微波萃取当归精油生产线设计

　 微波萃取当归精油的生产线设计

　目

　录 中文 摘要 .......................................................... 3 英文摘要 .......................................................... 3 1

　引言 ........................................................... 5 1.1 当归的生理功能................................................. 5 1.2 当归精油的提取................................................. 5 1.2.1 超临界 CO2 萃取法............................................. 5 1.2.2 索氏提取法................................................... 5 1.2.3 水蒸气蒸馏法................................................. 5 1.2.4 微波萃取法................................................... 6 1.3 微波萃取法与传统萃取法比较..................................... 6 1.4 研究现状与发展趋势............................................. 6 1.5 课题的研究意义................................................. 7 2

　工厂总平面设计 ................................................. 8 2.1 设计范围....................................................... 8 2.2 厂址选择的要求及选址........................................... 8 2.2.1 厂址的选择要求............................................... 8 2.2.2 选址......................................................... 8 2.3 厂区平面设计................................................... 8 2.3.1 总平面设计原则............................................... 8 2.3.2 厂区总平设计................................................. 9 2.4 工厂的主要的技术经济指标....................................... 9 2.5 主要建筑物..................................................... 9

　2 2.5.1 成品库....................................................... 9 2.5.2 生产车间.................................................... 10 2.5.3 机修车间.................................................... 10 2.5.4 配电房...................................................... 10 3

　生产工艺设计 .................................................. 11 3.1 生产方案...................................................... 11 3.2 工艺流程...................................................... 11 3.2.1 工艺流程图.................................................. 11 3.2.2 操作要点.................................................... 11 3.3 产品方案及班产量的确定........................................ 12 4

　物料衡算及设备选型 ............................................ 13 4.1 物料衡算...................................................... 13 4.2 设备选型...................................................... 13 4.2.1 设备选型原则................................................ 13 4.2.2 主要设备与参数.............................................. 14 4.3 水电汽用量估算................................................ 16 4.3.1 工厂用水量的估算............................................ 16 4.3.2 工厂用电量的估算............................................ 16 4.3.3 用汽量估算.................................................. 16 4.4 生产车间劳动力分配............................................ 17 5

　环境保护 ...................................................... 18 5.1 工厂卫生...................................................... 18 5.2 环境保护...................................................... 18 5.2.1 主要污染源及污染物.......................................... 18 5.2.2 主要治理措施及预期效果...................................... 18 6

　技术经济分析 .................................................. 20 6.1 投资估算...................................................... 20 6.1.1 固定资产.................................................... 20 6.2 年经营费用计算................................................ 20 6.2.1 生产材料.................................................... 20 6.2.2 水电耗费.................................................... 21

　 6.2.3 人工工资.................................................... 21 6.2.4 年生产总成本................................................ 21 6.3 利润.......................................................... 21 7

　结论 .......................................................... 22 谢

　辞 ............................................................ 23 参

　考

　文

　献 ...................................................... 24 附

　录 ............................................................ 26

　 微波萃取当归精油的生产线设计 摘

　要：

　当归作为一种中药材，性味：温、甘、辛。其中挥发油是当归的主要成分，含有兴奋和抑制子宫平滑肌的 2 种成分，主要应用于痛经及月经不调的治疗，提高机体免疫功能及抗炎镇痛等药理作用，具有很高的经济价值，因此提取当归精油产业前景相当可观。本课题准备利用微波萃取法的工艺，拟定设计年产 50 吨的当归精油工厂，根据食品工厂设计的要求，合理高效地安排各车间在全厂中的位置。根据物料衡算，得出设备的生产能力，科学合理地进行设备配套，设计车间布局，最后会附上工厂总平面设计图、厂区布置图、工艺流程图、车间平面图等，并进行经济效益的分析，提高工厂的生产效率。

　关键词：

　当归精油；微波萃取法；生产线设计；工厂设计图纸

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　4 Production line design of angelica essential oil produced by micro extraction Abstract: Angelica sinensis as a traditional Chinese medicine, taste: warm, sweet. volatile oil is the main component of angelica sinensis, which contains two components that excite and inhibit uterine smooth muscle. it is mainly used in the treatment of dysmenorrhea and irregular menstruation, improving the immune function of the body and anti-inflammatory and analgesic pharmacological effects, and has high economic value. therefore, the prospect of extracting essential oil from angelica sinensis is considerable. This project is prepared to use the microwave extraction process to draw up the design of the angelica essential oil factory with an annual output of 50 tons. According to the requirements of the food factory design, the location of each workshop in the whole plant is reasonably and efficiently arranged. According to the material balance, the production capacity of the equipment is obtained, the equipment matching is carried out scientifically and reasonably, and the workshop layout is designed. Finally, the factory general plan, plant layout, process flow chart, workshop plan and so on will be attached, and the economic benefit analysis will be carried out to improve the production efficiency of the factory. Keywords:A ngelica essential oil; Microwave-assisted extraction; Production line design; Factory design drawings

　）

　5 1 引

　言 1.1 当归的生理功能 当归为伞形科植物，多分布于高海拔地区，几乎不受环境污染，其药材品质尚佳，然而多为野生资源，人工几乎无栽培，所以该属植物种类丰富，疗效范围广，为一种中药材，性温、味甘辛，归心肝脾经 [1] 。研究表明，当归所含的生物活性物质主要是挥发性与非挥发性化学物质，而产生效应的主要有挥发油、藁苯内酯、阿魏酸、多糖等成分，其中挥发油是当归的主要成分，含有兴奋和抑制子宫平滑肌的 2 种成分，主要应用于痛经及月经不调的治疗，并且具有平喘、抑制中枢神经系统、提高机体免疫功能及抗炎镇痛等药理作用。

　1.2 当归精油的提取 1.2.1 超临界 CO2 萃取法 超临界法利用 C02 在临界状态下超强的溶解特性把油脂从油料中萃取出来。超临界 C02 萃取工艺简单，生产过程只需控制温度、压力和时间，工艺参数便于控制，操作简便。但是超临界 C02 的溶解性超强，萃取得到的毛油杂质较多 [2] 。同时，萃取釜容积有限，导致装料和卸料较为繁琐，限制了此工艺的大规模生产。

　1.2.2 索氏提取法 索氏提取法，利用溶剂回流和虹吸原理，对固体混合物中所需成分进行连续提取。当提取筒中回流下的溶剂的液面超过索氏提取器的虹吸管时，提取筒中的溶剂流回圆底烧瓶内，即发生虹吸。随温度升高，再次回流开始，每次虹吸前，固体物质都能被纯的热溶剂所萃取，溶剂反复利用，缩短了提取时间，所以萃取效率较高。但只能用于实验室研究，目前还没有工业化相关设备，且工业化时能耗高，对设备要求高，萃取时间长，一般要求几个小时。

　1.2.3 水蒸气蒸馏法 水蒸气蒸馏法，适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏的药材成分的提取。此类成分的沸点多在 100℃以上，与水不相混溶或仅微溶，且在约 100℃时存一

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　6 定的蒸气压。当与水在一起加热时，其蒸气压和水的蒸气压总和为一个大气压时，液体就开始沸腾，水蒸气将挥发性物质一并带出，有些挥发性成分在水中的溶解度稍大些，常将蒸馏液重新蒸馏，在最先蒸馏出的部分，分出挥发油层，或在蒸馏液水层经盐析法并用低沸点溶剂将成分提取出来。水蒸汽蒸馏法分为:共水蒸馏法(即直接加热法)、通水蒸汽蒸馏法及水上蒸馏法三种 [2] 。为提高馏出液的浓度或纯度，一般需要进行重蒸馏操作，收集重蒸馏液。但蒸馏次数一般不宜过多，防止挥发油中某些成分发生氧化或分解。水蒸汽蒸馏法适用于具有挥发性，能随水蒸汽蒸馏而不被破坏，与水不发生反应、又难溶或不溶于水的化学成分的提取、分离，如挥发油的提取。但其设备条件要求较高，此外，加热方式、蒸汽速度、操作压力、操作温度等因素对出油率均有影响。

　1.2.4 微波萃取法 微波萃取的原理是高频电磁波穿透萃取媒质，到达被萃取物料的内部，微波能迅速转化为热能使细胞内部温度快速上升，当细胞内部压力超过细胞壁承受能力，细胞破裂，细胞内有效成分自由流出，在较低的温度下溶解于萃取媒质再通过进一步过滤和分离，便获得萃取物料 [3] 。在微波辐射作用下被萃取物料成分加速向萃取溶剂界面扩散，从而使萃取速率提高数倍，同时还降低了萃取温度，最大限度保证萃取的质量。

　1.3 微波萃取法与传统萃取法比较 微波辅助萃取技术具有快速、溶剂用量少、 萃取率高、成本低、质量好等优点，是天然产物萃取中一种非常有发展潜力的新型技术比索氏萃取法用时短；比超临界萃取法所需的设备要求低，而且更容易操作，对萃取剂的极性要求低，与传统的水蒸气蒸馏法相比较，微波萃取技术可以降低生产时间、能源、溶剂的消耗及废物的产生。同时该技术更符合环境保护的要求，是一种全新的绿色萃取技术。

　1.4 研究现状与发展趋势

　目前,虽然国内外微波萃取技术的研究才刚刚起步,但是由于微波萃取技术具有其它传统萃取方法所不能比拟的优点,因此微波萃取技术相比于传统提取

　）

　7 技术具有产率高，成本低，质量好等优点，在天然产物尤其是中药提取中有良好的应用前景 ,已经成为当前和今后新型提取技术研究的热点之一 [4] 。传统的提取精油工艺存在很多不足，传统的提取方法提取时间长，操作复杂，提取率不高，对所需的设备要求高，对萃取剂的极性要求高，相比较下微波萃取提取当归精油技术具有快速、溶剂用量少、萃取率高、成本低、质量好等优点，因而可利用微波提取当归精油法应用于实际生产线中，对于面向小，精，尖企业适用此法提取产品，能提高产品质量，提取效率，提高工厂企业的经济效益。

　1.5 课题的研究意义 传统的提取精油工艺存在很多不足，传统的提取方法提取时间长，操作复杂，提取率不高，对所需的设备要求高，对萃取剂的极性要求高，相比较下微波萃取提取当归精油技术具有快速、溶剂用量少、萃取率高、成本低、质量好等优点，因而可利用微波提取当归精油法应用于实际生产线中，对于面向小，精，尖企业适用此法提取产品，能提高产品质量，提取效率，提高工厂企业的经济效益 [5] 。本课题拟设计年产 50t 当归精油工厂，按照食品工厂设计的一般要求，合理高效地安排各车间在全厂中的位置。根据物料衡算，得出设备的生产能力，科学合理地进行设备配套，设计车间布局。并绘制工厂总平面设计图、厂区布置图、工艺流程图、车间平面图等，并进行经济效益的分析，提高工厂的生产效率。

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　8 2 工厂总平面设计 2.1 设计范围

　年产 50 吨当归精油工厂总体设计 2.2 厂址选择的要求及选址 2.2.1 厂址的选择要求 ①厂址应设在当地的规划区内，尽量不占或少占良田，环境洁净，绿化条件好，水源清洁。

　②厂址应设在原料产地附近的大中城市郊区，保证可以获得足够数量的原料，便于辅助材料和包装材料的获得，利于产品销售，节约运输成本。

　③所选厂址应有可靠的地质条件，矿藏地表处不应设厂。厂址标高应高于当地历史最高洪水位。

　④厂址面积应尽量满足生产要求，并留有适当发展余地。

　⑤厂址附近应有良好的卫生环境，不应选在受污染河流的下游，避免风景区和机场附近。

　⑥厂址应有较方便的运输条件，有一定的供电条件和充足的水源 [6] 。

　2.2.2 选址 安徽省蚌埠市经济开发区，位于蚌埠市和固镇县城之间，紧临京沪铁路，交通便利，良好的铁路、高速公路、水路、航空等立体交通网可为企业提供便捷的物流、人流服务。基础设施配套完善，有稳定的供电系统和充足的水源，水电费便宜，劳动力资源丰富。

　2.3 厂区平面设计 2.3.1 总平面设计原则 生产区和生活区用林地、草地等绿化带严格隔离开，锅炉房、污水处理等设施位于下风口(厂区的东北角和东南角)，建设员工活动中心、商店、浴室、餐厅等基础服务设施，提高工作人员的生活水平和质量，提高员工宿舍的住宿质量，通过提供良好的生活和工作氛围来提高工人的工作效率。按照生产流程

　）

　9 合理布置生产车间，尽量缩短各个生产部门之间的距离，降低物流的运输费用，减小工艺的复杂性；化验、研发等部门与生产部门既要相对独立，又要紧密联系，能实时的根据生产情况作出相应的调整；合理地组织和安排物流，人流与物流相互独立，提高运输的效率，厂区的总平设计符合国家相关的政策法规。

　2.3.2 厂区总平设计

　 工厂的建筑用地分为生活区用地、生产区厂房用地、科研办公用地、绿化用地和道路用地等。生活区包括餐厅、职工公寓等基础设施；生产区域各部门划分清晰，包括原料预处理车间、浓缩车间、成品包装车间等；辅助生产部门，包括原料仓库、给水站、配电站、污水处理中心等。科研办公区包括研发中心、办公楼、化验中心等。

　2.4 工厂的主要的技术经济指标 表 1 主要技术经济指标 序号 项目 单位 数量 ① 厂区用地面积 m² 2500 ② 建筑面积 m² 900 ③ 建筑系数

　36% ④ 绿化面积 m² 700 ⑤ 绿化系数

　28% ⑥ 广场道路面积 m² 900 ⑦ 围墙高度 m 2

　2.5 主要建筑物 2.5.1 成品库

　 对于现代化的企业，可采取货架自动化仓库的形式，这种仓库存放量大，自动化程度高。仓库内有相应的物料搬运设备进行设备出入库作业 [7] 。仓库包括自动化控制系统、计算机仓库管理系统等，方便对货物输出、存储实现自动化

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　10 保管。

　2.5.2 生产车间 按照当归精油提取工艺和精炼工艺的流程排放设备，根据各设备的占地面积、适当操作空间，以及更衣室、实验室、办公室、各种材料存放室等，合理计算生产车间的占地面积，做到既便于生产，又节约用地。

　2.5.3 机修车间

　 机修车间的任务是维修保养所有设备。机修车间应与生产车间保持适当的距离，使他们既联系方便，又互不影响。为保证维修设备的存放空间，维修工作的顺利进行，拟定大小合适的占地面积。

　2.5.4 配电房

　 配电房中要经常开启的门、窗，不宜直通相邻的酸、碱、蒸汽、粉尘和噪声严重的场所。变压器室宜采用自然通风，在配电室内裸导体正上方，不应布置灯具和明敷线路。配电间应有专门工作人员管理，加强设备检修管理，保证配电设备良好运行，为避免产生重复停电损失，应做好日常检修。保证设备和电能计量装置安全准确运行，注意配电变压器低压主电缆、空气开关触点及接地装置的维护。工厂生产应注意用电安全，首先做好例行安全检查，排查并及时消除环境及设备的安全隐患，其次根据生产需要制定详尽的季节性安全生产措施，做好消防安全的预防工作。落实用电管理，做到节约能源。

　表 2

　主要建筑物占地面积

　序号 项目名称 规格 m 面积（m²）

　① 原料仓库 25×15 375 ② 生产车间 40×20 800 ③ 成品库 20×10 200 ④ 配电房 10×6 60 ⑤ 机修车间 12×8 96 ⑥ 办公楼 30×15 450

　）

　11 3 生产工艺设计 3.1

　生产方案

　 本课题以当归为原材料，先进行预处理，将当归粉碎城粉末状，加入溶剂乙醇溶液进行混合，然后利用微波萃取，萃取出的溶液进行冷却、浓缩、过滤，处理后的滤液进行蒸馏将乙醇从溶液分离，得到当归精油组分，干燥处理后得到当归多糖 [8] 。

　3.2

　工艺流程 3.2.1 工艺流程图

　图 1 工艺流程图

　3.2.2 操作要点

　（1）原料预处理：将当归原材料进行清洗，放入恒温鼓风干燥箱调至 45℃干燥 2h 利用粉碎机粉碎成末状，将干燥后的当归，放入粉碎机中进行粉碎后，过筛（40～60 目）。

　（2）微波萃取：将样品加入水放入微波装置中，调试好微波功率进行萃取。

　（3）蒸馏：将萃取后的溶液根据熔沸点将杂质和当归精油分离出。

　（4）浓缩：将分离出的洗脱液在调试温度和操作压力下进行浓缩。

　（5）脱色：将浓缩后的产品加入活性炭，进行吸附、脱色。

　沉析 过滤 干燥 当归多糖 当归原料 清洗粉碎 微波萃取

　蒸馏 浓缩 脱色 预处理 水、乙醇

　活性炭 乙醇

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　12 （6）过滤：除去产品中的杂质。

　3.3 产品方案及班产量的确定 班产量的确定是工艺设计中最主要的计算基准，班产量的大小直接影响到设备的配套、车间的布置和占地面积、公用设施和辅助设施的规格、大小以及劳动力的定员等。制约因素:原料的供应情况、市场销售情况、配套设备的生产能力及运行情况、延长生产期的条件(冷库及半成品加工措施)、产品品种的搭配、工厂的自动化程度 [9] 。

　年产量(即年生产能力)

　Q=Q1+Q2-Q3-Q4 Q:新建食品厂某类食品年产量；

　Q1:本地区该类食品消费量； Q2:本地区该类食品年调出量；

　Q3:本地区该类食品年调入量；

　Q4:本地区该类食品原有厂家的年产量； 对有淡、旺季的产品，按下式估算：

　Q=Qe+Q(淡)+Q(中)

　调查知蚌埠市固镇经济开发区该地区:Q1=100t、Q2=40t、Q3=30t、Q4=60t。

　则计算得：Q=Q1+Q2-Q3-Q4=50t，拟定该厂年产 50 吨当归精油产量。

　当归一般在秋季采收，干燥后储存待加工，结合微波萃取当归精油的工艺要求，产品特性和工厂规模的要求，将产品方案制定如下：生产规模 50 吨/年、生产天数 250 天/年、日生产量 0.2 吨/天，每天两班，一班 8/h.本课题设计工厂年产 50 吨当归精油，其中 50kg 为 1 桶(铝制)包装，当归原材料损失 5%、包装损失 5.5%、其他损失 0.5%。

　表 3 产品方案 产品名称:当归精油 年产量:50t 全年工作日:250 天 日产量:200kg 班次：两班 班产量:100kg 每班人数：50 人 包装规格:50kg/桶 原料损耗率：5% 包装损失率：5.5%

　）

　13 4 物料衡算及设备选型 4.1 物料衡算 物料衡算是工艺计算中最基本也是最重要的内容之一，它是能量衡算的基础。物料衡算的理论依据是质量守恒定律,即在一个孤立体系中，不论物质发生任何变化，它的质量始终不变(不包括核反应，因为核反应能量变化非常大，此定律不适用)。根据这一定律，输入某一设备的原料量必定等于生产后所得产品的量加上生产过程中物料损失的量。物料衡算适用于整个生产过程，也适用于生产过程的每一阶段 [10] 。计算时，既可做总的物料衡算，也可以对混合物中某一组分做物料衡算。物料计算包括产品的原辅料和包装材料的计算。经过物料计算，可以确定各种主要物料的采购运输量和仓库贮存量，对生产过程中需要的设备、劳动力定员及包装材料的需要提供设计依据。物料衡算主要基于质量守恒定律，所用原料量是根据产品损失与原辅材料之间的定量关系计算得出的。并为下一步设备计算、热量计算、管路设计等提供依据和条件。

　表 4 物料衡算表 年产量（t）

　50 年总工作日(天）

　250 工作月份 4-12 月工作日 25 班制 2 年总班数 500 班产量（kg）

　100 每班工时（h）

　8 产量(kg/h) 12.5 最大流量（kg/h）

　100 牛皮纸袋（个/班）

　250 包装材料利用率 94.5% 表 5 主要原料计算表 原辅料名称 单耗 当归 500（kg/天）

　乙醇 20(kg/天）

　活性炭 50(kg/天）

　4.2 设备选型 4.2.1 设备选型原则

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　14 (1)合理性即设备必须满足工艺一般要求，设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、工艺控制水平相适应，又能充分发挥设备的能力。

　(2)先进性要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可能达到先进水平。

　(3)安全性要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患，对工艺和建筑、地基、厂房等无苛刻要求;工人在操作时,劳动强度低，尽量避免高温、高压、高空作业，尽量不用有毒有害的设备附件、附料。

　(4)经济性设备投资省，易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求,运行费用低。弓|用先进设备,亦应反复对比报价，参考设备性能，考虑是否易于被国内消化吸收和改进利用，避免盲目性。

　 设备计算和选型的依据是物料衡算和热量衡算。设备选型又是工艺设计和设备布置的基础，还为配电、水、汽用量计算提供依据。设备选型的好坏对保证产品质量、生产稳定运行都至关重要，要认真地进行设计 [11] 。当归多糖工厂设备的选型主要依据所确定的班产量，原辅料用量以及物料衡算结果，又根据每班工作 8h，结合各个阶段的损失率，计算出设备所需要的处理能力，再结合工厂生产车间整体布局和经济等条件，选出尺寸合适，能够满足生产要求的设备。

　4.2.2 主要设备与参数 (1)粉碎机：粉碎机提取当归精油生产中必不可少的设备之一，在实际的设备选择 之中为了满足生产需要我们进行了如下计算:经实际工作经验并结合相关文献资料得知当归在粉碎的过程之中的损失率为 6%，实际效率为 94%，如果工厂每天需要的提供的原料 500kg，计算可得实际处 500/94%=532kg。粉碎机每天工作时间为 8 小时，每小时的粉碎机需要处理的当归量为:532/8=66（kg/h）。另一方面，生产当归多糖厂的电力受到了限制，不能同时带动过多生产设备同时进行工作，为了实现经济效益的最大化我们选择一台 JFS-120-43 粉碎机。其技术参数如下: 粉碎室宽度:400 mm 锤片数:54 电机功率:50 kwh 外形尺寸:750x550X500 mm

　）

　15 当归粉碎量:10-15(kg/h) 主轴转速：900r/min 传动方式：连轴器直联传动 （2）微波萃取机：是微波瞬间穿透物料里外同时加热进行萃取。传统热萃取相比，微波萃取机的主要优点是质量高，可有效地保护食品、药品以及其他化工物料中的功能成分；纯度高、萃取率高；对萃取物具有高选择性；速度快、省时，可节省 50%-90%以上的时间；溶剂用量少(可较常规方法少 50%-90%以上)；安全、节能，无污染，生产设备较简单，大大节省投资。为了实现经济效益的最大化我们选择一台 QX-45HME 微波萃取机。其技术参数如下:

　 型号：QX-45HME

　 萃取罐尺寸：ø1130*1150(1500L) 功率：45kw （3）蒸发浓缩器：蒸发浓缩器是一种在真空系统下操作的自然循环型浓缩器。本产品系通用性的浓缩装置。它既可蒸发水溶液，也可用于回收有机溶媒的溶液蒸发，既可在真空下操作，也可在常压下操作 [12] 。用途：浓缩器可广泛用于医药、食品、化工、轻工等行业的水或有机溶媒溶液的蒸发浓缩。特别适用于热敏性物质(例如中药生产的水，醇提取液，抗生素发酵、牛奶、果汁等)在真空条件下进行低温连续浓缩，可确保产品质量。特点：

　1、为防止物料被污染，凡与物料接触部分均采用优质不锈钢板制造。

　2、为提高汽液分离效果，并兼有除沫，防夹带作用， 本设备捕集方式：是汽液切线进入浓缩器利用离心力和罐内沉降作用，既使生产泡沫的料液也能达到满意的分离效果。

　3、为便于清洗，在加热器顶部设置了快开式顶盖。并在蒸发罐体设置了人孔，以便对罐内进行清洗。

　其技术参数如下：

　型号：JMZ-30 旋转速度:10-310rpm 蒸发浓缩能力:Max25ml/min 尺寸：500*300*800mm 功率：60kw

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　16 表 6 主要设备及参数

　设备名称 功率(kw) 数量(台）

　总功率（kw）

　工业万能粉碎机 50 1 50 过滤洗涤干燥多功能机 30 2 60 微波萃取机 45 2 90 蒸发浓缩器 60 1 60 总计

　6 260

　4.3

　 水电汽用量估算 4.3.1 工厂用水量的估算 （1）工人生活用水:一般情况下，水龙头每分钟流量不超过 8 L，按最大班次工作人数的 70%计算，即 35 人，平均每人每次洗浴时间按 40 min，则每班洗浴用水为:35×8L/min×40min/1000=11.2t。其它用水按每人每班 0.3 t 计，一班 50 人，则每班工作人员用水量为:11.2t+15t=26.2t。

　（2）设备用水:蒸发浓缩器每小时耗水 15kg，则每班耗水量:15kg×8/1000=0.12t。结合现实每台设备平均清洗一次用水 3t，每 4 班清洗设备一次，则平均每班清洗设备用水量为:3t×6/4=4.5t。

　（3）工艺流程用水：根据每班原料为 500kg，料液比为 1:20，用水量约 10t。则每班总用水量为:10t+26.2t+4.5t+0.12t=40.82t。

　4.3.2 工厂用电量的估算 (1）由表 6 可估算每班生产车间主要设备总功率约为:260 kw8×=2080kw。

　（2）生产车间照明高度按 9m 计，灯具形式选用中配光，照度最小值为 159 lx，最大值 308lx，则功率密度为 8.2w/m²，生产车间面积为长×宽=40×20，则照明用电每小时为:8.2 w/m²×800m²/1000=6.56kw，每班照明总功率为:6.56 kw×8=52.48kw。每班用电总功率为:2080kw+52.48kw=2132.48kw。

　4.3.3 用汽量估算 本车间耗汽的设备主要为蒸发浓缩器，消耗量为 1500kg/h，则每班耗汽量

　）

　17 约为:1500kg/h×8/1000=12t。

　4.4 生产车间劳动力分配 根据国家有关法律、法规、企业规章及工厂的建设规模,分析员工配置数量，根据精简高效的原则和劳动定额，确定各职能部门、各工作岗位所需人员数量，以及各岗位人员应具备的劳动技能和文化素质。人力资源配置用于工厂定员编制、计算生活设施的面积、生活用水、用汽量，产品的产量、定额指标的制定，及职工工资福利的估算 [13] 。保证设备的合理使用及人员合理配备，我们将人员列表呈现，具体项目所分配的人数详见下表。

　表 7 劳动力分配表 序号 项目 数量 一 生产车间 30

　工人 22

　技术人员 5

　管理人员 3 二 成品包装车间 20

　工人 16

　管理人员 4 三 其他部门 6

　维修工人 1

　采购 2

　清洁工人 2

　门卫 1

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　18 5 环境保护 5.1 工厂卫生 蚌埠市经济开发区具有良好的生态环境，空气质量较好，地处淮河附近，方便水源电源的接入。本项目工厂周围环境卫生条件状况良好。厂区要有完整的与生产规模相适应的下水道系统，不得使用明沟排水，地面不得有污水积存。车间应光线充足、通风良好、地面平整，按照功能适当分隔，避免产生混乱，地面应防渗、防滑、防腐蚀 [14] 。

　生产过程中使用大量乙醇，虽然提取装置为密闭装置，但是在液体的转移与分离过程中会造成乙醇的挥发，对工作人员和设备造成一定危害，所以设计中将提取装置和分离设备与其他工作区隔离开来，在车间安装乙醇回收装置，及时监测车间空气中乙醇含量，同时工作人员应采取一定的防护措施，如带口罩等措施，以保障工人的安全。

　5.2 环境保护 5.2.1 主要污染源及污染物 ①废气：提取工艺中部分挥发的乙醇是废气的来源。

　②废渣：工厂产生的废渣主要为萃取过程中当归原料废渣。

　③噪声：工厂的噪声来源于生产车间中粉碎机，初始噪声值约为 lO5dB (A)。

　5.2.2 主要治理措施及预期效果 ①废气污染处理：提取工艺中的挥发乙醇大部分被吸收塔回收，可以达到排放标准。

　②废渣污染处理：在生产过程中留下的原料残渣，经过处理可当农作物肥料使用。

　③噪声污染处理：噪声会影响配电安全，工厂总平面设计时，应考虑配电

　）

　19 间远离生产车间。对于产生噪音的机器，应提高其运动部件的平衡精度，采取足够的润滑减少摩擦。

　④绿化:绿化对食品工厂来说，绿化带可以起到美化厂区阻挡风沙、降低噪音、保护环境等作用，但场内不宜栽产生花絮、散发特殊异味的树木花草。一般来说，选用常绿树较为适宜。绿化带可以净化空气、吸收二氧化碳、制造氧气、吸收二氧化硫等其他有害气体，可以阻挡、过滤、吸附灰尘和放射性物质，并且一些树种具有杀菌作用 [15] 。林带可以减弱噪声，把工厂对外界的噪声污染减到最小。绿化带还可以吸收污水中的有害物质，净化水源，调解环境气候，为人们创造凉爽舒适的气候环境。

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　20 6 技术经济分析 技术和经济分析是对所设计的工厂和项目进行分析设计，以证明所涉及的技术在经济上合理，具有可靠性、合理性。在确保收入最大化的前提下，制定经济技术计划，对计划进行分析、估算和评估，作为决策的依据 [16] 。

　6.1 投资估算 6.1.1 固定资产 （1）建筑工程费用：厂房的基础建设费用约为 30 万元，K1=30 万 （2）设备费用：K2=109 万 表 8 生产车间设备购买费用 项目 数量（台）

　费用（万元）

　工业万能粉碎机 1 20 过滤洗涤干燥多功能机 2 3 微波萃取机 2 80 蒸发浓缩器 1 6 总计 6 109 （4）其他费用:包括设备安装和维修费(K3)和运输费用(K4)等，K3+K4=1万+4 万=5 万。

　则总固定资产为 K(固)=K1+K2+K3+K4=144 万。

　6.2 年经营费用计算 6.2.1 生产材料 当归多糖全年生产 50t，原辅材料按市场价计算: (1)当归原料：每班需要 500kg 当归原料，每年的实际生产天数按 250 天计算，则全年所需当归原料为 125t:单价为 50 元/kg 计算，K5=125×50×1000=625万元。

　(2)辅料总消耗:乙醇一千克 15 元，全年总消耗 K6=20×15×250=7.5 万元。

　）

　21 (3)包装材料:K7=250 只×250×2 元/只=12.5 万元。

　(4)生产材料总耗费:K 材料=K5+K6+K7=625 万元+7.5 万元+12.5 万元=645万元。

　6.2.2 水电耗费 （1）水耗费：水费 1 吨 2 元，班次×班耗水量×水费(元/t)=500×40.82×2=4 万元。

　(2)电耗费:电费为 2 元/kWh。班次×班耗电量×电费(元/kWh)=500×2132×2 元/kWh=213 万元。

　（3）水电总耗费: K 水电=4 万+213 万=217 万元。

　6.2.3 人工工资 工人总人数 50 人，平均年薪 6 万元，则总工资为 K 工=300 万元。

　6.2.4 年生产总成本 K 成本=K 材料+K 水电+K 工=1162 万元 6.3 利润 当归多糖的市场价为 420 元/kg，年产 50 吨，销售总额 420×50×1000=2100万元。

　第一年利润=销售总额-固定资产-成本=2100 万元-144 万元-1162 万元=794万元。

　下一年利润=销售总额-生产成本=2100 万元-1162 万元=938 万元。

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　22 7 结

　论

　 本部分设计了一条年产 50 吨当归精油多糖生产线，主要内容包括以下 6方面:工厂总平面设计、生产工艺设计、物料衡算及设备选型、环境保护、经济技术分析。并绘制了六张 CAD 图纸。本项目总投资 1300 万元，经过计算分析，利润可观，上述数据经过详细计算分析，因此可作为提取当归精油产业化生产的基础依据。生产工艺和设备选择符合食品安全要求，工艺设计合理，生产过程自动化程度高，为工厂投入生产提供可行性依据。

　）

　23 谢

　辞 时光飞逝，大学的学习生涯就要随着这篇论文的结束画上一个句号了。在** 学院学习的时间里，我学到了许多的东西，想感谢的也有很多。在论文即将完成之际，我要感谢指导我毕业指导老师 **x 老师。在论文撰写的过程中，从论文选题、开题报告到写毕业论文，任老师都提出了很多宝贵的意见。

　同时，我要感谢帮助过我的老师、同学们，当学习上、生活上遇到困难时，他们都能及时的帮我疏导。也要感谢参考文献中的作者们，通过他们的文章，让我对本课题有了很好的出发点。

　另外，我还要感谢母校 ** 学院，我会一直谨记母校对我深深的教诲。最后，我要感谢参与本次评阅我论文的所有老师，感谢你们宝贵的意见和建议，我会继续努力向上的。

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　24 参 考 文 献 [1] 薛文新,华永丽,郭延生等,当归不同药用部位化学 成分变化规律研究[J].甘肃农业大学学报，2012（1）：149-154. [2] 周利剑,李秉超,刘琨,茴香精油三种提取方法比较［J］.中国调味品，2009，35( 9)：80－83

　[3]张卫强,邓宇,微波辐射萃取番茄红素的研究[J],食品工业科技，2002，23（5）：36-37. [4]许正虹,高彦祥,石素兰等,微波辅助萃取紫甘薯色素的研究 [J].食品科学，2005，26（9）：234-239. [5]张成,贾绍义,微波萃取技术及其应用[J]化学工业与工程,2004, 21(6):445. [6]农凯.浅谈工厂总平面设计的特点[J].门窗，2014(01):173-174 [7]严杰源,标准厂房改建为食品厂的初探[J].工业建筑，2012 42 (1): 66-69. [8]涂瑶生,毕晓黎．微波提取技术在中药及天然药物提取中的应用及展望[J]．世界科学技术—中医药现代化，2005，7(3)：65－70． [9]白晓明.从食品安全入手进行食品厂选址和布局阴.轻工设计,2010(1): 2-3. [10]周坤.年产 9 万吨液态奶的生产车间设计[D].江南大学，2005. [11]刘江汉.食品工厂设计概论[M]. 1 版.北京:轻工业出版社，1994: 189-190. [12]张国农，于秋生．食品工厂设计与环境保护[M]．北京：中国轻工业出版社．2005：19-23． [13]钱清.年产 6000 吨速冻蔬菜工厂设计[D].江南大学,2006. [14] 陈 伟 军 . 工 厂 绿 化 的 要 求 及 树 种 选 择 [J]. 现 代 农 业 科 技 ， 2012,

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　26 附 录

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