech公司研究一種人源化單克隆抗體免疫球蛋白E用于治療哮喘,已進(jìn)入Ⅱ期臨床;美國Cetor′s 公司開發(fā)出一種用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的TNF-α 抗體,治療的有效率達(dá)80%。還有的公司在應(yīng)用基因療法治療糖尿病,如將胰島素基因?qū)牖颊叩钠つw細(xì)胞,再將細(xì)胞注入人體,使工程細(xì)胞產(chǎn)生全程胰島素供應(yīng)。我國每年有接近一百萬人死于冠心病,每年都要花費高額的治療費。今后10年,防治冠心病的藥物將是制藥工業(yè)的重要增長點。Centocor′s Reopro公司應(yīng)用單克隆抗體治療冠心病的心絞痛和恢復(fù)心臟功能取得成功,這標(biāo)志著一種新型冠心病治療藥物的延生。隨著基因組科學(xué)的建立以及基因操作技術(shù)的迅速發(fā)展,目前基因治療與基因測序技術(shù)正在進(jìn)行商業(yè)化開發(fā),推動了治療學(xué)的發(fā)展。轉(zhuǎn)基因技術(shù)用于構(gòu)造轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因動物,已逐漸進(jìn)入產(chǎn)業(yè)階段,用轉(zhuǎn)基因綿羊生產(chǎn)蛋白酶抑制劑ATT,用于治療肺氣腫和囊性纖維變性,已進(jìn)入Ⅱ,Ⅲ期臨床。大量的研究成果表明轉(zhuǎn)基因動、植物將成為未來制藥工業(yè)的另一個重要發(fā)展領(lǐng)域。
二.生物制藥分類
生物藥物的原料以天然的生物材料為主, 包括微生物、人體、動物、植物、海洋生物等。所以說,生物藥物(或稱生物技術(shù)藥物)是集生物學(xué)、醫(yī)藥學(xué)的先進(jìn)技術(shù)為一體,以化學(xué)、藥學(xué)基因等高技術(shù)為依托,以分子遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的突破為后盾所形成的產(chǎn)業(yè)。生物藥物按它的用途不同可分為三大類: 生化藥物、生物工程藥物和生物制劑。
然而也可以用別的方式來進(jìn)行分類。其一,重組蛋白質(zhì)和重組多肽藥物:即利用DNA重組技術(shù),將重組對象的基因插入載體,拼接后轉(zhuǎn)入新的宿主細(xì)胞,構(gòu)建成工程菌(或細(xì)胞),實現(xiàn)遺傳物質(zhì)的重新組合,并使目的基因在工程菌內(nèi)進(jìn)行復(fù)制和表達(dá),最后將表達(dá)的目的產(chǎn)物純化并做成制劑,得到重組多肽、蛋白質(zhì)類藥物。其二,重組DNA藥物:基因治療是指向靶細(xì)胞或組織中引入外源基因DNA或RNA片斷,以糾正或補償基因的缺陷;關(guān)閉或抑制異常表達(dá)的基因;刺激產(chǎn)生相應(yīng)的抗體,從而達(dá)到治療和預(yù)防疾病的目的。其三,其他生物技術(shù)藥物:如微生態(tài)制劑,另外還有利用生物技術(shù)生產(chǎn)的血液代用品、腫瘤疫苗等等。三.生物制藥的發(fā)展趨勢
現(xiàn)代生物技術(shù)已對醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了革命性影響,生物產(chǎn)業(yè)是一個以科學(xué)為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè),它對工藝的依賴性低,對基礎(chǔ)工業(yè)的要求相對較低。自從人類基因組計劃完成以耒,結(jié)構(gòu)基因組,功能基因組,蛋白質(zhì)組等研究計劃相繼起動。這為生物技術(shù)的發(fā)展注入了強大的活力。各國對此十分重視,并把生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作為國家經(jīng)濟發(fā)展中新的增長點之一。
生物學(xué)的革命不僅依賴于生物科學(xué)和生物技術(shù)的自身發(fā)展,而且依賴于很多相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)走向。盡管生物技術(shù)的高速發(fā)展使人們難以作出準(zhǔn)確的預(yù)測,但是基因組圖譜、克隆技術(shù)、遺傳修改技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程、疾病療法和藥物開發(fā)方面的進(jìn)展正在加快。
各種新技術(shù)的出現(xiàn)有助于新藥物的開發(fā)。計算機模擬和分子圖像處理技術(shù)相結(jié)合可以繼續(xù)提高設(shè)計具有特定功能特性的分子的能力,成為藥物研究和藥物設(shè)計的得力工具。藥物與使用該藥物的生物系統(tǒng)相互作用的模擬在理解藥效和藥物安全方面會成為越來越有用的工具。
到下世紀(jì)初生物技術(shù)藥物的種類數(shù)目尚不會超過一般藥物的總數(shù),但生物技術(shù)制藥公司總數(shù)將超過前10年的6倍。
藥物的研究開發(fā)成本目前已經(jīng)高到難以為繼的程度,每種藥物投放市場前的平均成本大約為6億美元。這樣高的成本會迫使醫(yī)藥工業(yè)對技術(shù)的進(jìn)步進(jìn)行巨大的投資,以增強醫(yī)藥工業(yè)的長期生存能力。
總之,綜合多學(xué)科的努力,通過新技術(shù)的創(chuàng)立可以大大拓寬發(fā)明新藥的空間,增加發(fā)明新藥的機遇與速度。因為這些手段可以尋找快速鑒定藥物作用的靶,更有效地發(fā)現(xiàn)更多新的先導(dǎo)物化學(xué)實體,從而為發(fā)明新藥提供更加廣闊的前景。
四.我國生物技術(shù)制藥的發(fā)展方向
我國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)還相對落后,但是國家和地方政府都在不斷加大對該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展力度,從政策和資金等各方面給予其便利。當(dāng)前,我國已將生物制藥作為經(jīng)濟發(fā)展的重點建設(shè)行業(yè)和高新技術(shù)的支柱產(chǎn)業(yè)來發(fā)展。當(dāng)前一些科技發(fā)達(dá)或經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)正在不斷建立國家級生物制藥產(chǎn)業(yè)基地,并初步形成了初具規(guī)模的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)集群,這對我國的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了很好的帶動作用??傮w而言,中國生物制藥產(chǎn)業(yè)未來充滿希望,前景看好,中國的生物制藥產(chǎn)業(yè)將呈繼續(xù)增長態(tài)勢。
綜合起來考慮, 我國生物技術(shù)制藥業(yè)今后的發(fā)展方向可以確定為:1)中草藥及其有效生物活性成分的發(fā)酵生產(chǎn);2)改造抗生素工藝技術(shù);3)大力開發(fā)疫苗與酶診斷試劑;4)開發(fā)活性蛋白與多肽類藥物這方面的開發(fā)5)開發(fā)研制靶向藥物, 以開發(fā)腫瘤藥物為重點6)發(fā)展氨基酸工業(yè)和開發(fā)甾體激素;7)人源化的單克隆抗體的研究與開發(fā);8)血液替代品的研究與開發(fā);9)人體基因組的研究。
五.我國生物制藥行業(yè)的前景
(1)創(chuàng)投機構(gòu)看好中國生物制藥領(lǐng)域全球金融危機加劇,讓創(chuàng)投機構(gòu)在中國的腳步變得格外謹(jǐn)慎。但于北京舉行的“2008ChinaVenture中國投資年會”上,以生物制藥為代表的醫(yī)療領(lǐng)域,卻被參會的創(chuàng)投精英一致看好。(2)眼光盯準(zhǔn)生物新領(lǐng)域
雖然政府一直在鼓勵創(chuàng)新研究,但是國內(nèi)新藥非常少,大部分都是舶來品?!兑?guī)劃》提出,“十二五”期間,將重點突破一批藥物創(chuàng)制關(guān)鍵技術(shù)和生產(chǎn)工藝,完善新藥創(chuàng)制與中藥現(xiàn)代化技術(shù)平臺,建設(shè)一批醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟,基本形成具有中國特色的國家藥物創(chuàng)新體系。(3)前途光明,道路曲折
從歷史情況看,產(chǎn)業(yè)政策在很大程度上決定了醫(yī)藥行業(yè)的景氣度。已出臺的《生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》將會在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和財政支持上給予更為明確的扶持。如果前瞻性地看未來五年的中國生物醫(yī)藥行業(yè),我們認(rèn)為:第一,中國生物醫(yī)藥市場空間依然廣闊,第二,政策將引導(dǎo)行業(yè)走向更高層次的創(chuàng)新之路,第三,生物醫(yī)藥企業(yè)、尤其是中成藥企業(yè)的類消費品化趨勢亦會更加明顯,第四,研發(fā)成本上升及周期加長,使得跨國藥企的產(chǎn)業(yè)重心轉(zhuǎn)移至中國,同時中國企業(yè)也將進(jìn)一步嘗試走向規(guī)范市場。
六.結(jié)語
生物制藥是21世紀(jì)最核心的高新技術(shù)之一,,過去我們由于閉關(guān)鎖國而錯過工業(yè)革命的發(fā)展良機,由于文革而痛失信息技術(shù)革命帶來的黃金發(fā)展機遇,,現(xiàn)在我們不能再次喪失生物技術(shù)帶來的這次飛躍式發(fā)展機遇。我們要清醒認(rèn)識到自身的差距與不足,找出制約我國生物制藥發(fā)展的瓶頸,大力發(fā)展動物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)和治療性抗體研究與開發(fā)的上中下游技術(shù),把握機會, 實現(xiàn)跨越式發(fā)展。相信在完成人體基因組測序后,從人體基因組中尋找開發(fā)各種新藥,將是一個激動人心的壯舉。
(1)胡顯文,陳惠鵬,湯仲明等.生物制藥的現(xiàn)狀和未來(一):歷史與現(xiàn)實市場.中國生物工程雜志,2007,24(12).(2)熊宗貴,于榮敏,肖成祖等.生物技術(shù)制藥.北京:高等教育出版社,2008.(3)李元,陳松森,王渭池等.基因工程藥物.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.(4)楊汝德.基因克隆技術(shù)在制藥中的應(yīng)用.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.(5)胡顯文,陳惠鵬,湯仲明等.美國、歐盟和中國生物技術(shù)藥物的比較.中國生物工程雜志,2009,25(2).(6)彭俊文,蔣銘敏.生物技術(shù)藥物的研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及前景.生物技術(shù)通訊,2008.(7)雷中良,張曉紅,生物制藥技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢.哈藥集團制藥總廠103車間,2012(8)吳梧桐,王友同,吳文俊,藥物生物技術(shù)進(jìn)展,藥物生物技術(shù),1995,2(3):40.(9)張國全,藥學(xué)科學(xué),國家自然科學(xué)基金委員會,北京:科學(xué)出版社,1995:48.(10)吳梧桐等,基因工程藥物-基礎(chǔ)與臨床,人民衛(wèi)生出版社,1996.(11)李元等,基因工程藥物,化學(xué)工業(yè)出版社,2002,11,1.(12)唐冬生,夏家輝,新型基因工程藥物,生命科學(xué)研究,第三卷第2 期.
第三篇:抽油機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
抽油機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
一.國內(nèi)抽油機研發(fā)現(xiàn)狀
油機是有桿抽油系統(tǒng)中最主要舉升設(shè)備。根據(jù)是否有游梁,可分為游梁式抽 油機和無游梁式抽油機。經(jīng)過一百多年的實踐和不斷的改進(jìn)創(chuàng)新,抽油機不管是結(jié)構(gòu)形式還是在使用功能上,都產(chǎn)生了很大的變化。特別是近幾十年來,世界對原油的需求量不斷加大,對油田深度開采的能力有了更進(jìn)一步的要求,在很大程度上加快了抽油機技術(shù)發(fā)展的速度,催生出多種類型。目前, 國內(nèi)抽油機制造廠有數(shù)十家, 產(chǎn)品類型已多樣化, 但游梁式抽油機仍處于主導(dǎo)地位。根據(jù)公開發(fā)表的資料統(tǒng)計, 我國現(xiàn)有6 大類共45 種新型抽油機[ 1] , 并且每年約有30 種新型抽油機專利, 十多種新試制抽油機[2] , 已形成了系列, 基本滿足了陸地油田開采的需要。各種新型節(jié)能游梁式抽油機如雙驢頭式抽油機、前置式抽油機、異相曲柄平衡抽油機、前置式氣平衡抽油機、下偏杠鈴系列節(jié)能抽油機[ 3]和用窄V 形帶傳動的常規(guī)抽油機等均已在全國各個油田推廣應(yīng)用, 并取得了顯著的經(jīng)濟效益。長沖程、低沖次的無游梁式抽油機的研制也取得了一些進(jìn)展, 如由勝利油田研制的無游梁鏈條抽油機, 經(jīng)過國內(nèi)十幾個油田稠油及叢式井的推廣使用[4], 在低沖次抽油和抽稠油方面已初見成效。此外, 桁架結(jié)構(gòu)的滑輪組增距式抽油機、滾筒式長沖程抽油機已在某些油田進(jìn)行了工業(yè)試驗[5];齒輪增距式長沖程抽油機的研制工作也取得了新的進(jìn)展;質(zhì)量輕、成本低、便于調(diào)速和調(diào)整沖程的液壓抽油機經(jīng)過幾年的研制和工業(yè)性試采油, 也積累了一定的經(jīng)驗[6]。其他型式新穎的抽油機如數(shù)控抽油機、連續(xù)抽油桿抽油機、車載抽油機、磨擦式抽油機、六連桿游梁式抽油機和斜直井抽油機等也正處于不斷改造和試生產(chǎn)過程中[7]。然而,游梁式抽油機的缺點是不容易實現(xiàn)長沖程低沖次的要求,因而不能滿足稠油井、深抽井和吉氣井采油作業(yè)的需要。同時,長沖程低沖次的無游梁式抽油機的性能尚有待完善(如油田正在使用的鏈條式抽油機還存在鏈條壽命短、換向沖擊載荷大和鋼絲繩易斷、導(dǎo)軌剛.度不足容易變形等問題),而且品種規(guī)格還很少,不能適應(yīng)當(dāng)前石油工業(yè)的發(fā)展[8]。液壓抽油機至今仍處在研制階段[9]
二·國外抽油機的研發(fā)現(xiàn)狀
目前,世界上生產(chǎn)抽油機的國家主要有美國、俄羅斯、法國、加拿大和羅馬
尼亞等[10]。為了減少能耗, 提高采油經(jīng)濟效益,近年來國外研制與應(yīng)用了許多節(jié)能型抽油機。例如異相型抽油機節(jié)電15%~ 35%;前置式抽油機節(jié)電368% 前置式氣平衡抽油機節(jié)電35% 輪式抽油機節(jié)電50%~ 80% 大圈式抽油機節(jié)電30%;自動平衡抽油機節(jié)電30% ~ 50%;低矮型抽油機節(jié)電5% ~20%;ROTAFLEX 抽油機節(jié)電25% 智能抽油機節(jié)電174%;螺桿泵采油系統(tǒng)節(jié)電40%~ 50% [11]。近年來國外很重視改進(jìn)和提高抽油機的平衡效果, 使抽油機得到更精確平衡。近年來, 為了節(jié)約能耗、提高采油經(jīng)濟效益, 國外研制與應(yīng)用了許多節(jié)能型抽油機, 在采油實踐中, 取得較好的使用效果。如變平衡力矩抽油機, 可使上沖程平衡力矩大于下沖程力矩。前置式氣平衡抽油機, 由于可在動態(tài)下調(diào)節(jié)氣平衡,平衡效果較好。氣囊平衡抽油機有90% 以上載荷得到平衡[12]。雙井抽油機可利用兩口油井抽油桿柱合理設(shè)計得到更精確的平衡。自動平衡抽油機可保證在上下沖程每一瞬間得到較精確的平衡效果[13]。近年來國外研制與應(yīng)用了多種類型長沖程抽油機, 其中包括增大沖程游梁抽油機、增大沖程無游梁抽油機和長沖程無游梁抽油機[14]。1 前置式氣平衡抽油機 美國工J uf kin 公司生產(chǎn)的A 系列前置式氣平衡抽油機具有較好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo), 抽油機重量減輕40 %, 尺寸縮小3 5 % , 動載荷較小, 受力均勻, 運轉(zhuǎn)平穩(wěn), 節(jié)約電耗35 %。2 無游梁長沖程抽油機 美國R O T A F L E x 寬帶傳動抽油機實踐表明: 抽油機系統(tǒng)效率為5 % , 而常規(guī)抽油機只有40 %。提升液體能耗比常規(guī)抽油機減少25 % , 可使用29.4 kw 電 動機, 而同級常規(guī)抽油機須用只kw 電動機。美國W es t er n G e a : 有限公司研制的液壓驅(qū)動無游梁長沖程抽油機占地面積較小, 可節(jié)約電耗10 % 一1 5 %。美國N a ti o n al Su p p ly 有限公司研制的無游梁長沖程抽油機節(jié)約電耗10 %一20 % 3 智能抽油機 美國N a t io n al S u p p ly 有限公司研制的智能抽油機減速器峰值扭矩減少34.7 %, 電動機功率減少1 7.4 % , 產(chǎn)量增加19 % , 抽油機系統(tǒng)效率平均提高47.8 % , 投資費用減少20 % , 成本利用率提高2 0.7 %。天然氣發(fā)動機驅(qū)動抽油機 美國生產(chǎn)的天然氣發(fā)動機驅(qū)動抽油機可比電動機功率減少30 % , 動力費用與采油成本均較低。4 變平衡力矩抽油機 美國Pi on ne r 公司研制了變平衡力矩抽油機, 利用抽油機連桿運動以及新增加的連桿擺動機構(gòu)作用原理, 使得上沖程時平衡力矩大于下沖程時的平衡力矩, 實現(xiàn)更精確地平衡抽油機載荷、減少抽油機電力消耗的目的三·國內(nèi)抽油機的發(fā)展趨勢
20世紀(jì)9O年代以來,我國東部各主要油田相繼進(jìn)入中高含水開發(fā)期[17]。為確保高效生產(chǎn),對抽油機的要求呈現(xiàn)兩個特點:一是急需采用長沖程抽油機,以增加油井的產(chǎn)液量;二是為了降低油井的單位生產(chǎn)成本,對抽油機的節(jié)能性提出了更高的要求[18]。其次就目前抽油機耗電量大,工作效率、能量利用率低這一現(xiàn)狀仍是我國抽油機研究的重點之一,在抽油機效率和節(jié)能方面,還有很大的提升空間,具有非常誘人的前景[19]。長沖程抽油機的研制應(yīng)用能力不足一直是我國抽油機發(fā)展的瓶頸,長沖程抽油機具有減小沖程損失、提高系統(tǒng)效率、延長機桿泵的使用壽命、減少故障及提高整機運行質(zhì)量等優(yōu)點[20]。因此, 發(fā)展長沖程抽油機對當(dāng)前我國老油田高含水井后期開采, 減緩產(chǎn)量遞減速度, 開采稠油、低滲透油田以及沙漠油田深井及超深井的機械開采, 都具有重要的現(xiàn)實意義[21]。游梁式抽油機的局限性十分突出,多方面事實說明,長沖程、低沖次、低功耗的無游梁式抽油機是今后抽油機發(fā)展的主要方向[22]。為適應(yīng)油田采油需要, 在適當(dāng)發(fā)展游梁式長沖程抽油機的同時, 應(yīng)加速開發(fā)各類無游梁式長沖程抽油機[23]。開發(fā)無游梁曲柄搖桿輪式斜井抽油機和大型斜直井抽油機將對我國油氣資源開采有重要意義[24]。根據(jù)我國實際情況, 發(fā)展無游梁大沖程、低能耗、具有高適應(yīng)性的直井抽油機和斜井抽油機, 將是我國今后抽油機發(fā)展的主要方向[25]。近年來,變頻技術(shù)在抽油機上得到了廣泛應(yīng)用。利用變頻控制系統(tǒng)實時調(diào)整工作參數(shù),提高電機功率因數(shù),減小供電電流,還可以實現(xiàn)電機的軟起動,減小沖擊,并可根據(jù)油井供液能力實時調(diào)整沖次頻率,實現(xiàn)增產(chǎn)節(jié)能效果[26];另外,研究開發(fā)機電一體化抽油裝置,根據(jù)抽油機井特性實時控制和改變抽油狀態(tài),實現(xiàn)高效智能化采油[27]。如美國NSCO公司智能抽油機,采用微處理器和自適應(yīng)電子控制器進(jìn)行控制與監(jiān)測,具有功能多、抽油效率高、自動化程度高、經(jīng)濟性好、安全可靠、適應(yīng)性強等優(yōu)點[28]。研發(fā)大型、高適應(yīng)性的叢式井抽油機,隨著世界油氣資源的不斷開發(fā),油層開采深度逐年加大,油田含水量的增多,大泵提液采油工藝和稠油開采等都要求采用大型抽油機[29]。現(xiàn)代大型抽油機應(yīng)具備有高適應(yīng)性,以適應(yīng)多種惡劣環(huán)境和地層油層的變化,如開發(fā)一種機型能適應(yīng)不同自然氣候與地貌環(huán)境的差異、地層油層的遷移改變、沖程沖次的改變、油氣層性狀的改變、連續(xù)與間歇抽油的調(diào)整等[30]。另外,由于現(xiàn)代大型抽油機的結(jié)構(gòu)和控制的復(fù)雜性,體積的龐大,其工作面積也相應(yīng)增大,同一抽油機可以對多口相鄰油井同時抽油作業(yè),采用綜合平衡方式和節(jié)能方式,達(dá)到最好的作業(yè)效果[31
四·國外抽油機的發(fā)展趨勢
如前所述, 世界范圍內(nèi)抽油機技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向著多樣化、超大載荷、長沖程、節(jié)能型、無游梁式和自動化、智能化方向發(fā)展[32]。1.朝著大型化方向發(fā)展
隨著世界油氣資源的不斷開發(fā),開采油層深度逐年增加,石油含水量也在不斷增多,采用大泵提液采油工藝和開采稠油等,都要求采用大型抽油機,所以近年來,國外出現(xiàn)了許多大載荷抽油機,如前置式氣平衡抽油機最大載荷213kN,氣囊平衡抽油機最大載荷227kN等[33]。還會出現(xiàn)更大載荷新型抽油機[34]。采 用長沖程抽油方式,抽油效率高,抽油機壽命長,動載荷小,排量穩(wěn)定,具有較好的采油經(jīng)濟效益,所以近年來國外出現(xiàn)了許多長沖程抽油機,如法國Mape公司抽油機,最大沖程10m[35];美國WGCO公司抽油機最大沖程24.38m,NSCO公司抽油機最大沖程27.48m;原蘇聯(lián)鋼帶式超長沖程抽油機最大沖程1500m。長沖程抽油機全部采用低沖次抽油方式,Mape公司抽油機最大沖次5min,GDCO公司抽油機最大沖次為3min[36]。2.朝著低能耗方向發(fā)展
為了減少能耗,提高采油經(jīng)濟效益,近年來國外研制與應(yīng)用了許多節(jié)能型抽油機。例如異相型抽油機節(jié)電15%~35%;前置式抽油機節(jié)電36.8%;前置式氣平衡抽油機節(jié)電35%;輪式抽油機節(jié)電50%~80%;大圈式抽油機節(jié)電30%;自動平衡抽油機節(jié)電30%~50%;低矮型抽油機節(jié)電5%~20%;ROTAFLEX抽油機節(jié)電25%;智能抽油機節(jié)電17.4%;螺桿泵采油系統(tǒng)節(jié)電40%~50%[37]。3.朝著精確平衡方向發(fā)展
近年來國外很重視改進(jìn)和提高抽油機的平衡效果,使抽油機得到更精確平衡。例如變平衡力矩抽油機,可使上沖程平衡力矩大于下沖程力矩。前置式氣平衡抽油機,由于可在動態(tài)下調(diào)節(jié)氣平衡,平衡效果較好。氣囊平衡抽油機有90%以上載荷得到平衡。雙井抽油機可利用兩口油井抽油桿柱合理設(shè)計得到更精確的平衡。自動平衡抽油機可保證在上下沖程每一瞬間得到較精確的平衡效果[38]。4.朝著高適應(yīng)性方向發(fā)展
現(xiàn)代抽油機應(yīng)具有較高的適應(yīng)性,以便拓寬使用范圍[39]。例如適應(yīng)各種自然地理和地質(zhì)構(gòu)造條件抽油的需要;適應(yīng)各種成分石油抽汲的需要;適應(yīng)各種類型油井抽汲的需要;適應(yīng)深井抽油需要;適應(yīng)長沖程抽油的需要;適應(yīng)節(jié)電的需 要;適應(yīng)精確平衡的需要;適應(yīng)無電源和間歇抽油的需要;適應(yīng)優(yōu)化抽油的需要等[40]。5.朝著長沖程無游梁方向發(fā)展
近年來國外研制與應(yīng)用了多種類型長沖程抽油機,其中包括增大沖程游梁抽油機、增大沖程無游梁抽油機和長沖程無游梁抽油機[41];實踐與理論分析表明,增大沖程游梁抽油機是常規(guī)游梁抽油機的發(fā)展方向;增大沖程無游梁抽油機是增大沖程抽油機的發(fā)展方向;長沖程無游梁抽油機是長沖程抽油機的發(fā)展方向[42]。6.朝著自動化和智能化方向發(fā)展
近年來抽油機技術(shù)發(fā)展的顯著標(biāo)志是自動化和智能化。美國Baker提升系統(tǒng)公司、Delta-X公司、APS公司等均研制了自動化抽油機,具有保護(hù)和報警功能,實時測得油井運行參數(shù),及時顯示與記錄并通過計算機進(jìn)行綜合計算分析,推出最優(yōu)工況參數(shù),進(jìn)一步指導(dǎo)抽油機以最優(yōu)工況抽油。美國NSCO公司智能抽油機,采用微處理機和自適應(yīng)電子控制器進(jìn)行控制與監(jiān)測,具有抽油效率高、節(jié)電、功能多、安全可靠、自動化程度高、經(jīng)濟性好、適應(yīng)性強等優(yōu)點[43]。
參考文獻(xiàn) [1] 張建軍.游梁式抽油機設(shè)計計算[M].北京:石油工業(yè) 出版社,2005. [2] 張曉東,賈國超.關(guān)于我國抽油機發(fā)展的幾點思考[J]. 石油礦場機械,2008,37(1):24—37
第四篇:國內(nèi)外公路研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
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第1章 緒論
1.1我國公路現(xiàn)狀
交通運輸業(yè)是國民經(jīng)濟中從事運送貨物和旅客的社會生產(chǎn)部門,是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的動脈,是經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎(chǔ)行業(yè)、先行產(chǎn)業(yè)。交通運輸主要包括鐵路、公路、水運、航空、管道五種運輸方式,其中,鐵路、水運、航空、管道起著“線”的作用,公路則起著“面”的作用,各種運輸方式之間通過公路路網(wǎng)聯(lián)結(jié)起來,形成四通八達(dá)、遍布城鄉(xiāng)的運輸網(wǎng)絡(luò)。改革開放以來,靈活、快捷的公路運輸發(fā)展迅速,目前,在綜合運輸體系中,公路運輸客運量、貨運量所占比重分別達(dá)90%以上和近80%。高速公路是經(jīng)濟發(fā)展的必然產(chǎn)物,在交通運輸業(yè)中有著舉足輕重的地位。在設(shè)計和建設(shè)上,高速公路采取限制出入、分向分車道行駛、汽車專用、全封閉、全立交等較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和完善的交通基礎(chǔ)設(shè)施,為汽車快速、安全、經(jīng)濟、舒適運行創(chuàng)造了條件。與普通公路相比,高速公路具有行車速度快、通行能力大、運輸成本低、行車安全、舒適等突出優(yōu)勢,其行車速度比普通公路高出50%以上,通行能力提高了2~6倍,并可降低30%以上的燃油消耗、減少1/3的汽車尾氣排放、降低1/3的交通事故率。
新中國成立以來,經(jīng)過60多年的建設(shè),公路建設(shè)有了長足發(fā)展。2011年初正值“十一五”規(guī)劃結(jié)束,“十二五”規(guī)劃伊始?!笆晃濉睍r期是我國公路交通發(fā)展速度最快、發(fā)展質(zhì)量最好、服務(wù)水平提升最為顯著的時期。經(jīng)過4年多的發(fā)展,公路交通運輸緊張狀況已實現(xiàn)總體緩解,基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模迅速擴大,運輸服務(wù)水平穩(wěn)步提升,安全保障能力明顯增強,為應(yīng)對國際金融危機、保持經(jīng)濟平穩(wěn)較快發(fā)展、加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、促進(jìn)城鄉(xiāng)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、保障社會和諧穩(wěn)定、進(jìn)一步提高我國的綜合國力和國際競爭力作出了重要貢獻(xiàn)。
“十一五”前4年,全國累計完成公路建設(shè)投資2.93萬億元,年均增長近16%,約為“十一五”預(yù)計總投資的1.2倍,也超過了“九五”和“十五”的投資總和。公路建設(shè)投資的快速增長,極大地拉動和促進(jìn)了國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展。從公路建設(shè)投資占同期全社會固定資產(chǎn)總投資的比重來看,“十一五”期間基本保持在4.5%左右。
在投資帶動下,公路網(wǎng)規(guī)模不斷擴大,截至2009年底,全國公路網(wǎng)總里程達(dá)到386萬公里,其中高速公路6.51萬公里,二級及以上公路42.52萬公里,分別較“十五”末增加36.4萬公里、2.5萬公里和9.4萬公里;全國公路網(wǎng)密度由“十五”末的每百平方公里34.8公里提升至40.2公里。預(yù)計到2010年底,全國公路網(wǎng)總里程將達(dá)到395萬公里,高速公路超過7萬公里,分別較“十五”末增加45.3萬公里與3萬公里。農(nóng)村公路投資規(guī)模年均增長30%,總里程將達(dá)到345萬公里,實現(xiàn)全國96%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)通瀝青(水泥)路。
“十一五”期間公路的快速發(fā)展,為擴大內(nèi)需、拉動經(jīng)濟增長作出了突出貢獻(xiàn)。特別是2008年以來,為應(yīng)對國際金融危機,以高速公路為重點,建設(shè)步伐進(jìn)一步加快,“十一五”末高速公路里程將達(dá)到“十五”末的1.78倍?!笆晃濉逼陂g全社會高速公路建設(shè)累計投資達(dá)2萬億元,直接拉動GDP增長約3萬億元,拉動相關(guān)行業(yè)產(chǎn)出
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通車?yán)锍坛^2 3萬千米,共有15個國家高速公路通車?yán)锍坛^2000km,這些國家是美國(8.98萬千米)、中國(6.03萬千米)、澳大利亞(1.86萬千米)、加拿大(1.69萬千米)、德國(1.21萬千米)、西班牙(1.2萬千米)、法國(1.04萬千米)、亞美尼亞(7500km)、墨西哥(6980km)、日本(6500km)、意大利(6620km)、英國(3480km)、韓國(2778km)、荷蘭(2235km)、南非(2032km),其中美國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)構(gòu)筑起與本國經(jīng)濟社會發(fā)展相適應(yīng)的高速公路網(wǎng)。與我國相鄰的俄羅斯、印度等國家的真正意義上的高速公路很少,其多數(shù)是相當(dāng)于半封閉的一級公路。德國1932年就開始修建高速公路,是最早修建高速公路的國家; 美國的高速公路通車?yán)锍套疃啵?957年開始修建,現(xiàn)在已近9萬千米;日本是同時代高速公路發(fā)展較快的國家,從1957年開始修建,目前已修建6500km車道最多的高速公路是加拿大多倫多的401高速公路,有16個甚至22個車道。由世界高速公路發(fā)展史可知,高速公路如同汽車一樣,從誕生的那一刻起,就深刻影響著其所服務(wù)的每一個人和觸及的每一寸土地,對促進(jìn)國家經(jīng)濟增長、提高人民生活質(zhì)量、維護(hù)國家安全等都具有十分重要的價值。發(fā)達(dá)的高速公路網(wǎng)不僅是交通現(xiàn)代化的主要標(biāo)志、公路先進(jìn)生產(chǎn)力的集中代表,也是一個國家或地區(qū)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展與高速公路增長的相互關(guān)系,國外發(fā)達(dá)國家高速公路的發(fā)展一般經(jīng)歷了以下四個階段。
a)第一階段,發(fā)展起步期,其特點是: 經(jīng)濟總量較小,高速公路認(rèn)知度低,規(guī)模不大且里程增長緩慢。
b)第二階段,快速發(fā)展期,其特點是: 經(jīng)濟加速增長,高速公路需求旺盛,通車?yán)锍萄杆僭鲩L。
c)第三階段,接近飽和期,其特點是: 經(jīng)濟穩(wěn)定增長,資源緊俏,高速公路通車?yán)锍淘鲩L趨緩,以提高路網(wǎng)質(zhì)量為主。
d)第四階段,相對穩(wěn)定期,其特點是: 經(jīng)濟持續(xù)增長,資源緊缺,高速公路網(wǎng)規(guī)模趨于穩(wěn)定,路網(wǎng)運行質(zhì)量的提高主要依靠提高交通管理水平實現(xiàn),智能運輸系統(tǒng)目趨完善是其主要標(biāo)志。
目前,我國正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快的關(guān)鍵階段,汽車普及率迅速提高,這與發(fā)達(dá)國家2 0 世紀(jì)6 0 年代~7 0 年代的情況較為類似。我國高速公路正處于最具成長性的第二階段。
1.3我國公路發(fā)展趨勢
我國公路建設(shè)正處于快速發(fā)展的階段。2004年12月17日,《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》經(jīng)國務(wù)院審議通過,標(biāo)志著我國高速公路建設(shè)進(jìn)入了一個新的歷史時期。
國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃采用放射線與縱橫網(wǎng)格相結(jié)合的布局方案,形成由中心城市向外放射及橫連東西、縱貫?zāi)媳钡拇笸ǖ溃?條首都放射線、9條南北縱向線和18條東西橫向線組成,簡稱“7918網(wǎng)”,總規(guī)模8.5萬公里,其中主線6.8萬公里,地區(qū)環(huán)線、聯(lián)絡(luò)線等其他線路約1.7萬公里。建成后可以在全國范圍內(nèi)形成“首都連接省會、省會彼此相通、連接主要城市、覆蓋重要縣市”的高速公路網(wǎng)絡(luò),具體如下:
首都放射線7條:北京-上海、北京-臺北、北京-港澳、北京-昆明、北京-拉薩、北京-烏魯木齊、北京-哈爾濱。
南北縱向線9條:鶴崗-大連、沈陽-???、長春-深圳、濟南-廣州、大慶-廣州、二連浩特-廣州、包頭-茂名、蘭州-??凇⒅貞c-昆明。
第五篇:竹炭研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(模版)
竹炭研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
俞 佳 燕
(浙江臨安 311300)
摘要:本文主要講述了竹炭的起源,竹炭在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,竹炭炭化工藝和物理化學(xué)性質(zhì),竹炭的用途,同時結(jié)合竹炭產(chǎn)品開發(fā)的多樣性所涉及到食品行業(yè),提出要人們慎食竹炭食品,根據(jù)竹炭的發(fā)展現(xiàn)狀,提出了竹炭的發(fā)展趨勢和幾點建議。
關(guān)鍵詞:竹炭、炭化工藝、竹炭用途、發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢
竹炭(BC)是竹材高溫?zé)峤獾墓腆w產(chǎn)物,空隙發(fā)達(dá),比表面積大,具有很強的吸附能力,以及良好的導(dǎo)電性能。作為機能性的環(huán)境保護(hù)材料,竹炭由于其獨特的性質(zhì)和產(chǎn)品的高附加值,越來越受到人們的重視,成為竹材研究領(lǐng)域的一個新熱點[1-2]。在大氣污染和水污染的治理方面具有廣闊的應(yīng)用前景。它的出現(xiàn)不僅為竹材產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了一個新的研究和應(yīng)用領(lǐng)域,同時也為環(huán)境保護(hù)提供了一種新型材料[3],同時人們也逐漸意識到了竹炭在環(huán)境、保健、醫(yī)藥、高技術(shù)等領(lǐng)域有著潛在和廣泛的應(yīng)用前景[4]。1.竹炭起源
在中國,炭有著悠久的歷史。而使用炭,那更是與生俱來的。大概從雷電點燃原始森林使自然形成的木炭橫空出世那一刻起,我們的先民們便開始想用炭帶給人們的種種環(huán)保和健康的生活。
在兩千多年前,中國在炭材料的使用上創(chuàng)造了世界奇跡。馬王堆木炭的應(yīng)用就是中國古代使用木炭杰作之一。中國的先民們就已經(jīng)知道炭的防腐作用。在1972年3月,湖南長沙東郊,中國考古學(xué)家發(fā)掘了馬王堆一號漢古墓時,墓葬兩千多年的軟侯夫人的肌膚狀態(tài)仍如同剛剛死去。考古學(xué)家究其原因,是因為墓葬當(dāng)時人們在棺木中安放了萬斤木炭。正是用于這些木炭,軟侯夫人的尸體外形完整,全身柔軟光滑,皮膚呈淡黃色狀,肌肉和皮膚有彈性,各關(guān)節(jié)可自由彎曲。
無獨有偶,在日本的古墓中也發(fā)現(xiàn)了使用炭保存遺體的辦法,那些遺骨和木乃伊的狀態(tài)十分理想。雖然津輕承公的完整的木乃伊狀態(tài)只有死后一千年的歷史,但也證實了酷愛研究科技的日本人在墓中放置了大量木炭的成效。2.竹炭發(fā)展研究現(xiàn)狀
竹炭這種新型環(huán)保產(chǎn)品幾年前首先在東南亞地區(qū)興起,逐步風(fēng)靡日本、韓國、臺灣、新加坡。竹炭產(chǎn)品在國內(nèi)是在2003年“非典”以后逐步進(jìn)入市場的。
目前,國際市場對環(huán)保產(chǎn)品需求量較大。中國是竹的故鄉(xiāng)。以竹炭為原料制作的產(chǎn)品有100多種。由于竹炭產(chǎn)品的價格較高,其銷售處于“墻內(nèi)開花墻外紅”階段,但隨著人們環(huán)保意識的普遍提高,竹炭這一新型環(huán)保產(chǎn)品進(jìn)入尋常百姓家是指日可待。
我們對竹炭的功效還有些陌生,但在日本、韓國等地城市居民將竹炭用于日常生活已經(jīng)有十來年的歷史了。目前世界上竹炭的消費主要在日本、韓國、新加坡、臺灣等國家和地區(qū),這些市場對竹炭的需求基本穩(wěn)定。在那里,人們已經(jīng)很習(xí)慣將竹炭列為生活日用品之一,他們特別認(rèn)可竹炭的環(huán)保和保健功能,所以,竹炭店到處都是,頗受大家的歡迎。
我國竹炭的生產(chǎn)主要集中在浙江、福建和江西等地,目前的生產(chǎn)廠家有幾十家,但大都是近2-3年發(fā)展起來的,一般是采用采購原炭,自己生產(chǎn)各種制品。只有20-30%的廠家是10多年前生產(chǎn)木炭的企業(yè)改變產(chǎn)品而來,他們大都具有自己的炭窯,其中一小部分廠家具有竹炭纖維的技術(shù)。2.1竹炭在日韓國家
竹炭制品的研究在國外主要是日本和韓國,主要研究關(guān)于竹材炭化過程、竹炭、竹醋液和竹活性炭的制造和利用。
日本竹炭和竹醋協(xié)會名譽會長、京都大學(xué)木質(zhì)科學(xué)研究所科學(xué)家野村隆哉是這方面的專家。他認(rèn)為,由于工業(yè)文明對生態(tài)系統(tǒng)的破壞等全球性環(huán)境問題日益突出,天然素材在炭化后所產(chǎn)生的碳結(jié)構(gòu)的物理和化學(xué)功能正在受到高度重視。如竹炭的固體表面的物理性質(zhì)、竹炭的固有振動產(chǎn)生的微弱電磁波與人體的共鳴現(xiàn)象、竹炭的半導(dǎo)體功能和屏蔽電磁波功能及負(fù)離子效應(yīng)等,竹醋對過敏性皮炎和糖尿病等疾病的療效、促進(jìn)毛發(fā)生長作用、對植物的生理活性功能等。野村隆哉主張對這些物理和化學(xué)機理進(jìn)行研究,并且積極地為它們開拓用途。
日本中村和善提出可用低溫干餾炭作脫臭、調(diào)濕的功能材料以及用竹炭粉作電磁波屏蔽的材料。浦銀治認(rèn)為竹炭對CO:的吸附性能高,不腐爛、保水、透水、保肥性好,可作土壤改良劑使用。佐久間對竹炭的熱水冷卻試驗,發(fā)現(xiàn)加了竹炭的熱水不容易變涼,認(rèn)為如果把竹炭加在洗澡水中,即使是自來水,也可獲得類似溫泉那樣的滿足感。
千葉大學(xué)的研究成果表明,竹醋的主要成分是醋酸,從中可分離出10種酚衍生物,對于如白粉病等某些植物病害也有抵抗作用。由日本農(nóng)山漁村文化協(xié)會出版的《竹炭和竹醋液的制造方法與用途》一書全面地論述了日本目前關(guān)于竹炭和竹醋的研究和應(yīng)用情況。作者池島庸元說,竹炭和竹醋今后在環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面可望發(fā)揮新的作用[6]。
在韓國國內(nèi),有人在做飯時,將竹炭包在紗布內(nèi)放入飯中,煮出的飯味兒更[5]香;泡澡的水里放上一點竹炭,全身倍感融融暖意。韓國許多工廠生產(chǎn)的健康枕頭,用的就是竹炭。多孔性竹炭不僅可以蓄留植物根部所需水分,還可以改善土壤的透氣性和排水性,為植物的微生物提供良好的生存空間。因此在園林綠化中,盆栽土里摻進(jìn)豆粒大小的竹炭,能為植物提供健康的生長環(huán)境。對庭院樹木,則增強了抗病蟲害的能力。一些裝飾性竹炭,猶如吸水石,放于相宜的盆里,本色、自然,且有著雷劈刀削的天然痕跡.竹炭則營造出更為特殊的情趣,春秋筆法赫然在焉。這樣的裝飾可去臭去濕,放在電視機或其它家電用品周圍,還可起到防電磁波作用。2.2竹炭在其他國家
竹炭作為一種全新的健康環(huán)保時尚產(chǎn)品,不僅在新加坡的軍工、醫(yī)藥等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,更多的是在生活消費領(lǐng)域的應(yīng)用,它以其獨特的健康保健作用被大多數(shù)消費者所接受,成為一種健康消費時尚。目前在新加坡市場上有 12 大系列 100 多個品種。如床上用品系列、汽車坐墊系列、鞋墊系列、美膚品系列、廚用品系列、工藝品系列、炭布系列、竹醋液等。
哥倫比亞對于竹炭速干布料的研制,已成功生產(chǎn)出竹碳內(nèi)衣。它的保暖,是因為使用的材料是納米級的遠(yuǎn)紅外線纖維,能吸收外界與人體的體溫,達(dá)到蓄熱保溫的功能,工研院檢測發(fā)現(xiàn),竹炭紗的調(diào)節(jié)溫度效果為一般棉制品的一倍。竹炭內(nèi)衣中竹炭紗還能有促進(jìn)血液循環(huán),塑身保健減肥,紡織研究所研究發(fā)現(xiàn),竹炭服飾可以提高人體淺層微血管內(nèi)的血液流量約30%,有效降低疾病的風(fēng)險。而血液循環(huán)好,又有助于皮下多于脂肪的代謝,避免脂肪囤積或血管阻塞[7]。2.3竹炭在中國
關(guān)于竹炭和竹醋液的研究是近幾年剛剛興起的新的研究領(lǐng)域,由于竹子的分布特性所決定,使對竹炭的研究具有很強的區(qū)域性。國內(nèi)對竹炭的生產(chǎn)和研究主要集中在浙江、江西、福建一帶。
在竹炭的機能性機理的研究方面,張齊生院士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組對竹炭的構(gòu)造、機能以及對飲用水的凈化做了比較詳細(xì)的研究[8-9]。另外,許多科研單位的研究人員對竹炭的生產(chǎn)和應(yīng)用方面做了大量的研究。葉良明教授等主要針對竹炭的燒制進(jìn)行研究 [10-11];還有其它學(xué)者對竹炭的含水率、揮發(fā)成分、竹醋液的成分等指標(biāo)進(jìn)行了檢測[12]。
此外,還可利用竹炭開發(fā)醫(yī)藥保健品。如將竹炭粉與助劑混合裝入衣服、織物、枕頭、帽子、墊子和寵物用具等物品制成保健品,它具有清凈空氣作用、按摩作用、除臭作用、紅外線作用、調(diào)溫調(diào)濕作用、抗菌和殺蟲的作用。在醫(yī)藥上利用竹醋液作防菌殺菌劑和治療皮膚病等醫(yī)藥原料,提取甲醇和醋酸等作化工原料,其他還有染料媒染劑、動物除臭劑、農(nóng)藥添加劑、發(fā)根促進(jìn)劑、土壤改良劑、動物營養(yǎng)劑等。2.3.1竹炭在浙江
中國的竹炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景寬闊。生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)主要集中在江浙沿海一帶,僅浙江省為例。在五、六年時間內(nèi),浙江的竹炭生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,比較有名的企業(yè)主要集中在遂昌、衢江、安吉、寧波和慶元等地,年產(chǎn)量達(dá)3000t以上,產(chǎn)值達(dá)3000-4000萬元,竹炭品種開發(fā)也不斷深入,目前已開發(fā)出建筑、環(huán)保、保健、工藝、化妝等6大類100多個品種的竹炭產(chǎn)品,浙江省已成為竹炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要生產(chǎn)與貿(mào)易基地,并且成為山區(qū)林業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的新亮點[13]。3.竹炭的炭化工藝 3.1備料
炭用材一般選用4年以上竹齡和竹材加工剩余物。因竹材從基部到梢部,其密度、腔壁結(jié)構(gòu)、組成物質(zhì)都有一定的差異,同時竹材的材性又受竹齡、立地條件、氣候環(huán)境的影響。竹材中含大量糖類等營養(yǎng)物質(zhì),易發(fā)生霉蛀。因此,要選擇竹齡、大小、立地條件相近的竹材一起裝窯,注意竹材的保管、窯中竹材的松緊度等問題。3.2熱解
熱解工藝條件決定了竹炭的品質(zhì),可結(jié)合窯體的實際情況,準(zhǔn)確控制窯溫,尤其是精煉溫度,它是竹炭品質(zhì)的重要指標(biāo),不同的用途采用不同的燒制工藝曲線。
竹材的熱分解是在溫度稍高于100℃時開始的,在150℃以下,竹材受熱分解速度很慢,隨著溫度的升高,竹材受熱分解速度顯著加快;溫度上升到約270℃以上時,分解反應(yīng)劇烈進(jìn)行。溫度達(dá)500℃時,分解反應(yīng)基本結(jié)束。與木材一樣,竹材的熱分解過程,包括四個階段:
1.水分蒸發(fā)或干燥階段
加熱溫度為100--150℃之間,竹材分解的速度緩慢,主要是竹材組織中的吸著水受熱蒸發(fā)逸散,但竹材的化學(xué)組成,沒有明顯變化;但隨著加熱時間的延長,竹材中的戊聚糖含量是可能降低,竹材的物理力學(xué)性質(zhì)有所改變。
2.預(yù)炭化階段
加熱溫度為150--270℃,竹材受熱分解速度加快,其中的化學(xué)組成發(fā)生明顯的分解反應(yīng),比較不穩(wěn)定的組份如半纖維素受熱分解生成CO2、CO、H2O和少量的乙酸等物質(zhì)。上述兩個熱分解階段,需要外界供給熱量,亦即竹材的吸熱分解階段。
3.炭化階段
加熱溫度升高至270-450℃,竹材熱分解反應(yīng)劇烈,伴隨產(chǎn)生大量的熱分解產(chǎn)物,生成的氣體中,CO2和CO的量逐漸減少,而碳?xì)浠衔锶缂淄?、乙烯、烯烴類及各種活性高能的氫自由基和羥基,則逐漸增多;生成的液體主要有乙酸、甲醇、丙酮和木焦油。
這一階段放出大量的反應(yīng)熱,稱為放熱反應(yīng)階段;而放熱反應(yīng)溫度隨加熱速度而異。
4.煅燒階段
溫度繼續(xù)升高到450℃以上時,生成的液體產(chǎn)物已經(jīng)很少,這個階段借助外部的熱量,除去殘留在木炭中的揮發(fā)物質(zhì),及木炭的煅燒。
以上四個階段,沒有明顯的界限,甚至同一試件的外表和內(nèi)部,都可能同時處于不同的熱分解階段。3.3存放
經(jīng)冷卻出窯的竹炭,因竹炭的吸水性強,如果儲存環(huán)境潮濕,空氣混濁,竹炭大量吸水、吸味,這無疑會影響產(chǎn)品的功效。所以應(yīng)選擇空氣干燥清潔的倉庫,并根據(jù)出窯日期、精煉度的不同分類堆放。3.4加工
根據(jù)質(zhì)量要求依次分批進(jìn)行加工,在加工前應(yīng)先抽檢其精煉度,然后根據(jù)精煉度的不同分類加工成片炭、筒炭。規(guī)格尺寸應(yīng)嚴(yán)格按照客戶的要求加工,片炭、筒炭不應(yīng)有裂縫、缺角等,并把粉塵擦干凈。作為顆粒炭和粉炭除按客戶規(guī)定的規(guī)格加工外,應(yīng)特別注意雜質(zhì)(泥沙等)問題,否則將嚴(yán)重影響產(chǎn)品信譽[14]。4.竹炭的理化性質(zhì)
竹炭同竹材外觀上相比,纖維素束外鞘變得致密,纖維素細(xì)胞腔中一些揮發(fā)物質(zhì)減少。竹炭主要是由碳、氫、氧等元素組成,呈六角形,質(zhì)地堅硬,細(xì)密多孔。炭化后的竹材仍然基本上保持密實狀態(tài)[15],外表面仍然保留著竹材表皮粗糙不平的顆粒狀態(tài),繼承了竹材的多孔狀和各向異性構(gòu)造特征,但是竹材基本組織細(xì)胞的細(xì)胞壁間隙消失,細(xì)胞壁變薄[16]。竹炭組織中的礦物是木炭的5倍[17],1cm3竹炭的表面積可達(dá)350m2,是木炭的2.5~3倍,若進(jìn)一步活化成竹活性炭,則其比表面積可達(dá)1000m2以上[18]。竹炭的吸附能力是木炭的10倍以上。木炭的PH值隨著炭化溫度的增加從酸到堿性變化,但是竹炭的PH值不管炭化溫度怎么變化都能保持堿性,并且竹炭的灰份和鉀含量好象和PH值有關(guān)。在吸濕解析的高溫區(qū)域,竹炭的調(diào)濕能力比木炭強。
竹炭片炭含水率5%~8%,顆粒炭含水率14%~18%;固定碳含量85%~88%;灰分含量(鉀、鈣)2%~4%;比表面積300~600m-1;揮發(fā)分6%~8%;干碳熱值30000~33000kJ/kg;PH值8~9;氣干密度0.800~1.320g/cm3[19]。5.竹炭用途
(1)燃料:由于竹炭系各種竹材炭化而成,安全性受到信賴,作為燒烤,野炊的燃料,清潔而有情趣,加上目前對其他薪炭材的砍伐限制,作為燃料的竹炭前景看好。
(2)竹活性炭:竹炭經(jīng)水蒸氣法活化處理后具有均勻的細(xì)孔狀結(jié)構(gòu),比表面積從50om2/g增加到90om2/g,其竹活性炭的得率為68%,具有和椰子殼活性炭同等以上的比表面積和吸附率。
(3)住宅環(huán)境材料:大理石,花崗巖,磁磚類建材,表面容易結(jié)露,而三夾板類又容易霉?fàn)€蟲蛀。用竹炭裝填地面和墻壁,由于竹炭對空氣中水分的吸濕和解吸調(diào)節(jié),加上竹炭的負(fù)離子作用,能保持住宅內(nèi)部環(huán)境舒適宜人,心神安定。也茶館以此來吸引顧客。
(4)水質(zhì)處理:不僅用來處理自來水,還用來處理污水,河道,漁場,是竹炭浴和摻有用自然物治理環(huán)境的極好例子[20]。
(5)健康和美容上的應(yīng)用:用竹炭制作枕頭,有利于睡眠竹炭的美容霜具有特殊的皮膚護(hù)理功效[21]。6.慎食竹炭食品
在一些超市、賣場中,一系列用竹炭加工出來的食品進(jìn)入了人們的視線,有竹炭花生、竹炭金納豆、竹炭面條、竹炭面包、竹炭酒等,由于商家標(biāo)榜該類食品具有吸附人體內(nèi)有害物質(zhì),凈化血液中毒素的功效,引起了不少消費者的興趣。
有關(guān)專家認(rèn)為,炭可以吸附微小顆粒,在中醫(yī)上從古至今有很多的應(yīng)用,但是竹炭在中醫(yī)領(lǐng)域卻鮮用于臨床。根據(jù)竹炭食品的宣傳,竹炭可以吸附人體內(nèi)有害物質(zhì),凈化血液中的毒素,還有助于人體消化排泄,清潔腸道,具有排毒養(yǎng)顏之功效。其在理論上是成立的,但在實踐中將竹炭粉添加進(jìn)食品中就具備種種保健功效,并沒有相關(guān)的科學(xué)實驗作為依據(jù)。有關(guān)資料顯示:目前尚沒有任何關(guān)于食用竹炭粉對人體有益的報告(包括動物實驗的報告),活性炭多用于空氣和水的凈化,其食用功能尚未明確。
竹子雖然是天然的植物,竹筍也是中國料理的重要佳肴,但竹材在高溫炭化過程中會發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生許多復(fù)雜化合物,其中焦油就是一種致癌物,必須再精制后才能將焦油除去,若將不當(dāng)加工后的竹炭或竹醋液直接拿來食用是非常危險的行為。另外,竹炭在加熱分解時所產(chǎn)生的甲醇亦有毒性。食用竹炭后,細(xì)微顆粒很可能吸入肺里,吸附在肺葉上,而且它吸附性極強,吃下去后很難排出體外,容易形成“塵肺”。有鑒于此,專家認(rèn)為不要輕信所謂竹炭食品的神奇療效,選用食品,要看其本質(zhì),不要被表象迷惑,對于食用竹炭食品應(yīng)采用謹(jǐn)慎的態(tài)度[22]。
7.竹炭的發(fā)展趨勢及建議
日本京都大學(xué)的野村隆哉進(jìn)行過竹炭燒制的前處理研究。他對炭材進(jìn)行煙熏前處理后發(fā)現(xiàn) ,經(jīng)過煙熏前處理的炭材燒制的竹炭質(zhì)量好;根據(jù)竹炭的不同功用,可以通過控制炭化溫度來實現(xiàn)目的;對炭化的工藝和設(shè)備的研究方面,主要集中于土窯、簡易爐和連續(xù)式干餾爐;研究竹炭的機能性及利用竹炭機能性開發(fā)新型材料,比如開發(fā)凈水和空氣凈化炭以及制作內(nèi)含竹炭粉的枕頭、帽子、墊子等生活用品和農(nóng)林業(yè)的應(yīng)用研究;目前,竹炭研究還存在不少薄弱方面,比如:竹炭屏蔽電磁波的能力;燒制溫度與竹炭的比表面積及電阻率之間的變化規(guī)律;竹炭產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外線的能力及其遠(yuǎn)紅外線的波長;竹炭凈化空氣和調(diào)節(jié)空氣濕度的機理和規(guī)律等。為了使竹炭及其制品能走進(jìn)千家萬戶,建議:
(1)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù),完善我國竹炭生產(chǎn)工藝
竹炭燒制和產(chǎn)品開發(fā)是一個新興產(chǎn)業(yè),目前已具一定規(guī)模,實現(xiàn)了初步產(chǎn)業(yè)化,但是我國現(xiàn)行的竹炭生產(chǎn)工藝和技術(shù)存在較多的問題,如原料的確定,不同培育方式、不同竹齡的竹材對熱解工藝的影響,窯溫的控制,竹材熱解產(chǎn)品得率等。建議引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù),可大大增強市場的競爭力。
(2)重視深加工,開發(fā)新產(chǎn)品提高制品附加值
對竹炭進(jìn)行化學(xué)深加工,并開發(fā)竹炭、竹醋系列新產(chǎn)品。據(jù)報道,日本已生產(chǎn)出500目的竹炭纖維,并將這種竹纖維拉長與化纖、棉線等交織在一起,熱量可增加10%,并具有吸附性能,透氣性好等優(yōu)點。中國臺灣省也準(zhǔn)備投資200萬新臺幣,購置其生產(chǎn)設(shè)備與日本共同生產(chǎn)竹炭纖維。竹炭纖維的問世,使竹子的附加值更進(jìn)一步得到提升。
(3)加強生產(chǎn)的自動化研究,開發(fā)竹炭生產(chǎn)配套設(shè)備
要提高產(chǎn)量,生產(chǎn)高質(zhì)量的竹炭,需要先進(jìn)的設(shè)備。日本在設(shè)備制造方面處于世界的領(lǐng)先地位,但是技術(shù)較復(fù)雜,成本高,所以制造商必須在現(xiàn)有的設(shè)備之上,進(jìn)行改良,使其更適合于我國竹炭企業(yè),也適合于出口到一些經(jīng)濟不夠發(fā)達(dá)的竹子大國,如印度、非洲、南美等地。
(4)重視環(huán)保建設(shè),充分利用竹炭加工剩余物
可以用竹材炭化過程中以鼓風(fēng)爐吸引生成的甲烷氣體,先除去氣體中的焦油及粉塵,再送至氣輪發(fā)電機發(fā)電。另外,在竹材炭化及發(fā)電過程中,除了竹炭、竹醋液外,還可由熱交換器將炭化裝置出口的廢熱轉(zhuǎn)換成溫?zé)崴枰曰厥?,使竹材炭化過程中的材料、水蒸汽、熱等都不浪費。
(5)加強理論研究,開拓竹炭應(yīng)用新領(lǐng)域
由于對竹炭機能性機理的研究目前才剛剛開始,現(xiàn)今開發(fā)的竹炭制品許多特點沒有充分的科學(xué)依據(jù)作支撐,加之對竹炭的宣傳力度不夠,竹炭、竹醋液及其制品在我國目前還沒有市場。因此,開展竹炭的理論和應(yīng)用研究不僅可以使人們從科學(xué)的角度來認(rèn)識和了解竹炭,還必將促進(jìn)市場的廣泛開發(fā)。
(6)規(guī)范市場機構(gòu),完善竹炭相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系
目前我國尚未有有關(guān)竹炭的健全的國家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),為了進(jìn)一步加強竹炭生產(chǎn)和管理,以利于竹炭的推廣應(yīng)用,穩(wěn)定竹炭質(zhì)量,作為指導(dǎo)生產(chǎn)和交貨依據(jù),制定和完善竹炭的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)勢在必行。同時,國家應(yīng)該成立全國性的竹炭方面的專業(yè)技術(shù)機構(gòu),規(guī)范竹炭市場,保護(hù)國內(nèi)廠商的利益。
(7)普及竹炭科學(xué),增強竹炭產(chǎn)品推廣力度
我國竹炭年產(chǎn)量中只有1/3銷于內(nèi)地市場,大部分銷往日本、韓國、中國臺灣省等地,內(nèi)地很多消費者不知道有這樣一種產(chǎn)品,相比而言,竹炭在日本、韓國、中國臺灣省等地就極流行,已經(jīng)成為居家的生活用品。應(yīng)該針對目前家具裝修與水污染等誘發(fā)的疾病問題,突出宣傳竹炭凈化水質(zhì)與空氣的功效,慢慢地讓竹炭走進(jìn)千家萬戶,使竹炭業(yè)盡快發(fā)展壯大起來[3]。8.小結(jié)
綜上所述,竹炭是一種性能良好、有著廣闊發(fā)展空間的多功能材料和環(huán)境保護(hù)材料,越來越受到人們的重視。我國竹類資源十分豐富,竹炭具有廣闊的市場前景。近年來,我國竹炭產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,已成為林區(qū)林業(yè)增效、林農(nóng)增收的新途徑。竹炭可用于農(nóng)業(yè)、環(huán)保、醫(yī)學(xué)、紡織、保健等領(lǐng)域,但我國的竹炭研究剛剛起步,竹炭改性還未產(chǎn)業(yè)化,市場前景廣闊,應(yīng)加大科研投資力度,將其廣泛推廣,造福人類[4]。
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