年产300吨蛹虫草工厂设计课程样本.doc

第1章 绪论
1.1 蛹虫草介绍
蛹虫草(Cordyceps militaris) 又称北虫草， 属子囊菌亚门、麦角菌科、 虫草属。
蛹虫草中虫草素含量较冬虫夏草高约3～ 6 倍[1]。虫草素含有抗病毒、抑菌、抑制肿瘤生长功效，和环磷酰胺有显著协同作用，并有降血糖作用；腺苷是一个遍布人体细胞内源性核苷，可直接进入心肌经磷酸化生成腺苷酸，参与心肌能量代谢，同时还参与扩张冠脉血管，增加血流量，对心血管系统和肌体很多其它系统及组织全部有显著生理作用[2]。
蛹虫草作为传统珍贵中药材，中国人民对其药用价值早有认识。李时珍 (1518) 在《本草纲目》中指出，蝉花能主治“小儿天吊惊痫，夜啼，心悸”[3]。
1.2蛹虫草药理作用
1.2.1抗肿瘤作用
蛹虫草对多个肿瘤全部有良好疗效。陈桂宝等 (1997)证实蛹虫草对人黑色素瘤 B16细胞，人白血病HL- 60细胞，人体红血病K562细胞及喉癌细胞含有很好抑制效果，且部分作用优于冬虫夏草[3]。
1.2.2抗病原微生物
蛹虫草对多个病源微生物全部有抑制作用。现在已发觉蛹虫草活性成份中起抗菌作用关键成份是虫草素。Sugar等 (1998)发觉虫草素对念珠菌表现出良好拮抗作用。Ahn等 ()利用平板试纸法证实了蛹虫草对类腐败梭菌和产气荚膜梭菌有强烈抑制作用，并确定是虫草素起关键作用，认为虫草素可用于防治梭菌引发肠道疾病[3]。
1.2.3 保护肝肾及呼吸系统
蛹虫草菌丝能显著改善慢性肾功效衰竭患者身体情况如提升肌酐清除率，促进蛋白质合成，纠正负氮平衡等，提升患者生活质量。程晓霞等 ()认为人工虫草提取物能够防治庆大霉素造成急性肾小管损伤，抑制人体本身低密度脂蛋白 ( LDL)引发人肾小球膜细胞增生[3]。
1.2.4 清除人体自由基
蛹虫草对体内自由基含有很好清除能力。王 琦 ( )报道，蛹虫 草能提升老龄老鼠体内超氧化物歧化酶 ( SOD )和谷胱甘肽过氧化物酶 ( GSH2Px ) 活性并降低过氧化脂质 ( LPO)含量，延缓器官及机体衰老[3]。
1.2.5 调整免疫系统作用
蛹虫草关键在免疫器官、免疫细胞及免疫分子等水平上发挥作用，增强机体免疫功效。崔新奇等 ( )报道蛹虫草能显著提升小鼠脾、胸腺重量和腹腔巨噬细胞数量及吞噬活性[3]。
1.2.6调整内分泌和抗疲惫作用
蛹虫草还含有其它作用，如雄激素样作用 ，能提升胰岛素分泌；贾景明等 ( )证实了蛹虫草对血乳酸消除及延缓疲惫发生也有较显著作用[3]。
1.3蛹虫草工艺生产中国研究现实状况
中国是第一个对蛹虫草进行商业化栽培生产国家。
1986年吉林省蚕科研究所以家蚕和柞蚕为寄主培养蛹虫草，取得和天然蛹虫草相一致子实体 ，开启了中国蛹虫草人工栽培新纪元。大米、小米或高粱米等可为蛹虫草子实体生长提供部分碳源[3]。
沈阳市农科所等单在1986 - 1987年在大米培养基和柞蚕蛹上接种北虫草菌，均取得完整子座。经检测和临床研究证实，人工培育北虫草含有和野生虫草相同化学成份、药理作用及临床疗效，完全能够作野生虫草替换品，用于医疗及保健等领域[4]。
张显科(1997)成功利用小米加上合适营养液培育出正常子实体。李 以大米为基础培养基加入营养液培养出正常子座，而以小米替换大米时则只形成橙红色菌丝结块，营养液对子实体正常形成可能相关键作用[3]。
刘荻()证实了蛹虫草能利用植物蛋白，但仍以动物蛋白为佳。在培养条件方面，温度以 15℃～2 5 ℃为宜，不能连续低于 10 ℃，亦不能高于 30 ℃，不然会造成菌丝停滞生长或死亡。湿度要求在 60 ％ ～90 ％之间。子实体生长阶段天天需要光照长达 10～12 h ，生长周期约为 45～ 60 d 。利用蚕蛹及蝉蛹等昆虫寄主生产子实体是另一关键培育路径[3]。
多年来，宁德市华林微生物技术研究所和广东省梅州市华芝源食用菌推广站生产基地合作，经多年攻关，业已形成较为成熟具低成本、高工效、 便于推广等特点盆栽北虫草技术。第一潮转化率平均达 5 5 ％以上，子实体形态、色泽靠近于天然北虫草产品，品质优良。以直径为35厘米，高 l2 厘米一般塑料盆为例。每盆装入 130克大米，蚕蛹粉 3．5克，磷酸二氢钾 4克，葡萄糖4克，维生素 B1 l0毫克，水 160毫升[5]。
冉翠香等认为温差刺激对子实体原基形成效果很好， 发觉人工蛹虫草培育成功关键在于诱发子实体原基形成[6]。
现在蛹虫草栽培关键采取以下3种方法：
①将蛹虫草菌接种在柞蚕、 家蚕、 蓖麻蚕等昆虫活蛹体内， 于一定温湿度和光照条件下培养。
古恒生、蒋本律、朱宏图等前后用此法成功地人工培育出蛹虫草[6]。
陈顺志等研究表明， 子座色泽和光线强弱相关， 并瓶栽蛹虫草取得成功，开始以活蛹为培养基蛹虫草规模化生产[6]。
②采集野生蛹虫草进行菌种分离、 纯化， 然后将蛹虫草菌接种在固体培养基上， 于2 0～2 5℃及一定湿度和光照条件下培养， 经3 5～ 4 5 d子实体即可达成采收标准[6]。
郑晴霞等直接利用液体培养基进行菌丝体培养， 首次将蛹虫草菌直接栽培在固体培养基上， 并长出子座[6]。
姜明兰等用野生菌进行组 织分离， 在 PDA培养基上分离、 纯化出优良原种， 经人工驯化原种在PDA液体培养基中扩大培养后， 接种到大米培养 基上， 取得先端膨大呈棒状子实体[6]。
张显科等研究认为，高粱米、小米、玉米渣和蚕蛹能够替换大米栽培蛹虫草[6]。刘守华等得出大米加猪血培养基更适宜虫草菌丝生长，使产量有所提升[6]。
钱康南等用鸡蛋做培养基成功培育出蛹虫草。真正实现了蛹虫草工厂化生产[6]。
③采取液体深层发酵培养蛹虫草菌丝体。
继人工固体栽培蛹虫草取得成功 后，经过长久探索性研究，经过液体深层培养法取得虫草菌丝体，菌丝体化学组成和从自然界中采集蛹虫草化学组成靠近， 而且可 以从发酵液中得到大家需要物质 ，还能大大缩短生产周期，很多研究人员对蛹虫草液体培养基配方进行了研究[6]。
邵爱娟等研究得出虫草在进行菌丝发酵时碳源以蛋白胨为最优，采取 1 ： 2或 1：3碳氮比较为适宜[6]。
李宗军等研究表明，蛹虫草菌丝发酵最好培养基组成为5％大米粉、1．5％豆饼粉、1．5％麦芽粉 、0．1％KH2P04，0．05％MgS04·7H20[6]。
陈晋安等研究得出蛹虫草发酵适宜培养基组成(蔗糖5．O％、玉米浆3．O％、 酵母膏O．5％、 MgS04·7H20 0．05％、 KH2PO40．05％)[6]。
柴建萍等得出玉米粉为最优碳源，蚕蛹粉为最优氮源，MgSO4为最优无机盐[6]。
汪宇等以发酵得率为指标优化培养基成份，初步得到蛹虫草液体培养条件和生长动力学，为蛹虫草液体培养工业化生产提供了一定理论依据[6]。
1.4蛹虫草工艺生产国外研究现实状况
明代中叶1400-1465年间蛹虫草从浙江传到日本，并在贵族中广泛食用。
1723年由欧洲传教士尚加特利茨库把从中国西北采到冬虫夏草带到法国，由Reaumur在法国科学院学士大会作了介绍，并登在会议纪要上；
Vaillant于1723年在( Botanicon Parisiense )中报道了大团囊虫草和蛹虫草，20世纪以前大家只对野生蛹虫草进行研究， 20世纪30～60 年代，国外研究人员进行了相关蛹虫草生态调查和驯化、人工栽培研究[6]。
1878年由Saccardo归为虫草属（Cordyceps），冬虫夏草研究在国外引发重视，中国虫草也开始驰名于世。
1932年，日本小林和久山首次利用米饭为主培养基培养出蛹虫草子座[3]。
1943年，Berkeley判定了中国冬虫夏草，正式定名为：中国虫草Sphaeri sienesis。
1.5未来发展趋势
冬虫夏草以其药性温和、补而不峻特点一直以来倍受关注，但其特殊生长条件又使其成为稀缺资源[7]。
多年来，很多研究全部表明，人工栽培蛹虫草化学成份及药理作用和冬虫夏草相同，但价格却远远低于冬虫夏草，所以，蛹虫草开发应用含有极大潜在市场[6]。
因为巨大市场需求和极其有限自然资源，造成了市场上蛹虫草产品良莠不齐，所以，必需加强对蛹虫草开发和利用研究[8]。现在，蛹虫草人工栽培技术已经成熟， 并进入了产业化生产阶段，但在栽培过程中仍有很多难题， 如菌种退化、 栽培技术不易掌握等问题还有待于深入研究。在栽培时因为蛹虫草分布广，种类繁多等原因，其药理作用存在一定差异，应加强蛹虫草菌种选育和保留，选育出药理成份高品种。在人工栽培方法上，因为发酵法生产菌丝体生产周期短，能够有针对性地提升某种或一些有效成份含量，液体发酵法生产菌丝体将是以后蛹虫草产业化生产关键发展方向，为蛹虫草在医药学方面深入开发提供基础。同时，应加强蛹虫草医药基础研究，从分子水平揭示蛹虫草药理作用，为临床使用蛹虫草提供客观科学依据，从而拓宽蛹虫草临床应用范围[6]。
伴随大家对蛹虫草研究越来越深入，蛹虫草这一药用真菌必将含有更宽广开发应用前景，为蚕业资源开发利用开拓新领域[9]。
现在蛹虫草生产有多重方法，多个标准。最大问题是需要人工地方太多，未来发展趋势必将是标准化，工业化机器生产模式。

第2章 生产工艺步骤
2.1工艺步骤
在试验室配制液体菌种，贮存等候接种

培养基各个成份进行装瓶操作

对灌装完成培养基进行灭菌操作（121℃，0.1MP30分钟）

冷却到室温

无菌操作下接种

进行暗培养（避光20-25℃，湿度50%-80%RH）3d

光培养（日光灯20-25℃ 50%-80%RH）

采收（通常从见光到采收需要40d）

烘干

包装

进入储藏库

2.2菌种选择
生产过程中出现菌种退化现象大大限制了蛹虫草大规模生产，严重影响了蛹虫草产量[8]。
所以配置专门配置军菌种试验室，选择菌丝雪白、适应性强、见光后转色和出草快、性状稳定速生高产优质菌种，是取得栽培成功和高产关键。
2.3培养基制备
培养基配方
大米70．0％，蚕蛹粉23．0％，蔗糖4.5％，蛋白胨1．5％，酵母粉0．5 ％，维生素B 0.5%。每瓶干料约50g,加入水50g。
原料精选验收
大米选择无霉变、无异味、无杂质粳米，要求是当年新产干燥无霉粒米，湿度大则不宜储存且易滋生杂菌，这对蛹虫草生产是致命，刚收购表面上附着很多尘土和麦壳，浸泡装瓶前应进行清理除杂。
2.4灭菌
装瓶后用专用小推车将装好栽培瓶推入灭菌柜内灭菌。采取高压灭菌柜进行高压灭菌，在121℃，0.1MP压力下蒸气高压灭菌30 min即可。灭菌后瓶内米饭应上下干湿一致，米粒间有空隙，不能粘稠成糊状。
2.5冷却
灭菌后，打开灭菌室后门，取出小推车，推入冷却室进行冷却处理，冷却室配有降温排风系统，能快速将高温栽培瓶降至25摄氏度左右

2.6接种
消毒：接种工具、菌种外壁、操作人员双手等，用75％酒精擦拭或浸沾消毒[10]。接种前用优质气雾消毒剂或常规方法对接种室密闭消毒30min，即可穿戴消毒衣服进入接种室接种。
接种：培养基冷却到30℃以下时，在无菌条件下接种，每瓶接液体菌种l0 ml。为预防污染，可合适增加接种量，以利菌丝加紧生长，快速占领料面。接种完后可移人经杀菌消毒和防虫处理暗培养室内培养。
2.7暗培养
接种后立即推入暗培养室进行暗培养，时间约3天左右，暗培养室应处于黑暗无光照环境中，配有控温控湿及温度湿度监测系统，确保培养室温度控制在20-25C，湿度65%RH左右。天天检验栽培瓶，观察菌丝生长情况。发觉污染瓶，应立即将其清理出培养室，预防出现大面积杂菌污染。
2.8光培养（日光灯）
菌丝成熟后，由白色逐步转成橘黄色时，表明菌丝营养生长已经完成。此时，增加光照同时给10℃左右温差刺激，促进大转色。当培养基表面和四面有橘黄色色素出现，开始分泌黄色水珠，并伴有大小不一圆丘状橘黄色隆起物时，为子座开始形成。此时室内温度保持18℃ 一23℃，空气相对湿度8O％一90％。湿度太大轻易产生气生菌丝，对子实体生长不利；湿度太低轻易使培养基失水而影响产量。在子座形成以后，应依据实际情况合适调整光源方向，确保受光均匀。整个培养期间要合适通风，但不可揭掉封口塑料薄膜，可在薄膜上用针穿刺小孔，以利于气体交换
2.9采收，分级
在管理正常情况下，从见光到子囊成熟需要40 d左右，每瓶可生长子座1O一20支。采收标准：子座呈橘红色或橘黄色棒状，高度达5—8 cm，头部出现龟裂状花纹，表面可见黄色粉末状物，此时应立即采收。
2.10烘干
采取箱式烘干机，将刚采收鲜蛹虫草平铺在托盘上，放入烘干机内进行烘干处理，烘干至水分含量少于14%即可。

2.11包装、储存
新鲜蛹虫草不易储存，除了以散装供给外，均需以一定包装形式供给消费者[11]。采取哪一个包装是生产厂一个重大问题，决定成品保藏期，也影响质量增加成本，在建厂时应进行考虑，做出决议。
包装材料轻巧，一次性消费无需回收，这对运输、销售和消费均带来方便
包装后运入成品库储存，待后续销售。
该工艺步骤有以下特点：生产周期短、设备投资少、大米利用率高、自动化程度高、生产成本低。

第3章 工艺计算
3.1 工艺生产线总体设计
蛹虫草工厂工艺设计包含厂区总体布局、建筑结构形式选择、车间内部工艺布局和对建筑、给排水、电、汽等其它专业提出要求，做为土建工程设计依据。合理、科学工艺设计是决定蛹虫草工厂加工步骤优劣一个关键方面，是决定蛹虫草产品质量关键过程。
3.1.1 蛹虫草工厂选址
虫草厂址选择基础要求以下[12]：
(1)虫草工厂厂址由当地城镇部门统一计划，以适应该地发展计划统一布局。
(2)节省用地，尽可能不占用或少占用良田，便于生产销售，应该建在城市郊区或远郊区。
(3)地质条件和水源可靠。虫草厂址选择要远离流沙，土崩断裂层，放射性物质，文物风景区，污染源存在区，易发生洪水和滑坡地带，有严重粉尘灰沙，昆虫孳生场所。
(4)厂区标高要高于当地洪水水位，自然排水坡度在4/1000~8/1000之间。
(5)水源充足且水质符合生活饮用水国家标准，若采取地下水，江水，湖水等需要建立水质监测和水质处理系统。
(6)交通运输方便是虫草厂址选择关键条件之一，尽可能靠近铁路公路或水路便于原料输入和产品输出。
(7)动力要有充足确保，电力负荷足够，电压平稳。
(8)有足够面积美化厂区环境，充足绿化，改善周围空气，噪声，杜绝生产中污染。
3.1.2厂区部署
虫草厂区部署应该满足一下几点：
(1) 厂区各个建筑物和构筑物设置和分布要满足食品工厂需要，考虑整个生产过程连续性，各建筑物件关系紧凑，确保生产作业最短，最方便，运输最小。
(2)考虑节能要求，变电站应该靠近耗电量大厂房。
(3)卫生条件符合。各个车间，原料仓库，产品仓库和生活区如宿舍，食堂，商店浴室等严格分开，确保生产过程卫生条件完全满足。车间内人流和物流要分开洁净区和非洁净区要设置隔离缓冲带。
(4)考虑风向，洁净要求高车间在上风向。
(5)考虑消防安全。火灾，爆炸危险大车间，设备应该竟可能敞开半敞开，有道路屎消防设备能够从两个方向快速抵达。
(6)节省用地。厂区要预留用地用来发展，同时土地利用合理紧凑，采取多层厂房向空中发展，降低土地使用面积。

3.1.3 生产区域划分
根据加工对象和产品方案确定加工生产线工艺步骤，依据工艺路线及食品加工相关要求将厂区按功效划分以下多个功效区域：生产区域、生活区域、办公区域、隶属区域等。在计划设计中，要遵照整体布局合理，各区域明晰，无交叉污染。
3.1.4 厂区道路和绿化
厂区道路设计要遵照食品卫生规范，做到物流和人流、洁净区和非洁净区专设不一样道路。厂区绿化是总体计划关键组成部分，要充足结合厂区自然条件和环境污染情况，合理布局，符合生态原理，要尤其考虑植物景观和美学标准，设计要达成四季常青，三季花香。新建企业厂区绿化面积达成20%以上。
3.1.5 确定蛹虫草生产工厂规模
依据题目要求，整年生产300天，天天三班二十四小时生产，一班8小时，生产过程中包含意外，染菌虫草损失率为5%，鲜草转化为干草百分比为7：1。
则：
年产300吨蛹虫草干草，300天连续生产，那么天天要产出1吨干草，转化为鲜草为 鲜草=干草×7=7吨。
天天生产出7吨鲜草，依据生物转化率培养基和鲜草百分比为2:1，计算得出需要配置培养基7×2=14吨培养基，转为千克是14000千克。
设计采取瓶装容器，每瓶装培养基干料50g，
那么每日生产约
所以该厂属于大型工厂，需采取四套生产线。本设计采取传送带运输方法，每套生产线保持速度一致，接种速度50瓶/min，每小时3000瓶，每套生产线标准日产量为70000瓶，那么天天二十四小时中有40min用于设备简单检修和其它休整。
3.2 建筑面积计算
3.2.1培养基成份
培养基成份以下表：
表3-1培养基成份
r大米
蚕蛹粉
蔗糖
蛋白胨
酵母粉
维生素B
70%
23%
4.5%
1.5%
0.5%
0.5%

天天生产出7吨鲜草，依据生物转化率培养基和鲜草百分比为2:1，计算得出需要配置培养基7×2=14吨培养基，转为千克是14000千克。

3.2.2原料储藏库面积计算

总计天天消耗14吨原料，那么原料仓库储存一周原料话，就需要一个可储存原料大型仓库，每一袋子大米按50kg，天天消耗大米：14000千克×70%=9800千克取整数10000kg，一周是70000kg，大约需要大米。每袋按长1m，宽0.5m空间计算，纵向10袋为10m，上下为十层，那么占用面积
依据大米占原料总量70%推断，总原料占用面积约为，。
空瓶贮备所需空间为 。
最终确定原料仓库为500，高度5m。
3.2.3灭菌室设计
在121℃，0.1MP压力下蒸气高压灭菌30 min即可。灭菌后培养基要求上下湿度一致，米粒间有空隙，不能粘稠成糊状。
按标准每日灭菌量为280000瓶，一次半小时那么一天可进行48次灭菌，那么一次要灭菌，取整数为6000瓶，即，要设计一个一次可容纳6000瓶灭菌室。瓶子放置在架子上推入灭菌室，每个架子可摆放500瓶，培养架设计为双面，那么需要架，每个架子之间保持一定空隙，按每个架子平均占地4 来计算，大约需要设计灭菌室面积48，长度设计为6m，宽度设计为5m。

3.2.4暗培养室
接种后进行发菌培养，在接种后3d 内，要进行遮光处理。菌丝生长温度范围为18℃～25℃[13]，菌丝最适生长温度为l8℃～25℃，子座生长温度为1O℃～25℃。暗培养3d后菌丝开始出现变色，展现浅黄色时候转移进行见光培养[14]。
依据暗培养只存放三天灭菌量，依据天天生产量280000瓶，需要培养架560架，三天生产1680架，依据平均每个架子占地面积4，即能够推测暗培养室面积，，取整数7000，设计为长度100m，宽度70m。
3.2.5光培养室
见光培养就要进入关键培养室将瓶子上架培养，通常从见光到采收需要40d时间，也就是说培养室要能够容纳最少 空间。
培养架设计为双面，每个架子可容纳摆放500瓶，那么需要培养架
每个培养架之间保留空隙，平均占地面积4 ，培养室总占地面积
按9万平米计算，设计一个9层楼培养室，每层楼培养空间1万平米，长宽各100m。
3.2.6采收室面积
天天需采收280000瓶蛹虫草，则每小时需采收约11667瓶 ，每人每小时采收约100瓶，则每班需120人进行采收工作，按每人1，加上瓶架等占地2，则每人所需工作面积为3，加上过道面积和杂物摆放面积，则采收室面积约为400。
3.2.7清洗室面积
采收后进行瓶子清洗，每日280000清洗量，每小时1200瓶工作量，包含机械推测清洗瓶子作业面积为200 ，长度50m，宽度40m。

3.2.8成品仓库
采收以后进行烘干，以后包装入库。日生产一吨干草，库房保留三个月量话，也就是要存放大约90吨干草，加上预留空间，估计库房面积500。
3.3设备选型
3.3.1装瓶区
装瓶区有传送带将干料及空瓶送入装瓶区。配制好营养液有管道和装瓶机相连，因为生产瓶效率为3000瓶/h，所以选择一个装瓶能力为30000瓶/h装瓶机。该机为全自动双工位，采取PLC电脑控制，自动完成传送瓶、装瓶、包膜，整个工艺步骤自动化。不一样颗粒性和潮湿度培养基，能实现装瓶质量上均匀性。多个程序可选，电气控制上选择PLC控制系统，而且采取了人性化PT显示终端，含有操作简单，能适时状态显示等优点。装瓶机一端各有一条传送带（将瓶子送到压盖机处）。还需要一个公用传送带和一个托盘夹持机（将瓶子放在推车上）。
关键技术参数
型号GXZP-850型；
功率2 kW ：
电源220 V／50 Hz或380 V／50 Hz；
装瓶量3 000瓶／h
外形尺寸(长X宽X高) 5450 mm xl350 mm x mm。
3.3.2.灭菌区
将瓶子推入灭菌室里进行灭菌，因为灭菌时间为半小时，且每半小时需要对6000个瓶子进行灭菌。所以选择三个灭菌能力为左右灭菌柜，采取可数次抽真空、进高温蒸汽方法来置换内室空气进行灭菌，含有升温快、穿透性强、室内温度均匀特点。优质管路配件、合理管路设计和优异灭菌程序控制，既节省大量能源又确保灭菌效果。
灭菌柜筒体采取矩形结构，结构合理，空间使用率高。灭菌器大门为平移开门方法，含有快开门联锁装置，安全可靠。
可依据不一样灭菌工艺，方便调整灭菌时间、温度、压力数据。灭菌全过程中二路温度同时参与检测和控制，含有全自动诊疗功效，能自动校正程序，无故障自动运行。大门密封槽在容器缸体上，也可在门体上，牢靠可靠，不漏气。内车进出灭菌柜内，采取轨道设计，平衡省力。
关键技术参数
型号XMQ-40
功率，11KW
电源380V
尺寸11050×2700×2500
3.3.3.冷却区
灭菌后瓶子被推到冷却室里进行冷却，冷却室内要有制冷设备（由感应机控制温度）。
3.3.4.接种区
冷却后瓶子被推到接种区。每日应接种280000瓶，则接种速度应为1瓶/h，选择2台接种能力为6000瓶/h全自动液体菌种接种机，采取PLC电脑控制，自动完成打开膜、接种、包膜等动作。接种正确、定量、均匀。含有操作简单、智能控制、智能故障报警、自动复位等特点。因为在液体菌种接种过程中，每个动作之间时间间隔很短，所以该液体菌种接种装置可实现快速安全液体菌种接种生产。能够满足大批量液体菌种接种生产需要，易于实施自动化控制。
关键技术参数：
型号GXJZ-850型；
功率0．2 kW：
电源220V／50Hz；
接种能力6000瓶／h～6 500瓶／h；
最大接种量相对误差<l5％ ；
气源最大功耗90 L／min(压力0．6 MPa)。
3.3.5.培养区
培养室内配置空调、湿度发生器、净化通风系统、确保室内温度、湿度、CO2 浓度满足工艺要求，且分布均匀，以利于菌丝体培育，利用智能化控制系统，实现对培养是智能化控制。发菌室恒温24-26℃黑暗。较高浓度CO2可刺激菌丝
生长。
在光培养室内应设有加湿器（感应器控制湿度），照明设备（计时器控制），通风换气设备（计时器设备）。
3.3.6烘干区
刚采收鲜蛹虫草运到烘干室进行烘干，日生产鲜草量为7000kg，选择十台烘干能力为500kg箱式烘干机。天天烘干两次。该设备是一个箱体式，并可装拆，分为CT型（离心风机）CT-C（轴流风机）系列产品，它是利用蒸气和电为热源，经过加热器加热，大量热风在箱内进行了热风循环，经过不停新风补充从进风口进入箱体，然后不停从排湿口排出，这么增加了传热效果，使箱内物料水分逐步降低。烘箱配用低噪音、耐高温轴流风机和自动控温系统，整个循环系统全封闭，使烘箱热效率从传统烘房3－7％提升到现在35－40％，最高热效率可达70％。
箱式干燥机关键技术参数
型号CT-C-IV
功率 1.52KW
尺寸 4460×2200×2290
每次干燥量 480kg
水分蒸发量 15kg/h
3.3.7洗瓶室
采收后脏空瓶运到洗瓶室进行清洗，天天需清洗280000瓶，选择四台清洗能力不低于3000瓶/h自动洗罐机，清洗过瓶子由传送带运到储瓶室摆放整

洗罐机关键技术参数：
1.生产能力: 3000瓶/小时(可调)
2冲洗压力: 0.1～0.25兆帕，耗水量：0.3Mpa时1.53t/小时。
3.机型号及功率:UD007D0.55B5—WJ62/PC28, 0.55千瓦
4.外形尺寸(长×宽×高)：3000×700×1350毫米
关键特点:
1. 本机为链轨式人工上下瓶，冲洗水跟踪式内冲及定位式外淋，冲洗时间约为8秒，控瓶时间约为26秒。
2. 带有水过滤设施，能够过滤水中杂质可循环利用。
3.本机外露部分及和液体接触部分，均用不锈钢、黄铜及尼龙制造，符合食品卫生标准。
4.分水阀体用增强尼龙制造，吸水率低，阀体托盘用不锈钢制造，由弹簧支承，上表面抛光处理，故摩擦系数小，使用寿命长。
3.4蛹虫草工厂工艺关键系数
灭菌：温度 121℃；
压强 0.1MP
时间：30min；
冷却：温度 20℃；
时间 1h；
暗培养室：温度；20-25℃
湿度 50%-80%RH
光照：黑暗；
时间：3天
光培养室：温度 20-25℃ ；
光照 日光灯500-800IX
湿度50%-80%RH
时间 40天
烘干：含水量14%
温度 ℃；

3.5关键设备
因为大部分相关食用菌生产机械设备处理能力在4000-7000瓶/h之间
而本设计处理能力为280000瓶/h，所以选择四条生产线，则选择关键生产设备如表3-2
表3-2关键生产设备
设备名称
型号
工作效率
功率
数量
自动装瓶机
GXZP一850型
3000瓶/h
2Kw
4
自动灭菌柜
XMQ-40
4000瓶/h
11KW
3
液体自动接种机
GXJZ一850型
6000瓶/h
0.2KW
2
箱式干燥机
CT-C-IV
480kg/次
1.52KW
10
自动洗罐机
UD007D0.55B5—WJ62/PC28
3000瓶/h
0.55KW
4

表3-3 关键空调管理设备
序号
设备名称
型号
功率
材质
数量
1
冷风机
DD-DJ-DL
4kw/380v
钢材
3
2
散热器
DNF-8
8kw/380v
不锈钢
18
3
加湿器
DOS-10A
1.8kw/220v
全机不锈钢
100
4
照明灯
LED
6w/220v
玻璃
1000
5
换气机
DTF-4
4kw/220v
不锈钢
18
以上空调管理设备统一由一个培养室智能控制箱控制，图3-4
表3-4 系统连接示意图

3.6物料衡算
3.6.1物料衡算
培养基配方：大米70%，蔗糖4.5%，蛋白胨1.5%，蚕蛹粉23.0%，酵母粉0.5%，硫酸镁0.3%，维生素B10.5%

天天生产出7000kg鲜草，依据生物转化率培养基和鲜草百分比为2:1，计算得出需要配置培养基4620kg培养基。

依据培养基成份百分比，可计算出每日消耗原料：
大米：14000千克×70%=9800千克 蚕蛹粉：14000千克×23%=3220千克
蔗糖：14000千克×4.5%=630千克 蛋白胨：14000千克×1.5%=210千克
酵母粉：14000千克×0.5%=70千克 维生素B：14000千克×0.5%=70千克
3.6.2用水量
工厂用水关键分为工艺用水和生活用水两部分。工艺用水关键表现在培养液配制，瓶子清洗及设备清洗 ；生活用水关键包含清洁用水、洗手洗厕用水、绿化用水等。
本工艺米水比为1:2，则辅料液用水约20吨，自动洗罐机用水量为100t，设备清洗机用水量为6t ,水冷装置用水量为1.8t/h；其它用水量为1.2t；则加工过程中天天用水量约为129t。
生活中，天天职员洗手、清厕、食堂用水、绿化用水总量为21t。
则工厂天天需用水量为150t；每十二个月用水量为45000t。
3.7能量衡算
3.7.1用电量
工厂用电量包含机械设备运行用电、照明用电、生活用电等。
工艺操作过程中关键机械设备和照明总功率约为473kw，一天工作时间以二十四小时计，则消耗电量为11352度。工业用电1元/度，每日电费11352元。
生活区用电约为1000度，生活用电0.5元/度，每日电费500元。
3.7.2热量衡算
本设计生产工艺全部采取电作为关键能源，包含灭菌，和培养室控温等。生活区，办公区，生产车间等冬季取暖等需要锅炉房提供热量，依据实际情况估测需要三台20吨热水锅炉。
假如锅炉每小时输出热量为686000千卡热量，按一般热水锅炉热效率70%算话，每千克煤炭按7000千卡计算，686000/（7000×0.7）=140千克煤/小时，一天二十四小时，那么需要煤炭24×140=3360千克标准煤。 三台锅炉则需要约10吨煤炭，十二个月供暖四个月120天，总消耗煤炭1200吨，煤价格不一，通常700到1300不等，取每吨1000计算，十二个月约要130万元煤。
3.8 经济合算
原料成本=（9800×4+3220×6+630×10+210×20+70×30+70×150）×300
= 2448.6万
罐头瓶=280000×0.3×40=2520万
运输成本约为80万。
成本估算=原料成本+罐头瓶+运输设备=2864.6万
3.8.1 土建估算
土建包含生产区域、生活区域、办公区域和隶属区域。其中生产区域包含生产加工车间，仓库；生活区域包含食堂、职员宿舍；办公区域包含综合办公楼、变电所、水泵房；隶属区域包含汽车房、门卫、车棚、娱乐活动场地等。估计投资土建6000万人民币。
3.8.2 机械设备经费估算

表3-4 关键设备及价格表
序号
设备名称
数量（台）
预算价格（万元）
1
自动装瓶机
4
6
2
自动灭菌柜
3
16
3
液体自动接种机
2
14
4
箱式干燥机
10
10
5
自动洗罐机
4
3

由上表可知关键设备预算花费人民币212万元，另外，生产步骤中还要用到传送装置，运输工具等其它辅助设备等，估计投入260万元购置。所以，生产步骤中关键设备和辅助设备总投资约为472万元人民币。
3.8.3 工人工资预算
工厂关键分生产和销售两大部分，生产步骤拥有技术人员200人（包含工人技术人员，质量监督技术人员，机械操作技术人员等），主管人员50人（包含工艺技术指导人员、部门主任、销售经理等人员）；销售步骤拥有100人；其它人员50人（包含库管人员、清洁工等）。技术人员年薪以6万元人民币计；主管人员年薪以10万元人民币计；销售人员年薪以5万远人民币计；其它人员年薪以4万元人民币计，那么工人工资估计需要人民币2400万元人民币。
3.8.4 实际生产总值结算
假如每吨水费按2元计算话，则每十二个月需要支出水费9万元人民币；每十二个月需要支付电费355.56万元人民币。
其它费用为200万元（包含设备维修、厂区维护，废物处理等费用），则该厂当年支出费用为：
支出1=2864.6+6000+472+2400+9+355.56+200+130
=12381.16万元
每千克虫草600元，当年产值=300×1000×600=18000万
该厂当年盈利为：
盈利1=18000-12381.16=5619万元
在第二年以后无需支付土建费用和购置机械设备钱，所以第二年以后支出费用为：
支出2=2864+2400+9+355.56+200+130=5958.56万
该厂第二年以后每十二个月能够盈利为：
盈利2=18000万-5958.56万=12041.44万

第4章 食品安全
多年来三氯氰胺事件、塑化剂事件、违规添加剂暴料等等全部为大家敲响了警钟。越来越多人开始重视食品安全问题。这就需要企业拥有优异工艺技术和优异管理体制。对于菌类制品来说，最大威胁是农药残留和染菌霉变等。
4.1 农药残留
农药残留（Pesticide residues），是农药使用后一个时期内没有被分解而残留于生物体、收获物、土壤、水体、大气中微量农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质总称。施用于作物上农药，其中一部分附着于作物上，一部分散落在土壤、大气和水等环境中，环境残余农药中一部分又会被植物吸收。残留农药直接经过植物果实或水、大气抵达人、畜体内，或经过环境、食物链最终传输给人、畜。
检测方法：在一定条件下，有机磷和氨基甲酸酯类农药对胆碱酯酶正常功效有抑制作用，其抑制率和农药浓度相关，正常情况下，酶催化神经传导代谢产物（乙酰胆碱）水解，其水解产物和显色剂反应，产生黄色物质，经过抑制率能够判定出样品中是否有高剂量有机磷或氨基甲酸酯类农药存在。
4.2霉菌，杂菌
霉菌即是丝状真菌
霉菌是丝状真菌俗称，意即"发霉真菌"，它们往往能形成份枝繁茂菌丝体，在蛹虫草生产中最可能感染出现，因为其生存能力强，繁殖能力强，几乎是无处不在。其中有黑曲霉菌，土曲霉菌，蓝霉菌等
要达成控制目标必需使洁净区严格消毒，控制人员流动，空气流动，还要定时检验，消毒，消除霉菌。
其它还有细菌类侵染，生产过程虫害，携带病菌污染等。预防方法同上，严格控制好洁净区卫生条件，控制人员流动，空气流动等。

第5章 HACCP体系应用
5.1 HACCP原理介绍
5.1.1 HACCP原理
HACCP是“Hazard Analysis and Critical Control Point”首字母缩写，即“危害分析和关键控制点”是对食品安全有显著意义危害加以识别、评定、和控制体系。这个体系经过对原料、关键生产工序及影响产品安全人为原因进行分析，确定加工过程中关键步骤，建立、完善监控程序和监控标准，采取规范纠正方法。
建立在科学性和系统性基础上HACCP，对特定危害给予识别要求了控制方法，以确保食品安全性。HACCP是一个评定危害和建立控制体系工具，它意在建立以预防为主而不是关键依靠最终产品检验控制体系。任何HACCP体系全部含有适应改变能力，比如设备设计、加工