年产2000吨淡干藻类产品工厂设计本科毕业论文(编辑修改稿)

年产2000吨淡干藻类产品工厂设计本科毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

nducted a preliminary analysis indicates that the project has good market prospects. Key words: Net belt type drying machine。 Light dry kelp。 plant design。 material balance。 equipment selection design 本科生毕业设计（论文） 3 第一章 绪论 概述 海藻又称海洋蔬菜，其营养丰富又具有保健作用，被称誉为“长寿菜”，现已知的有近百种海洋蔬菜可供人类食用，如海藻中的紫菜、海带、龙须菜、裙带菜等。 海藻中含有人体必需的蛋白质、脂肪、碳水化合物、多种维生素、微量元素及矿物质，另外还含有许多特殊成分：如海藻酸钠、海藻多糖和多不饱和脂肪酸等。 海藻内含有多种生理活性物质，有保护心 血管系统抗肿瘤、抗衰老、抗病毒等功能。 我国海藻资源丰富，市场广阔，开发潜力大。 深入分析海藻的营养成分，研究有效成分的提取工艺对开发海藻类天然产品保健品，发掘新的药用成分以及海藻的高值化利用具有重要意义。 本文综述了近十年来对海藻的营养成分分析和有效成分的提取工艺，以及海藻高值化利用的应用研究进展。 海藻营养成分分析 海藻生长在海洋的特殊环境中，所含有的营养成分与陆地植物有较大区别，除含有丰富的蛋白质、维生素、矿物质和微量元素外，还含有如海藻酸钠和海藻多糖等特殊成分，在食品和保健方面显示出巨大的潜力。 众多学者对不同海域不同种类的海藻进行了营养成分，分析陶平等对采自大连沿海分属于绿藻门、红藻门及褐藻门 13 种食用海藻的有机和无机组成进行了研究。 它们的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维及总糖含量分别为 122205， ， 18122， 359671g/kg；它们的不饱和脂肪酸含量丰富，约占脂肪酸含量的 55％ 67％；孔石莼与海萝具有较高的氨基酸含量；测定 13 种海藻的矿物质微量元素和维生素，结果表明：这些海藻含有丰富的氨基酸及不饱和脂肪酸，富含有人体必需的矿物质、微量元素及维生素，为海藻食品的开发提供了营养 评价的参考依据。 刘维刚等主要对福建红树林区 4 种海藻 (扁浒苔混合卷枝藻，鹧鸪菜，节附链藻 )的营养元素和氨基酸含量等进行研究。 结果表明： (1)福建红树林区 4 种海藻 Fe含量显著高于一般海藻的平均浓度； Ca 含量则普遍低于一般海藻的平均浓度； P， K， Mg 含量则高于或低于一般海藻的平均浓度； (2)福建红树林 4种海藻总氨基酸含量（ TAA） 由高到低依次为 (干重 )：扁浒苔 mg/g，混合卷枝藻 mg/g，鹧鸪菜，节附链藻 mg/g；而必需氨基酸含量 (EAA)由高到低依 次为：混合卷枝藻 ，扁浒苔 mg/g，鹧鸪菜 mg/g，节附链藻； (3)3 月和 6 月，对生长在秋茄板状根上和岩石面上的鹧鸪菜营养成分比较，前者的总氨基酸和必需氨基酸含量均大于后者；而元素含量则有不同变化，张桂和以江蓠等以 5种生长于海南岛沿海的热带海藻为材料，测定可溶性糖粗蛋白、脂肪、纤维素、维生素 C的质量含量，以期为进一步开发和利用这些热带海藻资源奠定初步的基础，结果表明：种海藻的营养成分不相同，可溶性糖质量含量的变化 ％ ％；脂肪 ％ ％；粗蛋白 ％ ％；本科生毕业设计（论文） 4 纤维素为 ％ ％；维生素 C 为。 赵素芬等对采自湛江沿海的 8种常见海藻的营养成分进行分析，结果显示：碳水化合物是构成这 8种藻体主要成分，占藻体干重 ％ ％，蛋白质占 ％ ％，平均为 ％，且蛋白质中氨基酸含量高，平均为 ％，氨基酸组成中天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、缬氨酸和亮氨酸含量多；绿藻门中种类无论是蛋白质还是氨基酸含量都高于红藻门和褐藻门中的种类， 4 种绿藻的氨基酸评分最高 ：粗脂肪占 ％ ％，平均为 ％；粗纤维的平均含量近似于碳水化合物的一半，根据蛋白质和粗脂肪的比例，叉枝藻和盾叶蕨藻均可作为高蛋白低脂肪的良好食物来源。 矿物质中铁锌含量丰富，介于 ，铜砷和镍含量超标。 赵素芬等又分析了粗枝软骨藻、日本沙菜鱼、栖菜芋根、江蓠平、卧松藻、网地藻等 6种生长于雷州半岛沿海的常见海藻的营养成分，以期为进一步开发和利用这些海藻资源提供参考。 结论可知，氨基酸含量较高，不少种类中汞、镉、铅、砷等含量超出我国食品卫生标准，海藻体内的营养成分含量 因海藻种类和生长海域的不同而有差异。 江海燕等也分析了采自湛江海域的 6 种经济海藻的营养成分，得出除海蒿子外，碳水化合物是这些海藻的主要营养成分 ,平均为 ％；粗蛋白含量为 ％ ％；粗脂肪含量最低，其中 4 种皆不足藻体干重的％；矿物质含量丰富，异枝麒麟菜的 Fe， Zn 的含量都较高，分别为， mg/100g， ；得出相似结论：氨基酸含量较高；不少种类中镉、铅、砷等含量超出我国食品卫生标准，海藻体内的营养成分含量因海藻种类和生长海 域的不同而有差异。 有效成分提取工艺 目前国内外都很重视海藻的研究，越来越多的提纯新工艺被开发应用，为海藻提取物的进一步深加工提供前提条件。 现对海藻内膳食纤维、海藻多糖、海藻酸钠及海藻油的提取工艺分别进行阐述。 膳食纤维 李来好指出：江蓠、麒麟菜、马尾藻和海带都属于大型经济藻类，其资源相当丰富，都含有丰富的藻胶，纤维素，半纤维素等，是生产膳食纤维的优质原料。 实验通过改变上述 4 种藻类的加工方法，从中提取成本低且富有保健作用的海藻膳食纤维，并对海藻膳食纤维的毒理和功能特性进行研究。 海藻多糖 传统海藻粗多糖提取方法主要有水提、酸提和碱提。 酸碱法提取易造成多糖的降解，而酶法提取的成本较高。 为提高效率，节约成本，夏超等采用热水法提取海藻中的粗多糖，并运用正交试验方法，对海藻粗多糖的提取工艺进行优化。 结果得出：提取温度是海藻粗多糖提取的关键因素，其次是提取时间，加水量和提取次数影响较小。 结论可知，海藻粗多糖的最佳提取工艺为： 12 倍水量，在本科生毕业设计（论文） 5 80 条件下提取 3 次，每次 1h。 海藻酸钠 海藻酸钠又称褐藻酸钠，是从褐藻类的海带或马尾藻中提取的一种由 1,4聚 D甘露糖醛酸和 L古罗糖醛酸组成的线型多糖碳 水聚合物，是海藻酸衍生物中的一种，所以有时也称褐藻酸钠、海带胶或海藻胶盘。 茂东等采用正交试验方案研究了海南马尾藻海藻酸钠的提取工艺，得出最佳的提取工艺条件： Na2CO3浓度为 2％，消化温度为 55℃，消化时间为 3h，海藻酸钠提取率最高达 ％。 杨红霞等采用正交实验研究了酶解法提取海藻酸钠的工艺及影响因素，并分析了单因素对酶解反应的影响，从而得出最佳酶解反应条件为：称取干海带 ，缓冲液用量 55mL， pH 值 ，温度 45℃，反应时间 18h，加酶量 90U/g，此时海藻酸钠浸出量可达。 海藻油 海藻油中含有大量不饱和脂肪酸，尤其是含有人体必需的 EPA、 DHA，因而日益受到人们的广泛关注；目前，利用藻类生产 EPA 和 DHA 的方法有低温结晶法、分子蒸馏法、超声波萃取法等。 刘群等以乙醚 /石油醚为溶剂，提取球等鞭金藻海藻油，以料液比乙醚 /石油醚体积比，提取温度和提取时间为影响因素，海藻油得率为考察指标，通过单因素实验和正交实验，确定的最佳提取工艺条件：料液比 1:15，乙醚 /石油醚体积比 1:2，提取温度 20℃，提取时间 5h；在此条件下，球等鞭金藻海藻油得率为（ ％）。 刘圣臣等以小球藻为 原料，利用反复冻融技术破碎细胞壁，并用乙醇作提取剂提取海藻油，研究了乙醇浓度、液料比、冻融次数以及提取温度等因素对油脂提取率的影响，实验结果表明，最佳工艺条件为反复冻融 1 次，液料比 3:1（ V/W），乙醇浓度 95％，提取温度 45℃，出油率达 ％。 小球藻经反复冻融提取海藻油，提取较完全，适宜大量生产，有着较广阔的应用前景。 与藻泥直接提取及冷冻干燥后提取相比，提取效率高，且差异极显著。 高值化利用 纵观海藻的开发研究发现，海藻的价值不仅体现在食用价值，还在生物活性物质开发应用、生物功能材料、生 态保护及能源化利用等诸多领域和范围发挥日益重要的作用，体现出了巨大的应用潜力和极高的经济价值。 胡爱军等指出 EPA和 DHA 具有多种重要的生理功能，已引起食品、医药等领域的高度重视。 利用海藻作为生产 EPA 和 DHA 的又一来源具有巨大的潜力和十分重要的意义。 下莱茵应用科学大学（德国）的 B Mahltig 和 GMBU 公司（德国）的 U Soltman 合作，利用溶胶、凝胶涂料可以把微海藻和碾碎的海藻固定在纤维和织物上，通过该方法将海藻的生物功能性固定在织物上，并得到生物功能化的织物，用于生物反应器、水处理和抗微生物功能织物 领域，应用前景极佳。 生物能是以生物质为载体，将本科生毕业设计（论文） 6 太阳能以化学能形式贮存其中，主要依靠植物的光合作用而产生的能源；生物能可以转化为固态，液态和气态燃料形式，替代传统的化石燃料，具有环保和可再生双重属性。 周志刚等针对大型海藻能源化的潜能，国内外研究进展以及存在的问题，展开了讨论并展望其应用前景，指出海藻是一个非常理想的生物质原料。 美国斯坦福大学研究人员利用可进行光合作用的海藻细胞生成了微弱的电流，被认为是在生产清洁、高效的生物电历程中迈出的第一步。 目前，研究仍处于初级阶段，研究人员正通过单个海藻细胞证明是否能获取 大量的电子，这是潜在的最清洁的能量生成来源之一，聚集电子发电的效率也将大大超越燃烧生物燃料所生成的能量，与太阳能电池的发电效率相当，并有望在理论上达到 100 的能量生成效率，但这一方式在经济上是否合算，还需要进一步的探寻。 海藻 加工利用的开发简况 海 藻 自 1927 年被首次引进到大连至今己有 70 多年的历史。 为了海 藻 养殖业的发展，我国科技工作者进行了不懈的努力，特别是解放以后，进行了海带养殖生物学的研究，养殖技术不断突破。 海带幼苗低温渡夏的研究 ， 有效解决了杂藻对幼苗的危害问题，使 孢 子体的生长期延长 3 个月 ， 增产 50％ 以 上；海带南移养殖的研究，使海带养殖扩大到了南至福建的广大海域；海带全人工筏式养殖技术的建立，打破了过去海带仅生长在海底礁石上的局限，为我国海带养殖业的发展打下了坚实的基础，在此基础上 ， 人们对筏式养殖技术进行了进一步的改进，充分发挥群体生长优势，达到增产目的；七十年代以来， 860、 1170、单海 1号 、单杂 10 号 、 早厚成品系一号 、 901 等海带新品种的问世及应用大大推动了海带养殖业的发展。 根据国家农业部公布的 20xx 年统计数字，我国养殖面积己达24127 公顷，产量 830410 吨 ， 占世界海藻栽培总产量 的 1/2 以 上， 产 量 占世 界市场的 80％ ， 规模量连续多年位居世界 第一。 我国的海 藻 养殖业虽有迅速的发展，但栽培生产上仍以混杂的品系为主， 基本上还没有建立起健全的良种海藻导入生产的技术体系和制度。 对于海藻栽培业来说 ， 良种栽培从来都是生产者十分关注的问题，也是许多科技工作者多年来努力的方向。 海藻增殖方法 ① 采孢子投石增殖法：即人工将孢子附着在石块上，再投入已选定的海区内。 石块的大小依据风浪大小而定。 每亩投石块。 ② 沉设种海带法：保存种海带过夏，待秋季孢子囊成熟后运至已选定的海区内，将种带干燥刺 激 23 小时，再将种带绳两端绑缚石锚拉紧投入海底。 每亩沉放种带 1000 棵。 ③ 悬绳绑苗增殖法：日本采用此法，即在已选定的海区内先设置海底浮筏。 在浮筏架上垂挂苗绳使其自然放散孢子附着在岩礁上。 海带收割上岸后直接依靠本科生毕业设计（论文） 7 阳光晒干称为淡干，淡干海带用途广，营养成分不受损失，是提取碘、胶、醇的原料。 经常食用海带有防止和治疗甲状腺肿病的作用。 另外每年还要提供大量产品出口。 设计方法 将所要处理的物料通过适当的辅料机构，如摆动带 ， 分布在输送带上，输送带通过一个或几个加热单元组成的通道，每个加热单元均配有空气加 热和循环系统，每一个通道有一个或几个排湿系统，在输送带通过时，热空气从上往下或从下往上通过输送带上的物料，从而使物料能均匀干燥。 此设备的特点为： （ 1） 可以调节空气量、加热温度、物料停留时间及加料速度以取得最佳干燥效果。 （ 2） 设备配置灵活，可使用网带冲洗系统及物料冷却系统。 （ 3） 操作灵活，湿物料进入机内后，干燥过程在完全密封的箱体内进行 ，劳务条件较好，避免粉尘的外泄。 （ 4） 干燥物料随同传送带移动时，物料颗粒间的相对位置比较固定，具有基本相同的干燥时间，对于物料色泽变化或含水率要求均匀的某些干燥过程来说 ，非常适合，此外，物料在设备里受到的振动和冲击很轻微，物料颗粒不易破碎，因此也适合干燥某些不允许破碎的物料。 （ 5） 不仅可以对物料进行干燥，有时还可对物料进行培烤，熟化或冷却等处理操作。 设计依据 工厂设计必须按照基本建设及设计程序制定产品方案，设计工艺，进行物料平衡，设备选型，水电汽估算，劳动力平衡，设定企业管理组织构架，进行经济效果预测，绘制产品工艺流程图、设备布置图、车间平面图和全厂平面图。 可行性研究报告应以标准的项目建议、项目的研究成果和资料，在全国调查，详细测算分析的基础上进行编制。 初步设 计应以批准的可行性报告研究、设计任务书、各项可靠的设计基础资料和委托设计合同为依据。