年产1800吨高纯度茶皂素建设项目可行性研究报告

年产1800吨高纯度茶皂素项目可行性研究报告目录一、文字部分1总论511概述512研究结论72市场预测1121产品市场预测1122产品价格分析153产品方案及生产规模1631装置组成及规模1632产品品种及规格164工艺技术方案1841茶皂素工艺方案的比较1842茶皂素工艺方案的确定2043茶皂素主要原材料、辅助材料、公用项目技术要求和消耗2244物料平衡2445控制技术方案2446主要设备的选择265原料及动力供应2851主要原材料、辅助材料及燃料的供应2852主要原材料、动力来源的可靠性286建厂条件2961建厂条件2962项目地点叶集开发区条件307公用项目和辅助设施3271总图运输3272给排水3373供电3474供热3575贮运3576外管3577采暖通风和空气调节3678维修3679分析36710建筑结构368节能3781节能3782节水389环境保护3991厂址与环境现状3992执行的环保标准3993主要污染源及污染物4094控制污染的主要措施4195环境影响分析4310消防、劳动保护与安全卫生44101劳动保护与安全卫生44102消防4711工厂组织、劳动定员和人员培训48111工厂体制及组织机构48112生产班制及定员48113人员的来源和培训4812项目实施规划49121建设周期的规划49122实施进度规划4913项目招投标51131概述51132发包方式51133招标组织形式51134招标方式5214投资估算和资金筹措55141投资估算55142资金筹措5515财务评价60151编制依据60152成本费用估算60153财务评价6116结论及建议63161结论63162建议63二、附表部分1、效益指标汇总表2、投资计划与资金筹措表3、固定资产折旧估算表4、无形及递延资产摊销估算表5、外购原材料及燃料动力费用估算表6、总成本费用估算表7、产品销售收入和销售税金及附加估算表8、损益表9、借款还本付息计算表10、现金流量表（全部资金）11、资金来源与运用表12、敏感性分析表三、附图部分1、茶皂素生产工艺流程图2、总平面布置图3、车间内0000M平面设备布置图4、车间内4000M平面设备布置图5、车间内设备布置立面图1总论11概述111项目名称、主办单位及建设地点1、项目名称年产1800吨高纯度茶皂素项目2、主办单位叶集林星精细化工有限责任公司3、主办单位法人代表4、企业性质股份有限公司5、建设地点安徽淮南工业园6、承办企业概况叶集林星精细化工有限责任公司经营范围涉及到茶皂素、食用植物油加工销售、出口贸易、有机肥料生产销售等多项业务，是一家集科研生产经营于一体的科技开发型企业。公司致力于农业资源深度开发和综合利用，建成后将成为国内同行规模最大，科技含量高，填补省内空白的前沿企业（全国现只有浙江、广东、湖南等地四家同类企业），预计可完成年销售收入6200万元，利税1800万元。公司坚持走科技产业化道路，与许多在国内外茶皂素领域有一定影响的科研院校建立紧密的技术合作关系。同时，配有一定比例的科研人员和中试实验室，为公司新产品的研制开发和今后的发展奠定了坚实的基础。在生产优质产品的同时，更重视为用户提供优质服务，指导、协助用户使用产品，并随时解决用户在产品应用过程中遇到的各种问题。形成比较完整的科研、生产、销售、服务体系。公司牢固树立“质量是企业生命、服务是企业品牌、诚信是企业基石”的理念，扎扎实实地做好茶皂素等产品的生产和服务。公司实行董事会领导下的总经理负责制。下设研究中心、营销中心、生产部、质检部、财务部和办公室六个部门，推行“垂直领导、逐级负责”的管理模式。112编制依据及原则1、编制依据（1）叶集林星精细化工有限责任公司提供的进行本项目可行性研究报告工作的基础资料；（2）原化工部颁发的“化工建设项目可行性研究报告编制内容深度的规定”。2、编制原则（1）项目建设必须遵守国家的各项政策、法规和法令，符合国家的产业政策、投资方向及行业和地区的规划；（2）采用成熟而先进可靠的工艺生产技术，确保项目投产后操作运行稳定、能耗低、三废排放少、产品质量好；（3）以市场为导向，以提高产品竞争力为出发点，选择生产市场适销对路的产品，产品的品种要适应市场需求的变化，产品无论在性能上，还是在价格上均应具有较强的竞争能力；（4）以经济效益为中心，加强项目的市场调研，按照少投入、多产出、快速发展的原则和工厂设计模式改革的要求，在稳妥可靠的前提下，尽可能节省项目建设投资，实事求是地优化各项成本要素，最大限度地降低项目产品生产成本，提高项目经济效益，增强项目产品的竞争能力；（5）在充分利用原有装置的生产设施、辅助设施和公用项目的基础上，进行技术改造；（6）工艺流程、自动控制、设备选型根据原有装置的实际情况，做到工艺成熟可靠、技术先进、设备立足国产化，对于特殊关键设备适当引进；（7）总图布置充分利用界区的地势地貌，因地制宜，力求布置合理，生产管理方便，厂容整齐美观，交通运输及安全防火符合有关规定；（8）项目建设要重视环境保护、安全和工业卫生，三废治理、消防、安全、劳动保护措施必须与主体装置同时设计、同时建设、同时投运。污染物的排放必须达到规定的指标，并保证工厂安全运行和操作人员的健康不受损害。113项目提出的背景及建设意义1、大别山区安徽境内的金寨、霍山、舒城、金安区、裕安区及河南商城、麻城、信阳地区一线是全国为数不多的油茶籽主产区之一。油茶资源十分丰富。过去，由于缺乏高新技术支撑和适度规模深加工，茶农只能把大多数茶籽低价出售给遍布在乡村的手工油坊。这些小作坊生产设备简陋，卫生条件差，只能生产粗制毛茶油。压榨后的茶饼往往被当作柴禾烧掉，造成巨大的资源浪费和环境污染，茶饼富含茶皂素等宝贵物质，由于没有对其进行深度开发和综合利用，降低了茶农的经济收入，有悖于党和政府实施扶贫攻坚战略和帮助贫困地区农民脱贫致富的大政方针。2、实施本项目，一方面为茶农种植的油茶籽开辟了广阔的销售渠道，增加农民的收入；另一方面通过创新科技生产的茶皂素极大地提高茶饼、粕的市场附加值，并对保护山区生态环境具有十分重大的意义。3、项目充分利用压榨后的茶饼变废为宝，建设过程中将遵循循环经济的理念，走清洁生产的工艺，充分利用资源，控制尾气排放。4、本工艺采用目前世界上最先进的乙醇连续萃取工艺，凡与物料接触的设备及管道全采用不锈钢制造。整个生产实现自动控制、连续化生产。具有产品质量好、消耗低的特点，整个生产系统将是一个节能优化的生产装置。114可行性研究范围1、茶皂素的产品方案、生产规模及工艺技术路线的选择。2、原料、辅助材料来源及用量；3、水、电、汽来源及供应方式；4、辅助设施方案；5、界区总平面布置方案；6、项目实施规划的建议；7、总投资、生产成本及资金筹措；8、经济分析研究；9、环境影响评价及三废治理方案。12研究结论121研究的简要综合结论1、叶集林星精细化工有限责任公司建设茶皂素项目，一方面为茶农种植的油茶籽开辟了广阔的销售渠道，增加农民的收入；另一方面通过创新科技生产的茶皂素极大地提高茶饼、粕的市场附加值，并对保护山区生态环境具有十分重大的意义。另外，提取茶皂素资源，在绿色畜产品方面将有一定的前途和市场，对于繁荣山区经济，保护环境以及发展有机产品等方面都具有相当的意义。2、项目充分利用压榨后的茶饼变废为宝，建设过程中将遵循循环经济的理念，走清洁生产的工艺，充分利用资源，控制尾气排放，符合当前国际和国内进行的节能减排行动计划精神3、本项目的主要原料茶粕在项目建设地周边可以自给，其它原辅材料用量不大，可外购解决。三废可以达到国家规定的排放标准，产品销售前景广阔，对满足市场需要和促进省内外济发展将起到重要的推动作用。4、经技术经济分析，本项目总资金3421万元，建成后，年销售收入61575万元，投资利润率3541，全投资财务内部收益率税后4769。可见本项目投资利润率和内部收益率均较高。研究结论本项目具有较好的经济效益和社会效益，项目是可行的。122主要技术经济指标表序号项目名称单位数量备注一生产规模1茶皂素吨/年1800二产品方案1茶皂素吨/年18002饲用蛋白粉吨/年127503副产茶油吨/年18冲抵成本三年操作日天3007200小时/年四主要原材料用量1茶粕吨/年150002工业乙醇吨/年120工业己烷吨/年1443包装袋万条/年291五公用动力消耗量1供水自来水吨/小时20无离子水吨/小时0752供电设备容量千瓦400用电负荷千瓦200年耗电量万KWH2883供汽低压蒸汽（04MPA）吨/时075六三废排放量1废气NM3/H无2生活污水M3/D13废渣M3/A480七运输量吨/年3259851运入量吨/年1755052运出量吨/年15048八全厂定员人30其中生产工员人18九占地面积M220000十建筑面积M24384十一项目总资金万元34211固定资产投资万元2621建设投资万元2456固定资产投资方向调节税万元建设期利息万元1652流动资金万元800十二年销售收入万元61575十三工厂成本1年总成本万元325306十四年利税总额万元269066十五年销售利润万元187798十六财务评价指标1投资利润率35412投资利税率78653投资回收期年282含建设期4财务内部收益率4769所得税后5财务净现值万元1875976I12所得税后二七清偿能力指标1人民币借款偿还期年36含建设期2市场预测21产品市场预测211产品简介茶皂素又称茶皂苷，茶皂甙，是山茶科植物如茶、山茶、油茶中含有的一类天然糖甙化合物，由七种配基（C30H50O6）（SAPGENING）、四种配糖体（AGLYEVN）和二种有机羧酸组成的一种五环三萜类皂甙。2111茶皂素的理化性质纯茶皂素是白色微细柱状结晶体，吸湿性强，对甲基红明显酸性，难溶于冷水、无水甲醇、无水乙醇，不溶于乙醚、丙酮、苯、石油醚等有机溶剂，稍溶于温水、二硫化碳、醋酸乙酐，易溶于热水、含水甲醇、含水乙醇、正丁醇及冰醋酸、醋干和吡啶，在稀碱性水溶液中溶解度明显增加。茶皂素水溶液能被醋酸铅、盐基性醋酸铅和氢氧化钡所沉淀，析出云状物，但对氯化钡和氯化铁不能产生沉淀。主要理化常数见表21。表21茶皂素主要理化常数分子量分子式元素分析值熔点PH值1203C57H90O26C5993,H70922322462分子结构式如下2112茶皂素的表面性质茶皂素分子具有亲水性的糖体和疏水性性的配基，是一种天然非离子型表面活性剂，具有良好的乳化、分散、湿润、发泡、稳泡和去污等性能。亲水亲油平衡值HLB值为16，是制备水包油型OW乳液的良好乳化剂，对固体微粒分散作用明显。起泡力几乎不受水质硬度的影响，在PH410范围内发泡正常且泡沫稳定持久，具有较好的湿润性。民间曾利用茶皂素优良的去污性能用茶籽饼泡水洗头、洗衣。本草纲目里也有记载“茶籽捣仁洗衣除油腻”。对蛋白质、纤维素无损伤，特别对丝、毛、羽绒的洗涤效果良好。2113茶皂素的生理活性溶血性，可能是由于它与血液中大分子醇（如胆固醇等）结合成复盐所致。溶血作用是茶皂素的毒性，它对冷血动物有毒，但对高等动物口服无毒。鱼毒性，可破坏血鳃组织进入微血管，引起凝血而致死。类生物激素性，可促进植物生长，种子发芽，促进对虾蜕皮生长。明显的抗渗、消炎、止咳镇痛特性。对某些细胞RNA生物合成也有明显的影响。212茶皂素用途茶皂素作为一种优良的天然非离子表面活性剂，具有较强的去污、起泡、乳化、分散、渗透等性能，并且有溶血、抗渗透、止痒、消炎、止咳、镇痛、抗癌、杀菌等多种生理活性和生理功能，是一种性能良好的清洁剂、发泡剂、减磨剂、水油乳剂和杀虫剂，可广泛用在建筑材料、畜禽饲料、农药加工、渔业养殖、食品、轻化工、医药、毛纺、针织等行业，可用于制造各种类型的乳化剂、农药、橡胶、灭火材料、电影胶卷、洗护发用品、钢筋混凝土、对虾养殖剂等产品。茶皂素的应用开发潜力很大，据估计可开发出180余种系列产品。2121人造板行业的应用纤维板生产中为将防水材料石蜡均匀地分散到纤维表面，需将固体石蜡制成石蜡乳液，但原工艺所用的乳化剂不甚理想。制作的石蜡乳液，易分层，且析水严重，而茶皂素石蜡乳液比油酸铵石蜡乳液的稳定性更好，并用显微镜检测乳液的颗粒直径，茶皂素为154M，油酸铵为313M油酸钠为497M。表明茶皂素乳化剂的乳化力强，分散均匀，乳液颗粒度小，从而茶皂素石蜡乳化荆成功地应用于纤维板生产。产品板质量稳定，防水性能好，解决了该行业的“老大难”问题。2122日化行业的应用由于茶皂素是天然产物，在日化行业是难得的表面活性剂。茶皂素洗理香波具有洗发护发双重功能，洗涤后光泽、手感良好。茶皂素洗理香波的毒理试验表明属实际无毒类，对皮肤无刺激、无致敏作用，使用是安全的，卫生指标达到规定的要求。皂素洗理香波产品实施商品化生产已达十年，经久不衰。茶皂素香渡的开发研究，不仅发现洗涤后手感爽滑、松软、光亮、梳理性好等直接感观外，还对头发本质进行检测，定伸长弹性率和摩擦系数优于同类产品。2123建材行业的应用加气混凝土在浇注过程中，由于发气使浆料系由固液二相朝固液气三相转化，体系的总表面积急剧增加，成为不稳定的体系。为使发气、发热、固化三者同步进行，防止气泡破裂而“坍模”，需要添加表面活性剂稳泡剂。中国早在1989年就开发研制出茶皂素加气混凝土稳泡剂，利用了茶皂素的表面活性，降低浆料体系的界面张力，达到稳泡目的；同时对固体微粒尤其气源性物质铝粉的均匀分散，提高了制品的均匀度，使气孔小而密，强度增大。2124毛纺及纺织行业的应用茶皂素的天然性和对蛋白质纤维类的无损伤性，使茶皂素对发、毛、丝、羽绒等洗涤方面充分发挥优越性。茶皂素作化纤织物的活性染料印花漂洗用，各项指标达到国家标准，在白度及鲜艳度方面均超过雷米邦A。茶皂素裘皮净洗剂，在羊皮制革前对羊毛的脱脂洗涤，保持毛质光泽、洁白，效果良好。茶皂素羊毛洗净剂，在羊毛的柔软性、松散性、洁白度以及光择度等方面均表现良好。茶皂素毛纺洗涤剂，洗涤后织物柔软，光泽好，白度高。丝毛洗净剂，除了适应洗衣机少泡而易于过清的特点外，无碱性，去污力强，经褪色、剥色、强力等性能试验，结果均达到同类产品同时在洗涤化纤、棉织品中也表现良好的性能。茶皂素精炼助剂，用于纺织品印染的前处理，可大大提高棉纤维素的吸水能力，使精练后的棉织物毛效高，均匀性好，脱棉籽壳干净彻底，洁白度高。2125农药行业的应用可湿性粉剂农药，因原药不溶于水，加工时磨成一定细度的微粒，在施用时通过原药微粒的分散成悬浮液，以达到农药喷施均匀的目的。因此，可湿粉农药生产时必须加入表面活性剂，以提高原药的湿润分散效果，可湿粉农药的悬浮率也就成为其重要的技术指标。茶皂素农药湿润剂，成功地应用于10叶蝉散可湿粉、1O异丙威可湿性粉剂，40乙磷铝可湿性粉剂和15多效唑可湿性粉剂，大批量生产应用，悬浮率均高于61，悬浮效果良好，并超过了悬浮率52的标准，达到理想的效果。2126茶皂素的水产领域的研究与应用茶皂素具有溶血作用和鱼毒作用，皂甙对动物细胞存在着破坏作用，发生细胞溶血现象。研究发现茶皂素仅对血红细胞包括有核的鱼血、鸡血、无核的人血等产生溶血作用，而对白细胞和虾血细胞则没有影响。因此，茶皂素对鱼类有毒性，而对对虾则无毒性作用。茶皂素的溶血机理是皂苷引起含胆固醇的细胞膜的通透性改变所致，起初破坏细胞膜活性，进而导致细胞质外渗，最终使红细胞解体失活。鱼毒作用机理是茶皂素首先破坏鳃组织，然后由鱼鳃的上皮细胞进入微血管，从而引起溶血作用，导致鱼中毒死亡。由于虾鳃是由角质层发育而来，表皮的主要成分是几丁质和蛋白质，与鱼鳃的成分结构截然不同；另外对虾的携氧载体是血蓝素，而鱼血却是血红素，因则茶皂素对虾是没有鱼毒作用。茶皂素作为性能优异的天然鱼毒性活性物质，是一种理想的清池剂，可以清除鱼池、虾池中的敌害鱼类。茶皂素能刺激对虾等甲壳类动物体内分泌激素促进蜕皮，从而有利于对虾的生长发育。据研究，使用浓度为3MG/KG的茶皂素溶液，对虾拦网养殖每茬添加3次、池塘养殖每茬2次，施用茶皂素后敌害鱼类杀灭率达到95，投入产出比120，每亩增产对虾428KG。根据茶皂素生物活性开发的对虾养殖保护剂，不仅发挥茶皂素的鱼毒作用，而且又发挥茶皂素对对虾生长的促进作用，在对虾养殖中形成了综合效应。此外，茶皂素还可以防治对虾黑鳃病的发生以及对寄生虫的控制。2127胶粘剂茶皂素是一种复杂的化合物含有丰富的有机糖，茶皂素用作烟草薄片的胶粘，其薄片具有赶好的拉力、耐破度，完全满足切丝卷烟要求。同时该胶牯剂有吸潮保稠性，不需再加多元醇或糖作保湿剂，故可大大降低生产成本。2128其他茶皂素金属切削剂，性能明显优于普通产品，并与国外同类产品相接近；茶皂素作为分散剂应用于淀粉胶液，增加淀粉胶液的流动性和稳定性，且具有粘结力强，固化速度快的特性，效果良好；茶皂素应用于炭素墨水生产，分散效果明显；茶皂素还可应用于泡沫钻井、泡沫排水等方面。213国内外市场需求分析茶皂素是由种三贴系皂结构酸、结构糖形成的复杂糖混和物，它是一种性能优良的天然非离子型表面活性剂，能够显著地降低液体表面张力，对疏水性固体表面具有显著的湿润作用。因此，茶皂素被广泛应于发泡剂、乳化剂、灭火剂、分散剂、防腐剂、洗洁剂等产品生产用原料。譬如，茶皂素作为可溶性粉剂或水剂型农药助剂，在乳油型农药中应用能够改善农药的理化性能，并可以减少农药的用量5071。我国正式生产的生物农药的品种达40多种，产量达10万吨制剂，即使按5应用，其使用量也十分巨大；利用茶皂素的生物活性，可开发用于水产养殖的清池剂、对虾养殖的保护剂、蟹类养殖的脱壳剂、作物和蔬菜种植的杀虫剂等生物农药。茶皂素市场前景看好，产品市场容量非常大。仅就洗发香波这一行业来说，我国洗发香波年总产值约10万吨，其中一半需加调理剂，共需调理剂1000吨。我国年消耗洗涤剂460万吨，需表面活性剂90万吨，按1使用茶皂素则需要09万吨。2008年，我国每年茶皂素的市场需求约30万吨，主要依靠国外进口和人工合成来解决，天然非离子表面活性剂的市场缺口约15万吨，因此国内天然茶皂素的加工尚属市场紧缺产品。全世界对茶皂素的年需求量达几百万吨，市场潜力看好。22产品价格分析221茶皂素价格分析我国油茶林面积和产量均居世界首位，全国现有油茶总面积约5500万亩，全国每年有榨油后剩下的油茶饼粕约50万吨，油茶饼粕中含茶皂素1015，提纯后的茶皂素产量不能满足国内需求。近年来，由于市场紧俏，茶皂素的价格一直保持坚挺，其销售价格近年来一直保持在28000元/吨以上。本项目生产的茶皂素参照2008年9月华东地区市场价格，拟定价格为25000元/吨。（人民币，下同）222饲用蛋白粉价格分析脱皂茶粕蛋白质含量高，营养价值高于玉米、小麦等，蛋白质含量是米糠的2倍，是很好的饲料生产原料，全国每年需求量年递增达到28，质优价廉，具有较强的市场竞争能力。本项目参照现米糠的市场价格，确定饲用蛋白粉为1300元/吨。3产品方案及生产规模31装置组成及规模311装置组成及产品方案本项目包括浸提、干燥、溶剂回收等工序。主导产品为粉状高纯度茶皂素，副产饲用蛋白粉和茶油。312建设规模粉状高纯度茶皂素1800吨/年饲用蛋白粉12750吨/年副产茶油18吨/年313年操作时间茶皂素装置年操作时间为7200小时。32产品品种及规格321茶皂素产品执行标准由于茶皂素产品目前无国家和行业标准，参照目前市场上的产品性能，茶皂素产品执行标准见表31。表31茶皂素产品执行指标本项目采用当今国内最先进的技术生产，生产的茶皂素执行表31中粉针状产品优等品规格。321饲用蛋白粉执行标准本项目副产的饲用蛋白粉规格见表32。表32饲用蛋白粉产品执行指标项目质量指标粗蛋白质，150粗纤维，80粗灰分，100321副产茶油执行标准本项目副产的茶油执行中华人民共和国国家标准GB117652003浸出成品油茶籽油三级质量指标。具体指标见表33。表33副产茶油产品执行指标项目质量指标色泽（罗维朋比色槽254MM）黄35,红20指标粉（针）状产品项目优等品合格品液体产品外观白色或黄色粉（针）状，不结团橙红色透明液体皂苷含量（）800700280乙醇不溶物含量（）200300水分（）3050PH值（1水溶液）75957010070100气味,滋味具有油茶籽油固有的气味和滋味，无异味水分及挥发物，010不溶性杂质，005酸值,KOH，10过氧化值,MMOL/KG60含皂量,003溶剂残留量,MG/KG504工艺技术方案41茶皂素工艺方案的比较从上世纪初，国外就开始了对茶籽皂素的研究工作。自从1931年日本学者青山新次郎首先从茶籽中分离出茶籽皂素并给予命名后，国外学者曾先后以类似方法分离得到茶皂素结晶或粉末，研究了其结构和化学组成，并阐述了它在生理活性方面的作用。我国对茶皂素的研究始于50年代末，但直到80年代初才有较大进展，开始实现工业化生产，但主要缺陷是产品杂质含量高，颜色深，质量差，使用范围受到限制。近年来各地对茶皂素的生产及应用研究越来越重视，提出了各种不同的生产方法及工艺。归纳起来,常见茶皂素提取方法通常有3类,即水浸法、吸附法和有机溶剂提取法。411水浸法我国早在上世纪50年代就有人对水浸法提取茶皂素进行过研究。近年来广西大学生物技术糖业工程学院等单位将此法作了进一步研究、改进。其工艺流程如图41。图41水浸法工艺流程示意图将茶饼粕碾成粗粉，将5倍的热水加入粗粉中，在3035温度下浸泡2H,浸提次数为两次。浸泡后离心分离，残渣烘干作肥料。合并浸提液，加入2絮凝剂，并加热至一定温度后静置，分离去除沉淀物，采用真空浓缩的方法将浸提液浓缩至30波美度，得液体皂素。此法生产工艺、设备简单，生产成本较低，投资少，见效快，是小型工厂易于接受的工艺。412吸附法用水或溶剂浸提茶籽饼粕，用无机物或有机树脂吸附提取液中的糖脂、浆汁、色素等杂质，再经抽提，浓缩得成品。此法在大型工业上尚未见应用报道。413有机溶剂提取法4131双溶剂分步提取分离工艺先用油溶性溶剂除去饼粕中残余的油脂，脱脂饼粕再用7095的有机溶剂提取皂素，提取液经过过滤后减压浓缩，得粗皂素。图42溶剂法工艺流程示意图4132单溶剂提取分离工艺此法用一套设备、一种溶剂同时得到茶油和茶皂素两种产品。将油茶饼粕粉碎至一定的细度，使皂素极易溶解浸出，再用溶剂搅拌混合、萃取分离，然后净液分层，分离出毛油，剩下的液体经浓缩、去杂、再浓缩，得粗皂素。414水浸法与溶剂浸出茶皂素的比较表41水浸法、溶剂浸出茶皂素的比较浸出物色度罗维朋法种类水分干质量皂甙含量干得率熔点黄红水浸法85686469532178615011溶剂法381536614294179403701从表41可以看出用溶剂法提取茶皂素其浸出速度、皂素含量和得率都比热水法高,经精制除杂后,可得较纯的皂素。从工业化角度考虑,其优缺点在于1溶剂一次性提取可减少操作工序,降低劳动强度,同时溶剂浸出粕中残存的皂素含量低于热水法,给粕的再利用提供方便。但溶剂法耗用的溶剂量大,皂素的生产成本高。因此,溶剂法首要的任务是降低溶剂消耗。2热水浸出皂素的成本较低,可适合农村和小型企业推广使用,但水提取过程中皂素的蛋白质淀粉糖等杂质含量较高。一般用水浸出的皂素粗品含皂苷量干基为247,而糖类等杂质占263,必须用溶剂将皂素和杂质分离再回收利用,精制过程较复杂。另外粕中残存的皂素过多,而粕中又含有大量的水分给粕的再利用带来困难。虽然用水浸法和有机溶剂提取法均较为成熟,但有机溶剂提取法其过程能耗较水浸法小、出率高、产品纯度高、颜色浅,便于生产粉剂,且易于纯化得到高含量皂素。因此,有机溶剂提取法在工业上应用较广。42茶皂素工艺方案的确定本项目经过与相关研究机构调研，通过上述方法的比较，确定生产工艺采用有机溶剂提取法，该法具有产品纯度高、颜色浅，原料出率高和节能等优点。421工艺流程4211工艺流程图详见附图1工艺流程图。4212工艺流程简述茶籽饼经过饼类破碎机破碎后，送至蒸炒锅，烘干后进入存料筒,再用螺旋机送至平转浸出器与溶剂油逆向接触，进行脱脂。浸出混合油经水洗、预热后进入长管蒸发器，回收溶剂，再经汽提得到毛油，毛油经精制后，包装出售。脱脂后的茶粕经烘干脱出残余溶剂后，用有机溶剂A浸取，然后经过滤去粕，提取液经真空浓缩后，加入无机脱色剂,除去糖及蛋白质，脱除色素，再加入溶剂B、C进行精制，结晶干燥后，得到精皂素成品，包装出厂。422工艺参数的确定4221粕的粒度及水分含量粕中水分过高会明显降低溶剂浓度，使皂素和溶剂亲合力减低，影响浸出效果，而且混合液水分高，势必要提高浓缩温度，耗费能源。另外，粕的粒度应适当，粒度太大，皂素提取速度慢；粒度太小，吸附粘结性大，分离困难。生产中一般控制粕中的含水量不超过7，粒度在13MM，使皂素极易溶解析出。4222溶剂温度、浓度及用量溶剂含水量越大，原料的粘稠性越大，液固分离越困难，起泡现象越严重，产品纯度越低，但溶剂纯度高，则损耗率也增大。研究表明溶剂浓度为85时有最大提取率。浸泡温度的改变会影响到茶皂素在固液的分配平衡，由于溶剂提取皂素的速率较快，如提高溶剂温度，可加速色素的溶解速度。研究表明溶剂温度提高到4550为佳。从皂素收率和成本等因素综合考虑，溶剂用量与粕的配比宜控制在351左右。溶剂损耗率随溶剂温度和浓度及用量的提高而增大，溶剂损耗率的大小是决定溶剂法成本的关键。控制溶剂损耗率除采用合理的工艺参数外，工业化有效的办法是改罐组式生产为平转式浸出。4223浸提时间茶籽饼在浸提过程中，茶皂素从固相转向液相，经过一段时间后，茶皂素在固液相中的分配达到平衡。实验表明茶籽饼经过4H的浸泡后，茶皂素在固液相中的传质已基本上达到平衡。生产中,一般浸泡时间宜控制45H。4224浸泡次数与收率的关系由于物料中皂素与溶剂渗透压的关系,适当增加浸泡次数皂素收率相应提高,试验结果见表42。表42浸泡次数与皂素收率表浸提次数一次浸提二次浸提茶皂素收率805956由上表可知，一次浸提就可以把大部分的茶皂素提取出来，二次浸提的茶皂素收率增加151，茶皂素得率增加十分明显。实际操作中，为求得最佳的经济效果，在浸出时最好要提取23次。因此，生产设备应用罐组串联或平转器连续浸出的方法，以提高浸出效率，增加皂素含量。4225工艺参数的确定本项目所选用的工艺参数为饼粕粒度13MM，提取温度为50，溶剂A浓度为80，配比为35，浸泡时间为4H。43茶皂素主要原材料、辅助材料、公用项目技术要求和消耗431茶皂素主要原、辅材料，动力技术要求1、茶粕皂素含量10残留茶油2水分12单耗83T/T茶皂素2、工业乙醇纯度90单耗0067T/T茶皂素3、无离子水电阻率100000CMPH值79压力03MPA温度常温单耗2M3/T茶皂素4、循环冷却水压力035MPA温度32单耗100M3/T茶皂素5、低压蒸汽压力04MPA温度饱和蒸汽平均用量075T/H单耗3T/T茶皂素6、仪表和工艺用气压力0601MPA温度常温露点30含油量无仪表用气量15NM3/H工艺用气量10NM3/H7、包装机用气压力008MPA温度常温露点30含油量无用气量10NM3/H8、工业己烷馏程6371密度（20），KG/M3655681单耗08KG/T茶皂素9、电电压380V频率50HZ单耗64KWH/T茶皂素10、煤可燃基挥发份VY377低位发热量QW20064KJ/KGYO单耗133T/T茶皂素432原辅材料消耗定额表43年产1800吨茶皂素消耗定额消耗量（T）序号名称及规格单位消耗定耗（以每吨计）小时年用量备注1茶粕吨83208150002工业乙醇吨006700171203工业己烷KG080214444无离子水M3307554005自来水M382144006包装袋（50KG袋）条10129100007蒸汽04MPAT307554008压缩空气（08MPA）NM3140352520009动力电380V万KWH01200321610煤T133033240045控制技术方案本设计包括浸提、干燥、溶剂回收等工序所需要的仪表及自动装置的设计。451自动控制水平1、浸提工序、溶剂回收工序采用常规仪表控制。2、干燥工序采用数字式仪表进行检测控制，袋式过滤器用一套小型PLC进行程序控制、包装机随设备带控制器。3、其它参数的简单控制、记录、指示用数字仪表来完成。4、全部工序统一设立一个控制室。452主要仪表选型由于本装置防爆等级较高，采用安全仪表和安全防爆控制系统，用安全栅把现场和安全区隔离开，控制显示类仪表选用数字式（智能）仪表，以确保控制测量的可靠性。温度一次测量元件用热电偶、热电阻、防腐套管、温度就地指示用双金属温度计。压力差压变送器用单晶硅谐振式EJA隔离密封变送器，压力就地指示用隔膜压力表或不锈钢压力表。流量测量用金属转子流量计、涡街流量计等，就地指标用玻璃转子流量计。限位仪表用电容物位开关、压力开关等。执行机构用气动薄膜调节阀、隔膜阀、凸轮挠曲阀等。环境监测用大气可燃气体报警仪等。453仪表供气、供电仪表用压缩空气要求是含尘粒径不大于3UM，含油量小于8PPM（W）,除水露点30，压力大于06MPA的清洁空气，用气量10NM3/H。仪表电源为AC220V10、50HZ1HZ，采用双回路电源自动切换，全装置配置装机容量为400KWH。454设计标准1、过程检测和系统用文字代号和图形符号HG2050592。2、控制室设计规定，仪表供电、供气设计规定、信号联锁、报警系统设计规定HG2050892。3、自动化仪表选型规定HG2050792。4、爆炸和火灾危险环境电力装置设计规定GB5005892。455主要检测控制系统1、萃取蒸脱控制系统2、精馏塔温度调节3、干燥热风温度调节4、干燥器出口温度调节、联锁5、袋式过滤器PCL控制系统46主要设备的选择本项目设备选型详见设备一览表，现将主要设备的选择说明如下461萃取机采用平转式连续萃取方式，材质为不锈钢。物料进入转格，被溶剂喷淋和浸泡，转一周至落料口将料排出。采用后开门式活动筛网组成的萃取格子层，使嵌在筛网中的细小粕屑经筛网板与轨道端撞击而震出，落入下部的混合油格内，从而保持筛网良好的渗透溶剂作用。萃取机转子内料层高度控制112M，萃取机转子直径为35M。462卧式蒸脱机为了将萃取后的料粕中酒精进行回收，增加一台卧式蒸脱机，该机采用河南金龙公司的专利技术制造。料粕进入卧式蒸脱机后，被螺旋刮板推动向前，蒸脱机筒体装有蒸汽夹套，中心轴内也通蒸汽加热，并装有旋转蒸汽接头，以保证蒸汽不会泄漏。料粕中溶剂受热挥发进入冷凝器被冷凝下来，加热筒体有上、中、下三段，料粕经过三段加热段，挥发脱除完毕排出，由刮板机送入粕库。蒸脱机搅叶转速为88R/MIN，采用负压操作。463蒸发浓缩设备为了提高浓缩效率，采用分段蒸发方式，本项目共设置蒸发器4台，分为3级蒸发浓缩。1、2级蒸发器选用升膜式长管回流蒸发器，每台换热面积为6M2；3级采用刮板式薄膜蒸发器，两台并联操作，每台换热面积为3M2。464精馏塔该精馏塔为节能型填料塔，内置不锈钢波纹填料，塔顶装有换热器（节能器），直径为500MM，可充分利用热能节约蒸汽。物料进塔前先经过塔顶换热器预热，然后再经塔外辅助列管加热器加热后进入塔中，与塔中的加热溶剂蒸汽接触加热，从而使稀液中乙醇挥发进冷凝器冷凝，得到浓度为8090的乙醇溶剂再循环使用。465喷雾干燥器喷雾干燥器是干燥工序的关键。喷雾干燥器国内已有锦西化机厂、江苏锡山市前洲干燥设备厂、上海大川原（九院）等几个厂家进行研制，本项目离心喷雾干燥器立足国内制造。466包装机拟采用重庆化机厂研制的微粉自动计量包装机。该机能自动上袋、自动套袋、自动计量、包装、压平、输送等。其它设备详见设备一览表。主要设备选型一览表序号设备名称规格数量台1平转浸出器JP30012卧式蒸脱机组合13长管蒸发器YZFG624刮板式薄膜蒸发器F325输送泵40FB146精馏塔500600017喷雾干燥器GZ15018袋式过滤器29包装机15原料及动力供应51主要原材料、辅助材料及燃料的供应表51主要原材料、辅助材料及燃料年需求序号名称规格年需要量T来源运输备注1茶粕1015000外购汽车2工业乙醇纯度90120外购汽车3工业己烷144外购汽车4自来水02MPA14400外供管道5包装袋50KG编织袋291万条外购汽车6动力电380V288万度外供52主要原材料、动力来源的可靠性521茶粕原料来源本项目建成投产后，年需茶粕15万吨，叶集周边的舒城、霍山、金寨、麻城、信阳等油茶籽主产区种植面积约100万亩，每年能提供茶粕约8万吨，能够满足项目所需原料。另外，金寨现有50万亩板栗园正在实施“栗园补油（茶）”工程，建成后本项目的原料供给将更加充裕。522助剂及其他原材料除茶粕大宗原材料，工业乙醇及其他原材料都是常用化工产品，且使用量不大，外购是有保证的。523燃料及电力供应本项目和甲醛项目联产，使用甲醛生产富余蒸汽可满足要求；工业园区变电所容量尚有富裕，完全能够保证本项目的需要。6建厂条件61建厂条件611地理位置本项目建设地点位于安徽淮南工业园区，处于亚热带北部，居江淮之间，属亚热带季风气候。其主要特征为季风明显，四季分明，气候温和，雨量适中，春暖多变，秋高气爽，梅雨显著，夏雨集中。612项目地质、地震烈度和水文地质概况地质、地貌特征该区土层为粉质粘土，砂粘土，地质条件较好，地耐力为200KPA。地震烈度（麦卡里）7度。水文地质概况仅在厂区土壤覆盖层中探觅砂土及砂尖卵石一类的含水层，下面的岩层为棕红色的砂页岩，无裂隙、溶洞存在，地下水贫乏。613当地气象条件1、气温最冷月（元月）平均10最热月（七月）平均3537极端最高412极端最低1092、相对湿度情况最冷月平均相对湿度77最热月平均相对湿度80最热月13时、14时平均湿度723、降水量年平均降水量1170MM日最大量854MM4、风夏季主导风向东南风冬季主导风向东北风夏季平均风速31M/S冬季平均风速28M/S5、雪最大积雪深度40CM6、气象年平均气压10119PA62项目地点叶集开发区条件淮南工业园区位于淮南市西部与寿县交界处，南依大别山、北临淮北平原，素有“淮南西大门”之称。淮南工业园区区位独特，交通便捷。地处结合部，经济集散空间较大。境内铁路东西向穿境而过，国道、省道在境内呈“十”字交汇，合淮阜高速穿境而过，在以园区为中心的方圆30公里范围内形成了一个东进西出的快速通道。距合肥骆岗机场仅100公里，距武汉机场和港口300公里。这里也是沿淮地区重要的农副产品集散地，农资、小商品、木材、农副产品等专业市场齐全，产品达十大门类二十多个系列；化工、食品、工艺品等产业茁壮成长，发展配套协作产业空间广阔。本项目立足于淮南工业园区，不仅为了享受开发区优厚的条件和政策，同时本项目的建设将为园区增添新的活力。7公用项目和辅助设施71总图运输711总平面布置7111布置原则1、结合工厂整体发展规划，总平面布置，合理布局。2、根据界区内地形，地貌和工厂现状，确定布置走向和管理布局。3、尽量满足工艺生产流程的要求，做到相互联系方便，运输畅通，管线短捷。4、遵照国家有关卫生、防护、防火和安全距离的规定进行布置主体厂房，并注意朝向和主导风向的处理。5、在布置上注意紧凑合理、节约用地、尽量利用原有建筑物和构筑物。7112总平面布置1、考虑到原料用量在本项目中属于最大量，将原料仓库布置在厂区主出入口的正面，厂区主道路环绕该区域，便于运输；2、今后发展用地留在区域东部，本项目集中在区域内西部建设；3、从北到南布置分别为行政生活区、产品仓库、辅助维修车间、生产车间、干燥车间；7113竖向布置本项目生产装置均在界区内，地形平坦，竖向布置需考虑地势因素，扩建厂房标高应满足项目的功能要求；地下电缆沟、排水沟、地下管网，地面上管道其设计标高、坡高应满足规范要求，界区内挖填土石方工作量不大，排雨水方式自南向北有组织排水。712工厂运输7121年运输量年总运输量325985T。2、运入量名称年运输量T/A运输方式茶粕15000汽车工业乙醇120汽车工业己烷144汽车包装袋291汽车小计1755052、运出量名称年运输量T/A运输方式茶皂素1800汽车饲用蛋白粉12750汽车茶油18汽车炉渣480汽车小计150487122运输方式林星化工有限公司供给的压缩空气、蒸汽等以管道送入本项目生产装置，外购茶粕、产品、其它少量化工原料及副产物均以汽车运输。运输设备拟采用社会运力为主,公司拟购置一辆货车,主要运输产品。72给排水721给水7211生产、生活给水1、自来水工业园区已经铺设自来水总管环绕开发区。本项目拟铺设两路管路,分别为DN100和DN50分两路向生产区供水一路DN100水管供生产路沿线的单位用水，平时作两路联络管。一路DN50水管向西供厂区生活用水。供水压力02503MPA供水能力3000立方米/月目前用量1080立方米/月供水装置能满足本项目要求。7212消防给水消防给水采用独立给水系统，室内外消防水量5L/S，本项目界区内增设DN40消防给水管，可满足本项目对消防水量及水压的要求。增设室外消火栓2组，保证室外消火栓间距不超过120M及保护半径不超过150M；在厂房内设置室内消火栓，以满足室内消防用水的需要。722排水本项目排水实施清污分流排水系统，生活污水、雨水以渠道为主，生产污水采用管道，各车间工段生产污水经管道汇总进入甲醛厂经处理作为生产用水，生活污水和雨水经渠道排入园区排水管网。73供电731工厂变配电情况公司拟增加400KWH配电房一座，建筑面积112M2，由变电所专线供电。732界区内电源情况本项目界区内的线路有1线和2线。1线是生产区专用线，2作办公生活用电，可供本项目的用电需要。733负荷等级供电需求根据工艺提供的介质性质和要求，项目界区内均为三类负荷。生产仓贮区防爆等级为Q2级，其余为Q3级防爆等级。734计量方式电能计量采用进界区外侧计量方式。735设备选型低压配电柜选用PGL2型信号屏选用PK1型照明配电箱选用XRM型防爆照明配电箱选用BXM52型736道路照明和防雷防静电接地界区内道路设道路照明，生产装置凡需装设防雷设施的设备和厂房均需配备，本项目所有新建建筑构筑物均设防雷设施，设备按工艺要求设置防雷装置。生产装置的物料管道的设备需设置防静电接地网，按工艺要求进行静电消除处理，设置静电接地。737电信本项目新建的厂房内需增加办公及生产电话4部。74供热741供热本项目不用配套建设供汽锅炉，甲醛富产的06MPA低压蒸汽量约2T/H，供汽能力能满足本项目生产的需要。742无离子水75贮运751仓贮本项目设原料仓库1800M2，茶皂素仓库576M2，并设置溶剂罐区50M2，能够满足1800T/A茶皂素产品30天的贮存量，各种生产原料90天的贮存量。752运输本项目年总运输量3209853T。其中压缩空气、蒸汽等以管道送入本项目生产装置，外购茶粕、产品、其它少量化工原料及副产物均以汽车运输。运输设备拟采用社会运力为主,公司拟购置一辆货车,主要运输产品。76外管本项目在界区内外设有管架，并留有管道安装空位，以备今后扩大生产之用，可满足本项目需要。77采暖通风和空气调节鉴于工艺专业对本项目未提出特殊的暖通要求，仅在全厂主控制室，为了保证仪表的正常工作运行，在夏季需设置空调装置。冬季主控制室采暖可利用本项目富裕蒸汽取暖。78维修781维修职责装置大修由公司统一利用社会力量实施，中、小修由公司内组织力量实施，公司设有钳、焊、电、仪等工种，负责车间工艺管道及电气、仪表的日常维修工作，确保生产装置正常运行。782维修能力现有机修车间一个，建筑面积64M2，拟设砂轮机1台、电焊机3台，有电仪、维修间和机械维修场所，根据维修需要拟配备维修人员2名。79分析原材料、中控指标和成品分析质检中心负责，拟配备索式分离等分析仪器和1名专职分析工，可满足需要。710建筑结构7101土建项目的设计原则1、为贯彻化工部关于化工厂的设计必须采用一体化，露天化和轻型化的规定，结合本项目的实际情况，尽量采用联合、露天布置和轻型结构方案，以利节约用地和投资。2、在公用项目设施方面，尽量利用原有建、构筑物或在原地扩建、改建，以利节约投资。3、建筑结构方案力求做到满足生产、便于施工，并在经济适用的条件下，注意美观。4、优先选用国内和本省、本地区的建筑结构材料及配件。7102土建项目量及三大材料用量估量1、项目量本项目占地面积20000M2，总建筑面积4384M2。2、三大材料用量水泥1480T木材630M3钢材164T8节能81节能811设计原则1、认真贯彻国家产业政策和行业设计规范，严格执行国家有关工业生产的节能规定，努力做到合理利用能源和节约能源。2、运用循环经济的理念，采用先进的节能新工艺、新设备、新技术，严禁使用国家已公布淘汰的机电产品。3、提高控制、管理水平，加强计量。812能耗指标分析和节能措施1、能耗分析（1）本工艺采用目前世界上最先进的乙醇连续萃取工艺，整个生产实现自动控制、连续化生产。具有产品质量好、消耗低的特点，整个生产系统将是一个节能优化的生产装置。（2）本技术在进行萃取时，提高乙醇的纯度，减少了回收用蒸汽量，这也就降低了煤的消耗。（3）项目采用的乙醇连续萃取工艺，综合能耗达到国内同行业先进水平，将为本项目的建设打下较好的基础。2、节能措施综述（1）茶皂素生产中，喷雾干燥系统选用的空气加热器，可以充分利用和回收利用能源，使进入加热器的低压蒸汽先冷凝，而后再冷却为08MPA的80热水，利用自身压力将热水回收到锅炉后作为锅炉上水，每年可回收80热水5400吨，以节约能源。（2）项目所需机电产品的造型应尽量选择节能产品，不选用已公布的淘汰产品。82节水821节水原则1、在设计中贯彻节约用水原则，尽量使用循环冷却水，减少生产直流水的用量，提高水的重复使用率。2、装置内的工艺冷凝液、蒸汽冷凝液全部回收综合利用。3、选用先进、高效、节水设备，对生产上水、纯水、循环冷却水等采用流量计量，以便于加强节水管理。822节水措施本项目拟建设循环水、节能型填料塔等节水节能措施，做到资源、能源的循环利用。9环境保护91厂址与环境现状911厂址地理位置本项目建设地点位于淮南工业园区，处于亚热带北部，居江淮之间，属亚热带季风气候。其主要特征为季风明显，四季分明，气候温和，雨量适中，春暖多变，秋高气爽，梅雨显著，夏雨集中。912项目地质、地震烈度和水文地质概况地质、地貌特征该区土层为粉质粘土，砂粘土，地质条件较好，地耐力为200KPA。地震烈度（麦卡里）7度。水文地质概况仅在厂区土壤覆盖层中探觅砂土及砂尖卵石一类的含水层，913环境质量现状1、空气环境质量现状周边有主要工业企业等，空气环境质量现状能达环境空气质量标准（GB30951996）二级。2、水环境质量现状水质现状中NH3N、总氮均超过地表水环境质量标准GB38382002类水质标准要求。3、噪声环境质量现状各测点均符合GB309693城市区域环境噪声标准3类标准，声学环境质量良好。92执行的环保标准921环境质量标准1、环境空气质量标准（GB30951996）三级；2、地表水环境质量标准（GB38382002）类；3、地下水质量标