年产300吨绿原酸的车间设计Word文档格式.docx
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3.2.2竖面设置9
3.2.3总平面设计9
4产品方案及工艺流程9
4.1工艺流程的选择原则9
4.2工艺流程的确定10
4.2.1工艺流程10
4.2.2工艺流程分析10
4.3物料衡算12
4.3.1全车间总物料衡算主要内容12
4.3.2工艺技术指标及基础数据12
4.3.3口腔崩解片的配方12
4.3.4300吨/年绿原酸车间总物料衡算12
4.4设备计算与选型13
4.4.1绿原酸生产主要设备的计算及选型13
4.4.2设备清单14
4.5水电汽平衡14
4.5.1水平衡14
4.5.2电平衡15
5车间卫生和安全生产15
5.1车间地址选择的卫生15
5.2车间内部总平面布局的卫生15
5.3车间内部建筑的卫生16
5.4车间防鼠设施16
5.5仓库的卫生16
5.6生产人员个人卫生16
5.7生产的注意事项16
5.7.1生产注意事项17
6公共工程和辅助工程17
6.1公共工程17
6.1.1给排水工程17
6.1.2供电工程17
6.1.3采暖通气系统17
6.2辅助工程17
6.2.1项目需土建的辅助系统17
6.2.2运输设备17
7环境保护与综合利用17
7.1环保治理工艺的设计原则17
7.2环境影响及治理方案18
8技术经济与概算19
8.1劳动定员的编制19
8.1.1劳动定员19
8.1.2人员培训19
8.1.3技术管理19
8.2产品成本估算20
8.2.1包装材料成本20
8.2.2水费耗用20
8.2.3工人工资、动力费、设备折旧费20
8.3副产品效益计算20
9结论21
参考文献21
致谢22
附录22
学生:
杨彪
指导老师:
唐忠海
(湖南农业大学生物科学技术学院,长沙410128)
摘要:
本设计从产品需求、地理环境、政策环境、生产技术等各项条件出发,根据生300吨绿原酸的要求,进行了车间平面设计,并对产品方案、生产工艺、设备选型、物料衡算、全车间卫生安全、企业组织等方面进行了研究与设计。
关键词:
绿原酸;
车间设计;
物料衡算;
技术经济分析
ThePlantDesignofAnAnnualOutputof300TonsofEhloorgenieAcid
Student:
Yangbiao
Tutor:
TangZhonghai
(CollegeofBioscienceandBiotechlogy,HunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,China)
AbstractThedemandfromproductdesign,geographicalenvironment,policyenvironment,productiontechnologyandotherconditions,accordingtotheproductionof300tonsofehloorgenieacidrequestagraphicdesignworkshop,andprogramsandproducts,productionprocesses,equipmentselection,materialbalance,thewholeplanthealthandsafety,businessorganizations,suchasaspectsoftheresearchanddesign.
KeyWordsEhloorgenieacid;
Plantdesign;
Materialbalance;
Techno-economicanalysis
1.项目建议书
1.1项目概述
1.1.1项目名称及项目内容梗概
项目名称:
内容梗概:
本车间以山东省平邑县忍冬科忍冬属植物金银花为原料,选择乙醇热回流提取法,控制一定的温度、提取时间、料液比及乙醇浓度来提取绿原酸粗品,再通过大孔树脂吸附法得到精制绿原酸。
因烟台开发区周边港口优势得天独厚,地处中国山东半岛黄海之滨,位于北纬37°
、东经121°
,北与北京、大连隔海相望,南与上海、青岛陆路相通,东与韩国、日本一衣带水,处于北京、上海、汉城的几何中心,是21世纪中国重点开发的环渤海经济圈内的重要生长点。
又因山东省平邑县号称金银花之乡,故采用的原料可以通过火车运过来。
烟台市的绿原酸厂不是很多,并且绿原酸需求量很大,因此厂址选在烟台市。
1.1.2项目投资者
项目投资者:
个人投资
1.1.3设计人
设计人:
1.2项目提出的背景和依据
1.2.1绿原酸具有许多药理作用
(1)对透明质酸酶及葡萄糖-6-磷酸酶的抑制作用:
由糠醛酸和乙酰氨基葡萄糖组成的透明质酸是动物体内的一种粘多糖,具有治愈创伤、润滑关节和防止炎症等药理作用。
而透明质酸酶能裂解粘多糖,可抑制透明质酸的分解,关系到血管系统的通透性和炎症反应。
绿原酸有较强的抑制透明质酸酶激活的作用,阻止对透明质酸的酶催化分解,因而具有很好的消炎作用[1]。
葡萄糖-6-磷酸酶在体内平衡血糖调控中发挥重要作用,影响由糖原异生和糖原分解产生内原性葡萄糖的形成。
研究表明,绿原酸是大鼠肝脏微粒体中葡萄糖-6-磷酸位移酶的第一个天然特异抑制剂,从而具有利于降低非胰岛素依赖性糖尿病的肝糖排泄过快的药理作用[2]。
(2)自由基的清除及抗脂质过氧化作用:
绿原酸对DPPH自由基清除作用比dl-a-生育酚和抗坏血酸要强,对因亚油酸过氧化产生的共轭二稀的抑制作用比露糖醇强。
在由过氧化氢诱发的小鼠血红细胞的溶血抑制实验中,比较几种有机多酚酸的抑制作用,以绿原酸的抑制作用最强[3]。
由此可见,绿原酸不仅是选择性羟基自由基清除剂[4,5],而且是过氧自由基清除剂,对人体内皮细胞起保护作用,防止动脉粥样硬化[6]。
此外,绿原酸还可抑制前列腺素代谢中脂氧化酶活性,保护肾上素免受氧化,以及抑制维生素A酸5,6-环氧化的生物活性[7]。
(3)与蛋白质作用:
水果的褐变作用和食物在储藏与加工过程中营养质量下降,这些现象都与植物中的多酚类物质(如绿原酸)与蛋白质作用有关。
研究表明,绿原酸可以与血清蛋白氨基酸链上的赖氨酸部分和色氨酸残基的吲哚环发生作用,并进一步引起蛋白质聚合,从而导致蛋白质的物理化学与生物化学性质发生变化,如蛋白质的溶解性、亲水疏水性及等电点的变化。
普遍认为酶催化褐变是酚羟基在单酚酯酶和多酚酯酶作用下,经两步氧化成奎尼酮,而奎尼酮是一个活泼的亲电中间体,很容易被蛋白质链上的赖氨酸、蛋氨酸、肤氨酸及色氨酸等亲核物质作用,产生黑色物质并导致营养成分下降[8,9]。
(4)抗诱变作用与抗癌作用:
绿原酸可通过抑制活化酶来抑制致癌物黄曲霉B1和苯并(α)芘诱发的致突变性。
Abraham等[10]研究发现绿原酸可以抑制γ-射线诱发小鼠骨髓细胞小核的突变,表明绿原酸具有抗诱变的重要作用。
近来,日本学者研究证实了杜仲茶的抗突变作用与杜仲叶所含的绿原酸等有效成分有关,这对揭示杜仲茶具有一定的肿瘤预防作用具有重要意义[11]。
在抗癌作用方面,因为在恶性肿瘤细胞的形成和扩散中,肿瘤肝细胞的入侵、无限增生与转移是最关键的步骤,而绿原酸对肿瘤肝细胞有一定的抑制作用。
实验表明,用绿原酸、咖啡酸和奎尼酸作用于老鼠腹水肿瘤肝细胞AH109A时,以绿原酸对该细胞入侵与增生的抑制作用最强.此外,临床上绿原酸对急性咽喉炎及皮肤病有明显疗效,也用于治疗细菌性感染疾病及放疗、化疗引起的白细胞减少,对子宫功能性出血有良好的止血效果。
这都说明绿原酸具有抗菌与抗病毒等多种药理活性[12]。
1.3产品的市场分析
1.3.1市场现状及应用
绿原酸的多轻基结构使它具有特殊的抗氧化活性和清除自由基的能力,为它在食品及其他领域的应用开辟了广阔前景。
近年来绿原酸在欧美等国家得到广泛应用,主要是在食品添加剂、药品和化妆品等方面。
(1)食品添加剂
绿原酸具有利胆、抗菌、抗病毒、止血、增加白血球、缩短血凝和出血时间及兴奋中枢神经系统生理功能,可用绿原酸制作保健食品或饮料。
绿原酸具有增香和护色作用,可用于食品和果品保鲜[13]。
可有效防止饮料和食品的腐败变质;
Wislka等人研究还发现,绿原酸可以提高草墓等果汁稳定性。
天然食品抗氧化剂越来越受消费者欢迎,绿原酸是一种新型高效的酚型天然抗氧化剂。
在某些食品中可取代或部分代替目前常用的人工合成抗氧化剂。
在猪油中,若添加少量绿原酸,可提高猪油氧化稳定性,增长储存期。
因此,日本将葵花籽粕中提取的绿原酸成功开发成水溶性天然抗氧化剂。
(2)药物临床应用
据《中药现代化研究与应用》第3卷收载,金银花可用于预防和治疗呼吸道感染、细菌性感染、急性扁桃腺炎、高热症、梅核气(慢性咽炎)、小儿肺炎、腮腺炎、小儿风疹、矽肺合并肺部感染、阑尾炎、阑尾脓肿、钩端螺旋体病、乳腺炎、急性肾盂肾炎、胆汁返流性胃炎、肝炎、急性肠炎、菌痢、慢性肠炎、细菌性痢疾、急性阿米巴痢疾、妊娠早期急性尿路感染慢性附件炎、高脂血症、慢性骨髓炎、复发性口疮、皮肤病、褥疮、肿瘤放疗、化疗口干症等40多个病种。
(3)化妆品工业
Facnio等[14]人研究,以绿原酸为代表的天然多酚物质,发现它们可以保护胶原蛋白不受活性氧等自由基伤害,并能有效防止紫外线对人体皮肤产生伤害作用。
现有多项添加绿原酸后用于抗脉酶化妆品、皮肤防晒霜和防止紫外线和染发剂对头发损伤洗发水的欧洲专利。
日本同样利用绿原酸及其衍生物抗氧化特性已研制出抗衰老护肤品[15]。
绿原酸的治疗作用与其清除自由基的能力密切相关,而环境对皮肤、粘膜和毛发的刺激引起的脂质、蛋白质与核酸的衰退过程均与自由基分不开。
绿原酸具有的特殊抗氧化活性和清除自由基的能力为其在化妆品领域中的应用开辟了广阔前景。
1.3.2项目产品市场的容量
随着现代食品工业的崛起,食品添加剂的地位日益突出。
生活水平的提高,使消费者健康意识增强。
追捧低脂肪、低热量的食品的观念使“双低”食品风靡世界,促使食品加工制造企业不断在食品配方上采用新型原辅料,带动了食品添加剂市场的发展。
同时,一系列国际性食品添加剂及配料会展的举办,也推动了食品添加剂行业的快速增长。
从产销规模看,1988年全球食品添加剂市场的总产值为150亿美元,2000年增加到160亿美元,到2003年,食品添加剂全球销售额达200亿美元,目前食品添加剂的世界市场销售额约为310亿美元,近几年来,全球食品添加剂市场呈现出了一些新的特征,其中的一点就是安全无毒或者基本无毒的天然产品越来越受到食品企业和消费者的青睐。
在深加工方面,目前从金银花中提取绿原酸的国际市场价格已经每公斤超过1万美元,而金银花作为花茶饮料也被越来越多的世人接受。
据悉,香港将金银花有效成分经深加工后出口到东南亚和欧美市场,其价格比原来翻了10多倍。
目前已开发的金银花保健品有:
金银花茶、金银花饮料、金银花露、金银花牙膏等含有金银花成份的系列化产品,从金银花的提取物绿原酸在国际化妆品市场上供不应求。
1.3.3项目产品的竞争力与市场风险分析
本项目主产品是绿原酸,绿原酸是国家许可经营项目,因此具备生产此产品的必备条件。
通过这些年来的科技发展,使得绿原酸的生产更加纯熟。
加之近年来生物企业的快速腾飞,使绿原酸的市场有了非常大的发展,市场风险进一步减小。
本项目规模较大,就产品而言,其规模效益形成的产品成本比百吨以下企业的成本要来得低,使得产品在市场的竞争力大大加强。
1.4产品方案和拟建规模
方案:
本车间以山东省平邑县忍冬科忍冬属植物金银花为原料,选择乙醇热回流提取法,控制一定的温度、提取时间、料液比及乙醇浓度来提取绿原酸粗品,再通过大孔树脂得到精制绿原酸。
然后采用湿法造粒压片工艺加工成金银花口腔崩解片片剂。
生产规模:
拟建设年产300吨绿原酸生产车间
1.5工艺技术与初步方案
1.5.1工艺技术
(1)破碎:
水提时将金银花低温烘干后切至0.6-0.8cm;
醇提时将烘干后的花用粉碎机破碎至约20目;
(2)热回流浸提:
破碎后将金银花置于磨口圆底烧瓶中,加入适量的水或乙醇溶液,用加热包加热至微沸状态,热回流2次,第一次6Omin,第二次3Omin;
(3)抽滤:
用布氏抽滤器减压处理浸提液;
(4)减压浓缩:
合并浸提液,用薄膜旋转蒸发器减压浓缩(40℃)至无乙醇味,回收的乙醇循环使用;
(5)冷沉离心:
将浓缩液置于4oC冷藏24h后10000r/min离心30min,取上清,同时将沉淀用少量冷的蒸馏水再洗脱一次,离心后合并两次上清液。
(6)大孔树脂纯化:
将浓缩液配成一定比例的溶液在大孔树脂柱中吸附,用一定量的乙醇溶液解析;
(7)减压浓缩:
用薄膜旋转蒸发器减压浓缩(40℃)至无乙醇味,回收的乙醇溶液循环使用;
(8)真空冷冻干燥:
将浓缩液至于真空冷冻干燥机中,干燥得精制绿原酸;
1.5.2技术来源
资料查询,考察借鉴经验,聘请技术顾问自己研发。
2.厂址选择
2.1厂址报告书的内容
说明地址的目的与依据
2.1.1目的
进行年产300吨绿原酸生产
2.1.2选址依据
(1)有绿原酸生产许可证,能按照国家规定组织生产。
(2)有基本的生产及技术力量保证。
(3)严格执行国家规定的环保相关法规,符合环保要求,“三废”治理与项目建设“三同时”。
(4)严格执行国家有关“劳动安全卫生”规定,确保安全生产。
2.2绿原酸车间厂址选择应遵循下列原则
1应与选定的工艺相适应
2尽量少占农田
3应位于水源下游和主导风向下风向
4应考虑便于运输
5充分利用地形
本着经济、合理、优势的原则,根据本项目的性质对建厂地区及地址的相关条件进行实地考察和论证分析,最后选定在烟台经济开发区。
2.3厂址条件评价
2.3.1地理位置及厂址环境
烟台开发区地处中国山东半岛黄海之滨,位于北纬37°
32'
14'
烟台开发区现已形成了六纵九横90公里的园区路网框架,绿化面积350万平方米。
规划建设6座变电站,现有110千伏变电站两座,220千伏变电站即将开工建设。
建有一座热电厂,日供水能力10万吨,污水处理厂日处理能力为3万吨,日供燃气2万立方。
2.3.2厂址地址气象
烟台开发区地势平坦,地质结构稳定。
四季分明,气候宜人。
年平均气温为12.5℃,极端最低气温-13.1℃,极端最高气温38℃;
最冷月(1月)平均气温-4.7℃,最热月(8月)平均气温27.2℃。
年平均降雨量为737毫米,相对湿度为64%。
2.3.3交通运输情况
烟台开发区毗连烟台市中心区,距烟台港6公里,距烟台火车站6公里,距烟台国际机场只有30分钟路程,交通便利,全市已基本形成了陆海空立体交通网络。
海:
烟台周边港口优势得天独厚,与全世界100多个国家的港口货运联网,并有开往韩国群山市、釜山市的国际海上客轮;
国内有直达大连、天津、秦皇岛、旅顺、营口等地的客轮、滚装轮、快船。
陆:
铁路交通四通八达,客车可直达北京、天津、上海、南京、济南、青岛、潍坊、淄博、佳木斯、西安等城市,并可中转全国各大城市;
公路有烟青一级路,烟威高速公路,同三高速烟台段、潍莱高速、国道、县乡公路网络密集。
空:
空港为国家一类开放口岸。
现已开通至韩国、日本、新加坡、澳门、香港等国际航线;
国内航线联通北京、上海、广州、深圳、厦门、海口、大连、沈阳、哈尔滨、成都、昆明、武汉、济南、西安等20多个大中城市,每周航班120多个。
发达的交通为内外贸易物资的集散提供了便利、快捷、良好的运输环境。
2.3.4燃料情况
烟台市拥有鲁东、福海等众多规模巨大的煤炭生产企业,因此原料燃料供应充足。
2.3.5供电情况
烟台发电厂坐落在烟台芝罘区与开发区之间,是一个具有90多年历史的老厂,在深化电力体制改革的大潮中,审时度势,突出发展主题,积极探索电力企业持续发展的新路子,不断拓宽企业经营领域,走出了一条有“烟电”特色的发展之路。
可为市区81600000m2的住宅和企业事业单位集中供热,并可为周边十几个企业提供工业用汽,将大大改善和提高烟台市环境质量和市民生活质量,实现了企业由单一发电向热电联产转变。
2.3.6供水情况
烟台市市域内,河网较发达,中小河流众多,长度在5公里以上河流121条,其中流域面积300平方公里以上的河有五龙河、大沽河、大沽夹河、王河、界河、黄水河和辛安河7条。
主要河流以绵亘东西的昆嵛山、牙山、艾山、罗山、大泽山所形成的“胶东屋脊”为分水岭,南北分流入海。
天然矿泉水资源丰富,目前已发现深层矿泉水源15处;
发现地热温泉3处。
充足的水资源符合人畜饮水和工农业用水标准。
2.3.7环保方面
本车间以生产绿原酸为主,对厂区周围的自然环境,特别是空气洁净度要求较高。
烟台市经济开发区地理条件良好,自然环境优美,空气清新,适于本车间的生存和发展。
3.总平面设计
3.1项目总平面布置说明
在作绿原酸车间平面布置时,应根据各构筑物的功能要求和各条件要求,结合地形和地质条件,确定它们在车间内平面的位置,对此,应考虑:
(1)功能区分明确,物料区、加工区及提取等区相对独立。
(2)构筑物布置力求紧凑,以减少占地面积,并便于管理。
(3)考虑近、远期结合,便于分期建设,并使近期工程相对集中。
(4)各处理构筑物顺流程布置,避免管线迂回。
(5)变电配电车间布置在既靠近酒精厂进线,又靠近用电负荷大的构筑物处,以节省能耗。
(6)建筑物尽可能布置为南北朝向。
(7)总平面布置满足消防要求。
(8)交通顺畅,使施工、管理方便。
车间平面布置除遵循上述原则外,还应根据城市主导风向,进水方向、排水方向,工艺流程特点及车间地形、地质条件等因素进行布置,既要考虑流程合理,管理方便,经济实用,还要考虑建筑造型,及与周围环境相协调等因素。
3.2总平面设计策略
3.2.1平面设置
(1)运输设计采用人流和货流尽量分开,车间的道路采用水泥和沥青,以保持车间的清洁。
道路两旁以云杉作为绿化带。
工作人员在车间内,要求二人成行,三人成列。
一律沿道路的右侧行走。
(2)管线设计尽量与人流和货流分开,特别是高压线应走地下通道。
热蒸汽和循环水,在高空架管道。
管道外要有保温隔膜车间内部的物料运送均以泵为主,注意管路的颜色和标记,特殊地段应做好提示标记。
(3)车间布置设计的原则片剂车间的整体布置及个房间的大小与车间内设备的排列及布置、设备间距的确定等有关,故厂房整体布置时,应考虑设备的排列、生产工艺的要求、安全卫生等问题,有时需反复排列才可得到较满意的结果。
3.2.2竖面设置
生产区以多层建设为主,辅助区的设置以单层建设为主。
3.2.3总平面设计
3.2.3.1设计说明
(1)设计依据
根据所选的厂区地形为平地,风向多为东南风,光照充足,防尘、噪音、防火、防水等来设置。
(2)布置特点
①首先以防尘,噪音等条件和便于管理来看将办公区,生产区,生活区,辅助区相分离。
②由于生产区和生活区为主要的能耗区。
所以将耗能区和原水的处理靠近两地。
而远离办公区和洁净区。
③车间内生产的制品的原料库和成品库以及制风车间在各自的区内便于运输和管理。
④废水的处理在下风侧,减少对产区环境的影响。
⑤生产车间坐北朝南保证良好的采光。
⑥有一定的绿化面积,创造无尘优美的生产和生活环境。
4.产品方案及工艺流程
4.1工艺流程的选择原则
所选择的工艺流程必须保证能达到所规定的产品质量,生产过程较为简洁,管理方便,根据职工的技术水平,能顺利完成连续生产过程和要求,容易配备服务于的流程的自动控制设备,能适应各种原料的生产。
4.1.1一般的工艺流程应该满足一下原则[16]
(1)保证产品质量符合国家标准,外销产品还要满足销售地区的质量要求。
(2)要采用成熟的、先进的技术和设备,努力提高原料利用率,提高劳动生产率,降低水、电、汽及其他能能量消耗,降低生产成本。
(3)工厂建成后迅速投产,在短时间内达到设计生产能力和产品质量要求,并做到生产稳定、安全、可靠。
(4)尽量减少三废排放,有得当的三废处理措施,以减少或消除对环境的污染,并做好三废的回收和综合利用。
(5)确保安全生产,要保证人身安全和设备的安全。
(6)生产过程尽量采用机械化和自动化,实现稳产、高产。
4.2工艺流程的确定
4.2.1工艺流程
绿原酸生产工艺流程如下所示:
醇提时将烘干后的花用粉碎机破碎至约20目[16];
(5)冷沉离心:
将浓缩液至于真空冷冻干燥机中,干燥得精制绿原酸。
其中口腔崩解片操作要点步骤如下[15]:
第一,将微晶纤维素、梭甲基纤维素钠、柠檬酸、碳酸氢钠、聚乙二醇、甜蜜素、二氧化硅、硬酷酸镁用粉碎机粉碎,把粉碎后的各种辅料分别过80目筛;
第二,分别称取微晶纤维素、梭甲基纤维素钠、抗坏血酸加入到混匀的甜蜜素和金银花提取物中,混匀,再加入已称量好的硬酷酸镁、二氧化硅、碳酸氢钠、聚乙二醇混匀,湿法造粒;
第三,以蒸馏水为湿润剂喷洒到混匀的粉末中,边喷洒边用搅拌机搅拌,直到颗粒大小适中,放入鼓风机中充分干燥,把干燥后的颗粒过筛,粒径较优为20一40目筛之间大小均匀适中
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