小龙虾下脚料饲料的开发及年产30000吨小龙虾下脚料饲料工厂的设计(附件)
每年的夏秋季节都是小龙虾备受欢迎的畅销时节，小龙虾广泛的出现在人们的餐桌上，但是小龙虾的可食用部分很少，只包括虾仁、虾黄，除此之外，大多是虾壳、虾头，小龙虾被食用之后，虾壳通常都作为废弃物丢掉，这不仅造成了资源的浪费而且也带来了环境污染等问题，而利用混合发酵的方法可以将其制备成动物饲料，具有较高的现实意义和实际价值。 用小龙虾的虾头、虾壳作为原料，通过胰蛋白酶水解来提取其蛋白质，实验最终得出反应在加酶量为1 %，温度50℃，酶解时间为2 h，pH=7.0的情况下进行，酶解后蛋白质提取率为26.67 %。利用紫外分光光度计测定蛋白质的含量，可测得蛋白质含量为27.54 %，产品可作为动物饲养的饲料，同时也是促进小龙虾资源的开发和变废为宝的有效利用。将小龙虾虾头、壳干燥粉碎后和其他配料混合，可以添加到畜禽或水产养殖的饲料中。针对此问题，在尝试结合现有发酵饲料的生产线的前提下进行优化设计，完成年产30000吨小龙虾下脚料饲料的工厂设计。关键词小龙虾；饲料；蛋白质；紫外分光光度计；工厂设计
目 录
1 引言 1
1.2 展望 2
1.3 本课题研究的意义及研究内容 2
2 材料与方法 2
2.1 材料与设备 2
2.2 实验方法 2
2.3 提取条件的单变量实验 3
2.4 正交试验设计 6
3 工厂设计 7
3.1 项目总称 7
3.2 设计依据和相关规范要求 7
3.3 设计原则 7
4 产品方案及生产工艺设计 8
4.1 产品方案 8
4.2 饲料工厂生产工艺的设计 8
5 物料衡算 9
6 厂址选择及总平面设计 10
6.1 工厂范围 10
6.2 厂址选择规划 10
6.3 建筑物设计 11
7 设备的选型和布置 13
7.1 设备选型依据 13
7.2 设备选型 13
7.3 设备总计核算 15
8 水、电、汽的设计和计算 16
8.1 用水 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
量的计算 16
8.2 用电量的计算 16
8.3 用汽量的计算 17
8.4 保护措施 18
9 经济支出的核算 18
9.1 建筑、设备费用 18
9.2 产品生产的相关经济支出 18
9.3 销售结算 21
9.4 利润结算 21
10 市场分析 21
致 谢 23
参考文献 24
1 引言
小龙虾，学名“克氏原螯虾”，其英文名为Red Swamp Crawfish[1]。小龙虾主要产自江苏、江西、湖南、湖北等长江中下游地区[2，3]，产量占全国总产量的95%左右。2016年我国成为世界最大的小龙虾产出国，养殖面积超过900万亩，并且并在2017年达到产量89.91万吨、消费量87.93万吨。我国小龙虾产量丰富，消耗量巨大，同样也会在小龙虾的生产加工过程中产生大量的虾头、虾壳等下脚料(约占整虾30%40%)。随着现代食品科技的迅速发展和进步，小龙虾虾头、壳等副产品的资源利用已经逐渐引起了人们的注意，在小龙虾副产品利用的研究逐渐增多。很长时间以来，小龙虾的下脚料等虾副产品很多部分都被废弃丢掉而没有能够得到有效的利用，造成了严重的资源浪费同时也对环境造成污染。科学有效地开发和利用小龙虾的虾头、壳等资源，提升这些资源的经济价值，已成为目前急迫等待解决的困难问题。小龙虾虾头、壳中含有丰富的蛋白质、钙等营养成分[4，5]，因为小龙虾虾头、壳不适合于人直接食用已经成为废弃料，但是如果合成到各种动物饲料中，对于动物的健康生长是非常合适的，而且避免造成资源浪费和环境污染。最常见的方法是将小龙虾虾头、壳干燥粉碎后和其他配料混合，添加到畜禽、水产养殖的饲料中。而制成动物饲料是小龙虾下脚料回收再利用的一个非常优秀途径。
1.1 小龙虾下脚料中可利用成分的提取利用
蛋白质和脂质是虾废料的重要组成部分。虾的生长过程是由基因控制表达的，是个生物化学逐渐有序变化的过程，如已知的北极对虾(Penaeus borealis)废弃物所测得的结果显示，它的内部化学组成成分因为季节的变化而引起的波动就很小，主要含有17%20%的蛋白质[6]。虾头蛋白质氨基酸饱满，还有很多营养脂肪。秦燕等[7]用酸处理小龙虾的虾头和壳，测得其76.55％的蛋白质含量，15.20％的含钙量，5.28％的含磷量。
目前，国内的虾类废弃物产业化主要以酸碱法为主。由于微生物快速生长的特点，简单的生长条件和特殊的代谢过程，使得国外工程技术的发酵生产的发展和实践进行得非常早。Ferrer等人在培养基中使用一种酸水解物作为碳源，研究并设计了相应的酶系统转化的单细胞蛋白(SCP)。单细胞蛋白质作为饲料蛋白和食品添加剂被广泛应用于世界各地[8]。
国外的研究员Rao等利用Lactobacillus planta rum处理虾废弃物的头和壳，通过使用葡萄糖作为发酵的限制性底物，最终产物的脱蛋白率分别是83.0%和66.0%[9]。Choorit等使用蔗糖对虾的废弃物进行发酵，接种使用的菌种为Pediococcus sp. L1/2，实验的最终结果测得脱蛋白率为83.47%[10]。同样的还有利用乳酸发酵水解法，加入的糖蜜等碳水化合物都是一次农业固体废弃物[11]。这些都是比较经济节省的利用方式。
马闯等[12]取1g虾壳加入5mL水，使用酶活力为3750U/g的蛋白酶，在温度为55℃、pH=8.5、反应时间为2h时酶解龙虾壳通过酶法提取龙虾壳中的蛋白质，测得蛋白质回收率为60%。
张立彦等[13] 使用蛋白酶进行虾头蛋白的水解，用环己烷作为萃取溶剂，以1:5的溶剂比
例，在80℃的萃取温度下提取可溶性成分，可以得到虾头中全部脂类的94.81%。
丁纯梅等[14]通过在虾壳中加入10%的NaOH溶液，然后处于110℃的反应环境下4h，发现蛋白质的提取纯度最高，为82.3%。
1.2 展望
长期以来，我国的饲料业都是持续高速的增长和发展，尤其是改革开放之后，我国的饲料工业更是飞速的进步着，不仅在我国的种植业上带来了巨大的效益，同样在养殖业上也逐渐扩大影响和发展的投入。小龙虾下脚料中蛋白的资源利用都取得了一定理论和实际应用上的进展，从小龙虾产业化发展的角度来看，从国内技术研究中提取和转化小龙虾废料有很大的提升空间，随着现有小龙虾废料的处理工艺的合理设计，开发和完善小龙虾下脚料后续处理的加工工艺，实现小龙虾废弃物蛋白合理的资源利用，生产动物饲料等将有很好的研究和发展方向。
目 录
1 引言 1
1.2 展望 2
1.3 本课题研究的意义及研究内容 2
2 材料与方法 2
2.1 材料与设备 2
2.2 实验方法 2
2.3 提取条件的单变量实验 3
2.4 正交试验设计 6
3 工厂设计 7
3.1 项目总称 7
3.2 设计依据和相关规范要求 7
3.3 设计原则 7
4 产品方案及生产工艺设计 8
4.1 产品方案 8
4.2 饲料工厂生产工艺的设计 8
5 物料衡算 9
6 厂址选择及总平面设计 10
6.1 工厂范围 10
6.2 厂址选择规划 10
6.3 建筑物设计 11
7 设备的选型和布置 13
7.1 设备选型依据 13
7.2 设备选型 13
7.3 设备总计核算 15
8 水、电、汽的设计和计算 16
8.1 用水 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
量的计算 16
8.2 用电量的计算 16
8.3 用汽量的计算 17
8.4 保护措施 18
9 经济支出的核算 18
9.1 建筑、设备费用 18
9.2 产品生产的相关经济支出 18
9.3 销售结算 21
9.4 利润结算 21
10 市场分析 21
致 谢 23
参考文献 24
1 引言
小龙虾，学名“克氏原螯虾”，其英文名为Red Swamp Crawfish[1]。小龙虾主要产自江苏、江西、湖南、湖北等长江中下游地区[2，3]，产量占全国总产量的95%左右。2016年我国成为世界最大的小龙虾产出国，养殖面积超过900万亩，并且并在2017年达到产量89.91万吨、消费量87.93万吨。我国小龙虾产量丰富，消耗量巨大，同样也会在小龙虾的生产加工过程中产生大量的虾头、虾壳等下脚料(约占整虾30%40%)。随着现代食品科技的迅速发展和进步，小龙虾虾头、壳等副产品的资源利用已经逐渐引起了人们的注意，在小龙虾副产品利用的研究逐渐增多。很长时间以来，小龙虾的下脚料等虾副产品很多部分都被废弃丢掉而没有能够得到有效的利用，造成了严重的资源浪费同时也对环境造成污染。科学有效地开发和利用小龙虾的虾头、壳等资源，提升这些资源的经济价值，已成为目前急迫等待解决的困难问题。小龙虾虾头、壳中含有丰富的蛋白质、钙等营养成分[4，5]，因为小龙虾虾头、壳不适合于人直接食用已经成为废弃料，但是如果合成到各种动物饲料中，对于动物的健康生长是非常合适的，而且避免造成资源浪费和环境污染。最常见的方法是将小龙虾虾头、壳干燥粉碎后和其他配料混合，添加到畜禽、水产养殖的饲料中。而制成动物饲料是小龙虾下脚料回收再利用的一个非常优秀途径。
1.1 小龙虾下脚料中可利用成分的提取利用
蛋白质和脂质是虾废料的重要组成部分。虾的生长过程是由基因控制表达的，是个生物化学逐渐有序变化的过程，如已知的北极对虾(Penaeus borealis)废弃物所测得的结果显示，它的内部化学组成成分因为季节的变化而引起的波动就很小，主要含有17%20%的蛋白质[6]。虾头蛋白质氨基酸饱满，还有很多营养脂肪。秦燕等[7]用酸处理小龙虾的虾头和壳，测得其76.55％的蛋白质含量，15.20％的含钙量，5.28％的含磷量。
目前，国内的虾类废弃物产业化主要以酸碱法为主。由于微生物快速生长的特点，简单的生长条件和特殊的代谢过程，使得国外工程技术的发酵生产的发展和实践进行得非常早。Ferrer等人在培养基中使用一种酸水解物作为碳源，研究并设计了相应的酶系统转化的单细胞蛋白(SCP)。单细胞蛋白质作为饲料蛋白和食品添加剂被广泛应用于世界各地[8]。
国外的研究员Rao等利用Lactobacillus planta rum处理虾废弃物的头和壳，通过使用葡萄糖作为发酵的限制性底物，最终产物的脱蛋白率分别是83.0%和66.0%[9]。Choorit等使用蔗糖对虾的废弃物进行发酵，接种使用的菌种为Pediococcus sp. L1/2，实验的最终结果测得脱蛋白率为83.47%[10]。同样的还有利用乳酸发酵水解法，加入的糖蜜等碳水化合物都是一次农业固体废弃物[11]。这些都是比较经济节省的利用方式。
马闯等[12]取1g虾壳加入5mL水，使用酶活力为3750U/g的蛋白酶，在温度为55℃、pH=8.5、反应时间为2h时酶解龙虾壳通过酶法提取龙虾壳中的蛋白质，测得蛋白质回收率为60%。
张立彦等[13] 使用蛋白酶进行虾头蛋白的水解，用环己烷作为萃取溶剂，以1:5的溶剂比
例，在80℃的萃取温度下提取可溶性成分，可以得到虾头中全部脂类的94.81%。
丁纯梅等[14]通过在虾壳中加入10%的NaOH溶液，然后处于110℃的反应环境下4h，发现蛋白质的提取纯度最高，为82.3%。
1.2 展望
长期以来，我国的饲料业都是持续高速的增长和发展，尤其是改革开放之后，我国的饲料工业更是飞速的进步着，不仅在我国的种植业上带来了巨大的效益，同样在养殖业上也逐渐扩大影响和发展的投入。小龙虾下脚料中蛋白的资源利用都取得了一定理论和实际应用上的进展，从小龙虾产业化发展的角度来看，从国内技术研究中提取和转化小龙虾废料有很大的提升空间，随着现有小龙虾废料的处理工艺的合理设计，开发和完善小龙虾下脚料后续处理的加工工艺，实现小龙虾废弃物蛋白合理的资源利用，生产动物饲料等将有很好的研究和发展方向。
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