【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 nducted a preliminary analysis indicates that the project has good market prospects. Key words: Net belt type drying machine。 Light dry kelp。 plant design。 material balance。 equipment selection design 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第一章 緒論 概述 海藻又稱海洋蔬菜，其營(yíng)養(yǎng)豐富又具有保健作用，被稱譽(yù)為“長(zhǎng)壽菜”，現(xiàn)已知的有近百種海洋蔬菜可供人類食用，如海藻中的紫菜、海帶、龍須菜、裙帶菜等。海藻中含有人體必需的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、多種維生素、微量元素及礦物質(zhì)，另外還含有許多特殊成分：如海藻酸鈉、海藻多糖和多不飽和脂肪酸等。海藻內(nèi)含有多種生理活性物質(zhì)，有保護(hù)心 血管系統(tǒng)抗腫瘤、抗衰老、抗病毒等功能。我國(guó)海藻資源豐富，市場(chǎng)廣闊，開發(fā)潛力大。深入分析海藻的營(yíng)養(yǎng)成分，研究有效成分的提取工藝對(duì)開發(fā)海藻類天然產(chǎn)品保健品，發(fā)掘新的藥用成分以及海藻的高值化利用具有重要意義。本文綜述了近十年來(lái)對(duì)海藻的營(yíng)養(yǎng)成分分析和有效成分的提取工藝，以及海藻高值化利用的應(yīng)用研究進(jìn)展。 海藻營(yíng)養(yǎng)成分分析 海藻生長(zhǎng)在海洋的特殊環(huán)境中，所含有的營(yíng)養(yǎng)成分與陸地植物有較大區(qū)別，除含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)和微量元素外，還含有如海藻酸鈉和海藻多糖等特殊成分，在食品和保健方面顯示出巨大的潛力 。眾多學(xué)者對(duì)不同海域不同種類的海藻進(jìn)行了營(yíng)養(yǎng)成分，分析陶平等對(duì)采自大連沿海分屬于綠藻門、紅藻門及褐藻門 13 種食用海藻的有機(jī)和無(wú)機(jī)組成進(jìn)行了研究。它們的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維及總糖含量分別為 122205， ， 18122， 359671g/kg；它們的不飽和脂肪酸含量豐富，約占脂肪酸含量的 55％ 67％；孔石莼與海蘿具有較高的氨基酸含量；測(cè)定 13 種海藻的礦物質(zhì)微量元素和維生素，結(jié)果表明：這些海藻含有豐富的氨基酸及不飽和脂肪酸，富含有人體必需的礦物質(zhì)、微量元素及維生素，為海藻食品的開發(fā)提供了營(yíng)養(yǎng) 評(píng)價(jià)的參考依據(jù)。劉維剛等主要對(duì)福建紅樹林區(qū) 4 種海藻 (扁滸苔混合卷枝藻，鷓鴣菜，節(jié)附鏈藻 )的營(yíng)養(yǎng)元素和氨基酸含量等進(jìn)行研究。結(jié)果表明： (1)福建紅樹林區(qū) 4 種海藻 Fe含量顯著高于一般海藻的平均濃度； Ca 含量則普遍低于一般海藻的平均濃度； P， K， Mg 含量則高于或低于一般海藻的平均濃度； (2)福建紅樹林 4種海藻總氨基酸含量（ TAA） 由高到低依次為 (干重 )：扁滸苔 mg/g，混合卷枝藻 mg/g，鷓鴣菜，節(jié)附鏈藻 mg/g；而必需氨基酸含量 (EAA)由高到低依 次為：混合卷枝藻 ，扁滸苔 mg/g，鷓鴣菜 mg/g，節(jié)附鏈藻； (3)3 月和 6 月，對(duì)生長(zhǎng)在秋茄板狀根上和巖石面上的鷓鴣菜營(yíng)養(yǎng)成分比較，前者的總氨基酸和必需氨基酸含量均大于后者；而元素含量則有不同變化，張桂和以江蘺等以 5種生長(zhǎng)于海南島沿海的熱帶海藻為材料，測(cè)定可溶性糖粗蛋白、脂肪、纖維素、維生素 C的質(zhì)量含量，以期為進(jìn)一步開發(fā)和利用這些熱帶海藻資源奠定初步的基礎(chǔ)，結(jié)果表明：種海藻的營(yíng)養(yǎng)成分不相同，可溶性糖質(zhì)量含量的變化 ％ ％；脂肪 ％ ％；粗蛋白 ％ ％；本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 纖維素為 ％ ％；維生素 C 為 。趙素芬等對(duì)采自湛江沿海的 8種常見海藻的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：碳水化合物是構(gòu)成這 8種藻體主要成分，占藻體干重 ％ ％，蛋白質(zhì)占 ％ ％，平均為 ％，且蛋白質(zhì)中氨基酸含量高，平均為 ％，氨基酸組成中天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、纈氨酸和亮氨酸含量多；綠藻門中種類無(wú)論是蛋白質(zhì)還是氨基酸含量都高于紅藻門和褐藻門中的種類， 4 種綠藻的氨基酸評(píng)分最高 ：粗脂肪占 ％ ％，平均為 ％；粗纖維的平均含量近似于碳水化合物的一半，根據(jù)蛋白質(zhì)和粗脂肪的比例，叉枝藻和盾葉蕨藻均可作為高蛋白低脂肪的良好食物來(lái)源。礦物質(zhì)中鐵鋅含量豐富，介于 ，銅砷和鎳含量超標(biāo)。趙素芬等又分析了粗枝軟骨藻、日本沙菜魚、棲菜芋根、江蘺平、臥松藻、網(wǎng)地藻等 6種生長(zhǎng)于雷州半島沿海的常見海藻的營(yíng)養(yǎng)成分，以期為進(jìn)一步開發(fā)和利用這些海藻資源提供參考。結(jié)論可知，氨基酸含量較高，不少種類中汞、鎘、鉛、砷等含量超出我國(guó)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，海藻體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)成分含量 因海藻種類和生長(zhǎng)海域的不同而有差異。江海燕等也分析了采自湛江海域的 6 種經(jīng)濟(jì)海藻的營(yíng)養(yǎng)成分，得出除海蒿子外，碳水化合物是這些海藻的主要營(yíng)養(yǎng)成分 ,平均為 ％；粗蛋白含量為 ％ ％；粗脂肪含量最低，其中 4 種皆不足藻體干重的％；礦物質(zhì)含量豐富，異枝麒麟菜的 Fe， Zn 的含量都較高，分別為， mg/100g， ；得出相似結(jié)論：氨基酸含量較高；不少種類中鎘、鉛、砷等含量超出我國(guó)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，海藻體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)成分含量因海藻種類和生長(zhǎng)海 域的不同而有差異。 有效成分提取工藝 目前國(guó)內(nèi)外都很重視海藻的研究，越來(lái)越多的提純新工藝被開發(fā)應(yīng)用，為海藻提取物的進(jìn)一步深加工提供前提條件?，F(xiàn)對(duì)海藻內(nèi)膳食纖維、海藻多糖、海藻酸鈉及海藻油的提取工藝分別進(jìn)行闡述。 膳食纖維 李來(lái)好指出：江蘺、麒麟菜、馬尾藻和海帶都屬于大型經(jīng)濟(jì)藻類，其資源相當(dāng)豐富，都含有豐富的藻膠，纖維素，半纖維素等，是生產(chǎn)膳食纖維的優(yōu)質(zhì)原料。實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變上述 4 種藻類的加工方法，從中提取成本低且富有保健作用的海藻膳食纖維，并對(duì)海藻膳食纖維的毒理和功能特性進(jìn)行研究。 海藻多糖 傳統(tǒng)海藻粗多糖提取方法主要有水提、酸提和堿提。酸堿法提取易造成多糖的降解，而酶法提取的成本較高。為提高效率，節(jié)約成本，夏超等采用熱水法提取海藻中的粗多糖，并運(yùn)用正交試驗(yàn)方法，對(duì)海藻粗多糖的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果得出：提取溫度是海藻粗多糖提取的關(guān)鍵因素，其次是提取時(shí)間，加水量和提取次數(shù)影響較小。結(jié)論可知，海藻粗多糖的最佳提取工藝為： 12 倍水量，在本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 80 條件下提取 3 次，每次 1h。 海藻酸鈉 海藻酸鈉又稱褐藻酸鈉，是從褐藻類的海帶或馬尾藻中提取的一種由 1,4聚 D甘露糖醛酸和 L古羅糖醛酸組成的線型多糖碳 水聚合物，是海藻酸衍生物中的一種，所以有時(shí)也稱褐藻酸鈉、海帶膠或海藻膠盤。茂東等采用正交試驗(yàn)方案研究了海南馬尾藻海藻酸鈉的提取工藝，得出最佳的提取工藝條件： Na2CO3濃度為 2％，消化溫度為 55℃，消化時(shí)間為 3h，海藻酸鈉提取率最高達(dá) ％。楊紅霞等采用正交實(shí)驗(yàn)研究了酶解法提取海藻酸鈉的工藝及影響因素，并分析了單因素對(duì)酶解反應(yīng)的影響，從而得出最佳酶解反應(yīng)條件為：稱取干海帶 ，緩沖液用量 55mL， pH 值 ，溫度 45℃，反應(yīng)時(shí)間 18h，加酶量 90U/g，此時(shí)海藻酸鈉浸出量可達(dá) 。 海藻油 海藻油中含有大量不飽和脂肪酸，尤其是含有人體必需的 EPA、 DHA，因而日益受到人們的廣泛關(guān)注；目前，利用藻類生產(chǎn) EPA 和 DHA 的方法有低溫結(jié)晶法、分子蒸餾法、超聲波萃取法等。劉群等以乙醚 /石油醚為溶劑，提取球等鞭金藻海藻油，以料液比乙醚 /石油醚體積比，提取溫度和提取時(shí)間為影響因素，海藻油得率為考察指標(biāo)，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)，確定的最佳提取工藝條件：料液比 1:15，乙醚 /石油醚體積比 1:2，提取溫度 20℃，提取時(shí)間 5h；在此條件下，球等鞭金藻海藻油得率為（ ％）。劉圣臣等以小球藻為 原料，利用反復(fù)凍融技術(shù)破碎細(xì)胞壁，并用乙醇作提取劑提取海藻油，研究了乙醇濃度、液料比、凍融次數(shù)以及提取溫度等因素對(duì)油脂提取率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，最佳工藝條件為反復(fù)凍融 1 次，液料比 3:1（ V/W），乙醇濃度 95％，提取溫度 45℃，出油率達(dá) ％。小球藻經(jīng)反復(fù)凍融提取海藻油，提取較完全，適宜大量生產(chǎn)，有著較廣闊的應(yīng)用前景。與藻泥直接提取及冷凍干燥后提取相比，提取效率高，且差異極顯著。 高值化利用 縱觀海藻的開發(fā)研究發(fā)現(xiàn)，海藻的價(jià)值不僅體現(xiàn)在食用價(jià)值，還在生物活性物質(zhì)開發(fā)應(yīng)用、生物功能材料、生 態(tài)保護(hù)及能源化利用等諸多領(lǐng)域和范圍發(fā)揮日益重要的作用，體現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力和極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。胡愛軍等指出 EPA和 DHA 具有多種重要的生理功能，已引起食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的高度重視。利用海藻作為生產(chǎn) EPA 和 DHA 的又一來(lái)源具有巨大的潛力和十分重要的意義。下萊茵應(yīng)用科學(xué)大學(xué)（德國(guó)）的 B Mahltig 和 GMBU 公司（德國(guó)）的 U Soltman 合作，利用溶膠、凝膠涂料可以把微海藻和碾碎的海藻固定在纖維和織物上，通過(guò)該方法將海藻的生物功能性固定在織物上，并得到生物功能化的織物，用于生物反應(yīng)器、水處理和抗微生物功能織物 領(lǐng)域，應(yīng)用前景極佳。生物能是以生物質(zhì)為載體，將本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存其中，主要依靠植物的光合作用而產(chǎn)生的能源；生物能可以轉(zhuǎn)化為固態(tài)，液態(tài)和氣態(tài)燃料形式，替代傳統(tǒng)的化石燃料，具有環(huán)保和可再生雙重屬性。周志剛等針對(duì)大型海藻能源化的潛能，國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展以及存在的問題，展開了討論并展望其應(yīng)用前景，指出海藻是一個(gè)非常理想的生物質(zhì)原料。美國(guó)斯坦福大學(xué)研究人員利用可進(jìn)行光合作用的海藻細(xì)胞生成了微弱的電流，被認(rèn)為是在生產(chǎn)清潔、高效的生物電歷程中邁出的第一步。目前，研究仍處于初級(jí)階段，研究人員正通過(guò)單個(gè)海藻細(xì)胞證明是否能獲取 大量的電子，這是潛在的最清潔的能量生成來(lái)源之一，聚集電子發(fā)電的效率也將大大超越燃燒生物燃料所生成的能量，與太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率相當(dāng)，并有望在理論上達(dá)到 100 的能量生成效率，但這一方式在經(jīng)濟(jì)上是否合算，還需要進(jìn)一步的探尋。 海藻 加工利用的開發(fā)簡(jiǎn)況 海 藻 自 1927 年被首次引進(jìn)到大連至今己有 70 多年的歷史 。 為了海 藻 養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，我國(guó)科技工作者進(jìn)行了不懈的努力，特別是解放以后，進(jìn)行了海帶養(yǎng)殖生物學(xué)的研究，養(yǎng)殖技術(shù)不斷突破。海帶幼苗低溫渡夏的研究 ， 有效解決了雜藻對(duì)幼苗的危害問題，使 孢 子體的生長(zhǎng)期延長(zhǎng) 3 個(gè)月 ， 增產(chǎn) 50％ 以 上；海帶南移養(yǎng)殖的研究，使海帶養(yǎng)殖擴(kuò)大到了南至福建的廣大海域；海帶全人工筏式養(yǎng)殖技術(shù)的建立，打破了過(guò)去海帶僅生長(zhǎng)在海底礁石上的局限，為我國(guó)海帶養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上 ， 人們對(duì)筏式養(yǎng)殖技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，充分發(fā)揮群體生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，達(dá)到增產(chǎn)目的；七十年代以來(lái)， 860、 1170、單海 1號(hào) 、單雜 10 號(hào) 、 早厚成品系一號(hào) 、 901 等海帶新品種的問世及應(yīng)用大大推動(dòng)了海帶養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展 。 根據(jù)國(guó)家農(nóng)業(yè)部公布的 20xx 年統(tǒng)計(jì)數(shù)字，我國(guó)養(yǎng)殖面積己達(dá)24127 公頃，產(chǎn)量 830410 噸 ， 占世界海藻栽培總產(chǎn)量 的 1/2 以 上， 產(chǎn) 量 占世 界市場(chǎng)的 80％ ， 規(guī)模量連續(xù)多年位居世界 第一。 我國(guó)的海 藻 養(yǎng)殖業(yè)雖有迅速的發(fā)展，但栽培生產(chǎn)上仍以混雜的品系為主， 基本上還沒有建立起健全的良種海藻導(dǎo)入生產(chǎn)的技術(shù)體系和制度。對(duì)于海藻栽培業(yè)來(lái)說(shuō) ， 良種栽培從來(lái)都是生產(chǎn)者十分關(guān)注的問題，也是許多科技工作者多年來(lái)努力的方向。 海藻增殖方法 ① 采孢子投石增殖法：即人工將孢子附著在石塊上，再投入已選定的海區(qū)內(nèi)。石塊的大小依據(jù)風(fēng)浪大小而定。每畝投石塊。 ② 沉設(shè)種海帶法：保存種海帶過(guò)夏，待秋季孢子囊成熟后運(yùn)至已選定的海區(qū)內(nèi)，將種帶干燥刺 激 23 小時(shí)，再將種帶繩兩端綁縛石錨拉緊投入海底。每畝沉放種帶 1000 棵。 ③ 懸繩綁苗增殖法：日本采用此法，即在已選定的海區(qū)內(nèi)先設(shè)置海底浮筏。在浮筏架上垂掛苗繩使其自然放散孢子附著在巖礁上 。 海帶收割上岸后直接依靠本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 陽(yáng)光曬干稱為淡干，淡干海帶用途廣，營(yíng)養(yǎng)成分不受損失，是提取碘、膠、醇的原料。經(jīng)常食用海帶有防止和治療甲狀腺腫病的作用。另外每年還要提供大量產(chǎn)品出口。 設(shè)計(jì)方法 將所要處理的物料通過(guò)適當(dāng)?shù)妮o料機(jī)構(gòu)，如擺動(dòng)帶 ， 分布在輸送帶上，輸送帶通過(guò)一個(gè)或幾個(gè)加熱單元組成的通道，每個(gè)加熱單元均配有空氣加 熱和循環(huán)系統(tǒng)，每一個(gè)通道有一個(gè)或幾個(gè)排濕系統(tǒng)，在輸送帶通過(guò)時(shí)，熱空氣從上往下或從下往上通過(guò)輸送帶上的物料，從而使物料能均勻干燥。 此設(shè)備的特點(diǎn)為： （ 1） 可以調(diào)節(jié)空氣量、加熱溫度、物料停留時(shí)間及加料速度以取得最佳干燥效果。 （ 2） 設(shè)備配置靈活，可使用網(wǎng)帶沖洗系統(tǒng)及物料冷卻系統(tǒng)。 （ 3） 操作靈活，濕物料進(jìn)入機(jī)內(nèi)后，干燥過(guò)程在完全密封的箱體內(nèi)進(jìn)行 ，勞務(wù)條件較好，避免粉塵的外泄。 （ 4） 干燥物料隨同傳送帶移動(dòng)時(shí)，物料顆粒間的相對(duì)位置比較固定，具有基本相同的干燥時(shí)間，對(duì)于物料色澤變化或含水率要求均勻的某些干燥過(guò)程來(lái)說(shuō) ，非常適合，此外，物料在設(shè)備里受到的振動(dòng)和沖擊很輕微，物料顆粒不易破碎，因此也適合干燥某些不允許破碎的物料。 （ 5） 不僅可以對(duì)物料進(jìn)行干燥，有時(shí)還可對(duì)物料進(jìn)行培烤，熟化或冷卻等處理操作 。 設(shè)計(jì)依據(jù) 工廠設(shè)計(jì)必須按照基本建設(shè)及設(shè)計(jì)程序制定產(chǎn)品方案，設(shè)計(jì)工藝，進(jìn)行物料平衡，設(shè)備選型，水電汽估算，勞動(dòng)力平衡，設(shè)定企業(yè)管理組織構(gòu)架，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效果預(yù)測(cè)，繪制產(chǎn)品工藝流程圖、設(shè)備布置圖、車間平面圖和全廠平面圖?？尚行匝芯繄?bào)告應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目建議、項(xiàng)目的研究成果和資料，在全國(guó)調(diào)查，詳細(xì)測(cè)算分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行編制。初步設(shè) 計(jì)應(yīng)以批準(zhǔn)的可行性報(bào)告研究、設(shè)計(jì)任務(wù)書、各項(xiàng)可靠的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料和委托設(shè)計(jì)合同為依據(jù)