【正文】 ................................................................ 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(chǎng)布置平面圖 ....................................................................... 62 附錄四 設(shè)備布置立面圖 ....................................................................... 63 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 63 頁(yè) 1 概 述 香菇多糖，外文名稱(chēng)為 Lentinan 或 Lentinan vial，它是從擔(dān)子菌綱傘科香菇 Lentinus endodes (Berk) Sing 香菇子實(shí)體中提取、分離、純化所獲得的均一組分的多糖，采用凝膠過(guò)濾法和激光拉曼散射法測(cè)得其相對(duì)分子質(zhì)量為 2 104～ 8 104。其主要有效成份香菇多糖，經(jīng)二十多年的研究和應(yīng)用，證實(shí)其具有顯著提高免疫力、抗癌、抗病毒、降血脂、防止動(dòng)脈血管硬化、抗衰老等多種功能。香菇多糖就是研究得較透徹的多糖之一 ,香菇是側(cè)耳科的擔(dān)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(diào)節(jié)免疫功能和刺激干擾素形成等功能的香菇多糖 (lentinan簡(jiǎn)稱(chēng) LNT)和能增強(qiáng)人體免疫力的水溶性木質(zhì)素這 2 種藥用生理活性物質(zhì) ,而引起人們廣泛的重視 [1]。 蔡小玲等 [3]用口蘑、冬蟲(chóng)夏草、香菇等 11 種食用菌的粗多糖進(jìn)行抗腫瘤藥物試驗(yàn)。 張福明等 [4]研究發(fā)現(xiàn)，香菇多糖對(duì)流感病毒具有一定的抑制作用，對(duì)病毒感染細(xì)胞的保護(hù)率可達(dá) %。 總之，香菇多糖具有廣泛的藥理和保健作用，而且研究結(jié)果表明香菇多糖其療效好，毒副作用小，有這廣闊的應(yīng)用前景。劉樹(shù)興等 [7]用水提醇沉法提取香菇多糖，正交實(shí)驗(yàn)確定了最佳提取工藝為：溫度： 85℃，時(shí)間： 5h，加水量： 15 倍水量，除蛋白的最優(yōu)工藝條件：樣液：氯仿 正丁醇 (體積比 )=3，氯仿：正丁醇 (體積比 )=5。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(guò)實(shí)驗(yàn)確定最佳的酶解工藝條件：酶解溫度 50℃，酶解 ，酶解時(shí)間 60 min，酶與香菇粗粉配比為 ∶ 100。研究表明，膜分離技術(shù)在香菇多糖的提取中具有很大的優(yōu)越性。 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(xiàn)的改進(jìn)。 綜上所述， 香菇多糖提取工藝中，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(jīng)典，在目前國(guó)內(nèi)的小型規(guī)?；a(chǎn)中已經(jīng)得到應(yīng)用。 目前所采用的提純香菇多糖先進(jìn)方法多為實(shí)驗(yàn)室研究方法，不利于工業(yè)化生產(chǎn)，而且在 香菇多糖舊生產(chǎn) 中 工藝周 比較 期長(zhǎng)，提取多糖含量低， 實(shí)際生產(chǎn)中規(guī)?；潭炔⒉桓?，這就 制約著該 產(chǎn)品 的發(fā)展。我國(guó)香菇產(chǎn)量高，占全球總產(chǎn)量的 80%左右。 3．酶解提取法是一種先進(jìn)的生化方法，具有高效、安全、節(jié)能、得率高、污染少等特點(diǎn)，已被應(yīng)用于多種植物有效成分的提取，是近年來(lái)發(fā)展較快的綠色新工藝，但是酶容易失活，對(duì)溫度等因素要求苛刻，在應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)中還有待于進(jìn)一步研究。 目前國(guó)內(nèi)外利用香菇多糖的現(xiàn)狀 目前我國(guó)香菇出口競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手首推韓國(guó)，盡管韓國(guó)香菇產(chǎn)量低，但是質(zhì)量好、商品量大，在國(guó)際市場(chǎng)上極富競(jìng)爭(zhēng)力。然而，面對(duì)“入世”我國(guó)香菇產(chǎn)業(yè)也面臨挑戰(zhàn)。深加工的方法很多，如用食用菌生產(chǎn)系列調(diào)味品、系列保健食品和系列中藥，以滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求，進(jìn)一步提高 香菇出口的競(jìng)爭(zhēng)力，鞏固我國(guó)在世界上的香菇“盟主”地位。香菇是我國(guó)傳統(tǒng)的著名食用菌，在世界上最早人工馴化栽培。 （ 1） 香菇的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值 香菇含有的 10 余種氨基酸，其中有異亮氨酸、賴(lài)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 B B PP 及礦物鹽和粗 纖維等。目前，從各類(lèi)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(gè)新來(lái)源。 香菇多糖的 需求現(xiàn)狀 由于香菇多糖國(guó)際國(guó)內(nèi)兩個(gè)市場(chǎng)一路看好，香菇產(chǎn)業(yè)系列開(kāi)發(fā)潛力大，建立規(guī)范化的現(xiàn)代化加工生產(chǎn)企業(yè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本廠(chǎng)采用本地電網(wǎng)供電，可以避免為建設(shè)動(dòng)力設(shè)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(chǎn)的 連續(xù)性。 總之，本設(shè)計(jì)無(wú)論從原材料、動(dòng)力供應(yīng)，還是從交通運(yùn)輸?shù)确矫婵紤]，擬建廠(chǎng)址所在地都比較合適。因此，本生產(chǎn)工藝無(wú)“三廢”排放，可實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。企業(yè)內(nèi)部按照有利于發(fā)展生產(chǎn)，有利于充分利用人力資源、術(shù)、裝備、資金，有利于宏觀調(diào)控微觀搞活，有利于調(diào)動(dòng)各個(gè)方面的積極性，有利于提高經(jīng)濟(jì)效益的原則，在劃小核算單位的基礎(chǔ)上下放權(quán)利，實(shí)行分級(jí)分權(quán)管理。 人員編制如下表 所示： 表 工種 班制 男 女 總?cè)藬?shù) 提取崗位 4 4 4 醇析崗位 4 4 4 過(guò)濾崗位 4 4 4 干燥崗位 4 4 4 乙醇回收崗位 4 4 4 司爐崗位 4 4 4 技術(shù)員 1 1 1 2 安全員 1 1 1 輔助人員 1 3 3 車(chē)間主任 1 2 2 總計(jì) 19 13 32 資金籌措方式 采用部分國(guó)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(yè)的主人，充分調(diào)動(dòng)職工的積極性。 香菇多糖的分子 式： (C42H70O35)n， 香菇 多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)模型如 下圖 所示： 圖 香菇多糖化學(xué)結(jié)構(gòu)模型 香菇多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下圖 所示： 圖 香菇多糖的結(jié)構(gòu)式 香菇多糖的生產(chǎn)工藝 香菇多糖提取的傳統(tǒng)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(duì)香菇的研究不斷深入，又出現(xiàn)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]。 提取 過(guò)濾制備香菇醋醇析 過(guò)濾脫蛋白噴霧干燥多糖產(chǎn)品乙醇回收濾液濾渣濾渣濾液 圖 香菇多糖生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn) 圖 全廠(chǎng)副產(chǎn)品 全廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中將產(chǎn)生大量的香菇廢渣，這些廢渣可以經(jīng)過(guò)香菇發(fā)酵、酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵等多步，將原料中的有關(guān)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成食用菌保健醋中的有效成分，從而生產(chǎn)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。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 63 頁(yè) 3 設(shè)計(jì)說(shuō)明 全廠(chǎng)總平面布置 全廠(chǎng)總平面設(shè)計(jì)為本設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要任務(wù)，總平面設(shè)計(jì)合理與否，直接影響新建廠(chǎng)能否節(jié)約而有 效的的順利進(jìn)行，影響到新建廠(chǎng)后的生產(chǎn)、管理、成本、能耗等各個(gè)方面，同時(shí)還影響到全廠(chǎng)的美觀和今后的發(fā)展。應(yīng)設(shè)計(jì)在工廠(chǎng)主干道旁并且靠近粉碎車(chē)間，以便減少運(yùn)輸。建筑物之間的距離，在滿(mǎn)足防火要求的前提下盡量縮小，以減少建筑面積。為了獲得較好的自然采光以及廠(chǎng)房的防震效果，大部分采用工字形、 L 形、 11 形廠(chǎng)房，外形簡(jiǎn)單整齊。生產(chǎn)性質(zhì)相同的 車(chē)間或輔助環(huán)節(jié)，做到盡量聯(lián)合布置，在大廠(chǎng)房中，這樣可以縮短距離，提高場(chǎng)地的利用率和辦事效率。擬建廠(chǎng)設(shè)計(jì)道路寬度為 9 米，道路的交叉口為圓形。 廠(chǎng)前區(qū) 廠(chǎng)前區(qū)的建筑包括行政樓、研發(fā)樓、職工食堂、醫(yī)務(wù)室等。這樣可以減少管路的鋪設(shè)和運(yùn)輸過(guò)程的損耗。 倉(cāng)庫(kù)區(qū) 倉(cāng)庫(kù)區(qū)包括原料倉(cāng)庫(kù)和產(chǎn)品倉(cāng)庫(kù)，他們都位于主干道旁以便于運(yùn)輸，成品倉(cāng)庫(kù)靠近噴霧干燥的附近。原料、半成品和成品形成整個(gè)順序盡量保證流水作業(yè)，避免逆行和交叉； （ 2） 鍋爐房、變電站等輔助車(chē)間盡量靠近其主 要部門(mén)，以縮短其間距離，節(jié)省投資。在這個(gè)工藝中，基本上沒(méi)有廢氣污染，同時(shí)廢渣可以發(fā)酵生產(chǎn)香菇醋，具有很好的利用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 車(chē)間布置說(shuō)明 本廠(chǎng)采用 水提醇沉法 制取香菇多糖，并將所用的乙醇進(jìn)行回收再利用處理。 由于精餾過(guò)程的主要設(shè)備是精餾塔，精餾塔屬于露天式。 本車(chē)間還具有以下特點(diǎn)： （ 1） 輔料車(chē)間與使用設(shè)備靠近。 （ 5） 各設(shè)備統(tǒng)一安排，排列整齊，有足夠的操作空間，符合工藝流程的要求。K； 故， Q=CmΔT=(20xx+100)(9025)=573300 kJ 總傳熱系數(shù)由經(jīng)驗(yàn)可知： K=20xxW/mK。 為了安全，取 n=34=38 根。醇析過(guò)程主要在常溫下進(jìn)行操作，因?yàn)橐掖既菀讚]發(fā)，溫度過(guò)高會(huì)使乙醇大量揮發(fā)而產(chǎn)生浪費(fèi)，并且高溫操作也會(huì)帶來(lái)危險(xiǎn)。 所以， 2311 1 .144V D H D??? ? ? 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 63 頁(yè) 334 4 3 . 1 = 1 . 5 m3 . 1 4 1 . 1 3 . 1 4 1 . 1VD ?????， H=== （ 2）醇析罐材料選擇 設(shè)計(jì)選用三個(gè)提取罐， 取其壁厚為 20mm，材料為 20R（ GB6654） ； 許用溫度為 20℃ ； 厚度 20mm34mm； 壓力位 。 所以， 2311 1 .144V D H D??? ? ? 334 4 0 . 1 7 m = 4 4 4 m m3 . 1 4 1 . 1 3 . 1 4 1 . 1VD ?????，圓整后取 D=450mm， H==450mm=495mm （ 2） 脫蛋白罐 材料選 擇 設(shè)計(jì)選用三個(gè)提取罐， 取其壁厚為 10mm，材料為 20R（ GB6654） ； 許用溫度為 20℃ ； 厚度 10mm34mm； 壓力位 。 設(shè)計(jì)按一天提取的任務(wù)量來(lái)計(jì)算，則所需要的體積為： V=33=9m3； 填充系數(shù)： 罐實(shí)際容積： V 實(shí) =10m3 查文獻(xiàn) [16],可選儲(chǔ)罐型號(hào)為： HG5157485 計(jì)算容積為 10m3，儲(chǔ)罐內(nèi)徑為 20xx mm，罐壁高度為： 3185mm，拱頂高度為： 260mm，總高：陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 共 63 頁(yè) 3445mm，拱頂厚度： mm。 利用 txy 相圖，可以對(duì)精餾 原理作具體的分析說(shuō)明。 如下圖 所示為一精餾塔。原料液于中部適宜位置處加入精餾塔，其液相部分也逐板向下流入加熱釜，汽相部分則上升經(jīng) 各板至塔頂。 精餾操作對(duì)塔設(shè)備的要求 精餾所進(jìn)行的是氣 (汽 )，液兩相之間的傳質(zhì)，而作為氣 (汽 )，液兩相傳質(zhì)所用的塔設(shè)備，首先必須要能使氣 (汽 )，液兩相得到充分的接觸，以達(dá)到較高的傳質(zhì)效率。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 共 63 頁(yè) 圖 精餾塔中物料流動(dòng)示意圖 精餾操作分析可知，為實(shí)現(xiàn)精餾分離操作，除 了具有足夠?qū)訑?shù)塔板的精餾塔以外，還必須從塔頂引人下降液流 (即回流液 )和從塔底產(chǎn)生上升蒸汽流，以建立汽液兩相體系。頂部冷凝得到的餾出液部分作回流入塔，從塔頂引人后逐板下流，使各板上保持一定液層。 圖 多次部分汽化和冷凝的 txy 理論上多次部分氣化在液相中可獲得高純度的難揮發(fā)組分，多次部分冷凝在氣相中可獲得高純度的易揮發(fā)組分，但因產(chǎn)生大量中間組分而使產(chǎn)品量極少，且設(shè)備龐大。 使用溫度： 0~180℃ 設(shè)計(jì)壓力： ~ 其儲(chǔ)罐主要參數(shù)見(jiàn)下表 （ a） 表 （ a）提取后原料儲(chǔ)罐主要參數(shù)表 公稱(chēng)容積 /m3 公稱(chēng)直徑 /mm 拱頂高度 /mm 拱頂厚度 /mm 總高度 /mm 管壁高度 /mm 10 20xx 8 3445 3185 ② 儲(chǔ)罐（Ⅱ）的用途是存儲(chǔ)乙醇 本儲(chǔ)罐標(biāo)準(zhǔn)系列的設(shè)計(jì)壓力為常壓，設(shè)計(jì)溫度為 0℃ ≤t≤200℃ ，公稱(chēng)容積 Vg 為 ~8m3。 （ 1）水分蒸發(fā)量 12128 5 . 7 28 . 7 5 7 . 5 k g / h1 0 0 1 0 0 2WWWG W? ?? ? ? ??? （ 2)多糖產(chǎn)量 1212100 1 0 0 8 5 . 78 . 7 5 1 . 2 8 k g / h1 0 0 1 0 0 2WGG W? ?? ? ? ??? （ 3）進(jìn)風(fēng)量 根 據(jù) t0=20℃ ，相對(duì)濕度為 80%，在 I—H 圖上查得 x0= 水蒸氣 /kg 干空氣 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 63 頁(yè) I0= 當(dāng) t1=160℃ ， t2=80℃ 時(shí)， 在 I—H 圖上查得 I1=I2= kJ/kg 干空氣 x= 水蒸氣 /kg 干空氣 所以，207 . 5 2 4 4 . 30 . 0 4 2 5 0 . 0 1 1 8WL xx? ? ???kg 干空氣 /h 根據(jù)計(jì)算求得空氣在 20℃時(shí)比容 γ0=所以進(jìn)風(fēng)量為：