中兽药原料药研究现状与发展趋势[推荐5篇]

第一篇：中兽药原料药研究现状与发展趋势

中兽药原料药研究现状与发展趋势

作者：中国农业科学院中兽医研究所 杨志强 07-09 11:40:56

一、中兽药原料药分类：

原产物 中兽药多属天然产物，可以直接入药。《中国兽药典》中，多数中药须简单加工炮制后入药，如枸杞、川芎、乌梢蛇等。传统中兽药复方或单味散剂，多采用原产物作原料药，如白头翁、黄连、黄柏、陈皮、大黄要制成单味散剂。

全成分提取物 临床应用增加适口性，提高药效和疗效，包括复方、单味中药，均含有全部中药材有效成分。药物成分不明确，相关产品属三类药。

单体原料药 涉及到单体的提取、加工、药代动力学和药效学等研究方面，单体已被作为原料药临床使用。

有效部位 指从中药中提取的一类或几类化学成分的混合体，含量达总提取物的50％以上；有效部位新药既能体现中药多成分、多靶点、多途径的特点，又能使药物有效成分更加富集，药理作用和临床疗效更加明显；充分体现中兽医理论“整体观念”和“辨证施治”原则，其产品属二类药；有效部位的提取纯化，使化学成分更加清楚，较之三类复方制剂的粗提取物有质的飞跃，可使药品质量标准的制订和生产质量的控制更加具有针对性，药品质量更加稳定可控；科技含量大大提高，增加了药品安全性、有效性和质量的可控制性，使其更易于同国际标准接轨，增强国际竞争能力，推动中医药走向世界。

二、中药材资源

中药材资源现状 目前，全国有中药材生产基地600多个，中药材种植面积达1800万亩~2000万亩；常用的600种药材中，可大量栽培的有400多种，年产量30万吨，约占全国供应量的70%；有400多种为野生中药材，年产量40万吨。

中药材品种 我国中药资源约12807种，民间药7000种(草药)，民族药4000种(藏药、蒙药等)。

中药GAP 2003年国家食品药品管理局正式受理中药材GAP认证申请。GAP制度对中药材生产环境、种植或繁殖条件、栽培和养殖管理、采收和粗加工、包装运输和储藏、质量管理、人员设备、文件管理方面都有严格规定。全国已有22个省区把发展中药当作支柱产业，并大搞中药材GAP基地和中药材种植基地。目前全国已建立448个中药材规范化种植基地，取得中药材GAP认证的企业约40多家。2004年~2007年批准的中药材GAP企业共49家。

影响我国中兽药原料药品质的因素 中医药现代化程度低，缺乏标准，检验监督制度和机构不健全。

我国中药材种植和养殖面积较广，种植面积大小不同，生产企业条件不均一，生长环境和生长习性对中药材的性能有明显影响。农药、化肥残留量超标、重金属超标、光照时间不够致使药性改变、药物的毒性增加。

标准化制度逐步完善 我国中药在生产过程中实行《中药材生产质量管理规范》(GAP)；中药在加工过程中实行《中药提取生产质量管理规范》(GEP)和《药品生产质量管理规范》(GMP)；中药在临床使用中实行《药品临床试验质量管理规范》(GCP)；中药在使用于临床前的研究必须符合《药品非临床安全性研究质量管理规范》(GIP)；中药在经营过程中也要遵循《药品经营质量管理规范》(GSP)。

上述“6G”规则是我国中药标准化在制度上的体现，是中药相关产品质量的保证，是中药现代化发展的推动力。

发展趋势

中兽药是今后动物疾病预防、治疗和保健首选药之一。中兽医药现代化是中兽药打开国际市场的金钥匙。完善中兽药原料药生产和加工技术，制定标准化体系，可实现临床用药规范化，保证临床安全用药。加快中兽药原料药创新的研发和成果转化步伐，增强中兽药的国内国际市场竞争力。

加快中药栽培技术研究 优化中药种子培育，优化种植基地周边环境，发展中药材生态化种养模式，利用生物技术拓展中药栽培新思路，开展兽用中药材GAP研究，开展中药材病虫害的生物防治研究。

开展野生药用植物品种研究 我国野生药用植物种类达到1万种以上，民间应用较广，疗效显著，但因缺乏标准而不能被承认和推广。国际著名医药企业平均每年拿出20％以上的利润用于科学研究，我国多数企业对科研投入重视不够。我国仅对500余种植物进行了较为系统的研究，只发现了100余种药用植物，美国等国家每年投入大量经费进行药用野生植物的研究和开发。

深入开展中药材生物信息学研究 利用现代生物学技术建立种质资源基因库，保持具有中国特色的中药资源的遗传多样性；通过基因水平对物种进行研究、保存及利用，为今后重新构建已绝种的植物物种提供依据；揭示“道地”药材的本质，改进药材鉴别技术以及寻找新药材；开展中药材化学特性、疗效特征与基因型间的相关性研究；建立中药材基因库和信息库。

优化中药原料药的加工工艺研究 加强全植物入药的研究，降低成本；分离有效部位，研究其疗效多样性，综合利用中药材；引进和开发新技术，提高中药原料药的生物利用度和生物活性作用；加强中药材配伍的基础研究，保证原料药的安全性。

加快中药材品质鉴定和标准化研究 制定兽用中药材的质量标准，应与人用中药材标准有区别；建立中药材鉴定新标准和新方法；利用色谱、光谱学技术，开展中药材指纹图谱研究；利用分子生物学技术开展中药材质量标准研究。

加快成果转化研究 拓宽攻关课题研究的资金来源，加大中药原料药现代化的科研投资力度；科研单位与企业开发相结合，开拓中药成果转化新途径，产学研相结合，解决产研项目资金投入不足的问题；引进高新技术，缩短科研成果转化周期，提高效率；建立中药原料药科技孵化线，制定行业标准；加强新型人才队伍建设。

健全法制体系 制定有关涉及濒危珍稀物种保护的政策和法规；建立相关制度，重视生物多样性的保护，建立种子库、基因库基地；加大执法力度和执法监督，坚决打击不法商贩，做到切实保证中药材产品质量，维持正常的市场秩序。

第二篇：生物制药现状与发展趋势研究

生物制药技术现状与未来发展趋势研究

学生姓名 张溢峰

班 级 生物技术132 专业名称

生物技术

学院名称 生命科学与技术学院

指导教师 李文兰

提交日期 2016年1月15日

广西大学生命科学与技术学院

2016年 1月

摘要：生物技术药物(biotech drugs)又称为生物药物(biopharmaceutics)。以组合化学、药学基因（功能抗原学、生物信息学等高技术为依托，融合了医学、生物学、药物学等先进技术，以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。生物制药技术将对生物技术药物的创新与发展产生十分重要的影响和作用。笔者总结了生物制药的现状，生物技术药物的分类，生物制药的发展趋势，我国生物技术制药的发展方向，并展望了我国生物制药行业的前景。

关键词 ：生物制药技术；发展趋势；发展；现状；研究；生物技术

“21 世纪是生物的世纪”这一观点已经逐渐地被越来越多的人所接受,且正沿着它特有的轨道一步步的成为现实。生物制药是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果“从生物体生物组织细胞体液等”综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制作的一类用于预防、治疗和诊断的制品。其中最为主要的是基因工程方法，即利用克隆技术和组织培养技术，对DNA进行切割、插入、连接和重组，从而获得生物医药制品。生物制药产品主要包括三大类：基因工程药物、生物疫苗和生物诊断试剂。其在诊断、预防、控制乃至消灭传染病，保护人类健康延长寿命中发挥着越来越重要的作用。这些成果还可以帮助人类加速植物和动物的人工进化以及改善生态环境对人类的影响等，产生新的有机生命的研究也会取得进展。

目前,生物制药产业已经成为21世纪最具前途的产业之一, 是生物工程应用研发中最活跃和进展最快的领域。生物制药行业具有高技术、高投入、高风险、高收益、周期长等特点。世界上许多国家都把生物技术产业作为优先发展的战略性产业之一,不断加大对生物制药产业的政策扶持与资金投入。生物药物的阵营很庞大，全世界的医药品已有一半是生物合成的，特别是合成分子结构复杂的药物时，它不仅比化学合成法简便，而且有更高的经济效益。它的发展将帮助人类解决很多当前无法人类疾病，同时还可以改革食品的生产过程，彻底消除人类的营养不良。这些将极大的延长人类寿命，改善人们的生活。

一.生物制药的现状

目前生物制药主要集中在以下几个方向： 1 肿瘤

在全世界肿瘤死亡率居首位，美国每年诊断为肿瘤的患者为100万，死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病，现在仍主要运用早期诊断、手术、放疗、化疗等手段进行综合治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会迅速增多。如利用基因药物抗体抑制肿瘤的发展和扩散，如利用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤，如利用基因治疗法对肿瘤进行治疗(使用γ-干扰素基因对骨髓瘤的治疗)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长，阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂，已有3种化合物进入临床试验。神经退化性疾病 现在利用生物技术治疗老年痴呆症、脑中风、帕金森氏病及脊椎损伤的药物，如胰岛素生长因子rhIGF-1 目前已开始Ⅲ期临床实验。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎，肌萎缩硬化症，均已进入Ⅲ期临床。全国每年中风患者大概60 万，每年死于中风患者达15 万。中风症的有效防治药物不多，尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少，CerestaL已被证明能对中风患者的脑力有显著改善和稳定作用，已经进入Ⅲ期临床试验。自身免疫性疾病

许多炎症由自身免疫缺陷引起，如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。我国风湿性关节炎患者多达4000 多万，每年花费巨额医疗费，很多制药公司正对这类疾病进行研究。如 Genentech公司研究一种人源化单克隆抗体免疫球蛋白E用于治疗哮喘，已进入Ⅱ期临床;美国Cetor′s 公司开发出一种用于治疗风湿性关节炎的TNF-α 抗体，治疗的有效率达80%。还有的公司在应用基因疗法治疗糖尿病，如将胰岛素基因导入患者的皮肤细胞，再将细胞注入人体，使工程细胞产生全程胰岛素供应。我国每年有接近一百万人死于冠心病，每年都要花费高额的治疗费。今后10年，防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′s Reopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功，这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。随着基因组科学的建立以及基因操作技术的迅速发展，目前基因治疗与基因测序技术正在进行商业化开发，推动了治疗学的发展。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物，已逐渐进入产业阶段，用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT，用于治疗肺气肿和囊性纤维变性，已进入Ⅱ，Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。

二.生物制药分类

生物药物的原料以天然的生物材料为主, 包括微生物、人体、动物、植物、海洋生物等。所以说,生物药物(或称生物技术药物)是集生物学、医药学的先进技术为一体,以化学、药学基因等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物学等基础学科的突破为后盾所形成的产业。生物药物按它的用途不同可分为三大类: 生化药物、生物工程药物和生物制剂。

然而也可以用别的方式来进行分类。其一，重组蛋白质和重组多肽药物：即利用DNA重组技术，将重组对象的基因插入载体，拼接后转入新的宿主细胞，构建成工程菌（或细胞），实现遗传物质的重新组合，并使目的基因在工程菌内进行复制和表达，最后将表达的目的产物纯化并做成制剂，得到重组多肽、蛋白质类药物。其二，重组DNA药物：基因治疗是指向靶细胞或组织中引入外源基因DNA或RNA片断，以纠正或补偿基因的缺陷；关闭或抑制异常表达的基因；刺激产生相应的抗体，从而达到治疗和预防疾病的目的。其三，其他生物技术药物：如微生态制剂，另外还有利用生物技术生产的血液代用品、肿瘤疫苗等等。三.生物制药的发展趋势

现代生物技术已对医药产业发展产生了革命性影响，生物产业是一个以科学为基础的产业，它对工艺的依赖性低，对基础工业的要求相对较低。自从人类基因组计划完成以耒，结构基因组，功能基因组，蛋白质组等研究计划相继起动。这为生物技术的发展注入了强大的活力。各国对此十分重视，并把生物技术产业的发展作为国家经济发展中新的增长点之一。

生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展，而且依赖于很多相关领域的技术走向。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测，但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。

各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力，成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。

到下世纪初生物技术药物的种类数目尚不会超过一般药物的总数，但生物技术制药公司总数将超过前10年的6倍。

药物的研究开发成本目前已经高到难以为继的程度，每种药物投放市场前的平均成本大约为6亿美元。这样高的成本会迫使医药工业对技术的进步进行巨大的投资，以增强医药工业的长期生存能力。

总之，综合多学科的努力，通过新技术的创立可以大大拓宽发明新药的空间，增加发明新药的机遇与速度。因为这些手段可以寻找快速鉴定药物作用的靶，更有效地发现更多新的先导物化学实体，从而为发明新药提供更加广阔的前景。

四.我国生物技术制药的发展方向

我国生物医药产业还相对落后,但是国家和地方政府都在不断加大对该产业的发展力度,从政策和资金等各方面给予其便利。当前,我国已将生物制药作为经济发展的重点建设行业和高新技术的支柱产业来发展。当前一些科技发达或经济发达地区正在不断建立国家级生物制药产业基地,并初步形成了初具规模的生物医药产业集群,这对我国的生物医药产业发展起到了很好的带动作用。总体而言,中国生物制药产业未来充满希望,前景看好,中国的生物制药产业将呈继续增长态势。

综合起来考虑, 我国生物技术制药业今后的发展方向可以确定为:1)中草药及其有效生物活性成分的发酵生产;2)改造抗生素工艺技术;3)大力开发疫苗与酶诊断试剂;4)开发活性蛋白与多肽类药物这方面的开发5)开发研制靶向药物, 以开发肿瘤药物为重点6)发展氨基酸工业和开发甾体激素;7)人源化的单克隆抗体的研究与开发;8)血液替代品的研究与开发;9)人体基因组的研究。

五.我国生物制药行业的前景

（1）创投机构看好中国生物制药领域全球金融危机加剧，让创投机构在中国的脚步变得格外谨慎。但于北京举行的“2008ChinaVenture中国投资年会”上，以生物制药为代表的医疗领域，却被参会的创投精英一致看好。（2）眼光盯准生物新领域

虽然政府一直在鼓励创新研究，但是国内新药非常少，大部分都是舶来品。《规划》提出，“十二五”期间，将重点突破一批药物创制关键技术和生产工艺，完善新药创制与中药现代化技术平台，建设一批医药产业技术创新战略联盟，基本形成具有中国特色的国家药物创新体系。（3）前途光明，道路曲折

从历史情况看，产业政策在很大程度上决定了医药行业的景气度。已出台的《生物医药产业发展“十二五”规划》将会在产业发展方向和财政支持上给予更为明确的扶持。如果前瞻性地看未来五年的中国生物医药行业，我们认为：第一，中国生物医药市场空间依然广阔，第二，政策将引导行业走向更高层次的创新之路，第三，生物医药企业、尤其是中成药企业的类消费品化趋势亦会更加明显，第四，研发成本上升及周期加长，使得跨国药企的产业重心转移至中国，同时中国企业也将进一步尝试走向规范市场。

六.结语

生物制药是21世纪最核心的高新技术之一,，过去我们由于闭关锁国而错过工业革命的发展良机，由于文革而痛失信息技术革命带来的黄金发展机遇,，现在我们不能再次丧失生物技术带来的这次飞跃式发展机遇。我们要清醒认识到自身的差距与不足，找出制约我国生物制药发展的瓶颈，大力发展动物细胞大规模培养技术和治疗性抗体研究与开发的上中下游技术，把握机会, 实现跨越式发展。相信在完成人体基因组测序后，从人体基因组中寻找开发各种新药，将是一个激动人心的壮举。

（1）胡显文，陈惠鹏，汤仲明等.生物制药的现状和未来(一):历史与现实市场.中国生物工程杂志，2007，24(12).（2）熊宗贵，于荣敏，肖成祖等.生物技术制药.北京:高等教育出版社，2008.（3）李元，陈松森，王渭池等.基因工程药物.北京:化学工业出版社，2006.（4）杨汝德.基因克隆技术在制药中的应用.北京:化学工业出版社，2008.（5）胡显文，陈惠鹏，汤仲明等.美国、欧盟和中国生物技术药物的比较.中国生物工程杂志，2009，25(2).（6）彭俊文，蒋铭敏.生物技术药物的研究开发与产业化现状及前景.生物技术通讯，2008.（7）雷中良,张晓红，生物制药技术的发展现状及未来趋势.哈药集团制药总厂103车间,2012(8)吴梧桐，王友同，吴文俊，药物生物技术进展，药物生物技术,1995,2(3):40.(9)张国全，药学科学，国家自然科学基金委员会，北京:科学出版社,1995:48.(10)吴梧桐等，基因工程药物-基础与临床，人民卫生出版社,1996.(11)李元等，基因工程药物，化学工业出版社，2002，11，1.(12)唐冬生，夏家辉，新型基因工程药物，生命科学研究，第三卷第2 期.

第三篇：抽油机国内外研究现状与发展趋势

抽油机国内外研究现状与发展趋势

一．国内抽油机研发现状

油机是有杆抽油系统中最主要举升设备。根据是否有游梁，可分为游梁式抽 油机和无游梁式抽油机。经过一百多年的实践和不断的改进创新，抽油机不管是结构形式还是在使用功能上，都产生了很大的变化。特别是近几十年来，世界对原油的需求量不断加大，对油田深度开采的能力有了更进一步的要求，在很大程度上加快了抽油机技术发展的速度，催生出多种类型。目前, 国内抽油机制造厂有数十家, 产品类型已多样化, 但游梁式抽油机仍处于主导地位。根据公开发表的资料统计, 我国现有6 大类共45 种新型抽油机[ 1] , 并且每年约有30 种新型抽油机专利, 十多种新试制抽油机[2] , 已形成了系列, 基本满足了陆地油田开采的需要。各种新型节能游梁式抽油机如双驴头式抽油机、前置式抽油机、异相曲柄平衡抽油机、前置式气平衡抽油机、下偏杠铃系列节能抽油机[ 3]和用窄V 形带传动的常规抽油机等均已在全国各个油田推广应用, 并取得了显著的经济效益。长冲程、低冲次的无游梁式抽油机的研制也取得了一些进展, 如由胜利油田研制的无游梁链条抽油机, 经过国内十几个油田稠油及丛式井的推广使用[4], 在低冲次抽油和抽稠油方面已初见成效。此外, 桁架结构的滑轮组增距式抽油机、滚筒式长冲程抽油机已在某些油田进行了工业试验[5];齿轮增距式长冲程抽油机的研制工作也取得了新的进展;质量轻、成本低、便于调速和调整冲程的液压抽油机经过几年的研制和工业性试采油, 也积累了一定的经验[6]。其他型式新颖的抽油机如数控抽油机、连续抽油杆抽油机、车载抽油机、磨擦式抽油机、六连杆游梁式抽油机和斜直井抽油机等也正处于不断改造和试生产过程中[7]。然而，游梁式抽油机的缺点是不容易实现长冲程低冲次的要求，因而不能满足稠油井、深抽井和吉气井采油作业的需要。同时，长冲程低冲次的无游梁式抽油机的性能尚有待完善(如油田正在使用的链条式抽油机还存在链条寿命短、换向冲击载荷大和钢丝绳易断、导轨刚．度不足容易变形等问题)，而且品种规格还很少，不能适应当前石油工业的发展[8]。液压抽油机至今仍处在研制阶段[9]

二·国外抽油机的研发现状

目前，世界上生产抽油机的国家主要有美国、俄罗斯、法国、加拿大和罗马

尼亚等[10]。为了减少能耗, 提高采油经济效益,近年来国外研制与应用了许多节能型抽油机。例如异相型抽油机节电15%~ 35%;前置式抽油机节电368% 前置式气平衡抽油机节电35% 轮式抽油机节电50%~ 80% 大圈式抽油机节电30%;自动平衡抽油机节电30% ~ 50%;低矮型抽油机节电5% ~20%;ROTAFLEX 抽油机节电25% 智能抽油机节电174%;螺杆泵采油系统节电40%~ 50% [11]。近年来国外很重视改进和提高抽油机的平衡效果, 使抽油机得到更精确平衡。近年来, 为了节约能耗、提高采油经济效益, 国外研制与应用了许多节能型抽油机, 在采油实践中, 取得较好的使用效果。如变平衡力矩抽油机, 可使上冲程平衡力矩大于下冲程力矩。前置式气平衡抽油机, 由于可在动态下调节气平衡,平衡效果较好。气囊平衡抽油机有90% 以上载荷得到平衡[12]。双井抽油机可利用两口油井抽油杆柱合理设计得到更精确的平衡。自动平衡抽油机可保证在上下冲程每一瞬间得到较精确的平衡效果[13]。近年来国外研制与应用了多种类型长冲程抽油机, 其中包括增大冲程游梁抽油机、增大冲程无游梁抽油机和长冲程无游梁抽油机[14]。1 前置式气平衡抽油机 美国工J uf kin 公司生产的A 系列前置式气平衡抽油机具有较好的技术经济指标, 抽油机重量减轻40 %, 尺寸缩小3 5 % , 动载荷较小, 受力均匀, 运转平稳, 节约电耗35 %。2 无游梁长冲程抽油机 美国R O T A F L E x 宽带传动抽油机实践表明: 抽油机系统效率为5 % , 而常规抽油机只有40 %。提升液体能耗比常规抽油机减少25 % , 可使用29.4 kw 电 动机, 而同级常规抽油机须用只kw 电动机。美国W es t er n G e a : 有限公司研制的液压驱动无游梁长冲程抽油机占地面积较小, 可节约电耗10 % 一1 5 %。美国N a ti o n al Su p p ly 有限公司研制的无游梁长冲程抽油机节约电耗10 %一20 % 3 智能抽油机 美国N a t io n al S u p p ly 有限公司研制的智能抽油机减速器峰值扭矩减少34.7 %, 电动机功率减少1 7.4 % , 产量增加19 % , 抽油机系统效率平均提高47.8 % , 投资费用减少20 % , 成本利用率提高2 0.7 %。天然气发动机驱动抽油机 美国生产的天然气发动机驱动抽油机可比电动机功率减少30 % , 动力费用与采油成本均较低。4 变平衡力矩抽油机 美国Pi on ne r 公司研制了变平衡力矩抽油机, 利用抽油机连杆运动以及新增加的连杆摆动机构作用原理, 使得上冲程时平衡力矩大于下冲程时的平衡力矩, 实现更精确地平衡抽油机载荷、减少抽油机电力消耗的目的三·国内抽油机的发展趋势

20世纪9O年代以来，我国东部各主要油田相继进入中高含水开发期[17]。为确保高效生产，对抽油机的要求呈现两个特点：一是急需采用长冲程抽油机，以增加油井的产液量；二是为了降低油井的单位生产成本，对抽油机的节能性提出了更高的要求[18]。其次就目前抽油机耗电量大，工作效率、能量利用率低这一现状仍是我国抽油机研究的重点之一，在抽油机效率和节能方面，还有很大的提升空间，具有非常诱人的前景[19]。长冲程抽油机的研制应用能力不足一直是我国抽油机发展的瓶颈，长冲程抽油机具有减小冲程损失、提高系统效率、延长机杆泵的使用寿命、减少故障及提高整机运行质量等优点[20]。因此, 发展长冲程抽油机对当前我国老油田高含水井后期开采, 减缓产量递减速度, 开采稠油、低渗透油田以及沙漠油田深井及超深井的机械开采, 都具有重要的现实意义[21]。游梁式抽油机的局限性十分突出，多方面事实说明，长冲程、低冲次、低功耗的无游梁式抽油机是今后抽油机发展的主要方向[22]。为适应油田采油需要, 在适当发展游梁式长冲程抽油机的同时, 应加速开发各类无游梁式长冲程抽油机[23]。开发无游梁曲柄摇杆轮式斜井抽油机和大型斜直井抽油机将对我国油气资源开采有重要意义[24]。根据我国实际情况, 发展无游梁大冲程、低能耗、具有高适应性的直井抽油机和斜井抽油机, 将是我国今后抽油机发展的主要方向[25]。近年来，变频技术在抽油机上得到了广泛应用。利用变频控制系统实时调整工作参数，提高电机功率因数，减小供电电流，还可以实现电机的软起动，减小冲击，并可根据油井供液能力实时调整冲次频率，实现增产节能效果[26]；另外，研究开发机电一体化抽油装置，根据抽油机井特性实时控制和改变抽油状态，实现高效智能化采油[27]。如美国NSCO公司智能抽油机，采用微处理器和自适应电子控制器进行控制与监测，具有功能多、抽油效率高、自动化程度高、经济性好、安全可靠、适应性强等优点[28]。研发大型、高适应性的丛式井抽油机，随着世界油气资源的不断开发，油层开采深度逐年加大，油田含水量的增多，大泵提液采油工艺和稠油开采等都要求采用大型抽油机[29]。现代大型抽油机应具备有高适应性，以适应多种恶劣环境和地层油层的变化，如开发一种机型能适应不同自然气候与地貌环境的差异、地层油层的迁移改变、冲程冲次的改变、油气层性状的改变、连续与间歇抽油的调整等[30]。另外，由于现代大型抽油机的结构和控制的复杂性，体积的庞大，其工作面积也相应增大，同一抽油机可以对多口相邻油井同时抽油作业，采用综合平衡方式和节能方式，达到最好的作业效果[31

四·国外抽油机的发展趋势

如前所述, 世界范围内抽油机技术发展的总趋势是向着多样化、超大载荷、长冲程、节能型、无游梁式和自动化、智能化方向发展[32]。1.朝着大型化方向发展

随着世界油气资源的不断开发，开采油层深度逐年增加，石油含水量也在不断增多，采用大泵提液采油工艺和开采稠油等，都要求采用大型抽油机，所以近年来，国外出现了许多大载荷抽油机，如前置式气平衡抽油机最大载荷213kN，气囊平衡抽油机最大载荷227kN等[33]。还会出现更大载荷新型抽油机[34]。采 用长冲程抽油方式，抽油效率高，抽油机寿命长，动载荷小，排量稳定，具有较好的采油经济效益，所以近年来国外出现了许多长冲程抽油机，如法国Mape公司抽油机，最大冲程10m[35]；美国WGCO公司抽油机最大冲程24.38m，NSCO公司抽油机最大冲程27.48m；原苏联钢带式超长冲程抽油机最大冲程1500m。长冲程抽油机全部采用低冲次抽油方式，Mape公司抽油机最大冲次5min，GDCO公司抽油机最大冲次为3min[36]。2.朝着低能耗方向发展

为了减少能耗，提高采油经济效益，近年来国外研制与应用了许多节能型抽油机。例如异相型抽油机节电15%～35%；前置式抽油机节电36.8%；前置式气平衡抽油机节电35%；轮式抽油机节电50%～80%；大圈式抽油机节电30%；自动平衡抽油机节电30%～50%；低矮型抽油机节电5%～20%；ROTAFLEX抽油机节电25%；智能抽油机节电17.4%；螺杆泵采油系统节电40%～50%[37]。3.朝着精确平衡方向发展

近年来国外很重视改进和提高抽油机的平衡效果，使抽油机得到更精确平衡。例如变平衡力矩抽油机，可使上冲程平衡力矩大于下冲程力矩。前置式气平衡抽油机，由于可在动态下调节气平衡，平衡效果较好。气囊平衡抽油机有90%以上载荷得到平衡。双井抽油机可利用两口油井抽油杆柱合理设计得到更精确的平衡。自动平衡抽油机可保证在上下冲程每一瞬间得到较精确的平衡效果[38]。4.朝着高适应性方向发展

现代抽油机应具有较高的适应性，以便拓宽使用范围[39]。例如适应各种自然地理和地质构造条件抽油的需要；适应各种成分石油抽汲的需要；适应各种类型油井抽汲的需要；适应深井抽油需要；适应长冲程抽油的需要；适应节电的需 要；适应精确平衡的需要；适应无电源和间歇抽油的需要；适应优化抽油的需要等[40]。5.朝着长冲程无游梁方向发展

近年来国外研制与应用了多种类型长冲程抽油机，其中包括增大冲程游梁抽油机、增大冲程无游梁抽油机和长冲程无游梁抽油机[41]；实践与理论分析表明，增大冲程游梁抽油机是常规游梁抽油机的发展方向；增大冲程无游梁抽油机是增大冲程抽油机的发展方向；长冲程无游梁抽油机是长冲程抽油机的发展方向[42]。6.朝着自动化和智能化方向发展

近年来抽油机技术发展的显著标志是自动化和智能化。美国Baker提升系统公司、Delta-X公司、APS公司等均研制了自动化抽油机，具有保护和报警功能，实时测得油井运行参数，及时显示与记录并通过计算机进行综合计算分析，推出最优工况参数，进一步指导抽油机以最优工况抽油。美国NSCO公司智能抽油机，采用微处理机和自适应电子控制器进行控制与监测，具有抽油效率高、节电、功能多、安全可靠、自动化程度高、经济性好、适应性强等优点[43]。

参考文献 [1] 张建军．游梁式抽油机设计计算[M]．北京：石油工业 出版社，2005． [2] 张晓东，贾国超．关于我国抽油机发展的几点思考[J]． 石油矿场机械，2008，37(1)：24—37

第四篇：国内外公路研究现状与发展趋势

[键入文字]

第1章 绪论

1.1我国公路现状

交通运输业是国民经济中从事运送货物和旅客的社会生产部门，是国民经济和社会发展的动脉，是经济社会发展的基础行业、先行产业。交通运输主要包括铁路、公路、水运、航空、管道五种运输方式，其中，铁路、水运、航空、管道起着“线”的作用，公路则起着“面”的作用，各种运输方式之间通过公路路网联结起来，形成四通八达、遍布城乡的运输网络。改革开放以来，灵活、快捷的公路运输发展迅速，目前，在综合运输体系中，公路运输客运量、货运量所占比重分别达90％以上和近80％。高速公路是经济发展的必然产物，在交通运输业中有着举足轻重的地位。在设计和建设上，高速公路采取限制出入、分向分车道行驶、汽车专用、全封闭、全立交等较高的技术标准和完善的交通基础设施，为汽车快速、安全、经济、舒适运行创造了条件。与普通公路相比，高速公路具有行车速度快、通行能力大、运输成本低、行车安全、舒适等突出优势，其行车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、减少1/3的汽车尾气排放、降低1/3的交通事故率。

新中国成立以来，经过60多年的建设，公路建设有了长足发展。2011年初正值“十一五”规划结束，“十二五”规划伊始。“十一五”时期是我国公路交通发展速度最快、发展质量最好、服务水平提升最为显著的时期。经过4年多的发展，公路交通运输紧张状况已实现总体缓解，基础设施规模迅速扩大，运输服务水平稳步提升，安全保障能力明显增强，为应对国际金融危机、保持经济平稳较快发展、加快经济发展方式转变、促进城乡区域协调发展、保障社会和谐稳定、进一步提高我国的综合国力和国际竞争力作出了重要贡献。

“十一五”前4年，全国累计完成公路建设投资2.93万亿元，年均增长近16％，约为“十一五”预计总投资的1.2倍，也超过了“九五”和“十五”的投资总和。公路建设投资的快速增长，极大地拉动和促进了国民经济的迅猛发展。从公路建设投资占同期全社会固定资产总投资的比重来看，“十一五”期间基本保持在4.5％左右。

在投资带动下，公路网规模不断扩大，截至2009年底，全国公路网总里程达到386万公里，其中高速公路6.51万公里，二级及以上公路42.52万公里，分别较“十五”末增加36.4万公里、2.5万公里和9.4万公里；全国公路网密度由“十五”末的每百平方公里34.8公里提升至40.2公里。预计到2010年底，全国公路网总里程将达到395万公里，高速公路超过7万公里，分别较“十五”末增加45.3万公里与3万公里。农村公路投资规模年均增长30%，总里程将达到345万公里，实现全国96%的乡镇通沥青（水泥）路。

“十一五”期间公路的快速发展，为扩大内需、拉动经济增长作出了突出贡献。特别是2008年以来，为应对国际金融危机，以高速公路为重点，建设步伐进一步加快，“十一五”末高速公路里程将达到“十五”末的1.78倍。“十一五”期间全社会高速公路建设累计投资达2万亿元，直接拉动GDP增长约3万亿元，拉动相关行业产出

[键入文字]

通车里程超过2 3万千米，共有15个国家高速公路通车里程超过2000km，这些国家是美国(8.98万千米)、中国(6.03万千米)、澳大利亚(1.86万千米)、加拿大(1.69万千米)、德国(1.21万千米)、西班牙(1.2万千米)、法国(1.04万千米)、亚美尼亚(7500km)、墨西哥（6980km)、日本(6500km)、意大利(6620km)、英国(3480km)、韩国(2778km)、荷兰(2235km)、南非(2032km)，其中美国、德国、日本等发达国家已经构筑起与本国经济社会发展相适应的高速公路网。与我国相邻的俄罗斯、印度等国家的真正意义上的高速公路很少，其多数是相当于半封闭的一级公路。德国1932年就开始修建高速公路，是最早修建高速公路的国家； 美国的高速公路通车里程最多，1957年开始修建，现在已近9万千米；日本是同时代高速公路发展较快的国家，从1957年开始修建，目前已修建6500km车道最多的高速公路是加拿大多伦多的401高速公路，有16个甚至22个车道。由世界高速公路发展史可知，高速公路如同汽车一样，从诞生的那一刻起，就深刻影响着其所服务的每一个人和触及的每一寸土地，对促进国家经济增长、提高人民生活质量、维护国家安全等都具有十分重要的价值。发达的高速公路网不仅是交通现代化的主要标志、公路先进生产力的集中代表，也是一个国家或地区现代化的重要标志。根据经济发展与高速公路增长的相互关系，国外发达国家高速公路的发展一般经历了以下四个阶段。

a)第一阶段，发展起步期，其特点是： 经济总量较小，高速公路认知度低，规模不大且里程增长缓慢。

b)第二阶段，快速发展期，其特点是： 经济加速增长，高速公路需求旺盛，通车里程迅速增长。

c)第三阶段，接近饱和期，其特点是： 经济稳定增长，资源紧俏，高速公路通车里程增长趋缓，以提高路网质量为主。

d)第四阶段，相对稳定期，其特点是： 经济持续增长，资源紧缺，高速公路网规模趋于稳定，路网运行质量的提高主要依靠提高交通管理水平实现，智能运输系统目趋完善是其主要标志。

目前，我国正处于工业化、城镇化进程加快的关键阶段，汽车普及率迅速提高，这与发达国家2 0 世纪6 0 年代～7 0 年代的情况较为类似。我国高速公路正处于最具成长性的第二阶段。

1.3我国公路发展趋势

我国公路建设正处于快速发展的阶段。2004年12月17日，《国家高速公路网规划》经国务院审议通过，标志着我国高速公路建设进入了一个新的历史时期。

国家高速公路网规划采用放射线与纵横网格相结合的布局方案，形成由中心城市向外放射及横连东西、纵贯南北的大通道，由7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线组成，简称“7918网”，总规模8.5万公里，其中主线6.8万公里，地区环线、联络线等其他线路约1.7万公里。建成后可以在全国范围内形成“首都连接省会、省会彼此相通、连接主要城市、覆盖重要县市”的高速公路网络，具体如下：

首都放射线7条：北京－上海、北京－台北、北京－港澳、北京－昆明、北京－拉萨、北京－乌鲁木齐、北京－哈尔滨。

南北纵向线9条：鹤岗－大连、沈阳－海口、长春－深圳、济南－广州、大庆－广州、二连浩特－广州、包头－茂名、兰州－海口、重庆－昆明。

第五篇：竹炭研究现状和发展趋势（模版）

竹炭研究现状和发展趋势

俞 佳 燕

（浙江临安 311300）

摘要：本文主要讲述了竹炭的起源，竹炭在国内外的研究现状，竹炭炭化工艺和物理化学性质，竹炭的用途，同时结合竹炭产品开发的多样性所涉及到食品行业，提出要人们慎食竹炭食品，根据竹炭的发展现状，提出了竹炭的发展趋势和几点建议。

关键词：竹炭、炭化工艺、竹炭用途、发展现状、发展趋势

竹炭（BC）是竹材高温热解的固体产物，空隙发达，比表面积大，具有很强的吸附能力，以及良好的导电性能。作为机能性的环境保护材料，竹炭由于其独特的性质和产品的高附加值，越来越受到人们的重视，成为竹材研究领域的一个新热点［1-2］。在大气污染和水污染的治理方面具有广阔的应用前景。它的出现不仅为竹材产业的可持续发展提供了一个新的研究和应用领域，同时也为环境保护提供了一种新型材料[3]，同时人们也逐渐意识到了竹炭在环境、保健、医药、高技术等领域有着潜在和广泛的应用前景[4]。1.竹炭起源

在中国，炭有着悠久的历史。而使用炭，那更是与生俱来的。大概从雷电点燃原始森林使自然形成的木炭横空出世那一刻起，我们的先民们便开始想用炭带给人们的种种环保和健康的生活。

在两千多年前，中国在炭材料的使用上创造了世界奇迹。马王堆木炭的应用就是中国古代使用木炭杰作之一。中国的先民们就已经知道炭的防腐作用。在1972年3月，湖南长沙东郊，中国考古学家发掘了马王堆一号汉古墓时，墓葬两千多年的软侯夫人的肌肤状态仍如同刚刚死去。考古学家究其原因，是因为墓葬当时人们在棺木中安放了万斤木炭。正是用于这些木炭，软侯夫人的尸体外形完整，全身柔软光滑，皮肤呈淡黄色状，肌肉和皮肤有弹性，各关节可自由弯曲。

无独有偶，在日本的古墓中也发现了使用炭保存遗体的办法，那些遗骨和木乃伊的状态十分理想。虽然津轻承公的完整的木乃伊状态只有死后一千年的历史，但也证实了酷爱研究科技的日本人在墓中放置了大量木炭的成效。2.竹炭发展研究现状

竹炭这种新型环保产品几年前首先在东南亚地区兴起，逐步风靡日本、韩国、台湾、新加坡。竹炭产品在国内是在2003年“非典”以后逐步进入市场的。

目前，国际市场对环保产品需求量较大。中国是竹的故乡。以竹炭为原料制作的产品有100多种。由于竹炭产品的价格较高，其销售处于“墙内开花墙外红”阶段，但随着人们环保意识的普遍提高，竹炭这一新型环保产品进入寻常百姓家是指日可待。

我们对竹炭的功效还有些陌生，但在日本、韩国等地城市居民将竹炭用于日常生活已经有十来年的历史了。目前世界上竹炭的消费主要在日本、韩国、新加坡、台湾等国家和地区，这些市场对竹炭的需求基本稳定。在那里，人们已经很习惯将竹炭列为生活日用品之一，他们特别认可竹炭的环保和保健功能，所以，竹炭店到处都是，颇受大家的欢迎。

我国竹炭的生产主要集中在浙江、福建和江西等地，目前的生产厂家有几十家，但大都是近2-3年发展起来的，一般是采用采购原炭，自己生产各种制品。只有20-30%的厂家是10多年前生产木炭的企业改变产品而来，他们大都具有自己的炭窑，其中一小部分厂家具有竹炭纤维的技术。2.1竹炭在日韩国家

竹炭制品的研究在国外主要是日本和韩国，主要研究关于竹材炭化过程、竹炭、竹醋液和竹活性炭的制造和利用。

日本竹炭和竹醋协会名誉会长、京都大学木质科学研究所科学家野村隆哉是这方面的专家。他认为，由于工业文明对生态系统的破坏等全球性环境问题日益突出，天然素材在炭化后所产生的碳结构的物理和化学功能正在受到高度重视。如竹炭的固体表面的物理性质、竹炭的固有振动产生的微弱电磁波与人体的共鸣现象、竹炭的半导体功能和屏蔽电磁波功能及负离子效应等，竹醋对过敏性皮炎和糖尿病等疾病的疗效、促进毛发生长作用、对植物的生理活性功能等。野村隆哉主张对这些物理和化学机理进行研究，并且积极地为它们开拓用途。

日本中村和善提出可用低温干馏炭作脱臭、调湿的功能材料以及用竹炭粉作电磁波屏蔽的材料。浦银治认为竹炭对CO:的吸附性能高，不腐烂、保水、透水、保肥性好，可作土壤改良剂使用。佐久间对竹炭的热水冷却试验，发现加了竹炭的热水不容易变凉，认为如果把竹炭加在洗澡水中，即使是自来水，也可获得类似温泉那样的满足感。

千叶大学的研究成果表明，竹醋的主要成分是醋酸，从中可分离出10种酚衍生物，对于如白粉病等某些植物病害也有抵抗作用。由日本农山渔村文化协会出版的《竹炭和竹醋液的制造方法与用途》一书全面地论述了日本目前关于竹炭和竹醋的研究和应用情况。作者池岛庸元说，竹炭和竹醋今后在环境保护、农业和医疗等方面可望发挥新的作用[6]。

在韩国国内，有人在做饭时，将竹炭包在纱布内放入饭中，煮出的饭味儿更[5]香；泡澡的水里放上一点竹炭，全身倍感融融暖意。韩国许多工厂生产的健康枕头，用的就是竹炭。多孔性竹炭不仅可以蓄留植物根部所需水分，还可以改善土壤的透气性和排水性，为植物的微生物提供良好的生存空间。因此在园林绿化中，盆栽土里掺进豆粒大小的竹炭，能为植物提供健康的生长环境。对庭院树木，则增强了抗病虫害的能力。一些装饰性竹炭，犹如吸水石，放于相宜的盆里，本色、自然，且有着雷劈刀削的天然痕迹.竹炭则营造出更为特殊的情趣，春秋笔法赫然在焉。这样的装饰可去臭去湿，放在电视机或其它家电用品周围，还可起到防电磁波作用。2.2竹炭在其他国家

竹炭作为一种全新的健康环保时尚产品，不仅在新加坡的军工、医药等行业得到广泛应用，更多的是在生活消费领域的应用，它以其独特的健康保健作用被大多数消费者所接受，成为一种健康消费时尚。目前在新加坡市场上有 12 大系列 100 多个品种。如床上用品系列、汽车坐垫系列、鞋垫系列、美肤品系列、厨用品系列、工艺品系列、炭布系列、竹醋液等。

哥伦比亚对于竹炭速干布料的研制，已成功生产出竹碳内衣。它的保暖，是因为使用的材料是纳米级的远红外线纤维，能吸收外界与人体的体温，达到蓄热保温的功能，工研院检测发现，竹炭纱的调节温度效果为一般棉制品的一倍。竹炭内衣中竹炭纱还能有促进血液循环，塑身保健减肥，纺织研究所研究发现，竹炭服饰可以提高人体浅层微血管内的血液流量约30%，有效降低疾病的风险。而血液循环好，又有助于皮下多于脂肪的代谢，避免脂肪囤积或血管阻塞[7]。2.3竹炭在中国

关于竹炭和竹醋液的研究是近几年刚刚兴起的新的研究领域，由于竹子的分布特性所决定，使对竹炭的研究具有很强的区域性。国内对竹炭的生产和研究主要集中在浙江、江西、福建一带。

在竹炭的机能性机理的研究方面，张齐生院士领导的研究小组对竹炭的构造、机能以及对饮用水的净化做了比较详细的研究[8-9]。另外，许多科研单位的研究人员对竹炭的生产和应用方面做了大量的研究。叶良明教授等主要针对竹炭的烧制进行研究 [10-11]；还有其它学者对竹炭的含水率、挥发成分、竹醋液的成分等指标进行了检测[12]。

此外，还可利用竹炭开发医药保健品。如将竹炭粉与助剂混合装入衣服、织物、枕头、帽子、垫子和宠物用具等物品制成保健品，它具有清净空气作用、按摩作用、除臭作用、红外线作用、调温调湿作用、抗菌和杀虫的作用。在医药上利用竹醋液作防菌杀菌剂和治疗皮肤病等医药原料，提取甲醇和醋酸等作化工原料，其他还有染料媒染剂、动物除臭剂、农药添加剂、发根促进剂、土壤改良剂、动物营养剂等。2.3.1竹炭在浙江

中国的竹炭产业发展前景宽阔。生产企业生产主要集中在江浙沿海一带，仅浙江省为例。在五、六年时间内，浙江的竹炭生产产业发展迅猛，比较有名的企业主要集中在遂昌、衢江、安吉、宁波和庆元等地，年产量达3000t以上，产值达3000-4000万元，竹炭品种开发也不断深入，目前已开发出建筑、环保、保健、工艺、化妆等6大类100多个品种的竹炭产品，浙江省已成为竹炭产业发展的重要生产与贸易基地，并且成为山区林业产业经济发展的新亮点[13]。3.竹炭的炭化工艺 3.1备料

炭用材一般选用4年以上竹龄和竹材加工剩余物。因竹材从基部到梢部，其密度、腔壁结构、组成物质都有一定的差异，同时竹材的材性又受竹龄、立地条件、气候环境的影响。竹材中含大量糖类等营养物质，易发生霉蛀。因此，要选择竹龄、大小、立地条件相近的竹材一起装窑，注意竹材的保管、窑中竹材的松紧度等问题。3.2热解

热解工艺条件决定了竹炭的品质，可结合窑体的实际情况，准确控制窑温，尤其是精炼温度，它是竹炭品质的重要指标，不同的用途采用不同的烧制工艺曲线。

竹材的热分解是在温度稍高于100℃时开始的，在150℃以下，竹材受热分解速度很慢，随着温度的升高，竹材受热分解速度显著加快；温度上升到约270℃以上时，分解反应剧烈进行。温度达500℃时，分解反应基本结束。与木材一样，竹材的热分解过程，包括四个阶段：

1.水分蒸发或干燥阶段

加热温度为100--150℃之间，竹材分解的速度缓慢，主要是竹材组织中的吸着水受热蒸发逸散，但竹材的化学组成，没有明显变化；但随着加热时间的延长，竹材中的戊聚糖含量是可能降低，竹材的物理力学性质有所改变。

2.预炭化阶段

加热温度为150--270℃，竹材受热分解速度加快，其中的化学组成发生明显的分解反应，比较不稳定的组份如半纤维素受热分解生成CO2、CO、H2O和少量的乙酸等物质。上述两个热分解阶段，需要外界供给热量，亦即竹材的吸热分解阶段。

3.炭化阶段

加热温度升高至270-450℃，竹材热分解反应剧烈，伴随产生大量的热分解产物，生成的气体中，CO2和CO的量逐渐减少，而碳氢化合物如甲烷、乙烯、烯烃类及各种活性高能的氢自由基和羟基，则逐渐增多；生成的液体主要有乙酸、甲醇、丙酮和木焦油。

这一阶段放出大量的反应热，称为放热反应阶段；而放热反应温度随加热速度而异。

4.煅烧阶段

温度继续升高到450℃以上时，生成的液体产物已经很少，这个阶段借助外部的热量，除去残留在木炭中的挥发物质，及木炭的煅烧。

以上四个阶段，没有明显的界限，甚至同一试件的外表和内部，都可能同时处于不同的热分解阶段。3.3存放

经冷却出窑的竹炭，因竹炭的吸水性强，如果储存环境潮湿，空气混浊，竹炭大量吸水、吸味，这无疑会影响产品的功效。所以应选择空气干燥清洁的仓库，并根据出窑日期、精炼度的不同分类堆放。3.4加工

根据质量要求依次分批进行加工，在加工前应先抽检其精炼度，然后根据精炼度的不同分类加工成片炭、筒炭。规格尺寸应严格按照客户的要求加工，片炭、筒炭不应有裂缝、缺角等，并把粉尘擦干净。作为颗粒炭和粉炭除按客户规定的规格加工外，应特别注意杂质（泥沙等）问题，否则将严重影响产品信誉[14]。4.竹炭的理化性质

竹炭同竹材外观上相比，纤维素束外鞘变得致密，纤维素细胞腔中一些挥发物质减少。竹炭主要是由碳、氢、氧等元素组成，呈六角形，质地坚硬，细密多孔。炭化后的竹材仍然基本上保持密实状态[15]，外表面仍然保留着竹材表皮粗糙不平的颗粒状态，继承了竹材的多孔状和各向异性构造特征，但是竹材基本组织细胞的细胞壁间隙消失，细胞壁变薄[16]。竹炭组织中的矿物是木炭的5倍[17]，1cm3竹炭的表面积可达350m2，是木炭的2.5～3倍，若进一步活化成竹活性炭，则其比表面积可达1000m2以上[18]。竹炭的吸附能力是木炭的10倍以上。木炭的PH值随着炭化温度的增加从酸到碱性变化，但是竹炭的PH值不管炭化温度怎么变化都能保持碱性，并且竹炭的灰份和钾含量好象和PH值有关。在吸湿解析的高温区域，竹炭的调湿能力比木炭强。

竹炭片炭含水率5%～8%，颗粒炭含水率14%～18%；固定碳含量85%～88%；灰分含量（钾、钙）2%～4%；比表面积300～600m-1；挥发分6%～8%；干碳热值30000～33000kJ/kg；PH值8～9；气干密度0.800～1.320g/cm3[19]。5.竹炭用途

(1)燃料:由于竹炭系各种竹材炭化而成，安全性受到信赖，作为烧烤，野炊的燃料，清洁而有情趣，加上目前对其他薪炭材的砍伐限制，作为燃料的竹炭前景看好。

(2)竹活性炭:竹炭经水蒸气法活化处理后具有均匀的细孔状结构，比表面积从50om2/g增加到90om2/g，其竹活性炭的得率为68%，具有和椰子壳活性炭同等以上的比表面积和吸附率。

(3)住宅环境材料:大理石，花岗岩，磁砖类建材，表面容易结露，而三夹板类又容易霉烂虫蛀。用竹炭装填地面和墙壁，由于竹炭对空气中水分的吸湿和解吸调节，加上竹炭的负离子作用，能保持住宅内部环境舒适宜人，心神安定。也茶馆以此来吸引顾客。

(4)水质处理:不仅用来处理自来水，还用来处理污水，河道，渔场，是竹炭浴和掺有用自然物治理环境的极好例子[20]。

(5)健康和美容上的应用:用竹炭制作枕头，有利于睡眠竹炭的美容霜具有特殊的皮肤护理功效[21]。6.慎食竹炭食品

在一些超市、卖场中，一系列用竹炭加工出来的食品进入了人们的视线，有竹炭花生、竹炭金纳豆、竹炭面条、竹炭面包、竹炭酒等，由于商家标榜该类食品具有吸附人体内有害物质，净化血液中毒素的功效，引起了不少消费者的兴趣。

有关专家认为，炭可以吸附微小颗粒，在中医上从古至今有很多的应用，但是竹炭在中医领域却鲜用于临床。根据竹炭食品的宣传，竹炭可以吸附人体内有害物质，净化血液中的毒素，还有助于人体消化排泄，清洁肠道，具有排毒养颜之功效。其在理论上是成立的，但在实践中将竹炭粉添加进食品中就具备种种保健功效，并没有相关的科学实验作为依据。有关资料显示：目前尚没有任何关于食用竹炭粉对人体有益的报告（包括动物实验的报告），活性炭多用于空气和水的净化，其食用功能尚未明确。

竹子虽然是天然的植物，竹笋也是中国料理的重要佳肴，但竹材在高温炭化过程中会发生复杂的化学反应，产生许多复杂化合物，其中焦油就是一种致癌物，必须再精制后才能将焦油除去，若将不当加工后的竹炭或竹醋液直接拿来食用是非常危险的行为。另外，竹炭在加热分解时所产生的甲醇亦有毒性。食用竹炭后，细微颗粒很可能吸入肺里，吸附在肺叶上，而且它吸附性极强，吃下去后很难排出体外，容易形成“尘肺”。有鉴于此，专家认为不要轻信所谓竹炭食品的神奇疗效，选用食品，要看其本质，不要被表象迷惑，对于食用竹炭食品应采用谨慎的态度[22]。

7.竹炭的发展趋势及建议

日本京都大学的野村隆哉进行过竹炭烧制的前处理研究。他对炭材进行烟熏前处理后发现 ,经过烟熏前处理的炭材烧制的竹炭质量好；根据竹炭的不同功用，可以通过控制炭化温度来实现目的；对炭化的工艺和设备的研究方面，主要集中于土窑、简易炉和连续式干馏炉；研究竹炭的机能性及利用竹炭机能性开发新型材料，比如开发净水和空气净化炭以及制作内含竹炭粉的枕头、帽子、垫子等生活用品和农林业的应用研究；目前，竹炭研究还存在不少薄弱方面，比如：竹炭屏蔽电磁波的能力；烧制温度与竹炭的比表面积及电阻率之间的变化规律；竹炭产生远红外线的能力及其远红外线的波长；竹炭净化空气和调节空气湿度的机理和规律等。为了使竹炭及其制品能走进千家万户，建议：

(1）引进先进技术，完善我国竹炭生产工艺

竹炭烧制和产品开发是一个新兴产业，目前已具一定规模，实现了初步产业化，但是我国现行的竹炭生产工艺和技术存在较多的问题，如原料的确定，不同培育方式、不同竹龄的竹材对热解工艺的影响，窑温的控制，竹材热解产品得率等。建议引进国外的先进技术，可大大增强市场的竞争力。

(2）重视深加工，开发新产品提高制品附加值

对竹炭进行化学深加工，并开发竹炭、竹醋系列新产品。据报道，日本已生产出500目的竹炭纤维，并将这种竹纤维拉长与化纤、棉线等交织在一起，热量可增加10%，并具有吸附性能，透气性好等优点。中国台湾省也准备投资200万新台币，购置其生产设备与日本共同生产竹炭纤维。竹炭纤维的问世，使竹子的附加值更进一步得到提升。

(3）加强生产的自动化研究，开发竹炭生产配套设备

要提高产量,生产高质量的竹炭，需要先进的设备。日本在设备制造方面处于世界的领先地位，但是技术较复杂，成本高，所以制造商必须在现有的设备之上，进行改良，使其更适合于我国竹炭企业，也适合于出口到一些经济不够发达的竹子大国，如印度、非洲、南美等地。

(4）重视环保建设，充分利用竹炭加工剩余物

可以用竹材炭化过程中以鼓风炉吸引生成的甲烷气体，先除去气体中的焦油及粉尘，再送至气轮发电机发电。另外，在竹材炭化及发电过程中，除了竹炭、竹醋液外，还可由热交换器将炭化装置出口的废热转换成温热水予以回收，使竹材炭化过程中的材料、水蒸汽、热等都不浪费。

(5）加强理论研究，开拓竹炭应用新领域

由于对竹炭机能性机理的研究目前才刚刚开始,现今开发的竹炭制品许多特点没有充分的科学依据作支撑，加之对竹炭的宣传力度不够，竹炭、竹醋液及其制品在我国目前还没有市场。因此，开展竹炭的理论和应用研究不仅可以使人们从科学的角度来认识和了解竹炭，还必将促进市场的广泛开发。

(6）规范市场机构，完善竹炭相关标准体系

目前我国尚未有有关竹炭的健全的国家标准和企业标准，为了进一步加强竹炭生产和管理，以利于竹炭的推广应用，稳定竹炭质量，作为指导生产和交货依据，制定和完善竹炭的相关标准势在必行。同时，国家应该成立全国性的竹炭方面的专业技术机构，规范竹炭市场，保护国内厂商的利益。

(7）普及竹炭科学，增强竹炭产品推广力度

我国竹炭年产量中只有1/3销于内地市场，大部分销往日本、韩国、中国台湾省等地，内地很多消费者不知道有这样一种产品，相比而言，竹炭在日本、韩国、中国台湾省等地就极流行，已经成为居家的生活用品。应该针对目前家具装修与水污染等诱发的疾病问题，突出宣传竹炭净化水质与空气的功效，慢慢地让竹炭走进千家万户，使竹炭业尽快发展壮大起来[3]。8.小结

综上所述，竹炭是一种性能良好、有着广阔发展空间的多功能材料和环境保护材料，越来越受到人们的重视。我国竹类资源十分丰富，竹炭具有广阔的市场前景。近年来，我国竹炭产业迅猛发展，已成为林区林业增效、林农增收的新途径。竹炭可用于农业、环保、医学、纺织、保健等领域，但我国的竹炭研究刚刚起步，竹炭改性还未产业化，市场前景广阔，应加大科研投资力度，将其广泛推广，造福人类[4]。

参考文献：

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