崔晨

摘要：海带生长于低温海域中，是一种营养价值很高的食物。海带中的碘含量有3%～10%，海带还含有粗纤维、钙、铁、胡萝卜素以及维生素B1等营养物质。经研究发现，海带具有降血脂、降血糖、调节免疫、抗凝血和抗肿瘤等多种生物功能，将海带作为添加物添加到配制酱油中可以使酱油具有多种功效。本设计以海带和含海带酱油研究为基础，以设计可行、卫生安全、质量上乘、利润合理为原则，包括工厂厂区设计、生产工艺设计、生产设备选型和经济指标计算，总投资5240.83万元，年成本2736.22万元，年利润1087.03万元，投资利润率为20.74%，投资回收期为4.12年，生产能力BEP为45.72%，销售价BEP为71.59%。

关键词：海带;海带酱油;工厂设计

一、设计总论

在缺碘地区，人们如果仅从粮食、蔬菜、水中摄取碘元素，每日大约只能满足人体正常需要的三分之一，通常需要通过食用含碘食盐来补充碘。酱油与盐在人们生活中几乎同等重要，都是日常饮食必备的调味品。本文对年产量3000吨的海带酱油加工工厂设计及其经济效益进行了分析和探讨。设计所选用的原料——海带在我国有着相当高的产量，我国的海带年产值从1984年的12.90亿美元增长到2008年的32.80亿美元，但利用效率很低。近年来，我国学者对海带酱油制备方法做出了诸多改良。张正和张英的研究表明：使用拼格法、淋油法制得的海带酱油，碘的含量都可以达到17mg/kg;但使用淋油法生产的海带酱油较发酵法和拼格法品质更好。蔡可忠等对比了不同的海带脱腥方法，认为甘草一茉莉花脱腥法的二次脱腥效果最佳。

二、产品方案

（一）设计原则

工厂设计符合国家相關政策和法规，根据地理因素、经济因素和社会资源因素等进行厂址选择等活动。工厂设计满足国家和行业相关安全规范。根据各工程技术的标准和指标来确立自身技术方案。设计保证产品的生产量能够达标、生产原料能够综合利用，淡季和旺季能够平衡生产和能够有一定的经济效益。能保证产量与原料的供应量平衡，保证劳动力、每日生产班次和设备的生产能力平衡，保证水、电、汽等负荷平衡。此外，设计时考虑工厂的环境保护问题，做好各类废弃物的处理和排放，厂区种植一定数量的绿色植物，保证一定的绿化率。

（二）方案说明

酱油一年四季均有消费市场，其中入冬前后9～11月份为销售旺季。采用在7、8月份适当增大产品储藏量，在9～11月份增大销售量的方法来应对销售旺季。

本设计计划年产海带酱油3000吨，定为每班生产8小时，考虑到休假和法定节假日等因素，实际生产天数一周按照5天计算，每年的生产天数按260天计算。每天生产一班，每年共生产260个班，每班平均产量为.1154t海带酱油。

（三）产品规格

使用玻璃酱油瓶对海带酱油进行包装，酱油瓶底部直径7cm，高度23cm，规格为500mL/瓶;每6瓶为一提，使用38×10×26.5（长×宽×高）（cm）的纸盒包装;最后使用42x40x55（长×宽×高）（cm）的单瓦楞纸箱包装，每层摆放4提，共放两层，则每箱共摆放48瓶海带酱油。

三、生产工艺

（一）海带酱油制曲工艺流程

润水：加入约物料干重量60%的70℃左右热水，浸润20-30min，在物料充分浸润后混拌均匀。

蒸料：将物料置人高压灭菌锅中隔水蒸煮20min，蒸煮条件为121°C、0.1MPa，蒸煮后在1min内迅速脱压，出料摇散。蒸煮后的物料水分含量为46%～50%，厚度2～3cm。

接种：将物料冷却至35～40°C，保持物料平整，在无菌条件下均匀接种，接种量为物料干重的0.03%～0.05%。

制曲：制曲时间为54h，此时大曲的酶活力值较高，有利于大规模生产。得到成曲的水分含量约为34.5%。

（二）海带酱油发酵生产工艺流程

出曲：成曲在无菌条件下转移至发酵池中，加入50°C无菌温盐水，曲水比为l：1。发酵：综合考虑，确定较适宜的盐水盐波美度为12°Be。发酵时间为30d。成熟酱醅：醅层厚度约为4～5cm，水分含量为50%-58%，含盐量为7%-8%。制醅后压实，在醅面撒上厚度为3mm的盐层，再发酵。成熟酱醅含盐量控制在5%。淋油：将成熟酱醅移入淋油池，淋油时溶解加入食用盐至生酱油含盐量约为18%。酱醅加入95°C的二淋油浸泡8h得到头油，放出头油后加入90°C以上的三油浸泡4h后得到二油，再加入80°C以上的清水浸泡2h后得到三油。加热灭菌：灭菌条件为85～90°C，20-30min。沉淀澄清：热酱油澄清时间7d。包装：将检验后的成品酱油通过灌装机灌装至已经清洁干燥的玻璃酱油瓶中，再经封瓶机封瓶，包装瓶身、贴标签，最后装箱。包装好的成品酱油贮存于温度适宜的通风、干燥仓库内。

四、物料衡算

（一）包装衡算

豆粕与麸皮配比为6：4，并在48h左右时出曲为最佳。海带的最佳添加量为25%。故，豆粕：麸皮：干海带=45：30：25，即9：6：5。

海带酱油的年产量为3000t，密度为1.15g/mL，体积为2.609x10L（其中1t海带酱油体积为870L），共109000箱。

（二）物料参数衡算

原料配比为：豆饼：麸皮=6：4，豆饼与麸皮中蛋白质含量分别为45%和15%，海带蛋白质含量为8%。按生产一级酱油，氨基酸态氮为0.7g/100mL计算。

每吨海带酱油氮含量为6.09kg，混合原料每吨含有豆粕：麸皮：干海带=450kg：300kg：250kg。

每吨混合原料出品率为7.03，即每吨混合原料可生产7.03t海带酱油。每日投料量为1.65t，即每生产日投料1.65t混合原料，每日可生产约11.5t海带酱油。为各种可能发生的主观、客观因素对原料的损耗留出余地，每日投料量按2t计，则年总投料量为520t混合原料，其中，豆粕234t，麸皮156t，干海带130t。

混合原料含水量以10%计算，蒸料后物料水分含量为46%-50%，按照平均值48%计算，每日投料量为2t。每日蒸料加水量1.462t，每日蒸料重量为3.462t，则年总蒸料加水量为380.12t。成曲水分含量为34.5%，制曲过程中的原料损耗按10%计算。每日成曲质量为2.443t。成熟酱醅含水量为50%-58%，按照平均值54%计算;发酵所用盐水波美度为12°Be，含盐量为12.3%。每日发酵所用盐水量1.414t，每日发酵醅重量为3.857。年总发酵用盐水量为367.64t。生产所用食盐纯度按湖南盐业生产的雪天盐的纯度99.6%计算。每日发酵用盐量0.1746t，年总发酵用盐量为45.396t。每日发酵用水量1.2394t，年总发酵用水量为322.244t。成熟酱醅重量3.780t，0.98为发酵醅失水的经验系数。成品酱油水分含量约为73%。每日生产酱渣重量3.2t。其中0.4为酱渣纯干物占原料总重量的经验数值，0.25为酱渣纯干物占酱渣总重量的经验数值。且酱渣中水分含量一般为75%（经验值）。每日浸出用水量为10.795t。年总浸出用水量为2806.7t。成品海带酱油含盐量按18%计算，酱渣含盐量按1%计算，每日浸出用盐量为1935.2kg。年总浸出用盐量为503.152t。

（三）原料需求量

菌种接种量为物料干重0.03%。0.05%，按0.04%计算，共计需要208kg菌种，价格为25元/200g，共需26000元。

五、设备选型

设备生产能力应该小幅度超出物料衡算计算得到的每班生产量范围;所选设备应当具有良好的工作效率，能耗应该尽量低;设备本身应由易于清洁的材料制成;设备应尽量保证生产线自动化。生产设备共需约227.62万元。工厂的化验室主要工作为检测海带酱油成品的感官指标、理化指标及微生物指标，同时进行原辅料、包材及用水质量的检测。化验设备共需要106.7万元。

六、厂址选择

本设计为年产3000吨海带酱油工厂设计，拟选址于福建省莆田市华林经济开发区。莆田市东部临海，气候类型属于亚热带海洋性季风气候，莆田市温度适宜、日照充足。莆田市有多家从事海带养殖、加工的企业，作为海带的原产地之一，当地干海带的市场价格低于平均价格。莆田市内公路、铁路交通运输系统均十分发达，海带酱油原料的采购和运输非常便利。选择在莆田市建厂，原料成本能够得到大幅度降低。

七、劳动定员

从事生产工作的员工定员见表2。

生产部以外的其他员工合计35人，总员工80人。

八、水、电、气衡算

（一）用水量估算

工厂的总用水量包括生产用水、锅炉用水、设备及地面清洗用水、食堂用水、辦公室及生活区用水、消防用水和储备水等。

生产用水。包括润水及种曲培养用水、发酵用水、淋油用水、配制用水等，预留的水量按20%计算。年生产用水量约为4836t。

车间清洗用水。根据实际生产估计，每天清洗设备用水量5t;车间面积为2835m，按照1吨水清洗40m2地面计算，每日清洗车间地面用水量为70.875t。每日车间清洗用水量为75.75t，年车间清洗用水量约为19727.5t。

生活用水。按照每位员工每天0.1吨水来估计，再多出20%预留水量，每日生活用水量为9.6t。每年工作260天，共计2496t。

绿化用水。一般企业绿化草坪每平方米每年需水量为0.3t，本设计中绿化面积为2400m，则年绿化用水量为720t。

储备水。水塔储存量为5t，共两个水塔，共计储备水10t。

消防用水。酱油工厂发生消防事故的概率较低，在发生消防事故时，可通过协调生产用水和使用储备水来作为消防用水。消防用水不计入全厂用水量衡算。综上，工厂年总用水量为27789.5t。

（二）用电量估算

生产设备用电总功率为170.23kw，照明用电总功率为151kw。用系数法计算电负荷，经计算得到：Pmax=224.861kW，Qmax=224.861kW，s=318.002kW。变压器的理论容量为1.2S，即容量381.6024kW，因此，可选择400kVA的变压器使用。生产期间年耗电量约为793733kwh，实际工作情况有可能会出现用电量的波动，且每年不生产时厂区日常用电也会消耗电量，考虑到此类情况，再留出15%的耗电量为余地，年总用电量约为912792.95kwh。

（三）用气量估算

根据设备选型可知，需要用到蒸汽的设备为种曲自动培养系统和酱油醋灭菌机，用汽量分别为0.13t/h和0.25t/h，共两台设备，天然气的年耗气量约为71552m。

九、经济指标分析

（一）投资指标

设计中投资是指为实现海带酱油工厂年产量而花费的一次性资金，其中包括固定资金和流动资金。

1、固定资产投资包括以下费用。本设计厂区占地面积为16000m，莆田市华林经济开发区用地基准地价约为1200元/m，则所需征地费用为1920万元。购置生产设备及质检中心仪器需资金332.33万元。安装工程费用包括生产设备和工作台的安装，以及铺设管线等费用，以共计35万元计。其他费用包括土地整改费用、员工培训费用、相关咨询费用、相关设计费用等，以共计120万元。综上，固定资产投资费用为4479.23万元。

2、流动资产投资包括以下费用。第一，材料费用。按照最低周转期6个月计算，生产原料和包装材料费用共为501.29万元。第二，能源费用。按照最低周转期6个月计算，能源费用共为36.75万元。第三，员工工资费用。全厂共有员工80名，每年的工资成本约621万元;员工福利待遇按照工资水平20%计算，则年工资总金额745.2万元。按周转期为6个月进行计算，员工工资占用资金372.6万元。流动资产投资总金额为761.6万元。项目总投资5240.83万元。

（二）成本和费用

1、固定成本。本厂的建筑费用为2071.9万元，预计使用年限为10年，不计残值和清理费，则建筑年折旧费为207.19万元，折旧率10%。

2、设备仪器折旧费用。购置生产设备和质检中心仪器的费用为332.33万元，折旧时间按8年计算，不计算残值和清理费用。则仪器设备年折旧费为41.54万元，折旧率12.5%。

总折旧费=建筑折旧费用+设备折旧费用，共248.73万元。其次，固定资产维修费按总折旧费的15%计算，固定资产维修费为37.31万元。再次，其他费用主要包括销售费用、管理费用和其他各种费用，按总投资费用的12%计算，其他费用为628.90万元。综上，年固定成本为914.94万元。

3、变动成本。工厂每年生产原料和包装材料成本共1002.58万元。工厂每年的能源（水、电、气）成本共73.50万元。工厂每年的员工工资成本共745.2万元。综上，年变动成本为1821.28万元。因此，年总成本=年固定成本+年变动成本，共2736.22万元。

（三）收益指标

拟定产品定价为每瓶海带酱油8元，海带酱油年产量为5.232x106瓶，則年生产总值为4185.6万元。年税利是指工厂生产产品的年产值与每年成本的差值，年税利=总产值一总成本，为1449.38万元。年税金按照年税利的25%计算，年税金为362.35万元。年净利润是年税利和年税金的差值，年净利润为1087.03万元。

（四）效益指标

成本利润率可反应单位成本支出带来的利润大小。成本利润率=年净利润/总成本×100%，为39.73%。投资利润率是反应企业投资所获得的纯利润高低的指标。投资利润率=年净利润，总投资×100%，为20.74%。投资利税率是反映单位投资能产生的利税大小的指标，投资利税率=（年净利润+税金），总投资×100%，为27.68%。投资回收期是指回收总投资所需要的时间，静态投资回收期=固定资产投资，年净利润。静态投资回收期约为4.12年。

（五）盈亏平衡分析

BEP（生产能力）约为45.72%。所以，在其他条件不变的情况下，产品的产量只要达到45.72%，企业就可以保本生产，企业若要盈利正常生产即可。

BEP（销售价格）约为71.59%。所以，在其他条件不变的情况下，产品的价格只要达到现定价格的71.59%，即每瓶海带酱油定价5.73元，企业就可以保本生产，当产品的销售价格正常时即可盈利。

本设计对年产3000t海带酱油工厂进行了设计。综上可知，本设计方案工艺先进、布局合理、环境友好，设计技术和经济指标合理。因此，可用于海带酱油生产。