【年產(chǎn)100噸植物乳桿菌菌劑生產(chǎn)線設(shè)計10000字（論文）】

年產(chǎn)100噸植物乳桿菌菌劑生產(chǎn)線設(shè)計目錄TOC\o"1-2"\h\u7829植物乳桿菌制備工藝優(yōu)化及年產(chǎn)100噸菌劑生產(chǎn)線設(shè)計 195381引言 392591.1益生菌的概述 3146081.2益生菌常用菌種 397761.3植物乳桿菌簡介 3310591.4植物乳桿菌的研究進展及發(fā)展現(xiàn)狀 457761.5研究目的及意義[11] 421412工藝優(yōu)化[10] 5281902.1研究目的 511022.2研究方案 5165322.3實驗材料與設(shè)備 5204012.3.1實驗材料 5218202.3.2實驗試劑 5286502.3.3儀器設(shè)備 646422.4實驗方法 6143722.4.1實驗流程 6137772.4.2MRS培養(yǎng)基配制[11] 6278092.4.3菌種活化 6317082.4.4植物乳桿菌活菌數(shù)測定 7106492.4.5單因素實驗 7273312.4.5.1培養(yǎng)時間對乳酸菌生長的影響 7292012.4.5.2初始pH值對乳酸菌生長的影響 7158642.4.5.3接種量對乳酸菌生長的影響 7118442.4.6正交設(shè)計優(yōu)化條件 8135792.5研究結(jié)果分析 9242262.5.1單因素實驗結(jié)果 964772.5.1.1培養(yǎng)時間對乳酸菌生長的影響 9121382.5.1.2初始pH值對乳酸菌生長的影響 1054782.5.1.3接種量對乳酸菌生長的影響 10149532.5.2正交實驗結(jié)果及分析 1158053生產(chǎn)線設(shè)計 12285203.1設(shè)計依據(jù) 12282373.2設(shè)計內(nèi)容 1285243.3廠址選擇 12226463.3.1廠址選擇的原則[12] 12258473.3.2廠址的確定 125523.4工藝流程[13] 1362473.4.1前段工藝 13108523.4.2后段工藝 13234703.5工藝要點 1386393.5.1配料 13211673.5.2滅菌 13173213.5.3活化 13322013.5.4擴培 1379213.5.5發(fā)酵 13104533.6物料衡算 14284803.7設(shè)備選型[15] 14110483.7.1設(shè)備選型的原則 14224403.7.2主要設(shè)備選型 14185423.7.2.1種子液的制備及發(fā)酵階段設(shè)備選型 1437103.7.2.2供熱冷卻設(shè)備選型 15167953.7.2.3干燥及包裝設(shè)備選型 15279163.7.2.4品控及研發(fā)設(shè)備選型 15241443.8水、電、燃料能耗估算 16107303.9生產(chǎn)車間平面設(shè)計[17] 17149403.9.1生產(chǎn)車間設(shè)計原則 17314793.9.2生產(chǎn)車間設(shè)計主要內(nèi)容 17164473.10成本估算及項目投資收益 18166053.10.1生產(chǎn)設(shè)備投資 18255133.10.2其他固定投資 19229853.10.3流動資金估算 19256143.10.4投資總額 1999243.10.5成本估算 199583.10.6項目收益預(yù)測 20246863.10.6.1全年利潤計算 2017213.10.6.2總投資回收期計算 20228363.11繪圖 20251814結(jié)論 214868參考文獻 22摘要：植物乳桿菌是一種廣泛存在于自然界中的革蘭氏陽性細菌，特別是在各種發(fā)酵食品中，如蔬菜、肉類、奶制品和葡萄酒等。同時，在人體的胃腸道中也發(fā)現(xiàn)了植物乳桿菌，是定植于人體胃腸道內(nèi)的有益菌群，對促進人體的健康起著重要作用。本文主要通過對菌粉活化和擴培條件進行優(yōu)化，通過單因素和正交實驗，得到最佳培養(yǎng)條件：初始pH值為6.5、培養(yǎng)溫度為36℃、培養(yǎng)時間為24h、接種量為2%。根據(jù)最優(yōu)工藝設(shè)計年產(chǎn)100噸植物乳桿菌菌劑的生產(chǎn)線，通過物料衡算、能耗估算、設(shè)備選型、工廠平面設(shè)計圖、流程布置等，完成生產(chǎn)工藝及工廠設(shè)計。本項目總投資約為2187.81萬元，年純利潤約為1024.07萬元，投資回收期約為2.14年。關(guān)鍵詞：植物乳桿菌；培養(yǎng)條件；工藝；生產(chǎn)設(shè)計1引言1.1益生菌的概述益生菌（Probiotics），也被稱為活細菌制劑，是一類活性微生物，有助于維持宿主腸道微生態(tài)平衡，并對宿主產(chǎn)生有益的調(diào)節(jié)[1]。益生菌遍及自然界中，不單生活在人和動物的腸道以及其它的器官內(nèi)，并且在一些臨床樣品中都發(fā)現(xiàn)益生菌的存在，如：湖泊、河水、泥土、飼料、食物、植物根際等[2]。益生菌主要包含：乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌和一些光合細菌等[3]。1.2益生菌常用菌種益生菌主要來源不只包括雙歧桿菌(Bifidobacteria)屬和乳酸菌（Lactobacilli）屬，還有酵母菌中的一些具有益生作用的菌等。可用于食品的益生菌被列在我國2010年衛(wèi)生部辦公廳頒發(fā)65號文件中[4]。乳酸菌和雙歧桿菌均為革蘭氏陽性細菌、能夠通過發(fā)酵產(chǎn)生乳酸、是人體和動物腸道內(nèi)組成微生態(tài)群的菌落[5]。1.3植物乳桿菌簡介植物乳桿菌(LactobacillusPlantarum)是屬于革蘭氏陽性細菌的一種乳桿菌，在自然界中較為普遍，尤其是在各種發(fā)酵食品中，如菜蔬、肉類、乳制品和葡萄酒等。同時，人體的胃腸道中也存在有植物乳桿菌，是一種定植于人體胃腸道內(nèi)的有益菌群，在促進人體健康方面發(fā)揮著重要作用[6]。植物乳桿菌也是一種異養(yǎng)微生物，它缺乏合成多種化合物的能力，且需要來自外界的生長代謝所需營養(yǎng)物質(zhì)。如氨基酸、糖類、礦物質(zhì)、生長因子等。除受底物的影響之外，植物乳桿菌在生長過程中，還受到其他因素影響，如有機酸、氧氣和滲透壓等。有機酸是植物乳桿菌生長過程中的代謝產(chǎn)物，在抑制細菌生長的同時，導(dǎo)致pH下降。1.4植物乳桿菌的研究進展及發(fā)展現(xiàn)狀研究數(shù)據(jù)表明，植物乳桿菌對健康起著各種影響：①調(diào)節(jié)慢性代謝性疾??；②調(diào)節(jié)免疫功能；③調(diào)節(jié)腸道功能；④拮抗致病菌感染；⑤調(diào)節(jié)精神和神經(jīng)功能等。同時，也在逐步開展與植物乳桿菌的益生功能相關(guān)的臨床研究。植物乳桿菌所具有良好的益生功能和生理特性，被廣泛應(yīng)用于食品、工業(yè)生產(chǎn)、動物飼料、醫(yī)療保健等領(lǐng)域，國內(nèi)外學(xué)者也對其進行著越來越深入的研究[7]。近年來，隨著腸道菌群的進一步發(fā)展和人體健康研究工作的開展，人類逐漸意識到腸道微生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)對人類健康有著重要的影響。大量研究數(shù)據(jù)已經(jīng)證實，益生菌能夠調(diào)節(jié)腸道菌群的結(jié)構(gòu)，改善腸道的微生態(tài)平衡，從而發(fā)揮促進健康的作用。因此，益生菌作為一種能夠提高人體健康功能的產(chǎn)品，深受大眾的關(guān)注和喜愛，也吸引了許多科研工作者對其進行深刻的研究。其中，在植物乳桿菌良好的生理特性和益生功能基礎(chǔ)上的鉆研，已成為益生菌功能研究領(lǐng)域的一個熱點方向。就目前而言，如果益生菌想要實現(xiàn)應(yīng)用，首先需要能夠?qū)λ鼈冞M行大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。在國外，益生菌凍干粉的生產(chǎn)技術(shù)趨近成熟，幾乎壟斷了國內(nèi)的益生菌產(chǎn)業(yè)。盡管中國在益生菌凍干粉的生產(chǎn)研究上起步很晚，但其發(fā)展是迅速的。至今，國內(nèi)也出現(xiàn)一些生產(chǎn)企業(yè)能夠進行工業(yè)化生產(chǎn)益生菌凍干粉，這些發(fā)展與我國科研學(xué)者的大量工作是不可分割的。李東華[8]就是通過以植物乳桿菌為研究對象，對其生產(chǎn)過程中的初始pH值調(diào)整、菌株富集等條件進行工藝優(yōu)化[9]，最終得到較為成熟的培養(yǎng)方案。1.5研究目的及意義[11]隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們越來越注重健康問題，對健康、純天然的食品的持續(xù)追求，因而益生菌普遍受到人們的關(guān)注，在乳制品、醫(yī)藥保健和飼料等多個領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。其中，植物乳桿菌可以改善食品的口感風(fēng)味，具備食品保健價值。益生菌有多種生理作用，如可改善胃腸道環(huán)境，防治腹瀉、便秘等疾病及相關(guān)并發(fā)癥，因此普遍應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)。此外，研究表明益生菌還能降低膽固醇、調(diào)節(jié)血脂[10]，隨著世界肥胖、高膽固醇、高血脂人群的不斷增長，其作為一種新型功能性產(chǎn)品在降膽固醇、降血脂等方面的發(fā)展有著廣闊前景。益生菌的工業(yè)化大批生產(chǎn)受多方面因素的制約，如何維持菌體生機，在生產(chǎn)過程中增多活菌數(shù)，是限制益生菌行業(yè)發(fā)展的要害，因此本課題以植物乳桿菌為主要研究對象，為使植物乳桿菌大規(guī)模培養(yǎng)的產(chǎn)量增加以及降低其生產(chǎn)成本，保證有效發(fā)揮其生理作用，我們須要對植物乳桿菌的培養(yǎng)工藝進行優(yōu)化。2工藝優(yōu)化[10]2.1研究目的植物乳桿菌在不同培養(yǎng)條件下進行培養(yǎng)時，可以達到的活菌數(shù)也由差異，因而，我們對植物乳桿菌進行培養(yǎng)時，將主要的單因素條件進行優(yōu)化，使用正交試驗篩選出最佳的培養(yǎng)條件，確定益生菌最佳的培養(yǎng)工藝，從而使活菌數(shù)增多。2.2研究方案本章依照植物乳桿菌發(fā)酵條件有關(guān)文獻報道和實驗室經(jīng)驗，在植物乳桿菌培養(yǎng)條件的優(yōu)化試驗中，選取影響較為顯著的3個影響因素進行L9(33）正交實驗，根據(jù)實驗結(jié)果分別選取時間、接種量以及初始pH值三個因素，每種因素選取3個水平，以植物乳桿菌的活菌數(shù)為依據(jù)，確定最佳的培養(yǎng)條件。2.3實驗材料與設(shè)備2.3.1實驗材料植物乳桿菌：滄州方元生物工程有限公司提供的乳酸菌菌粉。2.3.2實驗試劑表2-1實驗試劑試劑名稱級別生產(chǎn)廠家胰蛋白胨生化試劑上海盛思生化科技有限公司牛肉浸膏粉生化試劑天津市光復(fù)精細化工研究所葡萄糖分析純天津市永大化學(xué)試劑有限公司酵母浸膏粉生化試劑天津市光復(fù)精細化工研究所檸檬酸氫二銨分析純天津市永大化學(xué)試劑有限公司乙酸鈉分析純國藥集團化學(xué)試劑有限公司磷酸氫二鉀分析純天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司吐溫80化學(xué)純天津市永大化學(xué)試劑有限公司無水硫酸鎂分析純天津市永大化學(xué)試劑有限公司續(xù)表2-1硫酸錳（Ⅱ），一水分析純上海展云化工有限公司瓊脂粉生化試劑上海展云化工有限公司2.3.3儀器設(shè)備本實驗所用儀器均由蚌埠學(xué)院食品與生物工程學(xué)院實驗室提供，設(shè)備如下：表2-2主要儀器設(shè)備儀器名稱型號規(guī)格公司名稱落地式潔凈工作臺SW-CJ-2FD上海力辰邦西儀器科技有限公司電子天平AB323上海?？惦娮觾x器廠電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱DHG-9023A上海東麓儀器設(shè)備有限公司電熱恒溫培養(yǎng)箱PWT-P42B合肥華德利科學(xué)器材有限公司pH精密試紙0.5~5.0Q/HTZ08-2004杭州特種紙業(yè)有限公司pH精密試紙5.5~9.0Q/GHSC1571-2012上海三愛思試劑有限公司手提式壓力蒸汽滅菌器YX-24HDD江陰濱江醫(yī)療設(shè)備有限公司2.4實驗方法2.4.1實驗流程益生菌菌種活化→菌種擴大培養(yǎng)→菌種發(fā)酵→收集和干燥2.4.2MRS培養(yǎng)基配制[11]（1）MRS固體培養(yǎng)基：胰蛋白胨10.0g，牛肉膏10.0g，葡萄糖20.0g，酵母膏5.0g，檸檬酸氫二銨2.0g，乙酸鈉5.0g，磷酸氫二鉀2.0g，吐溫801.0ml，硫酸鎂0.58g，硫酸錳0.25g，瓊脂20.0g，蒸餾水1000ml，pH5.7±0.2,121℃滅菌30min。（2）MRS液體培養(yǎng)基：上述配方去除瓊脂，即為MRS液體培養(yǎng)基。2.4.3菌種活化本實驗中所用MRS培養(yǎng)基，制備過程如下：按照2.4.2配方制成100mlMRS液體培養(yǎng)基，放入高壓滅菌鍋中滅菌（121℃、30min），冷卻，待用。在無菌潔凈工作臺中，將0.1g乳酸菌菌粉加入100mlMRS液體培養(yǎng)基中，充分混合，然后設(shè)定電熱恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)溫度為36℃，培養(yǎng)48h，待培養(yǎng)液中長出乳白色菌落后，放進4℃的冰箱中保存。2.4.4植物乳桿菌活菌數(shù)測定植物乳桿菌活菌數(shù)測定依據(jù)國標(biāo)GB4789，35-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物檢驗乳酸菌檢驗》測定。具體方法如下：（1）復(fù)水：稱量0.1g乳酸菌菌粉在無菌條件下將其溶于0.9ml無菌水中，混合均勻，備用。（2）樣品處理以及培養(yǎng)：將復(fù)水后得到的菌懸液用無菌水以10倍濃度梯度在試管中進行稀釋，備用。吸取0.1ml適當(dāng)濃度的菌液到固體培養(yǎng)基中，為使菌液分布均勻利用涂布棒進行涂布，恒溫培養(yǎng)48h，待長出菌落后進行統(tǒng)計。（3）菌落計數(shù)：計算菌落總數(shù)時，應(yīng)選擇菌落數(shù)在30~300個之間的培養(yǎng)基。當(dāng)培養(yǎng)基上有菌落較大片生長時，不進行統(tǒng)計，若其中有一半菌落成斑塊狀生長，另一半菌落分布非常均勻，計算菌落生長均勻的培養(yǎng)基上的菌落數(shù)后，做翻倍計算。如果培養(yǎng)基上的菌落呈無顯著界限的生長，每條單鏈當(dāng)作一個菌落統(tǒng)計。2.4.5單因素實驗2.4.5.1培養(yǎng)時間對乳酸菌生長的影響將活化后的乳酸菌菌液按照2%的接種量涂布于MRS固體培養(yǎng)基中，在培養(yǎng)溫度為36℃，初始pH值為6.5，培養(yǎng)時間分別在18h、20h、22h、24h、26h的條件下培養(yǎng)。以MRS固體培養(yǎng)基為空白對照，進行菌落計數(shù)，根據(jù)活菌數(shù)值的變化得出最佳培養(yǎng)條件，做3組平行試驗。2.4.5.2初始pH值對乳酸菌生長的影響將活化后的乳酸菌菌液按照2%的接種量涂布于MRS固體培養(yǎng)基中，在培養(yǎng)時間為24h，培養(yǎng)溫度為36℃，培養(yǎng)基初始pH值分別為4.5、5.5、6.5、7.5、8.5的條件下培養(yǎng)，以MRS固體培養(yǎng)基為空白對照，進行菌落計數(shù)，根據(jù)活菌數(shù)值的變化得出最佳培養(yǎng)條件，做3組平行試驗。2.4.5.3接種量對乳酸菌生長的影響將活化后的乳酸菌菌液分別按照1%、2%、3%、4%、5%的接種量涂布于MRS固體培養(yǎng)基中，在培養(yǎng)溫度為36℃，初始pH值為6.5，培養(yǎng)時間為24h的條件下培養(yǎng)。以MRS固體培養(yǎng)基為空白對照，進行菌落計數(shù)，根據(jù)活菌數(shù)值的變化得出最佳培養(yǎng)條件，做3組平行試驗。2.4.6正交設(shè)計優(yōu)化條件依照上述對乳酸菌培養(yǎng)條件單因素實驗結(jié)果，設(shè)計以培養(yǎng)時間、初始pH值以及接種量三種因素的正交試驗，以MRS固體培養(yǎng)基為空白對照，進行菌落計數(shù)，根據(jù)活菌數(shù)值的變化確定培養(yǎng)條件，做3組平行試驗。表2-3乳酸菌培養(yǎng)條件正交設(shè)計水平因素表序號A接種量（%）B初始pH值C培養(yǎng)時間（h）114.520225.522336.524表2-4正交水平分布表序號ABC1111212231334212522362317313832193322.5研究結(jié)果分析2.5.1單因素實驗結(jié)果2.5.1.1培養(yǎng)時間對乳酸菌生長的影響圖2.1不同培養(yǎng)時間對乳酸菌生長的影響圖2.1不同培養(yǎng)時間對乳酸菌生長的影響由圖2.1可以看出，在培養(yǎng)溫度為36℃，乳酸菌培養(yǎng)時間分別為18h、20h、22h、24h、26h的情況下培養(yǎng)，活菌數(shù)不斷增加，在24h時達到最大值，隨后活菌數(shù)減少，這是因為在24h時，乳酸菌已幾乎完全生長成熟，繼續(xù)培養(yǎng)一段時間，乳酸菌發(fā)生老化死亡，從而數(shù)量開始減少。因此選取培養(yǎng)時間為20h、22h、24h等3個水平進行正交實驗。2.5.1.2初始pH值對乳酸菌生長的影響圖2.2不同初始pH值對乳酸菌生長的影響圖2.2不同初始pH值對乳酸菌生長的影響由圖2.2可以看出，在培養(yǎng)溫度為36℃，乳酸菌培養(yǎng)時間為24h，培養(yǎng)基初始pH值不同，活菌數(shù)不同，在4.5~8.5范圍內(nèi)，活菌數(shù)先增加后減少，在初始pH值為6.5時活菌數(shù)達到最大值，隨后活菌數(shù)減少，乳酸菌最適生長環(huán)境應(yīng)處于酸性，當(dāng)pH環(huán)境超過中性到達堿性，乳酸菌將會大量死亡。因此選取初始pH值為4.5、5.5、6.5等3個水平進行正交實驗。2.5.1.3接種量對乳酸菌生長的影響圖2.3不同接種量對乳酸菌生長的影響圖2.3不同接種量對乳酸菌生長的影響由圖2.3可以看出，在培養(yǎng)溫度為36℃，乳酸菌初始pH值為6.5，乳酸菌接種量分別為1%、2%、3%、4%、5%的情況下培養(yǎng)，活菌數(shù)不斷增加，在2%時，活菌數(shù)增長幅度最大，這是因為，培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分有限，當(dāng)乳酸菌生長完全后，多余的菌種沒有其生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)供其生長，因而超過最佳接種量2%的菌種幾乎無法生長，活菌數(shù)下降。因此選取乳酸菌接種量為1%、2%、3%等3個水平進行正交實驗。2.5.2正交實驗結(jié)果及分析正交實驗數(shù)據(jù)分析由正交設(shè)計助手專業(yè)版v3.1應(yīng)用軟件完成。表2-5乳酸菌培養(yǎng)條件優(yōu)化正交結(jié)果序號ABC活菌數(shù)111190212214031332254212115續(xù)表2-552232456231215731310583211859332255K1151.667103.333163.333K2191.667190170K3181.667231.667191.667R40128.33428.334根據(jù)表2-5得出以下結(jié)論，培養(yǎng)條件中的三個影響因素中對乳酸菌生長的影響順序為B>A>C，即為接種量>初始pH值>培養(yǎng)時間。由此得出的最佳培養(yǎng)基組分為A2B3C3即初始pH值為6.5，接種量為2%，培養(yǎng)時間為24h，培養(yǎng)溫度為36℃。在此條件下乳酸菌生長得最好。3生產(chǎn)線設(shè)計3.1設(shè)計依據(jù)根據(jù)課題，設(shè)計一個年產(chǎn)100噸植物乳桿菌菌劑的生產(chǎn)車間。該設(shè)計主要將國內(nèi)菌劑的生產(chǎn)技術(shù)作為基礎(chǔ)，并結(jié)合國內(nèi)外先進的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，參考相關(guān)文獻，運用CAD技術(shù)完成工藝設(shè)計。3.2設(shè)計內(nèi)容制定產(chǎn)品計劃，設(shè)計工藝，設(shè)備選型，進行物料平衡計算，水、電、燃料估算，繪制生產(chǎn)車間平面布置圖、工藝流程圖和工廠總平面設(shè)計圖。3.3廠址選擇建設(shè)一個食品工廠，和當(dāng)?shù)氐馁Y源環(huán)境、政策法規(guī)、交通運輸密切相關(guān)。廠址選擇是否得當(dāng)，對工廠基建的進度、建成后的生產(chǎn)條件、產(chǎn)品的質(zhì)量安全、衛(wèi)生條件以及職工生活環(huán)境都有著深遠影響。3.3.1廠址選擇的原則[12]（1）按照國家相關(guān)政策，遵守當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)規(guī)劃部門的統(tǒng)一規(guī)劃，接近原料產(chǎn)地和銷區(qū)銷區(qū)，降低原料運輸成本，獲得新鮮原料。（2）注意廠區(qū)附近的環(huán)境衛(wèi)生，沒有有害氣體、粉塵，遠離易燃易爆加工廠。在當(dāng)?shù)卣?guī)劃區(qū)內(nèi)，面積充足。地勢高，無洪水災(zāi)害，地質(zhì)條件可靠，水源質(zhì)量好，供電條件良好。（3）運輸方便，靠近鐵路、公路或水路，供產(chǎn)品的銷售和運輸。靠近鄉(xiāng)鎮(zhèn)村落集中點，有足夠的勞動力資源，以滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的需求。3.3.2廠址的確定經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員的深入調(diào)研，本項目最終選址在常德市西湖農(nóng)場。西湖農(nóng)場位于洞庭湖畔，沅、澧兩水尾閭，與鼎城、漢壽、安鄉(xiāng)、南縣交界處，屬濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，具有氣候多變、季風(fēng)影響強烈、氣候溫和、熱量豐富、雨水充沛、四季分明的特點。該地區(qū)都是無污染項目和企業(yè)，水土資源較好、氣候條件良好，交通便利，契合《食品生產(chǎn)通用衛(wèi)生規(guī)范》的相關(guān)要求。3.4工藝流程[13]3.4.1前段工藝發(fā)酵原料在原料罐中混合，然后泵入發(fā)酵罐中進行實消滅菌，當(dāng)培養(yǎng)基溫度將達到發(fā)酵溫度時，接入種子液進行發(fā)酵。3.4.2后段工藝發(fā)酵完畢后，通過離心分離的辦法富集益生菌，而后進行冷凍干燥得到菌粉，最后進行包裝。3.5工藝要點3.5.1配料乳酸菌菌粉、MRS培養(yǎng)基、純凈水等。3.5.2滅菌滅菌過程中要求滅菌鍋嚴(yán)格密閉，滅菌時間15~30min，滅菌溫度在121℃左右。3.5.3活化活化過程中，要保證無菌條件，避免活化得到的菌懸液中染上雜菌。3.5.4擴培擴大培養(yǎng)過程中，要保證培養(yǎng)時間24小時，培養(yǎng)溫度在36℃左右，培養(yǎng)的初始pH值為6.5，乳酸菌接種量為2%。3.5.5發(fā)酵離心法是獲得植物乳桿菌的常用方法，借助離心力使菌體濃縮，然后再重新懸浮得到植物乳桿菌的濃菌懸液。這種方法的缺陷是在離心過程中對菌體形成較大損傷，導(dǎo)致其休眠，使菌體得活力大大降低[14]。3.6物料衡算已知年產(chǎn)量100噸，一年工作10個月，一個月工作25天。每天產(chǎn)量400kg。根據(jù)擴大培養(yǎng)菌種量比為1：10，接種量2%。得原購買所得乳酸菌菌粉用量為0.8kg。日消耗：離心分離過程中菌粉損耗量按1%計算，冷凍干燥過程中菌粉損失量按0.05%計算，需要乳酸菌菌粉約0.8844kg。則年菌粉用量為221.1kg。3.7設(shè)備選型[15]3.7.1設(shè)備選型的原則(1)設(shè)備電源應(yīng)滿足生產(chǎn)需求，生產(chǎn)中的主要設(shè)備至少要有一臺除生產(chǎn)所需設(shè)備以外的備用設(shè)備。(2)選用能充分使用原料、體積小、機械化連續(xù)性高、能耗少、效率高的先進設(shè)備，設(shè)備都要符合食品衛(wèi)生要求，易清洗、易拆卸、不易腐蝕及污染產(chǎn)品。(3)下一道工序的生產(chǎn)能力應(yīng)略大于上一道工序，以避免物料積壓，帶來生產(chǎn)不便。3.7.2主要設(shè)備選型（1）發(fā)酵罐:發(fā)酵罐每天每只可培養(yǎng)500kg左右液體。（2）無菌液體灌裝機：灌裝機將發(fā)酵好的菌液分裝（每瓶20ml），處理量為40~60bot/min。（3）連續(xù)冷凍噴霧干燥機：干燥機作為整個工藝流程最后一步的設(shè)備，將已分裝未加塞的菌液送入干燥機，其最大處理量為200kg/h，設(shè)定每小時處理量為40kg，連續(xù)工作10小時。3.7.2.1種子液的制備及發(fā)酵階段設(shè)備選型在種子液制備階段，應(yīng)首先在實驗室中進行菌種活化和種子液制備。在發(fā)酵生產(chǎn)過程中，將種子液注入發(fā)酵罐進行發(fā)酵作業(yè)。表3-1種子液設(shè)備選型設(shè)備名稱型號數(shù)量規(guī)格/mm功率/kW廠家恒溫箱KT-123BE3580*780*7700.5華信科技冰箱BCD-476FDG1666*833*18040.52海爾集團超凈工作臺SW-CJ-1F11050*680*16000.4上海蘇凈滅菌鍋YX280B324L2上海三申厭氧發(fā)酵罐YDT-500L31000*1600*12000.55億迪特蠕動泵65RGB-8.5-61Φ1021石家莊方沃儲氣罐碳鋼Q345R1500*4*1750/青島信泰壓力容器有限公司3.7.2.2供熱冷卻設(shè)備選型表3-2供熱冷卻設(shè)備選型設(shè)備名稱功率/kW規(guī)格/mm型號數(shù)量廠家風(fēng)機21190*1100*950RDF18B10瑞設(shè)機電鍋爐284850*2260*3290燃煤無煙鍋爐1潤利熱能3.7.2.3干燥及包裝設(shè)備選型表3-3干燥及包裝設(shè)備設(shè)備名稱型號數(shù)量功率/kW規(guī)格/m3廠家連續(xù)冷凍噴霧干燥機LPG-2002104m3萊帕克（北京）無菌液體灌裝機BZG30010.98m3南京博健科技有限公司3.7.2.4品控及研發(fā)設(shè)備選型表3-4品控及研發(fā)設(shè)備設(shè)備名稱型號數(shù)量廠家蒸餾水器DZ201上海新諾儀器集團有限公司分光光度計752N1上海儀電分析儀器有限公司恒溫電熱鼓風(fēng)干燥箱DHG-9023A1上海東麓儀器設(shè)備有限公司恒溫電熱培養(yǎng)箱PWT-P42B1合肥華德利科學(xué)器材有限公司超凈工作臺SW-CJ-2FD1上海力辰邦西儀器科技有限公司續(xù)表3-4高壓滅菌鍋YX-24HDD1江陰濱江醫(yī)療設(shè)備有限公司離心機TD-5M1濟南歐萊博電子商務(wù)有限公司水浴鍋HW-6001山東博科生物產(chǎn)業(yè)有限公司冰箱BCD-476FDG1海爾集團電子天平AB3231上海海康電子儀器廠pH計PHSJ-6L1上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司培養(yǎng)皿Φ90mm若干安賽瑞3.8水、電、燃料能耗估算（1）用水量估算每日需要生產(chǎn)400kg菌粉，所需用水量為400kg×10＝4t。鍋爐用水：鍋爐每天需要工作八小時，鍋爐每小時可產(chǎn)生2t的水蒸氣，所以可生產(chǎn)需要用水16t。清潔用水：根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，清潔用水大約為10t。生活用水：每班次工人數(shù)為50人，每人一天需要10kg，生活用水量0.5t。一天的用水量為26.5t，考慮到每天高峰期的用水量，在每天用水量的基礎(chǔ)上增加20%，為31.8t，則全年耗水量7950t，水質(zhì)要求必需符合飲用水衛(wèi)生規(guī)范（GB5749－2006）。園區(qū)供水系統(tǒng)分為生產(chǎn)生活供水和消防給水兩個系統(tǒng)。工業(yè)用水由自來水公司提供，且供應(yīng)充足。（2）用電量估算種子液制備：種子液培養(yǎng)時間在24小時左右，所以用電量為4.97kW×24h=119.28kW發(fā)酵：0.55×2×14=15.4kW冷凍干燥：干燥機連續(xù)工作10小時用電量為10×10=100kW供熱冷卻：30×8=240kW包裝：灌裝機裝瓶不加塞工作10小時，用電量約為0.9×10=9kW其他用電量：空調(diào)設(shè)備、照明、排風(fēng)扇等日耗電約60KW每日生產(chǎn)耗電量：543.68KW，年耗電量為135920KW，園區(qū)所在地理位置距該地區(qū)域變電站約1公里，完全能穩(wěn)定供電，滿足該工程所需的電力。（3）工廠熱負荷及供熱要求鍋爐為滅菌罐提供水蒸氣，每天工作8小時，產(chǎn)生16t水蒸氣，該型號的鍋爐每產(chǎn)生1t水蒸氣需要消耗200kg的煤，所以需要耗煤的質(zhì)量為3.2t，全年燃煤量為800t。3.9生產(chǎn)車間平面設(shè)計[17]3.9.1生產(chǎn)車間設(shè)計原則（1）車間布置按照任務(wù)書要求進行，節(jié)約用地，考慮產(chǎn)量增加時，増?zhí)硐鄳?yīng)生產(chǎn)設(shè)施的可能性。（2）注重生產(chǎn)連續(xù)性和節(jié)能，滿足消防要求，保證生產(chǎn)區(qū)與生活區(qū)分離。（3）廠區(qū)人員流動、物流、管道等均有各自的路線，且符合生產(chǎn)規(guī)程，無交叉污染，滿足食品工廠衛(wèi)生規(guī)范的要求。（4）設(shè)備布局合理，符合生產(chǎn)工藝流程的走向，做到生產(chǎn)線最短、最方便。（5）注意該區(qū)域常年的風(fēng)向，鍋爐房等污染性較大建筑要建在下風(fēng)口。3.9.2生產(chǎn)車間設(shè)計主要內(nèi)容生產(chǎn)車間是產(chǎn)品能量轉(zhuǎn)化和耗能最大的地方，也是人員和物流最集中的地方。植物乳桿菌菌劑的生產(chǎn)車間包括原料車間、包裝材料滅菌車間、發(fā)酵車間、無菌灌裝車間、冷凍干燥車間以及成品庫。在設(shè)計中，要靠近水源，倉庫和動力系統(tǒng)等，簡化管道及電纜的鋪設(shè)，使生產(chǎn)成本降低，縮減物料的往復(fù)運輸。另外，生產(chǎn)車間還應(yīng)設(shè)有現(xiàn)場品控室、消毒室、更衣室、衛(wèi)生間、值班室等?，F(xiàn)場品控室負責(zé)隨機抽查流水線。值班室負責(zé)統(tǒng)計人員登記和貨物進出。表3-5生產(chǎn)車間面積明細表區(qū)域占地面積（m2）層數(shù)結(jié)構(gòu)包裝材料滅菌車間101鋼混清洗消毒車間201鋼混凈化車間401鋼混無菌灌裝車間201鋼混冷凍干燥車間201鋼混成品庫151鋼混發(fā)酵車間201鋼混原料車間201鋼混續(xù)表3-5品控室201鋼混衛(wèi)生間151鋼混更衣室201鋼混值班室101鋼混總計占地面積（m2)2303.10成本估算及項目投資收益3.10.1生產(chǎn)設(shè)備投資表3-6生產(chǎn)設(shè)備一覽表序號設(shè)備名稱單價（萬元）數(shù)量總價（萬元）1恒溫箱0.230.62超凈工作臺0.320.63滅菌鍋0.130.34冰箱0.821.65厭氧發(fā)酵罐0.932.76蠕動泵0.510.57儲氣罐0.810.88鍋爐151159風(fēng)機0.610610連續(xù)冷凍噴霧干燥機2024011無菌液體灌裝機1011012蒸餾水器3.413.413分光光度計0.910.914恒溫電熱鼓風(fēng)干燥箱0.310.315恒溫電熱培養(yǎng)箱0.210.216高壓滅菌鍋0.310.317離心機0.810.818水浴鍋0.210.219電子天平0.510.520pH計0.310.3合計84.5由表3-6可知，年產(chǎn)100噸植物乳桿菌菌劑的設(shè)備投資為84.5萬元。3.10.2其他固定投資表3-7固定投資估算項目費用（萬元）土地225辦公樓85廠房125配電房6水站9全廠公共設(shè)施35合計485由表3-7可知，年產(chǎn)100噸植物乳桿菌菌劑的其他固定投資為485萬元。綜上所述可知，年產(chǎn)100噸植物乳桿菌菌劑工廠的建設(shè)投資為569.5萬元。3.10.3流動資金估算流動資金估算：項目到達設(shè)計生產(chǎn)能力時，年需流動資金按建設(shè)投資的25%計算，約為569.5×25%=142.375萬元。3.10.4投資總額根據(jù)以上估算可以計算出投資總額（建設(shè)投資＋流動資金）為711.875萬元。3.10.5成本估算（1）原料估算年用量乳酸菌菌粉為221.1kg，因此購買菌粉240kg，按每千克計算單價，滄州方元的乳酸菌25元。年產(chǎn)100噸植物乳桿菌菌劑所需原料0.6萬元。（2）包裝估算20ml玻璃瓶0.5元/只，標(biāo)簽0.05元/張，專用包裝紙盒0.25元/個。紙箱10元/個。年需要包裝材料：玻璃瓶500萬只，標(biāo)簽500萬張，專用包裝紙盒50萬個，紙箱5萬個。所以費用為337.5萬元。（3）水、電、燃料成本估算：工廠一天用水量約為31.8t,當(dāng)?shù)氐姆蔷用裼盟畠r4.2元/噸，則每日需要用水的價格為133.56元，年用水費用為3.339萬元。每日生產(chǎn)耗電量為543.68kW，當(dāng)?shù)毓I(yè)用電價0.85元/度，則每日耗電量費用為462.128元，年耗電費用為11.5532萬元。每日用煤量為3.2t，當(dāng)?shù)孛繃嵜簝r格880元，則日產(chǎn)用煤費用為2816元，年產(chǎn)用煤費用為70.4萬元。綜上所述，年產(chǎn)100噸植物乳桿菌菌劑水、電、燃料成本為85.2922萬元。（4）工資及福利費本項目固定生產(chǎn)人員共50人，平均每人年工資70000元，廠區(qū)管理人員共15人，平均每人年工資30000元，行政人員共15人，平均每人年工資60000元，福利費按工資的15%計算，則正常年工資總金額為557.75萬元。（5）其他費用管理費按員工工資福利、原料成本及包裝成本總金額的5%計算，共計44.7925萬元。銷售費用按銷售額的18%計算，共計450萬元。其他費用共計494.7925萬元。3.10.6項目收益預(yù)測3.10.6.1全年利潤計算（1）毛利潤：假定每瓶菌劑定價5元/瓶，則全年銷售總金額為2500萬元，則全年毛利潤為2076.6078萬元。（2）工廠純利潤純利潤＝毛利潤－員工工資福利－