【年产1000万瓶花露水生产工艺设计7100字（论文）】

年产1000万瓶花露水生产工艺设计目录TOC\o"1-2"\h\u19007年产1000万瓶195ml花露水生产工艺设计 16516引言 2280881花露水的基本论述 217771.1花露水的基本概述 297631.2花露水的用途 3166811.3主要原料基本性质 368392花露水的生产工艺 443162.1传统的生产工艺 4240532.2本设计拟采用的生产工艺 5633工艺计算设计 6297093.1基础数据 6251703.2物料衡算过程 7280034生产设备选型 9291204.1灌装机的选择 9159784.2搅拌罐的选择 10112264.3储存罐容积的选择 1118384.4旋盖机的选择 11287924.5过滤机的选择 12205395初步经济分析 12301395.1固定资产投资估算 13122405.2过程物耗费用估算 13222795.3经济效益估算 1485626花露水GMP车间的生产要求 141776.1车间的GMP设计 14274896.2生产设备的GMP要求 151588结论 152181参考文献 169604附图 20摘要：在夏季，由于花露水的祛痱止痒，清凉赋香功能而深受人们的喜爱，市场前景比较广阔，具有一定研究价值。本次工艺设计为年产1000万瓶的195ml花露水的生产工艺设计，采用的生产方法为溶解法。本设计在改进传统驱蚊花露水的基础上拟采用艾叶精油、芦荟提取液、蜂胶、仙人掌提取物和野菊维素等组分为原料，经过混合、陈化、过滤、灌装等操作，对整个花露水生产工艺流程中主要物料进行物料衡算，选择合适的工艺设备，并对工艺进行初步的经济分析，此工艺设计下得到的花露水对皮肤更安全无刺激，驱蚊效果更好，更具有推广的意义。关键词：花露水；溶解法；驱蚊；工艺流程引言夏季是天气燥热、蚊虫活动频繁的时节。由于花露水祛痱止痒、杀菌消毒等功能，花露水成为了夏季居民家中常备的卫生用品，市场前景比较广阔，具有一定的研究价值。花露水最早可作为香水类产品使用，在一般情况下，由约70％的乙醇、约27％的水和约3％的精油配制而成[1]。花露水的生产方法主是溶解法，与传统花露水相比，现有花露水的处方和工艺得到了不断的改进，在功效上添加了消肿止痛、祛痱止痒等功能。驱蚊花露水是在普通花露水的基础上添加了驱蚊成分的花露水。现如今市售的驱蚊花露水中起到驱蚊作用的成分主要是避蚊胺和驱蚊酯。据相关资料记载，驱蚊胺和驱蚊酯属于农药成分，具有微毒性，驱蚊时间也与驱蚊产品的浓度有关，浓度越高对蚊虫的驱避时间越长，但是对皮肤产生的副作用也越大[2]。因此，国家对花露水中所含的驱蚊原药浓度有明确规定，不得高于5%。婴幼儿的透皮吸收度较高，含有驱蚊胺和驱蚊酯的花露水对婴幼儿的安全性存在很大隐患，不适合婴幼儿使用[3]。市售花露水中的配方中时常含有薄荷脑和水杨酸等成分，目的就是增加清凉消炎的效果。然而薄荷脑的爆发性强会引发皮肤的应激性反应，水杨酸的渗透性强会增加皮肤的刺激性和干燥性。正因如此，花露水的安全性和舒适性成为了人们越来越重视的话题。1花露水的基本论述1.1花露水的基本概述花露水最早出现于清末时期的上海，直到1949年前夕，花露水的生产与销售也仅仅只是在少数大城市里才会出现。真正的转折点是在改革开放以后，随着人们生活水平和认知的变化，花露水的需求量开始与日俱增。直至如今，花露水已经成为夏季家中常备的卫生用品之一[4]。近年来，花露水的发展方向在不断发生变化。由于乙醇对皮肤造成的副作用，乙醇的含量也在逐渐变低，低醇和无醇花露水吸引了更多的消费者。在花露水的包装上，塑料喷雾状花露水代替长颈玻璃瓶花露水逐渐占领市场。花露水诞生之初是作为香水来使用，现如今随着工艺和配方的不断进步，花露水的功效越来越多元化，在清香的同时增添了祛痱止痒、清凉消肿、提神醒脑等功能。1.2花露水的用途1.2.1祛痱止痒、抑菌消炎花露水配方中的水杨酸组分易溶于乙醇，会刺激皮肤和黏膜，具有一定的腐蚀作用，常用于制备止痛灵和阿司匹林等药物。在花露水中水杨酸的止痒原理是利用与皮肤接触的灼热感来掩盖皮肤原有的瘙痒感，从而起到止痒效果[1,5]。除此之外，水杨酸在花露水中还具有抑菌消炎、祛除汗臭等功能。花露水中0.5％的冰片可增加水杨酸的透皮吸收度，从而达到抑菌消炎效果。1.2.2驱避蚊虫花露水中的避蚊胺和驱蚊酯等成分通过扰乱蚊虫的嗅觉，阻断蚊虫追踪气味痕迹的能力来达到驱蚊的效果[6]。当花露水涂抹在皮肤表面形成了气状屏障，短距离内能阻断蚊虫嗅觉受体，麻痹蚊虫的感官。不过，避蚊胺和驱蚊酯属于微毒性的农药成分，不适合婴幼儿使用[7]。相关研究发现，部分植物精油同样可以达到驱蚊的效果，例如香茅油，组分更天然安全，更适用于婴幼儿和孕妇。1.2.3提神醒脑花露水为起到提神醒脑的功效，在配方中会添加薄荷脑、冰片、水杨酸等成分。这些具有皮肤感觉欺骗功能的成分混合在70％乙醇中，大多易溶于乙醇。在太阳穴部位涂抹或喷洒少量花露水，经皮肤吸收作用于大脑，可以起到提神醒脑的作用。1.2.4其他用途正确使用花露水可以具有一定的清洁作用，例如将花露水与洗衣粉在水中混合，喷洒到瓷砖上，再用抹布擦拭，可以很容易的去除瓷砖上的污渍。花露水还可以起到清新空气的作用，将白醋与花露水混合摇匀喷洒到室内，可以去除空气中难闻的气味。厨房切完辣椒后，用清水冲洗完毕后将花露水涂抹在手上，可以缓解手上的辣感。1.3主要原料基本性质此次花露水生产工艺流程中涉及到的主要生产原料为乙醇和薄荷脑，以下为主要原料基本性质介绍。1.3.1乙醇表1乙醇相关性质相关性质统称性质名称乙醇分子式C2H6O分子量46.07密度0.789沸点78℃熔点-113℃性状无色透明、易燃易挥发液体。有酒的气味和刺激性辛辣味。溶解性溶于水、甲醇、乙醚和氯仿。能溶解许多有机化合物和若干无机化合物。1.3.2薄荷脑表2薄荷脑相关性质相关性质统称性质名称薄荷脑分子式C20H40O2分子量312.5304沸点416.4℃分子结构2花露水的生产工艺2.1传统的生产工艺当前花露水的生产工艺主要是溶解法，根据原辅料的不同，生产花露水的工艺流程不同，以下是查阅资料总结出的部分工厂生产花露水的生产工艺：（1）以天然源的地椒精油、海州香薷精油替代驱蚊酯、避蚊胺充当驱蚊的活性组分，在与金银花提取液、甘油等的复配作用下得到的地椒精油驱蚊花露水除了具有驱蚊止痒、清凉消肿的效果外，对皮肤的刺激性更小，作用更温和[8]。（2）以中药和微生物为主要原料制得的驱蚊花露水中含有具有良好杀虫效果的侧孢短芽孢杆菌剂，此工艺下制得的花露水安全等级高、驱蚊效果可以达到12-16h，适合儿童使用[9]。（3）采用超临界二氧化碳萃取得到薰衣草、香薷、薄荷、乳香、绿箔香植物提取精油，与由羌活、芦荟、金银花等原料制成的上清液在1.1~1.8Mpa的条件下一起均质的得到的花露水天然无刺激不含任何化学成分，尤其适合儿童使用。此工艺原料天然安全，且成本低廉，有益于推广，但是存在驱蚊效果不显著的缺点[10]。（4）将桂花精油、罗勒挥发油、艾叶挥发油、甘油和薄荷挥发油加入到含有重楼浸提液与金银花浸提液的混合液中，用蒸馏水定容后，放置水浴锅中加热溶解，溶解完全后过滤加入驱蚊酯和冰片进行混合得到具有清凉驱蚊效果的花露水。此工艺下的得到的花露水使用舒适感良好，长期使用无毒副作用，对人体安全且气味怡人[11]。（5）将羟基苯甲酸甲酯和艾叶提取物加入适量无菌水中并搅拌；将薄荷油和驱蚊酯加入适量乙醇中并混合均匀；将上述的混合物混合并加水补足至100%，搅拌均匀后即得成品。此工艺下的成品有驱蚊效果，但驱蚊有效时间较短并且制备过程比较繁琐，驱蚊酯具有一定毒性，长期使用对人体会有不好的影响[11]。（6）经过脱脂、超声萃取、过滤得到的柚皮提取物与花露水配方混合制备得到的花露水不仅含有自然芬芳的气味，且具有驱蚊效果。此工艺下的花露水制备方法简单，对设备要求低，能够推广应用。[12]。2.2本设计拟采用的生产工艺（1）生产工艺通过对比发现此生产工艺采用艾叶精油与薰衣草精油、山茶籽油、香茅油、芦荟提取液等组分相互配合、协同作用，通过混合、陈化、过滤、灌装等步骤制备得到的驱蚊花露水对皮肤无刺激性，有良好的清凉、驱蚊、消肿、止痒的效果，用后驱蚊效果明显、刺激性小、止痒效果明显[13]。生产工艺步骤a.配料：按重量份称取相应原料。b.混合：在搅拌罐中混合调配好的乙醇、香精，进行搅拌并加入去离子水，搅拌均匀。c.储存陈化：混合好的花露水输送到储存罐中采用低温自然陈化的方法陈化。d.过滤：采用多级过滤的形式，陈化过程中沉淀下来的杂质先经泵输送到压滤机进行过滤，再经冷却器冷却至0~5℃后输送到压滤机过滤掉剩余杂质。e.在半成品储锅中补加操作过程中挥发掉或损失的乙醇。f.灌装及包装：化验合格后经由灌装机和旋盖机进行灌装包装，标注装箱，检验入库。（3）生产工艺流程图图1花露水生产工艺流程图3工艺计算设计3.1基础数据年产量：1000万瓶年工作日：250天每天生产时间：24h日产量：4万瓶规格：195ml/瓶成品率：97%经查询资料得195ml花露水重175g,故本设计预计年产量为

175×1000w÷100w÷97%=1804t由产品水47g、乙醇120g、增溶剂4g、艾叶精油0.6g、薰衣草精油1.2g、迷迭香精油4g、香茅精油0.6g、薄荷脑3g、芦荟提取液7g、蜂胶0.35g、仙人草提取物0.8g、野菊维素1.2g可得生产指标为：产品：水=1：0.271产品：乙醇=1：0.685产品：增溶剂=1：0.023产品：艾叶精油=1：0.003产品：薰衣草精油=1：0.007产品：迷迭香精油=1：0.023产品：香茅精油=1：0.003产品：薄荷脑=1：0.017产品：芦荟提取液=1：0.04产品：蜂胶=1：0.002产品：仙人草提取物=1：0.005产品：野菊维素=1：0.0073.2物料衡算过程水的理论投料量为：G=1804×0.271=488.884(t/y)488.884÷250=1.96(t/d)1.96÷24×1000=81.67(kg/h)乙醇的理论投料量为：G=1804×0.685=1235.74(t/y)1235.74÷250=4.94(t/d)4.94÷24×1000=205.83(kg/h)增溶剂的理论投料量为：G=1804×0.023=41.492(t/y)41.492÷250=0.17(t/d)0.17÷24×1000=7.08(kg/h)艾叶精油的理论投料量为：G=1804×0.003=5.412(t/y)5.412÷250=0.02(t/d)0.02÷24×1000=0.83(kg/h)薰衣草精油的理论投料量为：G=1804×0.007=12.628(t/y)12.628÷250=0.05(t/d)0.05÷24×1000=2.08(kg/h)迷迭香精油的理论投料量为：G=1804×0.023=41.492(t/y)41.492÷250=0.17(t/d)0.17÷24×1000=7.08(kg/h)香茅精油的理论投料量为：G=1804×0.003=5.412(t/y)5.412÷250=0.05(t/d)0.05÷24×1000=0.83(kg/h)薄荷脑的理论投料量为：G=1804×0.017=30.668(t/y)30.668÷250=0.12(t/d)0.12÷24×1000=5(kg/h)芦荟提取液的理论投料量为：G=1804×0.05=72.16(t/y)72.16÷250=0.29(t/d)0.29÷24×1000=12.08(kg/h)蜂胶的理论投料量为：G=1804×0.002=3.608(t/y)3.608÷250=0.014(t/d)0.014÷24×1000=0.58(kg/h)仙人草提取物的理论投料量为：G=1804×0.005=9.02(t/y)9.02÷250=0.04(t/d)0.04÷24×1000=1.67(kg/h)叶菊维素的理论投料量为：G=1804×0.007=12.628(t/y)12.628÷250=0.05(t/d)0.05÷24×1000=2.08(kg/h)表3原料用料表原料t/dkg/h水1.9686.67乙醇4.94205.83增溶剂0.177.08艾叶精油0.020.83薰衣草精油0.052.08迷迭香精油0.177.08香茅精油0.050.83薄荷脑0.125芦荟提取液0.2912.08蜂胶0.0140.58仙人草提取物0.041.67野菊维素0.052.084生产设备选型4.1灌装机的选择4.1.1灌装机的选取原则根据灌装物料的性质选择。效率高、设备质量好。使用维修方便，成本损耗低。4.1.2灌装机的选型灌装机是将花露水产品自动灌注到容器中，并实现定量的设备。根据灌装物料的性质，本工艺设计选用液体灌装机。假设该项目每年至少连续生产250天，每天生产时间24h，年产量为1000万瓶，则日产量为1000w÷250=4w瓶，则生产需求每小时生产40000÷24=1667瓶。选用广州市仕隆机械设备有限公司的型号为RG6T-6G全自动液体灌装机，其灌装速度为每小时灌装750-2000瓶，需要设备数量2台，符合工艺要求，具体性能如下：表4灌装机选型表名称规格灌装机型号RG6T-6G灌装头数量4灌装容量10ml-5000ml灌装速度750-2000瓶/小时灌装精度±1％气压0.6-0.8Mpa输送带82mmPOM链片带，速度0-15m/min，离地高度980mm25mm输送电机750W变频调速电机功率约2.2KW/380V三相五线料槽容量150L4.2搅拌罐的选择4.2.1搅拌罐的选取原则根据物料的物理化学性质选取。根据使用工况选取。综合各类技术条件选取，如控制系统要求，工艺管口的装配设计等。4.2.2搅拌罐的选型本设计根据物料特性选用不锈钢搅拌罐。经查询资料得195ml花露水约重175g，所以花露水密度

ρ=已知年处理量为1804t,假定该设计每年生产250天，则日处理量约为7216kg，经密度换算，每天生产体积为V=7216÷0.897=8050L。取装料系数0.8，则8050÷0.8=10062.5L，选用搅拌罐容积为11000L，需要设1台。选取不锈钢搅拌罐性能如下：表5搅拌罐选型表名称规格名称规格公称容积11000L实际容积12670L筒体直径2200mm筒体高度3244mm设计温度0-70℃设备重量37.33kg容器材质不锈钢搅拌方法桨式搅拌4.3储存罐容积的选择本设计为年产1000万瓶198ml花露水生产，经查询资料得195ml花露水约重175g，故本项目预计年产量为175g×1000w÷100w÷97%=1804t，现在假定该设计项目每年可生产250天，每天生产24h，则每天约生产7216kg，经密度换算得约为8050L，选用储存罐的体积为5000L，则需要设备数N=8050÷5000=1.61台，实际需要设备2台。4.4旋盖机的选择假设该项目每年至少连续生产250天，每天生产时间24h，年产量为1000万瓶，则生产需求每小时生产1000w÷250÷24=1667瓶，生产需求每分钟生产1667÷60=28瓶。选用广州腾徳机械设备有限公司X-20系列A100自动旋盖机，数量1台，具体性能如下：表6旋盖机选型表名称规格旋盖机型号X-20系列A100功率1kw使用气源0.4MPa-0.6MPa瓶盖范围15mm-70mm产品重量约250kg产品尺寸2000mm*620mm*1600mm（L*W*H）瓶子尺寸瓶高80mm-300mm4.5过滤机的选择在花露水的工艺设计中，需要对花露水进行过滤。冷冻过滤机的工作原理是在常压、低温下对液体进行混合、醇化、稳定、澄清、过滤。选用型号3P-200的冷冻过滤机，具体技术参数如下：表7过滤机选型表名称规格过滤机型号3P-300冷冻功率3P过滤机容积300L总功率2.2kw制冷剂R22压力0.5-0.6Mpa初级过滤精度1.0μm二级过滤精度0.2µm表8主要设备选型表序号名称参数数量1全自动液体灌装机RG6T-6G22不锈钢搅拌罐Ck-10023储存罐5000L24自动旋盖机X-20A10025冷冻过滤机3P-30025初步经济分析本节对设计的花露水工艺进行初步的经济分析，主要包括固定资产透支估算和过程物耗费用估算。5.1固定资产投资估算固定资产投资预算主要是设备成本估算，依据表8对主要设备进行估算，通过网络/企业询价的方式和根据材质和设备重量估算的方式进行估价，计算结果如表9所示，其中“其他费用”包括设备的安装维修费、设备运输费等，取设备总价的25％，则本生产工艺的其他费用估算为12.94万元。表9设备成本估算表序号设备名称估算单价（万元）数量费用（万元）1全自动液体灌装机5.14210.282不锈钢搅拌罐6.2316.233计量罐4.4828.964自动旋盖机6.35212.75冷冻过滤机6.8213.6其他费用12.94合计64.71固定资产折旧方法有年限平均法、工作量法和加速折旧法，此工艺设计采用年限平均法。年固定资产折旧额的计算公式为：年折旧额=税法规定设备的折旧年限为10年，国内企业固定资产的残值率为5％，残值就是固定资产报废时候的价值。故本工艺的年固定资产折旧额为4.92万元。5.2过程物耗费用估算依据表3物料衡算可计算出各物料年用量，其中各物料单价参考市场价格，由此可计算出年产1000万瓶195ml花露水生产工艺的过程物耗费用，计算结果见表10，此次工艺过程物耗费用估算为5530.454万元每年。表10过程物耗费用估算表序号原料名称用量（吨/年）单价（万元/吨）费用(万元)1水488.8840.014.892乙醇1235.740.35432.513增溶剂41.4924.5186.714艾叶精油5.4121686.65薰衣草精油12.62812151.546迷迭香精油41.49226.91116.137香茅精油5.41226140.718薄荷脑30.66820613.369芦荟提取液72.165360.810蜂胶3.6083701334.9611仙人草提取物9.0255496.112野菊维素12.62848606.144总计5530.454根据以上计算可知，年产1000万瓶195ml花露水生产工艺，固定资产投资估算为64.71万元，年固定资产折旧额为4.92万元，生产工艺的过程物耗费用估算为5530.454万元每年。5.3经济效益估算市场价一瓶195ml花露水销售单价为：15元。年产1000万瓶195ml花露水总销售额为：15×1000w=1.5亿元。固定资产投资和过程物耗费用总计为：64.71+4.92+5530.454=5600.084万元。利润额为15000-5600.084=9399.916万元。按规定应缴纳税收为利润额的25%，所得税为9399.916×0.25=1850.084万元。综上，该工艺生产的净利润为：9399.916-1850.084=7549.832万元。6花露水GMP车间的生产要求6.1车间的GMP设计车间的布置设计要达到国家相关法规规定的卫生质量要求，严格执行国家安全生产标准，确保生产流水线的配置、生产车间的环境等方面在运行过程中无安全隐患。根据实际生产需要设置不同材料的存放区域，防止交叉污染。物料输送按工艺流程合理衔接，在特定生产区域内进行，做好防污染防混淆措施。车间布置必须采取防火防爆措施，确保生产的安全进行。车间操作人员应按规定做好健康检查，加强个人卫生和管理。生产设备按照生产工艺流程布置，做到上下衔接，工艺路线畅通。6.2生产设备的GMP要求（1）设备设计要符合实际工艺生产要求，确保所选设备易于清洗消毒，便于生产维护。（2）生产设备根据物料特性选择不锈钢材料，做好防爆措施。（3）所有设备需在密闭状态下操作，确保设备使用时的安全。（4）设备布置符合安装和检修的要求，设备之间留有安全距离。结论花露水作为夏季居民家中常备的卫生用品，国内外市场需求很大，研究出安全无刺激，功能性强的花露水成为了未来的研究趋势。通过查阅很多相关文献资料，研究相关车间生产流程，对不同研究成果进行分析，确定了本次工艺设计的工艺参数，并通过物料衡算选择了较为经济的设备选型方案，综合验算设计结果符合生产要求。本次设计在前人研究出的溶解法的基础上，改进了花露水的原料配方，避免使用对安全有影响的避蚊胺和驱蚊酯，采用同样具有驱蚊效果的天然植物精油，经过混合、陈化、过滤、灌装等步骤得到安全无刺激，舒适感更强的花露水。本次设计通过相关计算和查阅文献资料完成了车间工艺设计，并对生产环境和设备进行了一定的规范，