高锐—201207724—L-乳酸发酵车间工艺设备设计

1、兰州交通大学生物工程课程设计题目：L-乳酸发酵车间工艺设计 院(系)别 化学与生物工程学院 专 业 生物工程 班 级 生工1201班 学 号 201207724 姓 名 高锐 指导教师 蔡亚东 二一四年七月摘 要 L-乳酸是一种极具发展潜力的精细化学品，具有广泛的用途。本设计是以发酵法生产L-乳酸发酵车间的工艺设计，以薯干为原料，对其进行直接粉碎、调浆、液化，然后进行液体深层发酵，以钙盐法提取，最后结晶、干燥得到L-乳酸。其中发酵培养接种量为5%，发酵时间为14h，每升发酵液可以纯化得到L-乳酸产品120g。年操作日300天。发酵罐高4m，直径2m，通气搅拌功率为20.51kW；种子罐高1.4

2、m，直径0.7m，轴功率为3.36kW。本设计总计投资1860万元，预计年销售额5832万元，生产总费用4228.9万元，固定成本217.2万元，最后所得年利润为1385.9万元。本设计以工艺设计为主线，以工艺流程为顺序，画出流程图与设计图，最终设计出年产10000吨的L-乳酸发酵车间。关键词： L-乳酸 发酵车间 工艺设计 工艺计算Abstract L-lactic acid is a kind of fine chemicals with great potential for development, which have extensive uses. The design focus

3、es on the fermentation workshop process design of producing L-lactic with fermentation method. In this design, raw material are sweet potatoes, and the production processes is direct smashing, conditioning and liquefying, using the gas-liquid submerged fermentation, extracting with the method of pre

4、cipitation by calcium salt, and finally producing L-lactic acid through crystallizing and desiccating. The fermentation inoculum is 5%, fermentation time is 14 hours, per liter of fermentation liquid can be purified and produce 120g L-lactic acid, yearly operation time is 300 days. Fermentation tank

5、 is 4 meters high, diameter is 2 meters, aeration and agitation power is 20.51kW; and seed tank is 1.4meters high, diameter is 0.7 meters, shaft power is 3.36kW. The design has a total investment of 18.6 million yuan, expected annual sales is 58.32 million yuan, the total cost is 42.289 million yuan

6、, fixed costs is 2.172 million yuan, and the annual profit is 13.859 million yuan. The design introduces the design and calculation process of the entire production process and equipment in detail, and introduces the properties, uses and the production situation at home and abroad of L- lactic acid

7、at the same time. Taking process design as the main line, taking process flow as the order, drawing a process flow diagram and design charts, and finally designing a L-lactic fermentation workshop with an annual output of 10000 tons.Keywords: L-lactic acid； The fermentation workshop； Process design；

8、 Process calculation目 录0. 前言11. 概述21.1 产品概述21.1.1 乳酸的理化性质21.1.2 乳酸的用途及功能21.1.3 国内外生产情况31.2 设计概述31.2.1 设计依据31.2.2 设计范围41.2.3 指导思想42. 设计42.1 设计任务42.2 工艺设计52.2.1 原材料及产品52.2.2 生产流程52.3 工艺计算6 2.3.1 物料衡算6 2.3.2 能量衡算72.4 设备设计及选型92.4.1 发酵罐的设计92.4.2 种子罐的设计112.4.3 发酵液贮罐的设计122.4.4 发酵罐配料罐的设计122.4.5 种子罐配料罐的设计122

9、.5 废渣处理132.6 人员组织管理132.7 财务分析13 2.7.1 投资分析13 2.7.2 效益分析142.8 工厂设计14 2.8.1 工厂选址14 2.8.2 工厂总平面设计15 2.8.3 车间总布局设计163. 参考文献174. 附录185. 致谢200.前言 乳酸（IUPAC学名：2-羟基丙酸）是一种化合物，它在多种生物化学过程中起作用。它是一种羧酸，分子式是C3H6O3。它是一个含有羟基的羧酸，因此是一个-羟酸（AHA）。在水溶液中它的羧基释放出一个质子，而产生乳酸根离子CH3CHOHCOO。其纯品为无色液体，工业品为无色到浅黄色液体。无气味，具有吸湿性与毒性。能与水、乙

10、醇、甘油混溶，水溶液呈酸性，PKa=3.85。不溶于氯仿、二硫化碳和石油醚。在常压下加热分解，浓缩至50%时，部分变成乳酸酐，因此产品中常含有10%15%的乳酸酐。由于具有羟基和羧基，一定条件下，可以发生酯化反应，产物有三种1。乳酸作为世界公认的三大有机酸之一，自从1780年Scheele发现乳酸以来，乳酸的生产及应用技术得到大规模的提高。L-乳酸、L-乳酸盐及其聚合物广泛应用于食品、医药、农业、化学工业等领域。此外，以L-乳酸聚合的聚乳酸(PLA)，凭借其可生物降解，生物相容等特性，越来越受到广泛的研究和关注。L-乳酸是一种极具发展潜力的精细化学品，具有广泛地用途。在食品行业可作为仿佛保鲜剂

11、、调味料等，在医药方面可作为蒸汽消毒、药物制剂、载体剂和助溶剂等，在农业畜业可用于生产缓释农药，农用薄膜以及牧草成熟剂等。目前全世界的产量为10 万吨。我国占世界产量的10 %。由于聚乳酸产品的研究和开发,L-乳酸将有可能代替目前困扰世界各国的白色热塑污染产品,成为名副其实的“绿色”环保制品。L-乳酸可通过生物发酵法和化学合成法生产制造得到。采用生物发酵法制得的L-乳酸是目前乳酸生产的重点,发酵法的原料一般是玉米、大米、甘薯等淀粉质原料（也有以苜蓿、纤维素等作原料，有研究提出厨房垃圾及鱼体废料循环利用生产乳酸的）2。L-乳酸发酵阶段能够产酸的乳酸菌很多，但产酸质量较高的却不多，主要是根霉菌和乳

12、酸杆菌等菌系。不同菌系其发酵途径不同，可分同型发酵和异型发酵，实际由于存在微生物其它生理活动，可能不是单纯某一种发酵途径。若要同热塑产品在价格上形成竞争,L-乳酸发酵生产的成本必须大幅度下降,生产规模要扩大。此次课程设计就是以此为目标的对L-乳酸工业生产发酵罐级车间布局的设计。1.概述1.1 产品概述 1.1.1 乳酸的理化性质 乳酸，学名为-羟基丙酸，分子式为C3H6O3，结构式为CH3CHOHCOOH，相对分子质量90.08，是一种常见的天然有机酸。乳酸分子内含有一个不对称碳原子，具有光学异构现象，有D型和L型两种构型，其中L-乳酸为右旋，D-乳酸为左旋3。表1 乳酸的理化性质构型熔点/比

13、旋光度D20解离常数（25）熔化热/（KJ/mol）L25-263.3°1.37×10-416.87D25-263.3°1.37×10-416.87LD1801.37×10-411.35 1.1.2 乳酸的用途及功能 乳酸及其衍生物广泛应用于食品、医药、化工、皮革、纺织等领域2,8。（1）食品行业：主要用于糖果，饮料(如啤酒、葡萄酒及乳酸类饮料)等食品加工业中，作为酸味剂及口味调节剂，被称为安全的食品添加剂。另外还可用于清凉饮料、蔬菜的加工和保藏；（2）医药行业：在医药方面广泛用作防腐剂、载体剂、助溶剂、药物制剂、pH调节剂等。L-乳酸是一种重

14、要的医药中间体，可用作生产L-乳酸钙、L-乳酸钠、L-乳酸锌、L-乳酸亚铁等药物，还可用作手术室、病房、实验室等场所的消毒剂；（3）化妆品行业：可用作滋润剂、保湿剂、皮肤更新剂、pH调节剂、去粉刺剂、去齿垢剂；（4）农药行业：L-乳酸具有很高的生物活性，对农作物和土壤无毒无害，可用作生产新型环保农药，在日、美等发达国家已得到大力的推广；（5）纺织、皮革、烟草行业：乳酸可用来处理纤维，可使之易着色，增加光泽和触感柔软；可使皮革柔软细腻，从而提高皮革的品质；适量加入L-乳酸，可提高烟草的品质，并保持烟草的湿度； 除上述用途外，L-乳酸最主要的用途是聚合生成聚乳酸，它具有良好的相容性和可生物降解性，

15、已广泛应用于包装业、医药行业和纺织业4。 1.1.3 国内外生产情况 我国乳酸工业始建于20世纪40年代，起步发展于20世纪80年代中期至90年代初期，目前，我国正常生产的乳酸生产厂家有20余家，总生产能力约为2万吨，实际产量约为1.5万吨。我国乳酸生产与国外先进水平仍有较大差距，乳酸生产规模较小，发酵罐仅30吨/台-60吨/台，产酸率较低；产品品种仍以DL-乳酸为主，占80，产品色度质量不高5：另外在后提取方面更有较大差距，总体上生产成本较商。某些规划中要上的L-乳酸项目基本徘徊在年产30005000吨的规模，规模效应远不如国外。 我国乳酸的最大消费领域是香料和香精行业，其用量约占乳酸总消费

16、量的40，主要用于生产乳酸乙酯用于调制各种酒类6。在啤酒工业中，调节麦芽汁pH，目前全国约有25的啤酒生产厂在使用乳酸，年消费量约为3000t。我国的L-乳酸只占乳酸产量的2-5，且每年需要进口数万吨优质的L-乳酸，据专家预测，PLA在未来10年中，可达10亿磅年的市场规模，可见其对L-乳酸消费增长和市场成长将具有极大推动作用。 正因为L-乳酸有着广泛的用途和良好的市场前景，所以自L-乳酸问世以来，就在国际市场上颇受追捧，需求增长迅速，其市场价格为维持在2万吨左右。作为一种重要的食用有机酸，L-乳酸的需求量仅次于柠檬酸，其市场需求正以每年超过10的速度在增长。目前，国内市场需求量在5万吨以上，

17、国际市场需求量约在30万吨，而我国虽然是有机酸出口的大国，但高品质的L-乳酸的生产和供应却很少，目前我国L-乳酸的年产量不足3万吨，可见该产品的市场发展前景广阔，颇具开发潜力7。我国生产的乳酸产品除满足国内需求外，每年都有一定量的出口，出口国家和地区主要是日本、韩国以及其它一些东南亚国家和地区。1.2 设计概述 本设计是关于L-乳酸发酵车间的工艺设计，包括确定工艺流程和工艺参数，物料衡算和能量衡算，确定各种设备的体积、数目和规格等参数，带控制点的工艺流程图、主要设备图，撰写设计说明书。 1.2.1 设计依据（1）依据与工厂设计和生产工艺相关的各种资料，如化工工艺设计手册。（2）GB/T 501

18、032001 总图制图标准。（3）GB5018793 工业企业总平面设计规范。（4）化工原理。（5）生物工艺原理。（6）生物工程设备。 1.2.2 设计范围（1）针对产品的要求进行工艺流程的设计；（2）主要设备的计算和选型；（3）带控制点的工艺流程图；（4）主要设备图。 1.2.3 指导思想 发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼（包括废水处理）等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。发酵工程的三个阶段均分别有它们各自的工艺原理和设备及过程控制原理

19、，它们一起构成发酵工程原理8。 千百年，特别是最近几十年的发酵工业生产的实践证明：微生物是发酵工程的灵魂。近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。 从生物科学的角度重新审视发酵工程，发现发酵工程最基本的原理是其生物学原理，而前述的发酵工程原理均必须建立在发酵工程的生物学原理的基础上。因此，发酵工程的生物学原理是发酵工程最基本的原理，并且可以把它简称为“发酵原理”9。2 设计2.1 设计任务本课程是生物工程专业的一门实用性和技术性很强的专业课程。学习本课程的日的是使学生在完成相关专业课程后，尤其是在完成生物工程设备这门课程后，综合运用3年所学的知识，进行工厂的初步

20、设计。通过专业课程设计使学生掌握应具备的基本设计技能。使学生走上工作岗位后既能担负起工厂技术改造的任务，又能进行车间或全厂的工艺设计。本课程任务是:1.撰写简要设计说明书，内容包括前言、工艺选择及论证、关键设备计算等2.绘制产品工艺方案流程图（若不会CAD制图可手绘）。2.2 工艺设计 2.2.1 原材料及产品 菌种：米根霉，购自中国工业微生物菌种保藏中心(CICC)。 发酵原料：1.种子培养基 葡萄糖 5g 硫酸铵 0.2g KH2PO4 0.06g MgSO4·7H2O 0.01g FeSO4·7H2O 0.02g CaCO3 1.0g (碳酸钙分开灭菌)。 2.发酵培

21、养基 葡萄糖 10g 硫酸铵 2g KH2PO4 0.6g MgSO4·7H2O 0.1g FeSO4·7H2O 0.3g CaCO3 7.0g (碳酸钙分开灭菌)。 2.2.2 生产流程 本次生产工艺设计以薯干为原料，采用直接粉碎、调浆、液化，进行好气液体深层发酵，钙盐法提取，最后结晶、干燥得到L-乳酸10。 本次生产工艺的基本过程是：在接收糖浆后，根据糖浆组成作适当的处理或配制，配成发酵原料，进行连续杀菌并冷却后，进入发酵罐，加入菌种和净化压缩空气后进行发酵；发酵液经升温、过滤处理后，进入中和罐，用CaCO3中和处理；再经过过滤洗涤，得到L-乳酸钙固体，送入酸解罐，再添

22、加H2SO4酸解，并加入活性炭进行脱色；然后，通过带式过滤机过滤、酸解过滤，除去CaSO4及废炭；酸解过滤液经离子交换处理后，进行蒸发、浓缩，再进行结晶；结晶后，用离心机进行固液分离，对得到的湿L-乳酸晶体进行干燥与筛选，最后得到成品L-乳酸，见附录1图1。2.3 工艺计算 生产条件：已知发酵培养接种量为5%，发酵时间为14h，发酵罐的搅拌转速为180rpm，通气量为0.8VVM，发酵液密度为1050kg/m3,粘度为0.1Pa·s。每升发酵液可以纯化得到L-乳酸产品120g。年操作日300天，共需生产300/4=75个周期。水蒸气138，冷却水进出口温度根据实际情况确定。 以生产1

23、个周期为计算L-乳酸需要的辅料及其他物质的依据11。 2.3.1物料衡算 已知发酵培养基的成分：葡萄糖10g，硫酸铵2g，KH2PO4 0.6g，MgSO4·7H2O 0.1g，FeSO4·7H2O 0.3g，CaCO3 7.0g，水1000ml（密度为1050kg/m3） 发酵罐L=16.7m3装料系数 取=0.7=16.7/0.7=23.86 m3 选用两个12 m3的发酵罐，另选一个作为备用罐。 每个发酵罐的物料计算：发酵液 G=1050×8.35= 8768kg葡萄糖 G1=8768kg硫酸铵 G2=8768kgKH2PO4 G3=8768kgMgSO4&

24、#183;7H2O G3=8768kgFeSO4·7H2O G3=8768kgCaCO3 G3=8768kg水 G水=8768kg= 8.6L 种子罐 因为接种量为5%，故V种=m3 装料系数 取=0.7 =0.42/0.7=0.6 m3 应取两个0.7 m3的种子罐，一个备用 每个种子罐的物料计算：发酵液 G=8768×5%=438.4 kg葡萄糖 G1=438.4kg硫酸铵 G2=438.4kgKH2PO4 G3=438.4kgMgSO4·7H2O G3=438.4kgFeSO4·7H2O G3=438.4kgCaCO3 G3=438.4kg水 G水

25、=438.4kg= 4.3×105ml 2.3.2 能量衡算 发酵罐 用138水蒸气先进行间接加热（不锈钢蛇管传热），使培养基从25升至90，再用蒸汽直接加热，使培养基从90升至121，然后用冷却水使之冷却到37。能量衡算如下12： （1）间接加热过程的蒸汽量（培养基温度从25升到90）已知G=1050kg， t1=25 ，t2=90 c=4.18kJ/(kg·) =138 查表得r=2155.6 kJ/kgK=1250-1900 kJ/(m2·h·) 取K=1674 kJ/(m2·h·)=5%-10%，取10%=1215.7 kg

26、式中S为蒸汽耗量，kg；G为培养基质量，kg；c为培养基的比热容，kJ/(kg·)；t1为开始加热时培养基的温度，；t2为加热结束时培养基的温度，； r为蒸汽的汽化热，kJ/kg；为加热过程中的热损失可取5%-10%13。已知=1-1.5h 取=1h=1F=18.7 m2 式中为间接加热所需时间，G为培养基质量，kg；c为培养基的比热容，kJ/(kg·)；为加热蒸汽温度，；t1为开始加热时培养基的温度，；t2为加热结束时培养基的温度，；K为加热过程中平均传热系数，kJ/(m2·h·)；（2）直接加热过程的蒸汽量（培养基温度从90升到121）t1=90 ，

27、t2=121查表得138下=2735.2 kJ/kg， =4.18 kJ/(kg·)=5%-10%，取10% kg 式中S为蒸汽耗量，kg；i为蒸汽的热焓，kJ/kg ；G为培养基质量，kg；为冷凝水的蒸汽比热容，kJ/(kg·)；c为培养基的比热容，kJ/(kg·)；t1为开始加热时培养基的温度，；t2为加热结束时培养基的温度，； 为加热过程中的热损失可取5%-10%14。 （3）冷却阶段的冷却水用量 =10 （实测当培养基温度t1为80时，此时冷却水出口温度t2为30）K=1674 kJ/(m2·h·)kJ/(kg·)（Ac2）=

28、1674(1.4=22257.3kg/h=22.2573t/h 式中，W为冷却水用量，kg/h；c2为冷却水的比热容, kJ/(kg·)；t2s为冷却水进口温度，；t1为培养基冷却过程中某时刻的温度，；t2为对应培养基t1温度是冷却水出口温度，；K为平均传热系数，kJ/(m2·h·)；F为传热面积，15。 种子罐 体积小于5 m3采用夹套加热（1）间接加热过程的蒸汽量 已知V种=8.35 m3kgt1=25 ，t2=121 ，r=2155.6kJ/kg=5%-10%，取10% =90.30kg 取=0.5h 式中S为蒸汽耗量，kg；G为培养基质量，kg；c为培养基

29、的比热容，kJ/(kg·)；t1为开始加热时培养基的温度，；t2为加热结束时培养基的温度，； r为蒸汽的汽化热，kJ/kg；为加热过程中的热损失可取5%-10%。K=830-1250kJ/(m2·h·) 取K=1000kJ/(m2·h·)=0.5 F=6.9 m2 式中为间接加热所需时间，G为培养基质量，kg；c为培养基的比热容，kJ/(kg·)；为加热蒸汽温度，；t1为开始加热时培养基的温度，；t2为加热结束时培养基的温度，；K为加热过程中平均传热系数，kJ/(m2·h·)；（2）冷却阶段的冷却水用量 =10 （

30、实测当培养基温度t1为80时，此时冷却水出口温度t2为30） K=1000 kJ/(m2·h·) kJ/(kg·) （Ac2）=1000(1.4=4906kg/h=4.906t/h 式中，W为冷却水用量，kg/h；c2为冷却水的比热容, kJ/(kg·)；t2s为冷却水进口温度，；t1为培养基冷却过程中某时刻的温度，；t2为对应培养基t1温度是冷却水出口温度，；K为平均传热系数，kJ/(m2·h·)；F为传热面积，m216。2.4 设备设计及选型（设备图见附录图2） 2.4.1发酵罐的设计 发酵罐的尺寸设计H/D=1.7-3，取H/D

31、=2.0式中，H/D为高径比，即罐筒身高与内径之比；V0为公称容积，即筒身容积Vc加上底封头容积Vb之和。=12D=1.91m， 圆整D=2m， H=2D=4m已知，取d=0.4D=0.8m已知，取W=D=0.2m已知，取B=0.9d=0.72m 圆整B=0.8m已知，取S=1.5d=1.2m（取25mm）式中为封头的直边高度，m；Vb为底封头容积，m3。D为内径，m；W为挡板宽度，m；d为搅拌器直径，m；S为两搅拌器间距；B为下搅拌器距底间距；S1为上搅拌器至液面间距。m3发酵液的圆柱体积V柱=16.7/21.12=7.23 m3发酵液的柱体高h=假设用两层搅拌器，所以Sl=2.31.2=1

32、.1m检验：Sl/d=1.1/0.8=1.375在1-2范围内17。 发酵罐搅拌器轴功率计算已知d=0.8m，D=2m 液位高 HL=2.3+0.8=3.1mn=180rpm=3r/s =1050kg/ m3 =0.1Pas =>104 （属湍流状态）P=kn 3d 5=4.8 33 kW校正系数f= =实际P*=f P=1.04kW因为有两层搅拌器P2= P*(0.4+0.62)=46.37 (0.4+0.62)=74.20标准状况下的通气量Q0=VLVVM=0.816.7/2=6.68 m3/min= () = 6.68() =4.42 m3/minNa= Pg=46.37 kW式中

33、，Qg为工况通气量，m3/min；d为搅拌器直径，m；n为搅拌器旋转转速，r/s；Pg为通气搅拌功率，kW ；P为不通气搅拌功率，kW；Q0为标准状况通气量，m3/min；Na为通气准数，代表发酵罐内空气的表现流速与搅拌器叶端速度之比。 2.4.2 种子罐的设计 种子罐的尺寸计算H/D=1.7-3，取H/D=2.0=0.6D=0.7m, H=2D=1.4m已知 取d=0.4D=0.28m 圆整d=0.3已知,取W=D=0.07m 圆整W=0.1m已知，取B=1.0d=0.3m 已知, 取S=1.5d=0.45m 圆整S=0.5m（取25mm）m3发酵液的圆柱体积V柱=0.420.0542=0.

34、37 m3发酵液的柱体高h= 圆整h=1m式中为封头的直边高度，m； Vb为底封头容积，m3。D为内径，m；W为挡板宽度，m；d为搅拌器直径，m；S为两搅拌器间距；B为下搅拌器距底间距；S1为上搅拌器至液面间距。 假设用一层搅拌器，所以S1=h=1m，检验：S1/d=1/0.3=3.3不在1-2范围内。假设用两层搅拌器，则S1=h/2=0.5m，S1/d=0.5/0.3=1.7，在1-2范围内。所以采用两层搅拌器。 种子罐轴功率计算种子罐单位体积轴功率P=7-8kW/ m3 取P=8kW/ m3P种子=0.42kW 2.4.3 发酵液贮罐的设计V=16.7/2=8.35 m3取=0.75=8.

35、35/0.75=11.13m3查化工手册取两个12 m3的贮罐公称直径DN=1800mm，L1=3400mm 2.4.4 发酵罐配料罐的设计V=16.7/2=8.35 m3取=0.8=8.35/0.8=10.44m3查化工手册取1个12 m3的配料罐,型号为JB1423-74。公称直径DN=2200mm，H=3200mm，D=2240mm 2.4.5 种子罐配料罐的设计V种=m3取=0.8=0.42/0.8=0.52m3查化工手册取1个0.5m3的配料罐，型号为JB1425-74。2.5 废渣出理 以乳酸厂的主要副产物乳酸渣为主要原料,添加其它辅料,采用多菌种混合固态发酵，可生产出高蛋白饲料1

36、8。因此，本发酵车间所产生的乳酸渣可积存下来批量卖给饲料厂，也可在车间生产流程中添加相关工序，将高蛋白饲料的生产与L-乳酸的生产结合起来。既不污染周围环境，又可提高车间收益。2.6 人员组织管理表2 发酵工厂人员安排序号部门或岗位人员编制/人备注1管理人员262生产技术部323供销部564质控部185办公室66财务部67工程部208生产车间98人员不足部分可采取临时招聘9项目开发部1510人力资源部811运输队2012合计305 2.7 财务分析2.7.1 投资分析投资估算（1）用于建筑工程的各项费用700万； （2）用于购置各种设备、工具和器具的总费用为1100万； （3）不可预见费用30万

37、元（按建筑工程费用的20%）； （4）其他费用30万元。 总计投资：700+1100+30+30=1860万元 资金筹措： （1）银行贷款：1000万元 （2）债权人投资：700万元 （3）自身投资：500万元 总计：2200万元 2.7.2 效益分析年经营费用的计算 （1）土建折旧费：土建投资：700万元，折旧时间以12年计，不计残值。 则每年 700/1258.3 万 （2）设备投资折旧费： 设备投资：1100万元，折旧时间以8年计，不计残值。 则每年（1100-1100x5%）/8130.6万 （3）总折旧费： 58.3+130.6188.9万， 维修费以折旧费的15： 188.9

38、15;1528.3万 （4）全年折旧费、维修费为： 188.9+28.3217.2万 年产10000t费用包括：以全年计算 (1) 原料： 销售收入粗利润=58323655.32176.7万元 (2) 包装等： 年产量×（纸箱费+包装袋+辅助材料+封口胶带） =10000×（469.20+241.20+18+12）=740.4万元 (3) 用水： 年产量×耗水量（t/t产品）×水费（元/t）10000×20×1.530万元 (4) 用电：年产量×耗电费（元/t产品）10000×170.40170. 4万元 (5)

39、用汽： 年产量×蒸汽费（元/t产品）/1000010000×60/1000060.00万元 (6) 工资： （1×2500+158×1200+14×1000+77×1200）×12=358.2万元 (7) 税收： 年销售额×税率5832×8466.56万元 (8) 销售费： 按销售额的1.5计算 5832×1.587.48万元 (9) 商检费： 按销售额的0.5计算 5832×0.529.16万元 (10)贷款利息： 年贷款×利率1000万元×880万元 (11)管

40、理费用： 30万元 生产总费用： 4228.9万元 综上所述，年利润为：年销售额生产总费用固定成本 = 58324228.9217.2 = 1385.9 万元 2.8 工厂设计2.8.1 工厂选址项目厂址选择在武汉西湖区经济开发区，东西湖区地处长江左岸，武汉市的西北近郊，汉江、汉北河及府环河汇合之处。位于北纬30°34-30°47，东经113°53-114°30之间，是古云梦泽的一部分。境域自姑嫂树向西沿张公堤至舵落口接汉江干堤至新沟，再接旧府河堤至辛安渡，东北沿沦河、府河（又名捷泾河）经北泾嘴、黄花涝、大李家墩至戴家山，全境东西长38公里，南北宽22.

41、5公里，总面积499.71平方公里。该区环绕城区,城郊相连.距市中心商业区10公里,距汉口火车站7公里,距武汉天河国际机场18公里,距长江外贸码头15公里.开发园所在的武汉市位于京广铁路与长江黄金水道十字交汇点,东去上海,南京,西抵重庆,成都,南至广州,香港,澳门,北上北京,天津,距离均在1000公里左右.开发园与八大交通要道相连,即107国道,316国道,京珠高速公路,汉渝铁路,汉江水运航线,武汉市中环线,武汉绕城公路,天河机场高速公路,各交通要道在此相互汇通,纵横交错交通极为便利。此外示范区地势平坦，工程基础条件良好，周围没有污染源等不利于建厂的环境因素。厂址与原料基地之间均为高级公路相通

42、，保证了原料采收期对运输时间的限制。而销售地区也在上述中心城市，便于冷链运输和分销，适于建酸奶加工厂19。2.8.2 工厂总平面设计项目占地15000m2，其中生产区占地6000 m2，位于厂区中心；生活区占地1500m2，位于厂区东北角。工厂坐北朝南，从南大门进厂，豁然呈现在眼前的是一个椭圆形的花坛，花坛中心设置有喷泉、假山，这种色彩鲜明、动静结合的搭配，给人一种清新洁净、生机盎然的感觉，烘托出项目产品新鲜、方便、卫生的底蕴。花坛往北便是占地1440m2 的主生产车间，宽敞明亮，布置有现代化的生产线20。洗手间、空气净化设备、卫生隔墙等设施一应俱全，全面适应生产的需要。厂区东侧是机修间和锅炉

43、房。厂区西侧布置的是原料库、成品库和办公楼、实验室。工厂的道路均按照工厂设计的标准进行布置，主干道路宽6m，两侧布置有绿化带，环绕整个厂区。并设有人行道和缓冲区，充分做到人车分离、安全生产。厂区的绿化带布置合理，栽种常绿树木和草类，使整个厂区四季如春，显得生机盎然21。现在食品工厂大多采用轻钢结构的厂房，轻钢建筑材料重量轻、建设周期短，相对建筑成本比较低，同时，轻钢结构厂房相对跨度大，对设备在厂房中的布置影响小，框架结构对于不同功能分隔和以后的变更都非常的方便，因此，本设计也将采用轻钢结构厂房进行设计22。我国夏季多为东南风，冬季多为西北风，因此本设计将动力系统和污水处理系统放置在整个厂区的东

44、侧，避免因为风向的问题影响产品质量，同时根据乳制品GMP要求，本设计的厂房具有通排风系统，避免外界的污染进入到车间内部。主车间物流为南北走向，人流为东西走向，因此，在主厂房北侧设置原辅料仓库和容器整理中心，对原、辅料进行储存和瓶、箱等包装容器的初步滔滔和整理.原料经过加工处理，生产出的成品由主厂房南侧经过冷库储存和恒温月台分配后由物流配送系统运送出厂。恒温月台能够避免成品在分配过程中处于高温环境，从而造成对产品质量的影响23。主场房人流方向为东西走向，人流经过主厂房一次换鞋、更衣、二次换鞋、消毒池以及风淋间后通过人流通道进入各个生产岗位进行生产。设计中人流路线与物流路线没有交叉，因此能够避免事

45、故和操作失误。2.8.3 车间总布局设计主生产车间的墙壁采用24 墙，间隔6m 均匀布置0.5m× 0.5m 的方形柱网，柱网中间布置2m宽的窗户，便于通风和采光。通风窗户设置空气净化设施，此外还设有吸音孔，以减少噪声污染24。车间人员入口门为2m× 2.7m，物流出口的门为2.2m×3.0m。管架布置标高3.2m，车间地坪采用防滑瓷砖铺面，设有地沟，便于冲洗和排污25。车间南门入口处设消毒间，其左右两侧分别是男女更衣室及浴室，主要供工人进出，再往里是走廊通往生产线，主车间内两条生产线分布在车间纵向对称轴线两侧，原料由冷库通过铲车通过北门消毒室运输到主生产车间两侧进入到车间内，两条生产线在车间内呈S 型走向，成品由靠近成品冷库的车间一端送出，从而可以避免交叉污染，使人流物流在车间内线路流畅26，主车间设备平面布置图见附录图3。3. 参考文献1 金其荣，张继民，徐勤.有机酸发酵工艺学M.北京：中国轻工业出版社，1989.2 王博彦，金其荣.发酵有机酸生产与应用手册M.北京：中国轻工业出版社2000.3 凌关庭.食品添加剂手册M.化学工业出版社，2000.4 徐忠，汪群慧，姜兆华.L-乳酸的制备及