1、年產5噸香菇多糖的工藝設計摘要：設計了以香菇為原料，年產5噸香菇多糖的工藝設計，其重點為乙醇回收的精餾塔設計計算及輔助設備的計算選型。本設計包含設計說明書和圖紙兩部分。說明書主要包括香菇多糖的提取工藝、工藝流程；建廠可行性分析；全廠總平面布置說明；精餾車間的工藝計算設計及說明；非工藝部分設計包括供排水工程、供氣供電系統、采暖、通風、照明、安全、衛生、防腐、三廢處理及環境保護等說明。說明書的主要部分為精餾塔的工藝計算及其輔助設備的計算選型。在這一部分中用到了物料衡算、熱量衡算及其大量的相關的經驗公式。關鍵詞：香菇 香菇多糖 精餾塔設計 塔設備校核 附屬設備選型 technological des

2、ign of producing 5 tons of lentinan per yearyang kai（grade06,class1, major chemical engineering and technology, shaanxi university of technology, school of chemical and environmental sciences, hanzhong 723000, shaanxi）tutor: li zhi-zhouabstract：technological design of outputting 5 tons of lentinan p

3、er year, which use entinus edodes as material. the key parts of the design are the technologic calculation of rectifier in rectification workshop and the selection of type of its assistant equipment.the design includes two parts: instruction and blueprint. the instruction mainly includes the method

4、of the extract of lentinan vial and the process flow; the analysis of feasibility of building of the plant; the instruction of plane arrangement of the whole plant ; the instruction of design of rectification workshop ; design of non-technology parts：the project of water supply, heating, draught, li

5、ghting, safety, sanitation, antisepsis, the disposal of pollution, environmental protection.the main parts of the instruction are technologic calculation of the rectifier in rectification workshop and the selection of type of its assistant equipment , and in these parts , material balance and heat b

6、alance calculation and lots of experiential formulas are used as references.key words：lentinus edodes, lentinan vial , design of rectification rectifier, the rectifier equipments school pit，design of type of its assistant equipment畢業設計（論文）原創性聲明和使用授權說明原創性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的

7、成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日期： 使用授權說明本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業設計（論文）的規定，即：按照學校要求提交畢業設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內

8、容。作者簽名： 日 期： 學位論文原創性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描

9、等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日目錄摘要i關鍵詞iabstractii1 概 述11.1 香菇多糖的發展現狀11.1.1 香菇多糖作用及研究現狀11.1.2 香菇多糖發展現狀11.2香菇多糖的開發現狀及發展趨勢21.2.1 香菇多糖的開發現狀21.2.2 香菇多糖發展趨勢21.3 目前國內外利用香菇多糖的現狀31.4 設計任務和內容31.4.1 設計題目31.4.2 設計原始數據31.5 建廠可行性分析41.5.1 香菇多糖應用價值41.5.2 原材料、動力供應、交通運輸條件及技術的采用41.5.3 環境保護51

10、.5.4 企業組織 管理 勞動定員和人員編制51.5.5 資金籌措方式52 設計工藝說明62.1 全廠產品及工藝流程62.1.1 全廠主要產品及結構62.1.2 香菇多糖的生產工藝62.1.3 本設計工藝62.2 全廠副產品73 設計說明83.1 全廠總平面布置83.1.1 原料廠及堆場83.1.2 生產區83.1.3 廠前區83.1.4 動力區83.1.5 輔助車間83.1.6 倉庫區93.2 三廢的處理及回收93.3 車間布置說明94 工藝計算及設備選型114.1 設備工藝計算及選型114.1.1 提取罐的計算及選型114.1.2 蒸發器的計算及選擇114.1.3 醇析罐設計計算134.1

11、.4 脫蛋白罐設計計算144.1.5 干燥器的計算及選擇144.1.6 儲罐的選擇154.2 主要設備工藝計算及選型164.2.1 精餾過程原理和條件164.2.2 精餾操作對塔設備的要求174.2.3 塔設備的類型174.3 精餾塔工藝設計計算184.3.1 精餾塔的物料衡算184.3.2 理論塔板數的計算204.3.3 塔內各主要物性參數的確定244.3.4 塔的初步計算274.3.5 塔板流體力學計算314.3.6 塔板負荷性能圖334.4 精餾塔輔助設備選型374.4.1 冷凝器熱負荷及選型374.4.2 再沸器384.4.3 除沫器394.4.4 接管直徑計算394.4.5 板式塔的

12、塔高404.5 精餾塔機械強度設計及校核404.5.1 材料的選擇404.5.2 按計算壓力計算筒體和封頭的厚度404.5.3 塔的質量載荷計算404.5.4 塔的自陣周期計算424.5.5 地震載荷計算424.5.6 風載荷計算434.5.7 各種才和引起的軸向應力454.5.8 筒體和裙座危險截面的強度與穩定性校核464.5.9 筒體和裙座水壓試驗應力校核474.5.10 基礎環設計及地腳螺栓選擇494.6 全廠附屬設備選型504.6.1 換熱器的選擇504.6.2 過濾機的選擇524.6.3 泵的選擇535 總結555.1本設計的主要結果555.2設計結果評價55符號說明57參考文獻58

13、致謝59附錄一 工藝流程圖60附錄二 精餾塔裝配圖、61附錄三 全廠布置平面圖62附錄四 設備布置立面圖631 概 述香菇多糖，外文名稱為lentinan或lentinan vial，它是從擔子菌綱傘科香菇lentinus endodes (berk) sing香菇子實體中提取、分離、純化所獲得的均一組分的多糖，采用凝膠過濾法和激光拉曼散射法測得其相對分子質量為21048104。香菇多糖為白色粉末狀固體，對光與熱穩定。有吸濕性，在水中最大溶解度為3mg/ml，也能溶于0.5mol/l的氫氧化鈉水溶液中，溶解度可達50100mg/ml，難溶于甲醇、乙醇和丙酮等有機溶劑。香菇是一種食用和藥用真菌，

14、自古以來就被當作健脾益氣、調和陰陽、補虛扶正、行氣活血的上品。其主要有效成份香菇多糖，經二十多年的研究和應用，證實其具有顯著提高免疫力、抗癌、抗病毒、降血脂、防止動脈血管硬化、抗衰老等多種功能。此外，香菇多糖還具有誘發干擾素和保肝等作用。因此，近年來在國內外形成了一股開發香菇多糖的熱潮。1.1 香菇多糖的發展現狀1.1.1 香菇多糖作用及研究現狀真菌多糖作為藥物研究始于50年代,在60年代以后成為免疫促進劑而引起人們興趣。香菇多糖就是研究得較透徹的多糖之一,香菇是側耳科的擔子菌,世界名貴食用兼藥用菌之一,它含有多種有效藥用組分,尤其是它含有抗病毒、抗腫瘤、調節免疫功能和刺激干擾素形成等功能的香

15、菇多糖(lentinan簡稱lnt)和能增強人體免疫力的水溶性木質素這2種藥用生理活性物質,而引起人們廣泛的重視1。香菇多糖以1，3葡聚糖為主，含有少量的木糖和甘露糖，具有抗病毒、抗腫瘤、調節免疫和刺激干擾素形成等功能，對腫瘤、癌癥、肝炎、心臟病和神經衰弱等有一定的療效。近年來的研究表明香菇多糖具有抗病毒、抗腫瘤、調節免疫和刺激干擾素形成等功能，對腫瘤、癌癥、肝炎、心臟病和神經衰弱等有一定的療效。有關此方面的研究很多，如：王一心等2在香菇多糖的藥理研究中，查閱國內外30多篇相關文獻資料加以概述，綜述了香菇多糖藥理作用方面的研究狀況，結果表明：香菇多糖具有免疫調節、抗腫瘤、杭病毒等多種藥理作用。

16、蔡小玲等3用口蘑、冬蟲夏草、香菇等11種食用菌的粗多糖進行抗腫瘤藥物試驗。結果表明，11種粗多糖能使帶有s-180腹水瘤的昆明小鼠生命延長率提高到6.60% 31.74%。其中以口蘑多糖效果最佳，可達 31.74%。口蘑，冬蟲夏草和香菇3種多糖對荷瘤小鼠生命的延長有顯著功效。張福明等4研究發現，香菇多糖對流感病毒具有一定的抑制作用，對病毒感染細胞的保護率可達95.6%;香菇多糖的抗病毒作用機制在于提高感染細胞免疫力，增強細胞膜的穩定性，抑制細胞病變，促進細胞修復功能。金道山等5采用壽命短、繁殖能力強的家蠅作為衰老的實驗動物模型觀察了香菇多糖對其壽命以及腦內sod活性和脂褐素含量的影響。結果顯示

17、，20日齡時香菇多糖組蠅腦內sod活性比對照組增加43.4%，脂褐素含量下降4.9%，實驗組平均壽命比對照組延長19.4%，揭示了香菇多糖可能具有抗衰老作用。總之，香菇多糖具有廣泛的藥理和保健作用，而且研究結果表明香菇多糖其療效好，毒副作用小，有這廣闊的應用前景。這些研究對香菇多糖工業化設計奠定了良好的基礎。1.1.2 香菇多糖發展現狀 香菇多糖提取的傳統方法有：水提醇沉法、稀堿浸提法、稀酸浸提法、和酶法等，近幾年隨著對香菇的研究不斷深入，又出現一些比較新穎的提取方法，如超濾法、微波輔助浸提法及超聲波法等6。在諸多提取工藝中，水提醇沉法為最經典的提取香菇多糖的方法，它以工藝簡單，易于推廣等有點

18、為人們所接受。劉樹興等7用水提醇沉法提取香菇多糖，正交實驗確定了最佳提取工藝為：溫度：85，時間：5h，加水量：15倍水量，除蛋白的最優工藝條件：樣液：氯仿-正丁醇(體積比)=3，氯仿：正丁醇(體積比)=5。王衛國等8基于原來的提取方法工藝復雜，收率低，成本高，普通腫瘤病人無法接受，通過對香菇多糖提取純化條件進行正交實驗設計優化研究，結果表明，香菇多糖提取最佳條件為：ph7.0，96浸提4h，料水比為1：20，醇析濃度為70%，蛋白質去除時樣品與氯仿-正丁醇為1：1，氯仿：正丁醇為1：0.25，萃取時間為30min效果最好。屈永年等9用熱水提取乙醇沉淀的方法研究了香菇菇多糖的提取和純化，得出的

19、結果令人滿意。酶法在中藥的提取過程中，也具有較好的提取效果。在香菇多糖提取中也又較好效果，謝紅旗等10采用中性蛋白酶酶解法提取香菇中多糖，即在水提香菇多糖前，先用中性蛋白酶處理香菇粗粉，通過實驗確定最佳的酶解工藝條件：酶解溫度50，酶解ph4.8，酶解時間60 min，酶與香菇粗粉配比為1.5100。與傳統工藝相比，提取率提高了40%以上，多糖中雜質蛋白質的含量降低了50%。馬長清等11分別用纖維素酶水解法和單純熱水水解法對香菇柄和香菇蓋中的多糖進行提取，表明纖維素酶水解法比熱水提取法得到的香菇多糖提取率高，香菇柄加酶的提取液中多糖的含量比不加酶的增加54%，香菇蓋增加44%，提取香菇柄中多糖

20、的最佳條件是：水解溫度45，水解時間6h，水解酶濃度0.20%，水解液ph值加酶時為3.0，不加酶為3.50。隨著香菇的不斷廣泛應用，又出現了一些新的提取方法，使人們對香菇的研究也邁出了一大步，諸多新的提取方法被各研究者所研究，都取得可喜的成果，如：xxx12研究了以香菇為原料，利用超濾膜分離裝置進行香菇多糖的提取分離，并建立了香菇多糖提取液超濾過程修正凝膠極化模型，這種工藝香菇多糖的提取率可達6.10%，多糖粗品含量在90%以上。研究表明，膜分離技術在香菇多糖的提取中具有很大的優越性。黃桂萍等13用微波技術從香姑中提取香菇多糖。并通過改變輻射功率、輻射時間及提取次數等條件對多糖提出取率的影響

21、進行了研究，得出最佳的提取條件(料液比lg：20ml，微波輻射功率50%，輻射時間3.5h，提出取次數2次)。該方法與傳統提取方法相比時間短、節省能源、產品提取率高等優點。念保義等14研究了香菇多糖的超聲提取、超濾分離及工藝路線的改進。結果表明：超聲提取能提高香菇多槍的提取率、縮短提取時間、減小料液比和降低提取液的粘度，而提取液粘度的降低有利于超濾分離降低濃差極化的影響，提高處理量。其主要指標是水浸提2h，料液比為l：15(體積比)，超聲功率為80w，處理時間為13min，多糖的提取率達6.62%。充分說明超聲波不僅強化整個提取過程，而且強化超濾分離過程，減少負荷、降低生產成本。綜上所述，香菇

22、多糖提取工藝中，涵蓋了各種新的提取方法，其中水提醇沉法研究的比較成熟，也比較經典，在目前國內的小型規模化生產中已經得到應用。有些新的提取方法都處于理論階段，對于工業化生產中的應用還有待于科學研究者進一步研究，這也是研究多糖工藝生產亟待解決的一個問題，對于本工藝設計，則采用了比較經典的水提醇沉法提取多糖。1.2香菇多糖的開發現狀及發展趨勢1.2.1 香菇多糖的開發現狀近幾年，隨著我國香菇多糖行業的發展，香菇多糖生產核心技術應用與研發成為業內企業關注的重點。技術的優劣直接決定企業香菇多糖產品的市場競爭力。目前所采用的提純香菇多糖先進方法多為實驗室研究方法，不利于工業化生產，而且在香菇多糖舊生產中工

23、藝周比較期長，提取多糖含量低，實際生產中規模化程度并不高，這就制約著該產品的發展。1.2.2 香菇多糖發展趨勢由于香菇多糖是一種免疫促進劑，具有抗病毒、抗腫瘤、調節免疫和刺激干擾素形成等功能，對腫瘤、癌癥、肝炎、心臟病和神經衰弱等有一定的療效。這對于如今生活在節奏生活中人們帶來了諸多好處，健康的生活是現在社會的一種必然方式，所以研究香菇多糖的產品、發展多糖生產工藝技術具有很廣闊的發展前景，香菇多糖制劑與飲品將成為香菇多糖的主導產品，也將成為以后多糖產品的發展趨勢。主要表現在一下幾點：1香菇屬于擔子菌綱傘菌科，是提取香菇多糖的原料，它香氣沁脾，滋味鮮美、營養豐富、保健效果顯著，享有植物頂峰和健康

24、食品的美稱。我國香菇產量高，占全球總產量的80%左右。據了解，目前全球香菇總產量為10萬t左右，其中我國約占8萬t、日本1.65t、韓國0.17萬t、美國和加拿大等國占0.20萬t。香菇生產是一種可持續發展的產業，在我國制備香菇多糖具有得天獨厚的優勢。2采取醇析提取法、酶解提取法等方法制取香菇多糖，生產過程中不加入、也不產生有害物質，產品質量符合綠色食品（飲品）的要求，也符合1994年10月25日美國國會正式通過的食用品補充法令對食物補充品成分的要求，我國的香菇多糖已被美國fda（食品及藥物管理局）批準可作為保健食品進入美國市場。3酶解提取法是一種先進的生化方法，具有高效、安全、節能、得率高、

25、污染少等特點，已被應用于多種植物有效成分的提取，是近年來發展較快的綠色新工藝，但是酶容易失活，對溫度等因素要求苛刻，在應用于工業化生產中還有待于進一步研究。4生產中所用的水、乙醇等都能回收利用；提取香菇多糖后的殘渣，將其磨成粉是非常好的食用纖維素。因此，本生產工藝無“三廢”排放，可實現清潔生產。5香菇多糖具有抗病毒、抗腫瘤、調節免疫和刺激干擾素形成等功能，對腫瘤、癌癥、肝炎、心臟病和神經衰弱等有一定的療效，香菇多糖是膳藥兩用物質，是一種有益于人類的環境友好產品。1.3 目前國內外利用香菇多糖的現狀目前我國香菇出口競爭對手首推韓國，盡管韓國香菇產量低，但是質量好、商品量大，在國際市場上極富競爭力

26、。近年來，韓國以65的高關稅阻止我國香菇進入其市場，“入世”后韓國將不再采取排他條件，其稅率必然大大降低乃至取消，有利于我國香菇的出口。日本雖然產量大于韓國，可是受我國香菇沖擊較大，日本已從生產大國、出口大國變為產量逐年遞減的進口大國。“入世”后，其目前20的多種進口稅也將調低，對我國更為有利。然而，面對“入世”我國香菇產業也面臨挑戰。所以我們要利用香菇深加工這方面優勢去和國際競爭。在國際上“崇尚天然”的熱潮中，有“山珍”美譽的香菇極有發展前途。香菇等食用菌營養豐富，味道鮮美，是低鹽、低糖、低脂肪、高蛋白質的首選食品。深加工的方法很多，如用食用菌生產系列調味品、系列保健食品和系列中藥，以滿足國

27、內外市場的需求，進一步提高香菇出口的競爭力，鞏固我國在世界上的香菇“盟主”地位。所以，發展香菇多糖的生產技術，是提高我國香菇產業競爭力的一個有效手段。1.4 設計任務和內容1.4.1 設計題目年產5噸香菇多糖的工藝設計1.4.2 設計原始數據（1）廠址及氣象資料廠區位置： 陜南地區某地地勢： 廠區地勢平整氣溫： 最高溫度38 最低溫度 -2 平均溫度18（2）原料： 香菇（3）產品： 香菇多糖（4）產量： 5噸/年（5）工作制度： 三班制 年工作日300天（6）乙醇回收車間有關數據 發酵液酒精濃度： 70（v） 精餾塔操作壓強： 0.02mpa 精餾塔進料溫度： 30 精餾塔塔頂溫度： 78.

28、5 精餾塔塔釜溫度： 99.6 精餾塔進料濃度： 32（v） 精餾塔塔釜產品濃度： 0.01%1.5 建廠可行性分析1.5.1 香菇多糖應用價值1.5.1.1 香菇簡介香菇（lentinus edodes）又稱冬菇、花菇、厚菇、椎茸、香信、香蕈、冬菰、香菰。隸屬于擔子菌綱、傘菌目、口蘑科、香菇屬。香菇是我國傳統的著名食用菌，在世界上最早人工馴化栽培。香菇營養豐富，味道鮮美，具有很高的保健及藥用價值，被視為“菇中之王”，是重要的食用菌和藥用菌。我國香菇出口貿易量近10年逐漸上升，年遞增率約為2%，目前中國的香菇年產量為8萬噸，在全球10萬噸中占有80%以上，居世界第一位，出口3.6萬噸，也居世界

29、之首，其次是日本，韓國居第三位。分布在我國浙江、福建、臺灣、安徽、湖南、湖北、江西、四川、廣東、廣西、海南、貴州、云南、陜西、甘肅等地區。（1）香菇的營養價值香菇含有的10余種氨基酸，其中有異亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、纈氨酸等7種人體必需的氨基酸及維生素b1、b2、pp及礦物鹽和粗纖維等。（2）香菇的保健價值 香菇中含不飽和脂肪酸甚高。除了含有還含有麥角甾醇（ergosterol）外，還有菌甾醇(fungi sterol)，尤其所含大量麥角甾醇可轉變為維生素d，有增強人體抗疾病和預防感冒的功效； 經常食用香菇對預防人體缺乏維生素d而引起的血磷、血鈣代謝障礙導致的佝僂病有益（特別

30、是嬰兒），可預防人體各種粘膜及皮膚炎癥； 香菇中還有腺嘌呤（eriadenine）和膽堿，可預防肝硬化和血管硬化； 香菇中又含酪酸氧化酶，有降低血壓的功效； 香菇中還分離出降血清膽固醇的成分（c6h11o4n5，c9h11o3n5）。1.5.1.2 香菇多糖的作用多糖是近年來研究最為活躍的高分子化合物，真菌多糖由于具有多種生物活性，其研究進展則尤為迅速。目前，從各類生物材料中提取的具有生物活性的多糖已成為天然藥物的一個新來源。香菇多糖為白色粉末狀固體，對光與熱穩定。有吸濕性，香菇多糖中的純多糖含多個極性基團(主要是羥基和其他極性取代基)，水溶性一般較好，特別是在熱水中溶解度較大，一般在水中最大

31、溶解度為3mg/ml，也能溶于0.5mol/l的氫氧化鈉水溶液中，溶解度可達50100mg/ml，難溶于甲醇、乙醇和丙酮等有機溶劑。香菇多糖具有抗病毒、抗腫瘤、調節免疫和刺激干擾素形成等功能，對腫瘤、癌癥、肝炎、心臟病和神經衰弱等有一定的療效。1.5.1.3 香菇多糖的需求現狀 由于香菇多糖國際國內兩個市場一路看好，香菇產業系列開發潛力大，建立規范化的現代化加工生產企業具有重要的現實意義。香菇多糖產品主要應用于保健品、臨床醫學等方面，隨著人們對健康的重視，香菇多糖的各種營養品將受到人們的歡迎。這主要因為香菇多糖在保健和營養品方面的諸多優勢，所以研究香菇多糖的產品、發展多糖生產工藝技術將帶來巨大

32、的社會和經濟效益，有很好的發展前景。1.5.2 原材料、動力供應、交通運輸條件及技術的采用在陜西南部和四川、甘肅省等地區，香菇有著大面積的種植，香菇資源是非常豐富的，只要有需求，香菇的種植將會不斷的擴大，將會促進一方經濟的發展。本廠采用本地電網供電，可以避免為建設動力設備而增加的額外投資，而且西南部水電資源豐富，可以確保生產的連續性。擬建成的廠區位于漢中經濟開發區，交通十分方便，因此能大大減少產品成本，提高產品競爭力。廠區建在地下水位15米的地面上，水源供應以本地自來水為主，地下水為分輔的綜合供水方式，以確保本廠用水的需要。本設計采用水提醇沉法提取香菇多糖，并把醇沉使用的乙醇經過回收處理，可達

33、到重復利用以較少成本投入，經初試，結果合理，環境污染小，資源得到了合理的利用，經濟上也是可行的。總之，本設計無論從原材料、動力供應，還是從交通運輸等方面考慮，擬建廠址所在地都比較合適。再者，從廠址所在地的經濟發展、自然條件的利用都符合我國的國情和西部大開發這一主題。1.5.3 環境保護擬建工廠在整個生產工藝中，主要采用比較成熟的水提醇沉提取法進行提取多糖，然而，生產中所用的水、乙醇等都能回收利用；對于所用的乙醇采用精餾對其提取，并再次用于香菇多糖的提取中。提取香菇多糖后的殘渣，可以對這些殘渣進行重復利用，以獲得更好的經濟利益。因此，本生產工藝無“三廢”排放，可實現清潔生產。即可達到國家的節能減

34、排，環保等標準。1.5.4 企業組織 管理 勞動定員和人員編制擬建廠有廠部領導及其下屬的科室和車間組成，技術人員主要從離校畢業生和相關企業的有工作經驗人員中招聘，勞動工人從本地區招收。普通工人的技能由本廠技工帶領培訓。企業內部按照有利于發展生產，有利于充分利用人力資源、術、裝備、資金，有利于宏觀調控微觀搞活，有利于調動各個方面的積極性，有利于提高經濟效益的原則，在劃小核算單位的基礎上下放權利，實行分級分權管理。企業實行廠長負責制，各部門負責人直接受廠長負責，并實行三級管理，廠、科、車間及人員編制以組織好生產為原則。由于香菇生產屬是間歇生產過程，故檢修可以根據市場的需求確定。在正常情況下，香菇多

35、糖生產車間每天實行四班制，每班八小時，機械設備大修每二年一次，機械設備保養每一年一次。人員編制如下表1.1所示：表1.1香菇多糖生產人員編制工種班制男女總人數提取崗位444醇析崗位444過濾崗位444干燥崗位444乙醇回收崗位444司爐崗位444技術員1112安全員111輔助人員133車間主任122總計1913321.5.5 資金籌措方式采用部分國家貸款，部分自籌資金和部分銀行貸款分期償還方式，而且籌集資金可以采用職工入股的方式，使職工真正成為企業的主人，充分調動職工的積極性。2 設計工藝說明2.1 全廠產品及工藝流程2.1.1 全廠主要產品及結構本廠的主要生產的產品是香菇多糖，副產品香菇醋，

36、酒精回收利用作為全廠生產環節的一個重要過程。香菇多糖為白色粉末狀固體，對光與熱穩定。有吸濕性，香菇多糖中的純多糖含多個極性基團(主要是羥基和其他極性取代基)，水溶性一般較好，特別是在熱水中溶解度較大，一般在水中最大溶解度為3mg/ml，也能溶于0.5mol/l的氫氧化鈉水溶液中，溶解度可達50100mg/ml，難溶于甲醇、乙醇和丙酮等有機溶劑。香菇多糖的分子式：(c42h70o35)n，香菇多糖的化學結構模型如下圖2.1所示：圖2.1 香菇多糖化學結構模型香菇多糖的化學結構式如下圖2.2所示：圖2.2 香菇多糖的結構式2.1.2 香菇多糖的生產工藝香菇多糖提取的傳統方法有：水提醇沉法、稀堿浸提

37、法、稀酸浸提法、和酶法等，近幾年隨著對香菇的研究不斷深入，又出現一些比較新穎的提取方法，如超濾法、微波輔助浸提法及超聲波法等3。2.1.3 本設計工藝香菇多糖生產工藝流程簡圖如下圖2.3所示：工藝過程簡述如下：香菇原料經過干燥粉碎加入提取罐在料水比為1:20， ph7.0左右，90浸提4h進行多糖的初步提取，提取后經過過濾設備進入儲料罐存儲并對料液降溫，其中過濾的殘渣可以經過發酵制備香菇醋。儲料罐的料液經過蒸發器進入醇析罐，在醇析濃度為70%下進行醇析，醇析后經過過濾的多糖在經過蛋白脫除罐在樣品與氯仿-正丁醇為1:1條件下萃取30min脫蛋白，在醇析后過濾的濾液經過精餾塔精餾回收乙醇。最后將脫

38、蛋白后的多糖液體送入噴霧干燥塔進行噴霧干燥，最終得到多糖產品。圖2.3香菇多糖生產工藝流程簡圖2.2 全廠副產品 全廠生產過程中將產生大量的香菇廢渣，這些廢渣可以經過香菇發酵、酒精發酵和醋酸發酵等多步，將原料中的有關物質轉化成食用菌保健醋中的有效成分，從而生產出香菇醋，這種醋富含氨基酸及真菌多糖，有一定的保健功能。這也是本場的一種副屬產品，其基本工藝過程如下圖所示：圖2.4香菇醋生產工藝流程簡圖參照邵偉15等研究的香菇醋制備工藝研究，可采用發酵條件為：香菇發酵溫度為28，轉速150 r/min，培養2天；酒精發酵溫度為30，發酵液中可溶性固形物含量為8%左右，接種量為0.25%(干酵母)左右，

39、發酵時間為4 d；醋酸發酵溫度為3033，接種量為10%15%，發酵時間為2528 d。用該方法生產周期較短，發酵過程中不添加任何化學物質，口感純正，風味獨特，既可用于烹調，經調配降低其酸度并添加甜味物質后又可制成飲料，是老少皆宜的保健飲品15。此方法制備出的香菇醋兼具營養及保健的功能，而且香醇味美，符合當前人們回歸自然的飲食需要，可成為一種新型的保健醋。3 設計說明3.1 全廠總平面布置全廠總平面設計為本設計的一項重要任務，總平面設計合理與否，直接影響新建廠能否節約而有效的的順利進行，影響到新建廠后的生產、管理、成本、能耗等各個方面，同時還影響到全廠的美觀和今后的發展。總平面設計的基本原則為

40、；（1） 建筑物之間相互配置應符合生產程序的要求，并能保證合理生產作業線；（2） 原材料、半成品、成品的生產作業線應銜接協調，流程疏通，避免交叉和往返；（3） 廠內一切運輸系統布置應適合貨物運轉的特征，盡可能使貨運路線和人員路線不交叉；（4） 適當劃分廠區，建筑物之間的距離盡量縮小，但必須符合防火和衛生技術條件的要求；（5） 在保證安全生產的前提下力求縮小廠房戰地面積，廠房布置盡量緊湊，根據生產的特點和設計擬建的工廠為中小型企業的情況，將工廠劃分為幾個區域，并按照區域進行布置，以保證各區域之間位置的協調配合，并符合衛生防疫和環境美化。3.1.1 原料廠及堆場本廠的主要原料是香菇，香菇受潮容易腐

41、爛發霉，所以要防止雨淋。同時應保證良好的通風條件。應設計在工廠主干道旁并且靠近粉碎車間，以便減少運輸。3.1.2 生產區生產區是工廠的主要組成部分，占地面積很多。生產區的布置在工廠的中心地帶，與大門直接相對，使工人上下班和運輸都比教方便。建筑物的相對位應符合生產流程的要求，同一生產系統多生產線路盡可能成鏈狀列。建筑物之間的距離，在滿足防火要求的前提下盡量縮小，以減少建筑面積。提高建筑系數和場地利用系數。廠房的方向、位置和間距應符合采光通風的要求。從方向來說，按生產流程方向自東向西；就位置而言，苛重和震動大的車間，如鍋爐房等，力求設置在地址較好的地段上。為了獲得較好的自然采光以及廠房的防震效果，

42、大部分采用工字形、l形、11形廠房，外形簡單整齊。為了獲得良好的通風條件，廠房與主導風向仍成45度角。輔助附屬車間及其它服務環節的位置位于其服務范圍的中心或靠近主要服務對象。如原料場靠近車間，廢渣回收靠近運輸路線。生產性質相同的車間或輔助環節，做到盡量聯合布置，在大廠房中，這樣可以縮短距離，提高場地的利用率和辦事效率。而各種不易受氣候影響的設備如塔等，均采用露天布置，這樣可以節省投資。合理的進行廠內道路布置，對提高運輸效率，保證運輸安全等均有重要意義。道路的寬度主要取決車輛通行量、行使車輛的型號和工廠的規模。擬建廠設計道路寬度為9米，道路的交叉口為圓形。工廠綠化可分為生產區綠化、廠前區的綠化、

43、生產區與生活區之間隔離地帶的綠化。生產區的綠化能減弱生產中散發出來的有毒氣體和噪音對人體的影響。同時能凈化空氣，吸收生產過程中散發出來的煙塵，有助于改善廠區的氣候，而且能減少夏季陽光的輻射，在冬季能防風，有利于保溫。3.1.3 廠前區廠前區的建筑包括行政樓、研發樓、職工食堂、醫務室等。其中行政樓位于主干道前，靠近工廠邊緣。研發樓、醫務室位于主樓后邊，周圍設綠化帶。3.1.4 動力區動力區包括配電室、鍋爐房等，他們盡量靠近其服務的車間。這樣可以減少管路的鋪設和運輸過程的損耗。配電室位于工廠的東南側，靠近外部輸電線。3.1.5 輔助車間主要的車間有備件庫、機修車間、消防車間等。他們盡量靠近生產區，

44、以便在生產車間發生故障或以外事故時能及時進行修理和搶救。3.1.6 倉庫區倉庫區包括原料倉庫和產品倉庫，他們都位于主干道旁以便于運輸，成品倉庫靠近噴霧干燥的附近。以上各個區域以倉庫區、廠前區、原料場構成生產區。為保證生產的連續性，應合理的布置各個區，使生產發生聯系的車間、倉庫等就近布置，盡量減少管路的交叉和返回，使生產上或與生產聯系緊密的分區布置達到衛生防火的要求。綜上所述，平面布置有以下特點：（1） 廠房建筑物的布置與生產工藝流程相適應。原料、半成品和成品形成整個順序盡量保證流水作業，避免逆行和交叉；（2） 鍋爐房、變電站等輔助車間盡量靠近其主要部門，以縮短其間距離，節省投資。（3） 由廠前

45、去到生產區的主要干道，應避免與主要運輸道路交叉；（4） 盡量使大多數廠房向陽、背風、避煙塵瓦斯等，盡可能使各車間采用自然光和自然通風等；（5） 按防火規范的要求，保證建筑物之間的距離，符合規定；（6） 根據衛生規模的要求，將生產區布置在生產區的下風向。由嚴重毒害和煙塵的氣體，盡量布置在廠區的下風向；（7） 根據環保的要求，生產區設有廢渣處理站，廢水處理站等設施；（8） 考慮工廠今后的發展，在產區間留有建筑余地；（9） 盡量做到以生產區為軸線，再考慮輔助車間、行政樓和道路的安排 。3.2 三廢的處理及回收在香菇多糖的生產過程中會用到氯仿-正丁醇，所以會對水有一定程度的污染，為了解決這個問題，采取

46、對氯仿-正丁醇的回收利用。在這個工藝中，基本上沒有廢氣污染，同時廢渣可以發酵生產香菇醋，具有很好的利用價值和經濟價值。擬建工廠在整個生產工藝中，采用比較成熟的水提醇沉提取法進行提取多糖，然而，生產中所用的水、乙醇等都能回收利用；對于所用的乙醇采用精餾對其提取，并再次用于香菇多糖的提取中。提取香菇多糖后的殘渣，可以對這些殘渣進行發酵生產香菇醋，以獲得更好的經濟利益。因此，本生產工藝無“三廢”排放，可實現清潔生產。3.3 車間布置說明本廠采用水提醇沉法制取香菇多糖，并將所用的乙醇進行回收再利用處理。根據實際情況，設計包括以下幾個過程：粉碎過程，提取過程，分離過程，發酵過程，精餾過程以及其它輔助過程

47、等。本設計任務重點是酒精精餾過程。因此，下面主要介紹一下精餾塔布置情況。由于精餾過程的主要設備是精餾塔，精餾塔屬于露天式。車間為兩層樓結構，長為20m，寬為6 m，高為14.1 m，一層高為7 m，二層高為7.1 m。精餾過程設有冷凝器和再沸器，及儲罐等其它設備。結合生產流程圖、車間立面圖、車間平面圖可以看出生產設備與生產流程的關系，表現出車間的面積與空間、生產管理與操作條件及各工段的聯系。本車間還具有以下特點：（1） 輔料車間與使用設備靠近。（2） 按流程要求，為了減少動力消耗，提高了醛塔的位置，換熱器安裝位置稍高，也節省了動力消耗。（3） 互相聯系的設備，在保證正常運行必須的間距的條件下，

48、彼此可以適當靠近。（4） 較合理的安排廠房的出口，通道和樓梯的位置。（5） 各設備統一安排，排列整齊，有足夠的操作空間，符合工藝流程的要求。車間布置圖，分平面布置圖和立面布置圖，圖上標出了各主要設備的定位尺寸；圖上標有輪廓線、樓梯等位置。4 工藝計算及設備選型4.1 設備工藝計算及選型4.1.1 提取罐的計算及選型 物料衡算：設工作300天，則可知每日產量約為16.67kg/天，按提取率為7%計算，每次投料約為100kg。提取過程的溫度為90，料液比為1:20,所以可知加水量為 m水=20100=2000kg 因為提取中主要含有水，則溶液密度可按水密度來計算；則 v= m水/1000=2m3取v實際=1.5 v，則v實際=3 m3熱量衡算：由于為間歇式操作，里面保持90恒溫提起，其中需要的熱量為可用下式計算：q=cmt在提取時，里面主要是大量的水，所以比熱容近似可按水的計算，c=4.2 kj/molk；故，q=cmt=4.2(2000+100)(90-25)=573300 kj總傳熱系數由經驗可知：k=2000w/m所以可的加熱面積為