《食用菌栽培工艺设计（论文）7600字》

目录TOC\o"1-3"\h\u304001引言 1114001.1设计背景 1103931.2食用菌的简介 1164691.3设计内容、建设规模和产品方案 2268221.3.1设计内容 297801.3.2工艺建设规模 2308771.3.3产品方案 252411.4原料及供应情况 3117911.4.1原料种类 3262361.4.2原材料供应情况 319482厂区的总平面设计 3305192.1厂址选择原则 3227532.2总平面设计 4261402.2.1工厂规模及布局 473462.2.2土建投资 4162053工艺计算 584073.1生产规模 527763.2工艺计算 584253.2.1原料衡算 588793.2.2全年用水量的估算 7207063.2.3全年用电量的估算 9280104厂区三维设计探讨 1275144.1采用三维设计的缘由 12194864.2采用三维设计的好处 12221574.3本次三维设计的具体方法 13152965总结 1525749参考文献 161引言1.1设计背景伴随着社会发展,人民生活的水平提高,对食物的需求也逐渐变大,特别是肉、蛋等，这为禽畜养殖户带来了良好的发展机遇。经济发展是一把双刃剑，在为人民生活带来丰富的物质的同时，也为人民生活埋下了隐患。目前，我国每年禽畜粪尿的排放总量超过17亿吨（并不包括养殖场的冲洗水等），大多数都是不经任何处理直接排放，这不仅破坏养殖区域附近的生态环境，还会通过空气、流水以及污染土地等产生许多危害，如：（1）水体污染：禽畜粪便未经任何处理排放是导致许多江河、湖泊、水源地富营养化的主要原因。（2）空气污染：禽畜粪便在厌氧条件下堆积时，就会分解释放出氨气、硫化氢、甲基硫醇等带幽恶臭的刺激性气味，若清除不彻底，就会产生多种恶臭气体，对养殖场周边的大气环境造成严重污染。甚至会引起酸雨，影响农作物生长。（3）土壤污染：包括两种形式，一是粪便中有机物分解产物的污染，二是粪便中病原微生物和寄生虫污染。且土壤污染又会通过食物等来危害人畜。常见的处理方法有焚烧法、干燥法、生物发酵法等。焚烧法：利用垃圾焚烧处理技术，可以将产生的热量用于发电。该技术投资大、处理费用昂贵，且燃烧时会释放大量的CO2和其他有害气体，对大气环境产生不良影响。干燥法：利用燃料、太阳能等对粪便进行干燥处理。干燥能充分利用自然条件，成本低廉，但干燥速度较慢，需要根据天气进行。若是利用机器进行烘干，则会消耗大量能源，投资又大。1.2食用菌的简介食用菌是一类含有氨基酸、蛋白质、糖类、脂类、矿质元素等多种营养成分的大型真菌。我国是世界上最大的食用菌生产国和出口国，目前人工栽培种类达20多种，产量约6000万吨。随着食用菌产业的迅猛发展，包括食用菌本身、食用菌保健品、食用菌副食品、食用菌饮料等产品的市场化，食用菌生产企业遇到了原料短缺、价格猛涨等制约因素。因此，如何寻求本地廉价的栽培资源，获取新型农林废弃物培养基质，实现农林废弃物的循环利用，减少食用菌栽培对森林资源的消耗，其培养料的筛选和开发受到学者的广泛关注。为我国食用菌产业的健康发展提供参考，笔者对近5来年利用固体废弃物栽培食用菌的研究进行综述，分析食用菌栽培中存在的问题，并对应用前景进行展望。1.3设计内容、建设规模和产品方案1.3.1设计内容本工艺设计主要是对收集的养殖固废重新处理以利用，并且投入到新的生产线中去。此过程由于处理过程连续不停止，故将食用菌培养与养殖固废处理结合于同一厂区，不仅减少了交通运输上的费用，还避免了运输过程中物料的浪费。要建立合理的工艺生产流程，设计内容应该包括：工艺流程图工艺计算（物料、热量衡算）设备选型与设计1.3.2工艺建设规模目标是年处理1500万吨的养殖固废，主要通过对其进行有机肥化处理与将其利用到食用菌生产过程中去的生产结合，进行工艺设计。1.3.3产品方案社会快速发展以来，禽肉、蛋类食品得到广大人民的喜爱，同时，如何处理养殖固废也成为了当今社会的一大难题。本产品方案以养殖固废为原料，通过发酵生成相关有机肥，并将其利用到食用菌生产中去，此举措不仅不会对养殖固废中的有用成分造成无端浪费，还会减少随意排放对环境造成的负荷。1.4原料及供应情况1.4.1原料种类新鲜猪粪、稻草、姬松茸菌种等易获得原料成分。1.4.2原材料供应情况通过查找的有关资料可知，我国每年禽畜粪尿排放总量超过17亿吨，因此禽畜粪便原料充足。经过处理后的养殖固废可以替代有机肥，在食用菌生产过程中起很大的提供营养的作用，达到资源的无害化和最大限度的利用。2厂区的总平面设计2.1厂址选择原则(1)要求地形适宜、用地面积充足，以保证工厂总体平面能进行合理的布局，且满足未来十年内扩建需要。(2)厂区通风、光照良好、土质坚实。地面要高于防洪高度，并远离自然灾害已发生地区。(3)产区道路平整、畅通，满足机动车能畅通无阻行驶，厂区内非绿化地带必须采用硬质材料铺设，防止灰尘飞扬。(4)厂区周围要求无扩散性污染源。如:粉尘、烟雾、有害气体、放射性物质等。(5)厂区房屋设置应保持一定距离。厂房与道路之间的距离应符合相关标准，并根据厂区整体布局设置绿化带，保证厂区有良好生产的环境。(6)工厂内禁止饲养各种动物，厂区周围也要保证良好的卫生环境避免有昆虫大量滋生的场所。对周边的污水沟和垃圾场要及时处理，避免引起不必要的生产污染。2.2总平面设计2.2.1工厂规模及布局全厂厂区形状为长100m，宽60m的长方形，总占地面积为6000m2。整体格局为:厂区大门设置在东南方，正西方为办公楼，西南方为食堂和锅炉房，西北方为员工宿舍，中间为生产车间，正北方为污水处理区。工厂总平面布局见表2-l。表2-1工厂总平面布局厂区总面积()生产区面积()生活区面积()其他建筑面积（）绿化面积（）硬化路面()60001000450400250017002.2.2土建投资全厂土建投资明细见表2-2表2-2全厂土建工程投资明细序号工程名称结构类型单位造价建筑面积总造价(万元)备注1生产车间全框架1800元/m21000m21802办公楼框架砖混1300元/m2200m2263锅炉房框架1500元/m2110m216.54配电室砖混1200元/m260m27.25职工宿舍砖混1200元/m2150m2186食堂砖混1200元/m2100m2127门房砖混1200元/m230m23.68围墙铁艺860元/m80m26.99围墙砖800元/m220m17.610广场道路混凝土200元/m21700m23411大门12000元1.212土地平整、草坪14元/m22500m23.513设计费9.4土建工程总投资的2.87%14不可预见费9.8土建工程总投资的3%15监理费6.5土建工程总投资的2%16城市配套费9.8土建工程总投资的3%17合计3623工艺计算3.1生产规模本厂生产为中小型规模，年处理1500万吨养殖固废的食用菌。其中，全年生产按10个月计算，按月30天工作，一天按一班生产。年处理1500万吨养殖固废的食用菌厂的生产规模见表3-1。表3-1年产1500万吨食用菌厂的生产规模产品名称年产量(万吨)月产量(吨)日产量(吨)食用菌1500100003003.2工艺计算3.2.1原料衡算按照年产1500万吨养殖固废的食用菌的工厂规模，物料衡算可估算单位产量生产过程中主要原料用量以及水、电耗量。同时，可以根据计算结果确定出最佳的生产设备型号，实现生产效益的最大化。年处理1500万吨养殖固废的食用菌工厂原料消耗量衡算见表3-2。表3-2原料消耗量衡算表序号名称每天产耗量每天产耗费用/元年产耗量年产耗费用/万元1新鲜猪粪3021.1kg6042.2906330kg181.32稻草3927.5kg204231178250kg612.73姬松茸菌种1812.7kg7794.6543810kg233.84封口袋1220个2270.0366000个68.15纸箱200个20060000个6.0(1)新鲜猪粪用量①以每天生产2000kg新鲜猪粪，则实际生产所需新鲜猪粪量为:2000=(1-33.8%)=3021.1kg②以每千克新鲜猪粪按2元计算，每天要需新鲜猪粪量折合人民币为:3021.1X2=6042.2元③以一年生产300天，则一年所需青稞量为:3021.1X300=906330kg④一年生产所需新鲜猪粪费用折合人民币为:906330X300=181.3万元(2)稻草的用量①每lkg新鲜猪粪需要稻草2t，稻草质量分数为30%，则需稻草用量为:2000X30%=0.6kg②每天生产2000kg食用菌需要稻草用量为:3021.1X0.6=1812.7kg③每lkg新鲜猪粪需要消毒稻草2t，其中，蔗糖质量分数为50%，果葡糖浆为F55。则每1kg食用菌需要蔗糖和果葡糖浆用量分别为:蔗糖用量:2000X70%X50%=0.7kg果葡糖浆用量:2000X30%=0.6kg④每天生产2000kg食用菌真空渗糖需要蔗糖和果葡糖浆用量分别为:蔗糖用量:3021.1X0.7=2114.8kg果葡糖浆用量:3021.1X0.6=1812.7kg⑤以蔗糖每吨按5200元，果葡糖浆(F55)每吨按4300元计，则每天生产2000kg青稞啤酒需要蔗糖和果葡糖浆用量折合为人民币分别为:蔗糖费用:(2114.8+1812.7)X5200=1000=20423元果葡糖浆费用:1812.7X4300=1000=7794.6元⑥每天渗糖液的用量折合人民币为:20423+7794.6=28217.6元⑦一年生产产品所需渗糖液的用量折合人民币为:28217.6X300=846.5万元(5)包装封口袋及纸箱的用量食用菌包装规格分为100g/袋，200g/袋，500g/袋三种。100g/袋包装规格的一箱装100袋;200g/袋包装规格的一箱装50袋；500g/袋包装规格的一箱装20袋。所以每天100g/袋规格生产80箱，200g/袋规格生产60箱，500g/袋规格生产60箱。①若100g/瓶规格包装袋每个0.1元，200g/瓶规格包装袋每个0.25元，500g/瓶规格包装瓶每个0.6元，纸箱每个1.0元，则每天生产2000kg食用菌需要包装袋和包装箱的费用分别为:包装瓶费用:80X100X0.1+60X50X0.25+60X20X0.6=2270.0元纸箱费用:(80+60+60)X1.0=200.0元②一天生产产品的包装费用为:2270+200=2470.0元③一年生产产品的包装费用为:2470X300=74.1万元所以，全年物料衡算总费用为:181.3+15.7+5.7+846.5+74.1=1123.3万元3.2.2全年用水量的估算食用菌工厂生产过程用水主要为:新鲜猪粪的消毒处理、加工、硬化液及渗糖糖液的配制，生产设备及生产车间地面的清洗以及锅炉用水和工人生活用水。年处理1500万吨养殖固废的食用菌工厂用水量衡算见表3-3。表3-3用水量衡算表序号名称时产耗量/t日产耗量/t年产耗量/t年产耗量费用/万元1自来水9.374.4223204.5（1)新鲜猪粪消毒处理用水量W1清洗时，每千克按1:4的水量进行消毒处理，则:W1=3021.1kgx4=12.1t(2)新鲜猪粪加工用水量W2护色时，护色液与果片按1:2的料液比进行，则护色液用水量为:W2=3021.1kgX2-(12.1+3.0+21.1)kg=6.0t(3)新鲜猪粪硬化用水量W3硬化时，每吨新鲜猪粪按1:2的料液比进行，则硬化液用水量为:W3=3021.1kgx2-(6.0+18.1)kg=6.0t(4)新鲜猪粪超声波渗糖和真空渗糖用水量W4渗糖时，每吨青稞按1:2的料液比进行，则渗糖糖液用水量为:W4=3021.1kgX2-1812.7kg+3021.1kgx2-(2114.8+1812.7)kg=6.3t(5)清洗地板用水量WS每天需要清洗的地板有500m2，按照每100m2耗水1吨计算，每天清洗2次，则:WS=120m2=100x1000kgX2=2.4t(6)清洗设备用水量W6清洗去皮机、清洗机、超声波清洗机和真空渗糖机设备每天的耗水量按:W6=5t(7)锅炉用水量W7锅炉的生产能力为0.83t/h，加上损失22%，每班按8h计算，则锅炉用水量为:W8=0.83t/hX1tX(1-22%)X8h=5.2t(8)生活用水量W8根据经验用水量，每人每小时用水量估算按50kg计，厂里现有职工35人，则全厂人员用水总量为:W9=50kgX35X8h=14t(9)加工池、硬化池、浸糖池清洗用水量W9每天加工池、硬化池、浸糖池清洗用水量按:W9=5t所以，每班每天生产用水量为:W=W1+W2+W3+W4+WS+W6+W7+W8+W9=62t单位时间内用水量为:W=8h=7.8t考虑到用水高峰期可能会增加单位时间的用水量。所以，在此依据上增加20%的供水量，即74.4t。则单位时间内供水能力为9.3t/h。所以，全年用水总量为:9.3t/hX8hX30X10=22320t若市面工业用水每吨水价按2元计，则全厂全年用水的成本为4.5万元。3.2.3全年用电量的估算固废栽培食用菌工厂生产过程用电主要为生产设备、照明及其他辅助设备耗电上。根据生产设备流程图估算全年用电量。年产1500万吨养殖固废的食用菌工厂用电量衡算见表4-4。表4-4用电量衡算表序号名称日产耗量/KWh年产耗量/KWh年产耗量费用/万元1电1483.944517031.2(1)粉碎机的耗电量D1粉碎机每小时粉碎2600kg，一天要选果3021.1kg。所以，选果机每天工作时间为:3021.1-2600=1.2h按1.5h耗电量计算，选果机的功率为3KW，则:D1=1.5X3=4.5KWh(2)清洗机的耗电量D2清洗机每小时洗果800kg，一天洗果3021.12kg。所以，洗果机每天工作时间为:3021.1=800=3.8h按4h计算，清洗机的功率为2.5KW，则:D2=2.5X4=10KWh(3)混合机的耗电量D3混合机每小时可以混合2000kg，一天去皮3021.1kg。所以，混合机每天去皮工作时间为:3021.1-2000=1.Sh按2h计算耗电量，去皮机的功率为4KW，则:D3=1.5X4=6KWh(4)膨化机的耗电量D4膨化机每小时切片400kg，一天膨化的固体废料为:3021.1X(1一13%)=2628.4kg膨化机一天工作的时间为:2628.4=400=6.6h按7h耗电量计算，切片机的功率为1.5KW，使用2台膨化机同时工作，每台工作3.5h，则:D4=1.5X3.5X2=10.5KWh超声波清洗设备的耗电量D5超声波清洗设备每小时处理果片量按300kg计算，一天要处理的固体废料2628.4kg。则超声波清洗设备一台一天要工作的时间为:2628.4-300=8.8h按9h计算，使用3台超声波清洗设备同时工作，每台工作3h。超声波清洗设备的功率为1KW，则:D5=1X3X3=9KWh（6）真空渗糖设备的耗电量D6真空渗糖设备每次可对160kg果片进行渗糖处理，一次需要1.5h。一天要处理的肥料为2628.4kg，则一台真空渗糖设备一天工作的时间为:2628.4/160X1.5=24.6h按25h耗电量计算，使用5台真空渗糖设备同时工作，每台工作5h。真空渗糖设备的功率为1KW，则:D6=25X1=25KWh（7）干燥设备的耗电量D7干燥设备每次可以干燥300kg,固体废料需要干燥的时间为l0h。则干燥设备每天工作的时间为:2628.4-300X10=87.6h按88h计算耗电量，使用8台干燥设备同时工作。干燥设备的功率为15.8KW，则:D7=15.8X88=1390.4KWh(8)包装设备的耗电量D8包装设备每天要包装13000个包装袋，包装设备工作能力为每分钟包100个，则包装设备工作的时间为:13000=100=60=2.2h按2.5h计算耗电量，包装设备的功率为2.6KW，则:D8=2.6x2.5=6.5KWh(9)车间照明耗电量D9车间照明按l0h计耗电量，则:D9=20x0.05x10=10KWh(10)其他设备耗电量D10其他辅助设备耗电量总计估算为:D10=12KWh所以，全厂一天的用电量:D=D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7+D8+D9+D10=1483.9KWh全厂全年用电量为:1483.9x300=445170KWh拟工业用电的平均电费按0.7元/KW.h计算，则全年用电费用为31.2万元。4厂区三维设计探讨4.1采用三维设计的缘由厂区的设计，虽然早就度过了手工绘图的时期，但在国内目前仍旧普遍采用二维设计的方法。采用二维设计存在以下一些问题:设计相对准确性差。采用二维设计，从单张图纸上看可以达到很高的精度，但是山于在设计的过程中，特别是对一些大项目的设计，需要经常不断地调整方案，图纸自然也要不断地更改。采用二维设计软件绘图时，各图纸之间往往没有关联性，其中部分图纸更改了，另外的图纸常常会忘记更改，所以人为因素造成的图纸错误很难避免，这样设计的相对准确性就不高了。(2)设计周期较长。每次设计一个新项目，如果用二维绘图，一般需要从头开始，难以借用现成的设计，除非两个方案非常接近。作为一个设计人员不能随着设计项目的积累提高自己的设计速度，存在大量无意义的重复劳动。(3)采用二维设计的方法不能进行自动的材料计算，在做发料和成本核算时，还需要大量时间去进行人工计算，而且很难计算准确。图纸的直观性也不强。由于二维设计的手段无法解决上述问题，所以三维设计将是饲料等工程设计的发展方向。4.2采用三维设计的好处在饲料行业内，不少发达国家己经开始使用三维软件做工程设计，但国内还未见用止维软件作:式的饲料项目设计。在化工等某些行业三维工程设计己经非常流行，因为三维设计有如下一些突出的优点:(1)全三维数字化设计，准确性高。三维的数字化设计各部分之间可以建立关联，当其中的一处有改动，相关联的部分自动更新，避免了设计人员人为因素错误的产生。(2)结构清晰，在设计和安装过程中能够很方便地看出设备、管道等的位置关系，利于读图和理解，减少施工差错。在工程施工中，’安装工人的水平一般都是参差不齐，对图纸的理解能力也有很大的差异。在实际工作中，由于读图错误造成安装质量问题的情况并不少见。三维设计的一大好处就是图纸是自动生成的，可以根据需要生成各种视图，包括俯视图、侧视图、透视图、剖视图、局部视图、爆炸图等，一旦工程设计完成，各种视图的详细图纸就可以生成。(3)利用三维设计可以自动进行材料的计算和统计，以快速计算材料成本和准备材料。在工程施工过程中，材料的成本是项目的主要成本之一，因此提高材料的利用率，降低材料成本，能产生直接的经济效益。三维软件一般都具有材料的计算功能，有些还可以进行强度计算，于是就从源头杜绝了材料的浪费，节约了成本。(4)可以通过三维软件的开发工具，针对自己的产品特点进行二次开发，形成自己企业独有的专业的产品开发平台，大幅度提高产品开发的效率和质量。在不同的工程领域会有一些自己特有的结构，使用频繁，却又形式各异，不能通过简单的参数化来实现工作的简化，这时候就可以利用三维软件的开发工具适当进行开发，达到提高效率的目的。例如，在栽培食用菌厂的设计中，会遇到多种类型的楼梯，通过尝试，实现了楼梯的自动生成，楼梯的绘制速度得到了成倍的提高。4.3本次三维设计的具体方法由于国内还没有使用三维软件进行饲料厂设计的先例，这次采用三维软件进行尝试，是从最基本的工作开始做起的。(1)模型库的建立三维软件最初是用于机械设计的，设计的结果是，台机器设备。而工程设计的结果是一套工程项目。机器设备是由零件组成的，而工程是由机器、设备和其它的配套设施组成的。所以在做工程设计时首先将所有用到的机器设备以参考零件的方式建立模型库，用于以后的装配。(2)厂房模型的建立饲料厂的布局是根据楼层来摆布的，所以在设计厂房的时候，也是按层来设计的。从地下室开始，根据实际情况，分别建立楼(地)板、立柱、横梁和楼梯，并且对这些结构件按楼层进行管理，建立形成主车间。(3)主机设备的布置设备的布置也是按楼层进行设计的。在厂房模型建立好以后，将以前建立好的设备模型根据生产工艺的需要摆布在相应的楼层。(3)仓群的设计在本次设计中，采用的是装配式仓群，但仓的尺寸和形式需要与现场的情况相吻合，所以仓群是在装配过程中设计的，这样可以避免在实际安装中出现安装不上的情况。(4)输送设备的布置在工程设计的模型库中，输送设备是以参数化形式存储的。在设计的时候，则根据主机设备的排布情况确定输送设备的参数。(5)管道及连接件管道的连接与输送设备相似，在设备布置确定后完成。(6)生成工程图存本次设计使用软件AutoCAD完成整个设计项目。图4.1食用菌厂区总体布置图图4.2通过转换得到的混合机小样图5总结本论文通过固废栽培食用菌的加工工艺，得到了食用菌生产的最佳栽培条件。在此基础上，进行了年处理1500万吨食用菌栽培废料的工厂设计，并估算了初步土建投资所需的资金以及原料、水、电的年消耗成本。主要研究估算出年产1500万吨食用菌工厂所需的原料成本为1123.3万元，用电量成本为31.2万元，用水量成本为4.5万元。参考文献[1]金凤燮，安家彦.酿酒工艺与设备选用手册[M]。北京:化学工业出版社，,2003[2]顾国贤.酿造酒工艺学[M].北京:中国轻工业出版社，1999[3]吴思芳.生物工程工厂设计概论[M].北京:中国轻工业出本社，2007[4]何东平.食品工厂设计[M].中国轻工业出版社.2009[5]WuGuoqing,LuoHu,DengLikang.DemandsandsuggestionforindustrialbiotechnologyfromCOFCO%experience明.Chinabasicscience,2009,11(5):100-104[6]张国农.食品工厂设计与环境保护[M].北京:中国轻工业出版社，2005[7]马海乐.食品机械与设备[M].北京:中国农业出版社.2004[8]姚玉英，化工原理(上下册)[M]，天津:天津大学出版社.2003[9]唐是雯.现代食品发酵技术[M].北京:轻工业出版社，2002[10]管敦议.啤酒工业手册(上下册)[M].北京:轻工业出版社，1998[11]陆健，林小荣，李未，曹钮，任思洁，孙军勇.聚乙烯聚毗咯烷酮吸附多酚物质.性质研究及其在无甲醛酿造啤酒工艺中的应用明.食品科学.2007(03)[12]刘钢，关于聚乙烯聚毗咯烷酮(PVPP)、硅胶和聚乙烯毗咯烷酮(PVP)一合产品去除啤酒中多酚能力的比较阴.啤酒科技.2006(03)[13]吕微，付有利，李家辉浏红伟.醋类物质含量对啤酒风味影响的研究[J].食品科技.2007(08)[14]陆健，赵海锋，啤酒及其生产原料中的真菌毒素闭.食品工业科技.2006(07)[15]张国栋.酿造过程中添加单宁对啤酒风味稳定性改进的评价[J]。中国食品添加剂.2005(02)[16]窦少华.啤酒酿造过程中风味物质研究进展[J].中国食品工业.2005(06)[17]史晗，常宗明，尹花，董建军，刘春凤，李崎.高浓酿造后稀释啤酒中氢键缔合体系的初步研究[J].食品与发酵工业.2013(11)[18]王露，高智明，刘玉梅，江伟.酒花中菇烯醇类化合物的研究进展[J].中国酿造.2013(11)[19]王有怀.中小啤酒企业管理和发展问题浅议[[J].啤酒科技.2011(07)[20]韩龙.提高淡爽型啤酒风味协调性的关键控制点团.啤酒科技.2011(07)[21]刘春凤，郑飞云，李永仙，李崎，董建军，顾国贤。啤酒口感品评的模糊综合评价法[[J].食品科学.2008(04)[22]张宝珍，樊军庆.啤酒瓶自动启盖机设计[J].食品与机械.2008(02)[22]YO.DEVRESandC.F.H.BISHOP.Theeffectofpotatostoreopera