年产300吨蛹虫草工厂设计课程

吉林化工学院毕业设计第1章 绪论1.1 蛹虫草简介蛹虫草(Cordyceps militaris) 又称北虫草， 属子囊菌亚门、麦角菌科、 虫草属。蛹虫草中虫草素含量较冬虫夏草高约3 6 倍1。虫草素具有抗病毒、抑菌、抑制肿瘤生长的功效，与环磷酰胺有明显的协同作用，并有降血糖的作用；腺苷是一种遍布人体细胞的内源性核苷，可直接进入心肌经磷酸化生成腺苷酸，参与心肌能量代谢，同时还参与扩张冠脉血管，增加血流量，对心血管系统和肌体的许多其它系统及组织均有明显的生理作用2。蛹虫草作为传统珍贵中药材，我国人民对其药用价值早有认识。李时珍 (1518) 在本草纲目中指出，蝉花能主治“小儿天吊惊痫，夜啼，心悸”3。1.2蛹虫草药理作用1.2.1抗肿瘤作用 蛹虫草对多种肿瘤均有良好的疗效。陈桂宝等 (1997)证明蛹虫草对人黑色素瘤 B16细胞，人白血病HL- 60细胞，人体红血病K562细胞及喉癌细胞具有较好抑制效果，且部分作用优于冬虫夏草3。 1.2.2抗病原微生物 蛹虫草对多种病源微生物均有抑制作用。目前已发现蛹虫草活性成分中起抗菌作用的主要成分是虫草素。Sugar等 (1998)发现虫草素对念珠菌表现出良好的拮抗作用。Ahn等 (2000)利用平板试纸法证明了蛹虫草对类腐败梭菌和产气荚膜梭菌有强烈的抑制作用，并确定是虫草素起主要作用，认为虫草素可用于防治梭菌引起的肠道疾病3。 1.2.3 保护肝肾及呼吸系统 蛹虫草菌丝能明显改善慢性肾功能衰竭患者的身体状况如提高肌酐清除率，促进蛋白质的合成，纠正负氮平衡等，提高患者的生活质量。程晓霞等 (2003)认为人工虫草提取物能够防治庆大霉素导致的急性肾小管损伤，抑制人体自身低密度脂蛋白 ( LDL)引起的人肾小球膜细胞增生3。 1.2.4 清除人体自由基 蛹虫草对体内自由基具有很好的清除能力。王 琦 ( 2002 )报道，蛹虫 草能提高老龄老鼠体内的超氧化物歧化酶 ( SOD )和谷胱甘肽过氧化物酶 ( GSH2Px ) 的活性并降低过氧化脂质 ( LPO)的含量，延缓器官及机体的衰老3。 1.2.5 调节免疫系统作用 蛹虫草主要在免疫器官、免疫细胞及免疫分子等水平上发挥作用，增强机体的免疫功能。崔新颖等 ( 2004)报道蛹虫草能显著提高小鼠脾、胸腺的重量和腹腔巨噬细胞数量及吞噬活性3。 1.2.6调节内分泌与抗疲劳作用 蛹虫草还具有其他作用，如雄激素样作用 ，能提高胰岛素的分泌；贾景明等 ( 2003 )证明了蛹虫草对血乳酸的消除及延缓疲劳的发生也有较明显的作用3。1.3蛹虫草工艺生产国内研究现状我国是第一个对蛹虫草进行商业化栽培生产的国家。1986年吉林省蚕科研究所以家蚕和柞蚕为寄主培养蛹虫草，获得与天然蛹虫草相一致的子实体 ，开启了我国蛹虫草人工栽培的新纪元。大米、小米或高粱米等可为蛹虫草子实体生长提供部分碳源3。 沈阳市农科所等单位于1986 - 1987年在大米培养基和柞蚕蛹上接种北虫草菌，均获得完整的子座。经检测和临床研究证实，人工培育的北虫草具有和野生虫草相似的化学成分、药理作用及临床疗效，完全可以作野生虫草的替代品，用于医疗及保健等领域4。张显科(1997)成功利用小米加上适当的营养液培育出正常的子实体。李 以大米为基本培养基加入营养液培养出正常子座，而以小米替代大米时则只形成橙红色菌丝结块，营养液对子实体的正常形成可能有重要作用3。刘荻(2004)证明了蛹虫草能利用植物蛋白，但仍以动物蛋白为佳。在培养条件方面，温度以 152 5 为宜，不能持续低于 10 ，亦不能高于 30 ，否则会导致菌丝停滞生长或死亡。湿度要求在 60 90 之间。子实体生长阶段每天需要光照长达 1012 h ，生长周期约为 45 60 d 。利用蚕蛹及蝉蛹等昆虫寄主生产子实体是另一重要培育途径3。近年来，宁德市华林微生物技术研究所与广东省梅州市华芝源食用菌推广站生产基地合作，经多年攻关，业已形成较为成熟的具低成本、高工效、 便于推广等特点的盆栽北虫草技术。第一潮转化率平均达 5 5 以上，子实体的形态、色泽接近于天然北虫草产品，品质优良。以直径为35厘米，高 l2 厘米的普通塑料盆为例。每盆装入 130克大米，蚕蛹粉 35克，磷酸二氢钾 4克，葡萄糖4克，维生素 B1 l0毫克，水 160毫升5。冉翠香等认为温差刺激对子实体原基形成的效果较好， 发现人工蛹虫草培育成功的关键在于诱发子实体原基的形成6。目前蛹虫草的栽培主要采用以下3种方法： 将蛹虫草菌接种在柞蚕、 家蚕、 蓖麻蚕等昆虫的活蛹体内， 于一定的温湿度和光照条件下培养。 古恒生、蒋本律、朱宏图等先后用此法成功地人工培育出蛹虫草6。陈顺志等研究表明， 子座的色泽与光线强弱有关， 并瓶栽蛹虫草获得成功，开始以活蛹为培养基的蛹虫草规模化生产6。 采集野生的蛹虫草进行菌种的分离、 纯化， 然后将蛹虫草菌接种在固体培养基上， 于2 02 5及一定的湿度和光照条件下培养， 经3 5 4 5 d子实体即可达到采收标准6。郑晴霞等直接利用液体培养基进行菌丝体的培养， 首次将蛹虫草菌直接栽培在固体培养基上， 并长出子座6。姜明兰等用野生菌进行组 织分离， 在 PDA培养基上分离、 纯化出优良的原种， 经人工驯化的原种在PDA液体培养基中扩大培养后， 接种到大米培养 基上， 获得先端膨大呈棒状的子实体6。张显科等研究认为，高粱米、小米、玉米渣和蚕蛹可以代替大米栽培蛹虫草6。刘守华等得出大米加猪血培养基更适宜虫草菌丝的生长，使产量有所提高6。钱康南等用鸡蛋做培养基成功培育出蛹虫草。真正实现了蛹虫草工厂化生产6。采用液体深层发酵培养蛹虫草菌丝体。继人工固体栽培蛹虫草获得成功 后，经过长期的探索性研究，通过液体深层培养法获得的虫草菌丝体，菌丝体的化学组成与从自然界中采集的蛹虫草的化学组成接近， 而且可 以从发酵液中得到人们需要的物质 ，还能大大缩短生产周期，许多研究人员对蛹虫草液体培养基的配方进行了研究6。邵爱娟等研究得出虫草在进行菌丝发酵时碳源以蛋白胨为最优，采用 1 ： 2或 1：3的碳氮比较为合适6。 李宗军等研究表明，蛹虫草菌丝发酵最佳培养基组成为5大米粉、15豆饼粉、15麦芽粉 、01KH2P04，005MgS047H206。陈晋安等研究得出蛹虫草发酵的适宜培养基组成(蔗糖5O、玉米浆3O、 酵母膏O5、 MgS047H20 005、 KH2PO4005)6。柴建萍等得出玉米粉为最优碳源，蚕蛹粉为最优氮源，MgSO4为最优无机盐6。汪宇等以发酵得率为指标优化培养基成分，初步得到蛹虫草液体培养条件和生长动力学，为蛹虫草液体培养工业化生产提供了一定的理论依据6。1.4蛹虫草工艺生产国外研究现状明代中叶1400-1465年间蛹虫草从浙江传到日本，并在贵族中广泛食用。1723年由欧洲的传教士尚加特利茨库把从中国西北采到的冬虫夏草带到法国，由Reaumur在法国科学院的学士大会作了介绍，并登在会议纪要上；Vaillant于1723年在( Botanicon Parisiense )中报道了大团囊虫草和蛹虫草，20世纪以前人们只对野生蛹虫草进行研究， 20世纪3060 年代，国外研究人员进行了有关蛹虫草生态调查和驯化、人工栽培的研究6。1878年由Saccardo归为虫草属（Cordyceps），冬虫夏草的研究在国外引起重视，中国虫草也开始驰名于世。1932年，日本的小林和久山首次利用米饭为主的培养基培养出蛹虫草子座3。1943年，Berkeley鉴定了中国的冬虫夏草，正式定名为：中国虫草Sphaeri sienesis。1.5未来发展趋势冬虫夏草以其药性温和、补而不峻的特点一直以来倍受关注，但其特殊的生长条件又使其成为稀缺资源7。近年来，很多研究都表明，人工栽培的蛹虫草化学成分及药理作用与冬虫夏草相似，但价格却远远低于冬虫夏草，因此，蛹虫草的开发应用具有极大的潜在市场6。由于巨大的市场需求和极其有限的自然资源，造成了市场上的蛹虫草产品良莠不齐，因此，必须加强对蛹虫草的开发与利用研究8。目前，蛹虫草的人工栽培技术已经成熟， 并进入了产业化生产阶段，但在栽培过程中仍有许多难题， 如菌种退化、 栽培技术不易掌握等问题还有待于进一步研究。在栽培时由于蛹虫草分布广，种类繁多等因素，其药理作用存在一定差异，应加强蛹虫草菌种的选育与保存，选育出药理成分高的品种。在人工栽培方法上，由于发酵法生产菌丝体的生产周期短，可以有针对性地提高某种或某些有效成分的含量，液体发酵法生产菌丝体将是今后蛹虫草产业化生产的重要发展方向，为蛹虫草在医药学方面进一步开发提供基础。同时，应加强蛹虫草的医药基础研究，从分子水平揭示蛹虫草的药理作用，为临床使用蛹虫草提供客观的科学依据，从而拓宽蛹虫草的临床应用范围6。随着人们对蛹虫草的研究越来越深入，蛹虫草这一药用真菌必将具有更广阔的开发应用前景，为蚕业资源开发利用开拓新的领域9。目前蛹虫草生产有多重方式，多个标准。最大的问题是需要人工的地方太多，未来的发展趋势必将是标准化，工业化的机器生产模式。第2章 生产工艺流程2.1工艺流程在实验室配制液体菌种，贮存等待接种培养基各个成分进行装瓶操作对灌装完成的培养基进行灭菌操作（121，0.1MP30分钟）冷却到室温 无菌操作下接种进行暗培养（避光20-25，湿度50%-80%RH）3d光培养（日光灯20-25 50%-80%RH） 采收（一般从见光到采收需要40d） 烘干 包装进入储藏库2.2菌种选择生产过程中出现的菌种退化现象大大限制了蛹虫草的大规模生产，严重影响了蛹虫草的产量8。所以配备专门配备军菌种的实验室，选用菌丝洁白、适应性强、见光后转色和出草快、性状稳定的速生高产优质菌种，是获得栽培成功和高产的关键。2.3培养基制备培养基配方 大米700，蚕蛹粉230，蔗糖4.5，蛋白胨15，酵母粉05 ，维生素B 0.5%。每瓶干料约50g,加入水50g。原料精选验收大米选用无霉变、无异味、无杂质的粳米，要求是当年新产的干燥无霉粒米，湿度大则不宜储存且易滋生杂菌，这对蛹虫草的生产是致命的，刚收购的表面上附着很多的尘土和麦壳，浸泡装瓶前应进行清理除杂。2.4灭菌装瓶后用专用小推车将装好的栽培瓶推入灭菌柜内灭菌。采用高压灭菌柜进行高压灭菌，在121，0.1MP压力下蒸气高压灭菌30 min即可。灭菌后瓶内米饭应上下干湿一致，米粒间有空隙，不能粘稠成糊状。2.5冷却灭菌后，打开灭菌室后门，取出小推车，推入冷却室进行冷却处理，冷却室配有降温排风系统，能快速将高温的栽培瓶降至25摄氏度左右2.6接种消毒：接种工具、菌种外壁、操作人员双手等，用75酒精擦拭或浸沾消毒10。接种前用优质气雾消毒剂或常规方法对接种室密闭消毒30min，即可穿戴消毒衣服进入接种室接种。 接种：培养基冷却到30以下时，在无菌条件下接种，每瓶接液体菌种l0 ml。为防止污染，可适当增加接种量，以利菌丝加快生长，迅速占领料面。接种完后可移人经杀菌消毒和防虫处理的暗培养室内培养。2.7暗培养接种后马上推入暗培养室进行暗培养，时间约3天左右，暗培养室应处于黑暗无光照环境中，配有控温控湿及温度湿度监测系统，保证培养室温度控制在20-25C，湿度65%RH左右。每天检查栽培瓶，观察菌丝生长情况。发现污染瓶，应及时将其清理出培养室，防止出现大面积杂菌污染。2.8光培养（日光灯）菌丝成熟后，由白色逐渐转成橘黄色时，表明菌丝营养生长已经完成。此时，增加光照同时给予10左右的温差刺激，促进大转色。当培养基表面和四周有橘黄色色素出现，开始分泌黄色水珠，并伴有大小不一的圆丘状橘黄色隆起物时，为子座开始形成。此时室内温度保持18 一23，空气相对湿度8O一90。湿度太大容易产生气生菌丝，对子实体生长不利；湿度太低容易使培养基失水而影响产量。在子座形成之后，应根据实际情况适当调整光源方向，保证受光均匀。整个培养期间要适当通风，但不可揭掉封口塑料薄膜，可在薄膜上用针穿刺小孔，以利于气体交换2.9采收，分级在管理正常的情况下，从见光到子囊成熟需要40 d左右，每瓶可生长子座1O一20支。采收标准：子座呈橘红色或橘黄色棒状，高度达58 cm，头部出现龟裂状花纹，表面可见黄色粉末状物，此时应及时采收。2.10烘干采用箱式烘干机，将刚采收的鲜蛹虫草平铺在托盘上，放入烘干机内进行烘干处理，烘干至水分含量少于14%即可。2.11包装、储存新鲜蛹虫草不易储存，除了以散装供应外，均需以一定包装形式供应消费者11。采用哪一种包装是生产厂一个重大的问题，决定成品保藏期，也影响质量增加成本，在建厂时应进行考虑，做出决策。包装材料轻巧，一次性消费无需回收，这对运输、销售和消费均带来方便包装后运入成品库储存，待后续销售。该工艺流程有以下特点：生产周期短、设备投资少、大米利用率高、自动化程度高、生产成本低。第3章 工艺计算3.1 工艺生产线总体设计蛹虫草工厂的工艺设计包括厂区总体布局、建筑结构形式选择、车间内部工艺布局以及对建筑、给排水、电、汽等其他专业提出要求，做为土建工程设计的依据。合理的、科学的工艺设计是决定蛹虫草工厂加工环节优劣的一个重要的方面，是决定蛹虫草产品质量的关键过程。3.1.1 蛹虫草工厂选址虫草厂址选择的基本要求如下12：(1)虫草工厂的厂址由当地城乡部门统一规划，以适应当地发展规划的统一布局。(2)节约用地，尽量不占用或者少占用良田，便于生产销售，应该建在城市的郊区或者远郊区。(3)地质条件和水源可靠。虫草厂址选择要远离流沙，土崩断裂层，放射性物质，文物风景区，污染源存在区，易发生洪水和滑坡地带，有严重粉尘灰沙，昆虫孳生场所。(4)厂区标高要高于当地洪水水位，自然排水坡度在4/10008/1000之间。(5)水源充足且水质符合生活饮用水国家标准，若采用地下水，江水，湖水等需要建立水质监测和水质处理系统。(6)交通运输方便是虫草厂址选择的重要条件之一，尽量靠近铁路公路或者水路便于原料的输入和产品的输出。(7)动力要有充分保证，电力负荷足够，电压平稳。(8)有足够面积美化厂区环境，充分绿化，改善周围空气，噪声，杜绝生产中污染。3.1.2厂区布置虫草厂区布置应该满足一下几点：(1) 厂区各个建筑物和构筑物的设置和分布要满足食品工厂的需要，考虑整个生产过程的连续性，各建筑物件关系紧凑，保证生产作业最短，最方便，运输最小。(2)考虑节能要求，变电站应该靠近耗电量大的厂房。(3)卫生条件符合。各个车间，原料仓库，产品仓库和生活区如宿舍，食堂，商店浴室等严格分开，保证生产过程卫生条件完全满足。车间内人流和物流要分开洁净区和非洁净区要设置隔离缓冲带。(4)考虑风向，洁净要求高的车间在上风向。(5)考虑消防安全。火灾，爆炸危险大的车间，设备应该竟可能敞开半敞开，有道路屎消防设备可以从两个方向快速到达。(6)节约用地。厂区要预留用地用来发展，同时土地利用合理紧凑，采用多层厂房向空中发展，减少土地使用面积。3.1.3 生产区域划分按照加工对象和产品方案确定加工生产线的工艺流程，根据工艺路线及食品加工的相关要求将厂区按功能划分以下几个功能区域：生产区域、生活区域、办公区域、附属区域等。在规划设计中，要遵循整体布局合理，各区域明晰，无交叉污染。3.1.4 厂区道路与绿化厂区的道路设计要遵循食品卫生的规范，做到物流与人流、洁净区与非洁净区专设不同的道路。厂区的绿化是总体规划的重要组成部分，要充分结合厂区的自然条件和环境污染状况，合理布局，符合生态原理，要特别考虑植物景观和美学原则，设计要达到四季常青，三季花香。新建企业厂区绿化面积达到20%以上。3.1.5 确定蛹虫草生产工厂规模根据题目要求，全年生产300天，每天三班24小时生产，一班8小时，生产过程中包括意外，染菌虫草损失率为5%，鲜草转化为干草的比例为7：1。则：年产300吨蛹虫草干草，300天连续生产，那么每天要产出1吨的干草，转化为鲜草为 鲜草=干草7=7吨。每天生产出7吨的鲜草，根据生物转化率培养基和鲜草比例为2:1，计算得出需要配置培养基72=14吨的培养基，转为千克是14000千克。设计采用瓶装容器，每瓶装培养基干料50g，那么每日生产约所以该厂属于大型工厂，需采用四套生产线。本设计采用传送带运输方式，每套生产线保持速度一致，接种速度50瓶/min，每小时3000瓶，每套生产线标准日产量为70000瓶，那么每天24小时中有40min用于设备简单检修和其他休整。3.2 建筑面积计算3.2.1培养基成分培养基成分如下表：表3-1培养基成分r大米蚕蛹粉蔗糖蛋白胨酵母粉维生素B70%23%4.5%1.5%0.5%0.5%每天生产出7吨的鲜草，根据生物转化率培养基和鲜草比例为2:1，计算得出需要配置培养基72=14吨的培养基，转为千克是14000千克。3.2.2原料储藏库面积计算总计每天消耗14吨的原料，那么原料仓库储存一周原料的话，就需要一个可储存原料的大型仓库，每一袋子大米按50kg，每天消耗大米：14000千克70%=9800千克取整数10000kg，一周是70000kg，大概需要大米。每袋按长1m，宽0.5m的空间计算，纵向10袋为10m，上下为十层，那么占用面积根据大米占原料总量的70%推断，总的原料占用面积约为，。空瓶的储备所需空间为 。最终确定原料仓库为500，高度5m。3.2.3灭菌室的设计在121，0.1MP压力下蒸气高压灭菌30 min即可。灭菌后的培养基要求上下湿度一致，米粒间有空隙，不能粘稠成糊状。按标准每日灭菌量为瓶，一次半小时那么一天可进行48次灭菌，那么一次要灭菌，取整数为6000瓶，即，要设计一个一次可容纳6000瓶的灭菌室。瓶子放置在架子上推入灭菌室，每个架子可摆放500瓶，培养架设计为双面，那么需要架，每个架子之间保持一定的空隙，按每个架子平均占地4 来计算，大概需要设计灭菌室面积48，长度设计为6m，宽度设计为5m。3.2.4暗培养室接种后进行发菌培养，在接种后的3d 内，要进行遮光处理。菌丝生长温度范围为182513，菌丝最适生长温度为l825，子座生长温度为1O25。暗培养3d后菌丝开始出现变色，呈现浅黄色的时候转移进行见光培养14。根据暗培养只存放三天的灭菌量，根据每天的生产量瓶，需要培养架560架，三天生产1680架，根据平均每个架子占地面积4，即可以推测暗培养室的面积，取整数7000，设计为长度100m，宽度70m。3.2.5光培养室见光培养就要进入主要培养室将瓶子上架培养，一般从见光到采收需要40d的时间，也就是说培养室要能够容纳至少 的空间。培养架设计为双面，每个架子可容纳摆放500瓶，那么需要培养架每个培养架之间保留空隙，平均占地面积4 ，培养室总占地面积按9万平米计算，设计一个9层楼的培养室，每层楼培养空间1万平米，长宽各100m。3.2.6采收室面积每天需采收瓶蛹虫草，则每小时需采收约11667瓶 ，每人每小时采收约100瓶，则每班需120人进行采收工作，按每人1，加上瓶架等占地2，则每人所需工作面积为3，加上过道面积以及杂物摆放面积，则采收室的面积约为400。3.2.7清洗室的面积采收后进行瓶子的清洗，每日的清洗量，每小时1200瓶的工作量，包括机械推测清洗瓶子的作业面积为200 ，长度50m，宽度40m。3.2.8成品仓库采收之后进行烘干，之后包装入库。日生产一吨的干草，库房保存三个月的量的话，也就是要存放大约90吨的干草，加上预留空间，预计库房面积500。3.3设备选型3.3.1装瓶区装瓶区有传送带将干料及空瓶送入装瓶区。配制好的营养液有管道与装瓶机相连，因为生产瓶效率为3000瓶/h，所以选择一个装瓶能力为30000瓶/h的装瓶机。该机为全自动双工位，采用PLC电脑控制，自动完成传送瓶、装瓶、包膜，整个工艺流程自动化。不同颗粒性和潮湿度的培养基，能实现装瓶质量上的均匀性。多种程序可选，电气控制上选用PLC控制系统，并且采用了人性化的PT显示终端，具有操作简单，能适时状态显示等优点。装瓶机一端各有一条传送带（将瓶子送到压盖机处）。还需要一个公用的传送带和一个托盘夹持机（将瓶子放在推车上）。主要技术参数型号GXZP-850型；功率2 kW ：电源220 V50 Hz或380 V50 Hz；装瓶量3 000瓶h外形尺寸(长X宽X高) 5450 mm xl350 mm x2000 mm。3.3.2.灭菌区将瓶子推入灭菌室里进行灭菌，因为灭菌时间为半小时，且每半小时需要对6000个瓶子进行灭菌。所以选择三个灭菌能力为2000左右的灭菌柜，采用可多次抽真空、进高温蒸汽的方式来置换内室空气进行灭菌，具有升温快、穿透性强、室内温度均匀的特点。优质的管路配件、合理的管路设计和先进的灭菌程序控制，既节约大量能源又保证灭菌效果。 灭菌柜筒体采用矩形结构，结构合理，空间使用率高。灭菌器大门为平移的开门方式，具有快开门联锁装置，安全可靠。可根据不同的灭菌工艺，方便的调整灭菌时间、温度、压力数据。灭菌全过程中二路温度同时参与检测与控制，具有全自动诊断功能，能自动校正程序，无故障自动运行。大门密封槽位于容器缸体上，也可位于门体上，牢固可靠，不漏气。内车进出灭菌柜内，采用轨道设计，平衡省力。主要技术参数型号XMQ-40功率，11KW电源380V尺寸11050270025003.3.3.冷却区灭菌后的瓶子被推到冷却室里进行冷却，冷却室内要有制冷设备（由感应机控制温度）。3.3.4.接种区冷却后的瓶子被推到接种区。每日应接种瓶，则接种速度应为12000瓶/h，选择2台接种能力为6000瓶/h的全自动液体菌种接种机，采用PLC电脑控制，自动完成打开膜、接种、包膜等动作。接种准确、定量、均匀。具有操作简单、智能控制、智能故障报警、自动复位等特点。由于在液体菌种的接种过程中，每个动作之间的时间间隔很短，因而该液体菌种接种装置可实现快速安全液体菌种接种生产。能够满足大批量的液体菌种接种生产的需要，易于实行自动化控制。主要技术参数：型号GXJZ-850型；功率02 kW：电源220V50Hz；接种能力6000瓶h6 500瓶h；最大接种量相对误差l5 ；气源最大功耗90 Lmin(压力06 MPa)。3.3.5.培养区培养室内配置空调、湿度发生器、净化通风系统、保证室内温度、湿度、CO2 浓度满足工艺要求，且分布均匀，以利于菌丝体培育，利用智能化控制系统，实现对培养是的智能化控制。发菌室恒温24-26黑暗。较高浓度CO2可刺激菌丝生长。在光培养室内应设有加湿器（感应器控制湿度），照明设备（计时器控制），通风换气设备（计时器设备）。3.3.6烘干区刚采收的鲜蛹虫草运到烘干室进行烘干，日生产鲜草量为7000kg，选择十台烘干能力为500kg的箱式烘干机。每天烘干两次。该设备是一种箱体式，并可装拆，分为CT型（离心风机）CT-C（轴流风机）的系列产品，它是利用蒸气和电为热源，通过加热器加热，大量热风在箱内进行了热风循环，经过不断新风补充从进风口进入箱体，然后不断从排湿口排出，这样增加了传热效果，使箱内物料水分逐渐减少。烘箱配用低噪音、耐高温轴流风机和自动控温系统，整个循环系统全封闭，使烘箱的热效率从传统的烘房37提高到目前的3540，最高热效率可达70。箱式干燥机主要技术参数型号CT-C-IV功率 1.52KW尺寸 446022002290每次干燥量 480kg水分蒸发量 15kg/h3.3.7洗瓶室采收后的脏空瓶运到洗瓶室进行清洗，每天需清洗瓶，选择四台清洗能力不低于3000瓶/h的自动洗罐机，清洗过的瓶子由传送带运到储瓶室摆放整洗罐机主要技术参数：1.生产能力: 3000瓶/小时(可调)2冲洗压力: 0.10.25兆帕，耗水量：0.3Mpa时1.53t/小时。3.机型号及功率:UD007D0.55B5WJ62/PC28, 0.55千瓦4.外形尺寸(长宽高)：30007001350毫米主要特点:1. 本机为链轨式人工上下瓶，冲洗水跟踪式内冲及定位式外淋，冲洗时间约为8秒，控瓶时间约为26秒。2. 带有水过滤设施，能够过滤水中的杂质可循环利用。3.本机外露部分及与液体接触部分，均用不锈钢、黄铜及尼龙制造，符合食品卫生标准。4.分水阀体用增强尼龙制造，吸水率低，阀体托盘用不锈钢制造，由弹簧支承，上表面抛光处理，故摩擦系数小，使用寿命长。3.4蛹虫草工厂工艺主要系数灭菌：温度 121；压强 0.1MP时间：30min；冷却：温度 20；时间 1h；暗培养室：温度；20-25湿度 50%-80%RH光照：黑暗；时间：3天光培养室：温度 20-25 ； 光照 日光灯500-800IX 湿度50%-80%RH 时间 40天烘干：含水量14%温度 ；3.5主要设备因为大部分有关食用菌生产的机械设备的处理能力在4000-7000瓶/h之间而本设计的处理能力为瓶/h，所以选择四条生产线，则选择的主要生产设备如表3-2表3-2主要生产设备设备名称型号工作效率功率数量自动装瓶机GXZP一850型3000瓶/h2Kw4自动灭菌柜XMQ-404000瓶/h11KW3液体自动接种机GXJZ一850型6000瓶/h0.2KW2箱式干燥机CT-C-IV480kg/次1.52KW10自动洗罐机UD007D0.55B5WJ62/PC283000瓶/h0.55KW4表3-3 主要空调管理设备序号设备名称型号功率材质数量1冷风机DD-DJ-DL4kw/380v钢材32散热器DNF-88kw/380v不锈钢183加湿器DOS-10A1.8kw/220v全机不锈钢1004照明灯LED6w/220v玻璃10005换气机DTF-44kw/220v不锈钢18以上的空调管理设备统一由一个培养室智能控制箱控制，如图3-4表3-4 系统连接示意图3.6物料衡算3.6.1物料衡算培养基配方：大米70%，蔗糖4.5%，蛋白胨1.5%，蚕蛹粉23.0%，酵母粉0.5%，硫酸镁0.3%，维生素B10.5% 每天生产出7000kg的鲜草，根据生物转化率培养基和鲜草比例为2:1，计算得出需要配置培养基4620kg的培养基。 根据培养基的成分比例，可计算出每日消耗原料：大米：14000千克70%=9800千克 蚕蛹粉：14000千克23%=3220千克蔗糖：14000千克4.5%=630千克 蛋白胨：14000千克1.5%=210千克酵母粉：14000千克0.5%=70千克 维生素B：14000千克0.5%=70千克3.6.2用水量工厂用水主要分为工艺用水和生活用水两部分。工艺用水主要体现在培养液配制，瓶子的清洗及设备的清洗 ；生活用水主要包括清洁用水、洗手洗厕用水、绿化用水等。本工艺米水比为1:2，则辅料液用水约20吨，自动洗罐机的用水量为100t，设备清洗机的用水量为6t ,水冷装置用水量为1.8t/h；其它用水量为1.2t；则加工过程中每天用水量约为129t。生活中，每天员工洗手、清厕、食堂用水、绿化用水总量为21t。则工厂每天需用水量为150t；每年用水量为45000t。3.7能量衡算3.7.1用电量工厂用电量包括机械设备的运行用电、照明用电、生活用电等。工艺操作过程中主要机械设备和照明总功率约为473kw，一天工作时间以24小时计，则消耗电量为11352度。工业用电1元/度，每日电费11352元。 生活区用电约为1000度，生活用电0.5元/度，每日电费500元。3.7.2热量衡算本设计生产工艺都采用电作为主要能源，包括灭菌，和培养室的控温等。生活区，办公区，生产车间等冬季取暖等需要锅炉房提供热量，根据实际情况估测需要三台20吨的热水锅炉。如果锅炉每小时输出热量为千卡的热量，按普通热水锅炉的热效率70%算的话，每千克煤炭按7000千卡计算，/（70000.7）=140千克煤/小时，一天24小时，那么需要煤炭24140=3360千克标准煤。 三台锅炉则需要约10吨煤炭，一年供暖四个月120天，总消耗煤炭1200吨，煤的价格不一，一般700到1300不等，取每吨1000计算，一年约要130万元的煤。3.8 经济合算原料成本=（98004+32206+63010+21020+7030+70150）300= 2448.6万罐头瓶=0.340=2520万运输成本约为80万。成本估算=原料成本+罐头瓶+运输设备=2864.6万3.8.1 土建估算土建包括生产区域、生活区域、办公区域和附属区域。其中生产区域包括生产加工车间，仓库；生活区域包括食堂、员工宿舍；办公区域包括综合办公楼、变电所、水泵房；附属区域包括汽车房、门卫、车棚、娱乐活动场地等。预计投资土建6000万人民币。3.8.2 机械设备经费估算表3-4 主要设备及价格表序号设备名称数量（台）预算价格（万元）1自动装瓶机462自动灭菌柜3163液体自动接种机2144箱式干燥机10105自动洗罐机43由上表可知主要设备预算花费人民币212万元，另外，生产环节中还要用到传送装置，运输工具等其它辅助设备等，预计投入260万元购置。所以，生产环节中主要设备和辅助设备总投资约为472万元人民币。3.8.3 工人工资预算工厂主要分生产和销售两大部分，生产环节拥有技术人员200人（包括工人技术人员，质量监督技术人员，机械操作技术人员等），主管人员50人（包括工艺技术指导人员、部门主任、销售经理等人员）；销售环节拥有100人；其他人员50人（包括库管人员、清洁工等）。技术人员年薪以6万元人民币计；主管人员年薪以10万元人民币计；销售人员年薪以5万远人民币计；其他人员年薪以4万元人民币计，那么工人工资预计需要人民币2400万元人民币。3.8.4 实际生产总值结算 如果每吨水费按2元计算的话，则每年需要支出水费9万元人民币；每年需要支付电费355.56万元人民币。其他费用为200万元（包括设备维修、厂区维护，废物处理等费用），则该厂当年支出的费用为：支出1=2864.6+6000+472+2400+9+355.56+200+130=12381.16万元每公斤虫草600元，当年产值=3001000600=18000万该厂当年盈利为：盈利1=18000-12381.16=5619万元在第二年以后无需支付土建费用和购置机械设备的钱，所以第二年以后的支出费用为：支出2=2864+2400+9+355.56+200+130=5958.56万 该厂第二年以后每年可以盈利为：盈利2=18000万-5958.56万=12041.44万第4章 食品安全 近年来三氯氰胺事件、塑化剂事件、违规添加剂的暴料等等都为人们敲响了警钟。越来越多的人开始注重食品的安全问题。这就需要企业拥有先进的工艺技术和先进的管理体制。对于菌类制品来说，最大的威胁是农药残留和染菌霉变等。4.1 农药残留农药残留（Pesticide residues），是农药使用后一个时期内没有被分解而残留于生物体、收获物、土壤、水体、大气中的微量农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称。施用于作物上的农药，其中一部分附着于作物上，一部分散落在土壤、大气和水等环境中，环境残存的农药中的一部分又会被植物吸收。残留农药直接通过植物果实或水、大气到达人、畜体内，或通过环境、食物链最终传递给人、畜。检测方法：在一定条件下，有机磷和氨基甲酸酯类农药对胆碱酯酶正常功能有抑制作用，其抑制率与农药的浓度相关，正常情况下，酶催化神经传导代谢产物（乙酰胆碱）水解，其水解产物与显色剂反应，产生黄色物质，通过抑制率可以判断出样品中是否有高剂量有机磷或氨基甲酸酯类农药的存在。4.2霉菌，杂菌霉菌即是丝状真菌霉菌是丝状真菌的俗称，意即发霉的真菌，它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体，在蛹虫草生产中最可能感染出现，由于其生存能力强，繁殖能力强，几乎是无处不在的。其中有黑曲霉菌，土曲霉菌，蓝霉菌等要达到控制目的必须使洁净区严格消毒，控制人员流动，空气流动，还要定期检查，消毒，消除霉菌。其他还有细菌类侵染，生产过程虫害，携带病菌污染等。预防措施同上，严格控制好洁净区的卫生条件，控制人员流动，空气流动等。第5章 HACCP体系的应用5.1 HACCP原理简介5.1.1 HACCP原理HACCP是“Hazard Analysis and Critical Control Point”的首字母缩写，即“危害分析与关键控制点”是对食品安全有显著意义的危害加以识别、评估、以及控制的体系。这个体系通过对原料、关键生产工序及影响产品安全的人为因素进行分析，确定加工过程中的关键环节，建立、完善监控程序和监控标准，采取规范的纠正措施。建立在科学性和系统性基础上的HACCP，对特定危害予以识别规定了控制方法，以确保食品的安全性。HACCP是一种评估危害和建立控制体系的工具，它旨在建立以预防为主而不是主要依靠最终产品检验的控制体系。任何HACCP体系都具有适应变化的能力，例如设备设计、加工方法或技术开发上的进步。HACCP可应用到最初生产者到最终消费者的食品链中去，它的执行应在对人类健康有风险的科学证据的指导下进行。在加强食品安全性的同时，实施HACCP体系也可能带来其他重大收益。此外，HACCP体系的应用有助于制定规章的权力机构进行检验，并通过提高食品安全的可信度促进国际贸易。5.1.2 HACCP运行的前提条件HACCP体系是食品生产中保证食品安全卫生的预防性管理系统，它不是一个零风险体系，也不是孤立的体系，也不能靠HACCP解决管理上的一切问题。它要求企业有一个管理基础（如ISO9000等），要求对食品安全卫生有一个基本的控制水平，达到良好操作规范（Good Manufacturing Practice, GMP）要求；还要求企业拥有和有效地实施一个卫生标准操作规范（Sanitation Standard Operation Procedure, SSOP），才能使HACCP体系有效的运行。5.1.3 GMP和SSOP在蛹虫草生产加工中，建立HACCP体系，采用GMP和SSOP是保证蛹虫草品质安全问题的前提。它包括八个方面：（1）水的安全性；（2）食品接触表面的清洁和卫生；（3）交叉污染的预防；（4）手清洁、消毒和卫生间设施；（5）防止外来污染物造成的损害；（6）有毒化合物的处理，贮存和适用；（7）雇员的健康状况；（8）昆虫及鼠类的扑灭及控制。5.1.4 HACCP与ISO9000ISO9000，即质量与质量保证体系标准。HACCP是在ISO9000系统以及其它相关标准基础上建立的食品加工产品的安全防范法规，可视为ISO9000系统标准的一部分。ISO9000共有20个要素，其中“过程控制”是保证最终产品质量的一个重要程序，而HACCP体系中危害分析与关键控制点的全程动态监控是使最终产品质量达到“零缺陷”的重要手段。如果执行ISO9000的食品企业把“过程控制”这个要素突出出来，就抓住了HACCP的根本。5.1.5 HACCP包括的七项原理原理1：进行危害分析原理2：确定关键控制点原理3：建立关键限值原理4：建立监控关键控制点控制体系原理5：当监控表明个别CCP失控时所采取的纠正措施原理6：建立验证程序、证明HACCP体系工作的有效性原理7：建立关于所有适用程序和这些原理及其应用的记录系统5.1.6 关键控制点判断树该步骤是否有控制危害的措施CCP否非CCP是非CCP否是否有后续步骤可将此危害去除或减少到可接受的程度否没有该步骤的控制是否安全上所必要非CCP是修正加工流程是CCP否该步骤是否可能造成危害物质的过量污染或增生到不可接受的程度该步骤是否能够将危害去除或减少到可接受的程度有 图 4-1 关键控制点判断树5.2 HACCP体系在食用菌工厂中的应用5.2.1 蛹虫草生产加工中危害分析危害，是指一切可能影响食品食用安全性，可对消费者的身体健康造成危害的各种生物的