年产300吨绿原酸的车间设计正稿

目 录

1 项目建议书 ........................................................ 1 1.1

项目概述 .......................................................... 1

1.1.1 项目名称及项目内容梗概 ................................................. 1 1.1.2 项目投资者 ............................................................... 2 1.1.3 设计人 .................................................................... 2 1.2 1.3

项目提出的背景和依据 .............................................. 2 产品的市场分析 .................................................... 3

1.3.1 市场现状及应用........................................................... 3 1.3.2 项目产品市场的容量 ...................................................... 4 1.3.3 项目产品的竞争力与市场风险分析 ........................................ 4 1.4

产品方案和拟建规模 ................................................ 5

1.5 工艺技术与初步方案 ................................................ 5 1.5.1 工艺技术 .......................................................... 5 1.5.2 技术来源 .................................................................. 5 2 厂址选择 .......................................................... 6 2.1 2.2 2.3

厂址报告书的内容 .................................................. 6 绿原酸车间厂址选择应遵循下列原则 .................................. 6 厂址条件评价 ...................................................... 6

2.3.1 地理位置及厂址环境 ...................................................... 6 2.3.2 厂址地址气象 ............................................................. 6 2.3.3 交通运输情况 ............................................................. 7 2.3.4 燃料情况 .......................................................... 7 2.3.5 供电情况 ................................................................. 7 2.3.6 供水情况 ................................................................. 7 2.3.7 环保方面 ................................................................. 7 3 总平面 ............................................................ 8

3.1 3.2

项目总平面布置说明 ................................................ 8 总平面设计策略 .................................................... 8

3.2.1 平面设置 .......................................................... 8 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 4.2

工艺流程的选择原则 ................................................ 9 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 4.3.4 300吨/年绿原酸车间总物料衡算 ......................................... 12 4.4

4.4.1

设备计算与选型 ................................................... 13 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 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7

车间地址选择的卫生 ............................................... 15 车间内部总平面布局的卫生 ......................................... 15 车间内部建筑的卫生 ............................................... 16 车间防鼠设施 ..................................................... 16 仓库的卫生 ....................................................... 16 生产人员个人卫生 ................................................. 16 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

6.1.1

公共工程 ......................................................... 17 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 7.2

环保治理工艺的设计原则 ........................................... 17 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

年产300吨绿原酸的车间设计

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

The Plant Design of An Annual Output of 300 Tons of Ehloorgenie Acid

Student: Yang biao Tutor:Tang Zhonghai

(College of Bioscience and Biotechlogy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

Abstract The demand from product design, geographical environment, policy environment,

production technology and other conditions, according to the production of 300 tons of ehloorgenie acid request a graphic design workshop,and programs and products, production processes, equipment selection, material balance, the whole plant health and safety, business organizations, such as aspects of the research and design.

Key Words Ehloorgenie acid; Plant design; Material balance; Techno-economic

analysis

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：年产300吨绿原酸的车间设计

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

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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：杨彪

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。

（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

[7]

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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

- - 3 - -

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

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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0.6-0.8 cm;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6O min，第二次3O min;

(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24 h后10000 r/min离心30 min，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

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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'、东经121°14'，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。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

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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

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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。

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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。

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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:

(1)破碎:水提时将金银花低温烘干后切至0.6-0.8 cm;醇提时将烘干后的花用粉碎机破碎至约20目[16];

(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6O min，第二次3O min;

(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24 h后10000 r/min离心30 min，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。 其中口腔崩解片操作要点步骤如下：

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的部分颗粒压片，每片0.5 g。 4.2.2 工艺流程分析

（1）绿原酸的提取 ①最佳提取剂的选择

从水、甲醇、乙醇三种溶剂的提取率看，乙醇优于其他溶剂，从毒性来看乙醇具有安全可靠性，可以确定最佳提取剂为乙醇。以下提取工艺各参数的确定均以乙醇

[15]

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为提取剂[16]。

②料液比对绿原酸提取效果的影响

以70%的乙醇为提取剂，提取效果随料液比的增大而增大，但当料液比达到一定程度时，再增大料液比，提取效果趋于稳定。说明一定的料液比就能够达到较好的效果，使有效成分基本溶出，没有必要再增大料液比。最适料液比为1:10。

③温度对绿原酸提取效果的影响

绿原酸的溶出随温度升高而升高，但达到80℃左右后又开始下降，所以最适提取温度为80℃。

④乙醇浓度对绿原酸提取效果的影响

随乙醇浓度的增加，绿原酸的提取量也随着增大;当乙醇浓度达到一定程度时，提取效果最佳，若乙醇浓度过高，则会导致提取率下降。因此，乙醇的最适浓度为70%。

⑤不同提取时间对绿原酸提取效果的影响

绿原酸提取到一定时间，即90 min时，提取效果最佳。随时间的进一步延长，提取率有所下降。

⑥粉碎度对绿原酸提取效果的影响

粉碎度对绿原酸的提取有一定影响，粉碎的颗粒过小绿原酸的溶出率反而降低，这样既对提取率有影响又增加了能源的消耗，如果颗粒过大，则绿原酸溶出不充分，故本设计选用20目为实验参数。

(2)绿原酸的吸附分离 ①树脂的筛选

D-301对绿原酸的吸附能力和解吸能力均较强。一般来说，吸附载体的吸附能力与其比表面、孔结构、孔隙率、表面极性等有关，比表面、孔容和孔隙率越大，吸附载体的吸附能力也越强。D-301树脂具有相当大的比表面和适宜的孔径，而且吸附和解吸率都较好。

②粗提液浓度的选择

随着被吸附液浓度的升高，大孔吸附树脂上的绿原酸的吸附量逐渐增大。 ③洗脱剂的选择

溶剂的成本和毒性考虑，乙醇也优于其他两种，因此选择乙醇作为洗脱剂。洗脱液浓度的选择15%的乙醇对D-301树脂吸附的绿原酸具有最强的洗脱能力，该溶剂的极性和绿原酸分子本身的极性相接近，有很好的溶解效果。

④高径比的选择

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高径比增加可提高树脂的利用率。但如果高径比太大，也会增加吸附时间，因此本设计根据实际选择高径比是15。

4.3 物料衡算

4.3.1 全车间总物料衡算主要内容

（1）原料消耗的计算，主要原料为金银花、乙醇、大孔树脂、乙酸乙酯、白糊精、微晶纤维素、梭甲基纤维素钠、柠檬酸、碳酸氢钠、蔗糖、甘露醇粉等。

（2）成品，副产品及废气废水计算。 4.3.2 工艺技术指标及基础数据

主要技术参数：

（1）生产规模：年产300吨绿原酸

（2）生产方法：乙醇热回流法，大孔树脂吸附法等 （3）生产天数：300天/年

（4）绿原酸日产量：1 t ，即每周产量6 t （5）绿原酸年产量：300 t

（6）提取率：未脱脂的干燥金银花中绿原酸的提取产率可以达到3.76% （7）口腔崩解片重量：0.5 g/片 4.3.3 口腔崩解片的配方

金银花提取物43%，微晶纤维素8%，梭甲基纤维素钠4%，柠檬酸12%，碳酸氢钠6.6%，聚乙二醇2%，甜蜜素1.2%，二氧化硅0.6%，硬醋酸镁0.6%，低取代轻丙基纤维素4%，甘露醇12%，蔗糖6%，食用香精色素若干种。 4.3.4 300吨/年绿原酸车间总物料衡算

日产lt绿原酸，则所需各种原料的每天需要量为:金银花26.6 t;微晶纤维素186 kg;梭甲基纤维素钠93.2 kg;柠檬酸279.6 kg;碳酸氢钠153.78 kg;聚乙二醇46.6 kg;甜蜜素27.96 kg;二氧化硅13.98 kg:硬酷酸镁13.98 kg;低取代轻丙基纤维素93.2 kg;蔗糖139.8 kg;甘露醇粉279.6 kg;每日生产的片剂为2.33 t。

乙醇的使用有两个方面,一是提取时要用到70%的乙醇,另外就是洗脱时要用到15%的乙醇,设每洗脱1 kg绿原酸需10 L乙醇。假设购买时是99%的酒精,由于乙醇能回收利用,但是由于其的性质容易挥放,每回收一次损失10%,假设每天回收一次,分别需要11611010 L 和1249394 L,一共需要12860404 L。

表1 300吨／年绿原酸物料衡算表

Table 1 300 tons / year plant ehloorgenie aeid material balance table

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产物名称

绿原酸干粉

片剂 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 低取代轻丙基纤维素

蔗糖 甘露醇粉 金银花

生产1吨绿原酸物料量(kg)

1000 2330 186 93.2 279.6 153.78 46.6 27.96 13.98 13.98 93.2 139.8 279.6 26595.74

每年数量(kg) 300000 699000 55800 27960 83880 46134 13980 8388 4194 4194 27960 41940 83880 7978723.40

4.4 设备计算与选型

4.4.1 绿原酸生产主要设备的计算及选型

(1)选用TQ-6.0多功能提取罐

多功能提取罐的容量是6000 L,满足需求。加上过滤器，离心泵，冷凝器在内，功率在20 kw/h。每天8小时，能提取两次，需23个罐。

(2)选ZS-350震荡筛[17，18]

目标工作能力:粉碎后的物料细度应达到80目筛以上。故选择生产能力为150-500 kg/h的筛粉机1台。

(3)选CH-500V高效混合机

目标工作能力:适合未造粒前，流动性较差的干物料粉粒混合。若每小时混合一批则应选择生产能力为500 kg/batch的高效混合机1台。

(4)选GHL-300高效湿法混合制粒机

目标工作能力:使干物料粉粒与结合剂在圆筒形容器中有底部混合桨冲分混合成湿润软材，然后有侧置的高速粉碎桨切割成均匀的湿颗粒。故每小时混合一批则选择生产能力为310 kg/batch的高效湿法造粒混合制粒机1台。

(5)RXH-B-SI热风循环烘干机

目标工作能力:能够用于食品等行业的物料干燥与除湿。如:原料药、生药、中药饮片、粉剂、颗粒、冲剂等。故选择每次干燥量为300 kg热风循环烘干机1台。

(6)W-30O混合机

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目标工作能力:选择适用于造粒后，流动性较好的粉粒及颗粒状的物料进行混合，且效果显著。故选择生产能力为350 kg/batch混合机1台。

(7)VFP35冲自动旋转式压片机

目标工作能力:因设定成品为0.5 g/片，日产2.33吨片剂，则4,660,000片/天，按每班8小时，则583，000片/时，所以选生产能力为12，6000片/时自动旋转式压片机5台。

(8)选DSHJ一2型多用旋转式数片灌装机

目标工作能力:设定每瓶100片，每天4，660，000片，则46,600瓶/天，5825瓶/时，98瓶/分，所以选生产能力为80-120瓶/分的旋转式数片灌装机1台。

(9)选30BIV.V.VI万能粉碎机

目标工作能力:把大颗粒物料充分粉碎达到提高物料细度的目的。如果成品为0.5 g/片，设定日产2.33吨片剂，那么实际所需原料量比设定略大;如果每班按8小时计算，则粉碎时速应大于292 kg/h。故选择生产能力为250-350 kg/h的粉碎机1台。 4.4.2 设备清单

表2 主要设备列表 Table 2 List of major equipment

设备名称 输送机 万能粉碎机 震荡筛 高效混合机 高效湿法混合制粒机 热风循环烘干机

混合机

冲自动旋转式压片机 型多用旋转式数片灌装机 电热恒温真空干燥器

型号/规格 TSJ―650 30BIV.V.VI ZS-350 CH-500V GHL-300 RXH-B-SI W-30O VFP35 DSHJ一2 UD45A-1

生产能力 120 kg/h 350 kg/h 500 kg/h 500 kg/batch 310 kg/batch 300 kg/次 350 kg/batch 12，6000片/h

配用功率/KW

2.5 0.5 0.5 1 0.5 5 0.5 0.5 0.5 10

数量/台 2 1 1 1 1 1 1 5 1 2

120瓶/min

6 kg/h

4.5 水电汽平衡

4.5.1 水平衡

(1)生产用水 因为料液比是1：10，即1g金银花需要10 mL乙醇，提取两次。包括调70%乙醇和15%乙醇所需水，分别为155838 L和255697 L。设生产1 t绿原酸需水为10 L。

因此：G = （155838+255697）*31+10*2.33 = 12757.61 t

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(2)生活用水

w = 2.5*50*(0.0015+0.0025)*12 = 0.3 t

全厂年用水量 = 生产用水+生活用水= 12757.61+0.3*300 = 12847.61 t 4.5.2 电平衡

(1)输送系统

①带式输送机 功率2.5 kw 耗电量（2330/120）*8*2.5*2=776.7 kwh (2)粉碎车间 粉碎机功率 耗电量（2330/350）*0.5*8=26.6 kwh (3)电机 耗电量 33.5*8=268 kwh

(4)照明用电 车间内白天采用自然采光，只有在白天光线不足或夜班时用电照明。车间用电按规定为，故车间照明用电为3 kwh。

(5)生活用电 生活用电量约为10 kwh。 (6)其它耗电量 10 kwh

(7)总耗电量 以上计算之和：1254.3 kwh,车间全年耗电量为376290 kwh。

5. 车间卫生和安全生产

5.1 车间地址选择的卫生

本生产车间应设在市郊无污染区，避免与发电厂、化肥厂、水泥厂等相邻。

5.2 车间内部总平面布局的卫生

所有会产生污染的车间，都要与重要的生产车间相隔离，这样才不会发生内部污染的情况，符合卫生要求。

5.3 车间内部建筑的卫生

1.车间厕所应有冲水、洗手设备和防蝇、防虫设施。其墙裙应砌白色瓷砖，2米以上，顶角、墙角应是弧形，窗台是坡形，地面要易于清洗消毒，并保持清洁。

2.垃圾及下脚料应在远离食品加工车间的地方集中堆放，必须当天清理出车间。 3.与物料相接触的机器、输送带、工作台面等均应采用不锈钢材料，制作车间内应有对设备及工具进行消毒的设施。

5.4 车间防鼠设施[19]

1.车间门窗结构要紧密，缝隙不能大于1 cm，所有出入口包括排水沟出入口，下水道出入口都应安装上洞口小于1 cm的金属网防鼠。

2.地基的深度应深入地下0.5～0.8 m，地面上60 cm之下部分均用坚固砖、石等鼠类不能进入的材料砌成。

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3.墙身光滑，墙角有一定的弧形，可防止老鼠上屋顶的活动。

5.5 仓库的卫生

1.仓库应照明充足，通风良好，要注意防潮。库内设有温湿检测设备、降温吸湿设备以便随时监测温度和湿度。

2.定期清洁、消毒，保持库房整洁和卫生。

5.6 生产人员个人卫生

1.从事食品加工和检验的有关人员，定期进行健康检查，发现有开放性或活动性肺结核、传染性肺炎、流行性感冒、肠道传染病或带菌者、化脓性或渗出性皮肤病、疥疮及其他传染病者，立即隔离，不直接参与食品生产和销售。

2.在特定时间，生产车间的工作人员，穿戴白色工作服和鞋帽，操作前要洗手，不得穿工作服进厕所。

3.个人行为举止和工作方法适当，严禁在车间吸烟和吃零食，随地吐痰和乱扔废弃物，在无保护半成品前咳嗽、打喷嚏等。

4.注意个人卫生，勤洗澡、勤换衣、勤剪指甲、勤理发。

5.生产车间不得带入或存放个人生活用品，如食品、烟酒、药品和化妆品等。 6.加工产品时，为避免对产品造成污染，工人严禁携带手表、首饰等进入车间。 7.原辅材料的卫生

原辅材料要符合有关标准规定，经检验合格后才投入生产。原辅料仓库清洁卫生，并采用防鼠、防蝇措施。

5.7 生产的注意事项

5.7.1生产注意事项

1.避免空气中有粉尘。口腔崩解片的压片和包装应在具有局部通风的系统中进行。同时，皮肤、眼睛和呼吸道都应该加以防护[20]。

2.避光保存，自然光对绿原酸的稳定性影响很大。

6. 公共工程和辅助工程

6.1 公共工程

6.1.1 给排水工程

清洗用水采用自来水。储水设施为封闭式，防止污染储水池。储水设备定期清洗、消毒。清洗用水为经活性炭过滤器处理的自来水锅炉用水为经过软化处理的自来水。发酵用水采用经离子交换树脂处理的自来水。

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6.1.2 供电工程

工厂附近有变电站，为工厂提供工业用电，厂内设有应急发电设备。 6.1.3 采暖通气系统

产品车间配有中央空调。在生产车间配有通风机与排气系统。

6.3 辅助工程

6.3.1 项目需土建的辅助系统

原料库、成品库、办公室、餐厅、车库、厕所、、传达室、展厅、锅炉房、、机修部、水处理中心、污水处理池等。 6.3.2运输设备

车间外运输主要为载重4 t～5 t的卡车。车间内运输主要为泵、带式输送机及手推车等。

7. 环境保护与综合利用

7.1 环保治理工艺的设计原则

1.本着综合治理，力求环境、社会和经济效益之统一的原则，采用节能降耗的新技术。

2.在保证处理效率的前提下，尽量采用国内有成功先例的成熟先进的工艺，确保达标排放。

3.尽量使工艺设备简单，管理方便，便于操作与维修。

4.在保证质量和安全的前提下，尽量减少不必要的设施，节省投资，减少占地面积。

7.2 环境影响及治理方案

在生产过程中，要排放大量的废气、废水和废渣，简称三废。另外噪声也是一种污染，损害人体的健康，应采取措施防治。

我国政府对环境保护工作十分重视，经全国人大常委会通过并办法实行的有关环境保护的法律有12个，另外还制定和颁发了如《环境噪声污染防治条例》等行政法规。

三废治理的原则是：因地制宜综合治理，多种方式积极探索。随着科学技术的进步，环境中和治理必然会取得更大成果。 7.2.1 废水的处理

废水的处理采用等点提取废水，可利用絮凝—厌氧—曝气三级处理工艺历程[21]

- - 17 - -

如下：

废水二级处理后的水质情况如下： Ph6-9。

色度（倍）≤100 Zn≤3

COD（mg/g）≤300 BOD（mg/g）≤120 SS（mg/g）≤200 CL（mg/g）≤400

经三级处理后，水质会更好。 7.2.2 废渣的处理

应用碟片式离心机，沉淀、絮凝等处理将废渣收集后做农作物肥料，可对本工厂有一定的利益回收，另外还可起到环境保护的作用。

7.2.3 噪声的处理原则上应从一下几个方面进行考虑

（1）振源进行控制，如提高机器精度或进行最佳负荷设计等。

（2）对振源进行隔离，采用弹性支撑或弹性连接使振动局限在一定的范围内。 （3）采用动力消振装置，使系统的振动控制在适合的范围内。 （4）采用阻尼材料，使振动迅速衰减。

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8. 技术经济与概算

8.1 劳动定员的编制

8.1.1 劳动定员

生产车间:单班制,全车间17人。

表3 人员编制表 Table 3 Staffing table

机构设置

配料室

车间主任（工程师）

粉碎、过筛、干混、制粒、干燥、总混、压片 装瓶、干燥、冷却、包装 化验室 生产人员 维修人员 机修电修 门卫

机构设置

3人 1人 2人 2人 1人 5人 2人 1人 1人

8.1.2 人员培训

为了使本车间建成后高运转，专业技术人员和技术工人应在国内和与本车间工艺类似，进行培训。 8.1.3 技术管理

为了使本工程运行管理达到所要求的处理效果、降低运行成本的目的，除了按上述的组织机构进行行政管理外，还必须加强技术管理。

(1)根据进厂产量，质量变化，调整运行条件。做好日常产品产量，产品质量、分析、保存记录完整的各项资料。

(2)及时整理汇总、分析运行记录，建立运行技术档案。 (3)建立处理构筑物和设备的维护保养工作和维护记录的存档。 (4)建立信息系统，定期总结运行经验。

8.2 产品成本估算

产品成本估算包括三大部分： 1.每吨产品所消耗的原辅料总成本 2.每吨产品包装材料耗用成本

3.每吨产品须付给工人工资，设备折旧费，动力费

以上各项之和为工厂成本，产品的出厂价格由市场价格而定。

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8.2.1 包装材料成本

每吨绿原酸口腔崩解片的包装成本乘以2.33 t再乘以300天，则为一年的费用。 8.2.2 水费耗用

每年用水量为12847.61 t，每吨蒸馏水水15元，则每年的水费为：12847.61×15 =19.27万元。

8.2.3 工人工资、动力费、设备折旧费

（1）计算每年需付给工人工资（以工人每月工资2000元，管理及技术人员每月工资3000元计）:

（2000 * 12+3000 * 5）* 12 = 46.8万元

（2）每年设备折旧费计算：（按折旧率8%每年计） 设备折旧费 = 设备总价值×8% （3）动力费估算：

每年用电量为每度电为0.8元，动力费为 0.8 * 376290 = 301032元 （4）其他费用：

企业管理及车间维修费按每年万元计，其他不可计费用为10万元。

则一年工厂总成本= 原辅料总成本+包装材料耗用成本+工人工资+设备折旧费+动力费+水费+其他费用

8.3 副产品效益计算

金银花中富含多种对人体健康有益的营养物质除了绿原酸，还有诸如挥发油、黄酮及三菇类和微量元素等，具有很高的利用价值[22]。本设计只是提取绿原酸，可将金银花废渣低价卖给提取其它活性成分的厂家。每吨原料还可产生收入500元，每产生一吨绿原酸就可以产生0.9吨废渣，收益450元。全年300吨绿原酸可创造13.5万元。

9. 结论

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。

本车间选址于烟台开发区，环境优美，交通便捷;在车间平面设计中，总体设计合理，建筑和绿化面积配比恰当;在车间设计中，各辅助设施分布于车间四周，使整车间设计紧凑，同时最大限度降低管道、泵道距离，节约能源，减少对成品品质的影

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响。

综合考虑了经济和技术等因素，对不同工段的生产设备进行选型，满足生产工艺的要求，反应工厂设计的先进性;根据相关标准和本车间的实际情况，设计生产车间和原辅材料库，布局合理，方便生产;配制化验室和研发室，对绿原酸制品从原料到成品进行全程监测和控制，保证质量的稳定性，满足不同人群的消费需求。

绿原酸的发展前景很广阔，应该进一步进行分离提纯，以期得到更纯的绿原酸，添加于各种医药、保健食品和化妆品中。

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致 谢

本设计是在唐忠海老师的精心指导和严格要求下完成的。在整个设计过程中，唐老师给了我许多宝贵的经验，并教会我很多在学习和工作上的道理。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，唐老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此，谨向他致以诚挚的谢意和崇高的敬意，并祝唐老师在以后的工作和生活中万事如意！

附录

附录1：TQ-6.0多功能提取罐 附录2：车间平面布局图

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