调味油加工关键技术集成及设备产业化可行性研究报告.docx

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调味油加工关键技术集成及设备产业化可行性研究报告

项目名称：

XX调味油加工关键技术集成及设备产业化

一、总论

（一）申请项目概述

“XX调味油加工关键技术及设备”是XXXXXXX有限责任公司技术团队与XXXXXXX联合开发的专利技术，已申报国家4项专利，并于2012年12月27日通过四川省科学技术厅省级成果鉴定，鉴定证书编号：

川科鉴字[2012]第696号。

1、项目核心技术及创新性

（1）核心技术：

本项目核心技术包括XX调味油加工粉碎技术、蒸馏技术、冷凝技术、油水分离技术、搅拌混合配油技术等。

（2）创新性：

该项目通过设备集成创新，研制了XX调味油加工成套设备，包括XX调味油专用粉碎机、姜蒜泥提升机、蒸馏塔、冷凝塔、油水分离器，集成搅拌混合机、罐装机、打包机等组成了连续生产线，实现了XX调味油的机械化、清洁化、连续化生产，成套设备用于XX调味油的提取率高，能耗低，具有设备先进、集成度高，结构简单、操作劳动强度低的特点。

2、技术依托和知识产权情况

本项目技术依托单位为XXXXXXX，该院科研能力强，具有一支长期从事农副产品加工机械方面的专业队伍，优势突出。

本项目核心技术来源于最新鉴定成果“XX调味油加工成套设备”（川科鉴字[2012]第696号），拥有1项实用新型专利技术，公司对本项目核心技术拥有使用权。

3、企业目前产业化能力及进展情况

公司是西南地区最大的油脂加工企业之一，具备较强的食用植物油研发及生产能力，年产各类食用植物油6万吨，现有油脂加工车间5000m2，已新购土地22亩，拟新建厂房4200m2，生产设施完备，销售网络遍布省内外。

本项目技术已在四川省成都、德阳、达州等市的多家油脂加工厂推广使用，使用效果较好，技术团队正在对该项技术及设备进行性能优化改进。

4、项目产业化前景

本项目技术和设备适合于有一定规模的XX调味油加工厂用于加工XX调味油及生姜、大蒜饮料的生产，设备体积小，安装紧凑，占地面积小，推广应用需要的场地只要具备卫生条件，具有三相电源即可。

随着人们生活水平的提高，对XX调味油等调味食品和饮品的需求量大大增加，对本项目技术和设备的需求量也会有大幅度的增加，可见本项目产品未来市场前景广阔，市场潜力巨大，预计未来10年内本项目技术及成套设备需求量在8000～10000套左右。

本项目承担单位计划总投资4060万元，其中固定资产投资1060万元，流动资金3000元（企业自筹2000万元，申请农业科技贷款1000万元），用于XX调味油成套设备和XX调味油的生产。

项目完成时，建立XX调味油生产线1条，实现年生产XX调味油1200吨，产值5280万元，利税1668.85万元。

直接带动农户3000户，种植面积约6000亩，户均年增加纯收入10000万元。

同时，本项目成果转化后，设备生产单位每年可生产销售XX调味油成套设备30台套，单位产品售价为26万元/套左右，扣除生产成本后，可实现每套设备利税6.5万元。

（二）项目预期目标

1．总体目标

“XX调味油加工关键技术集成及设备产业化”项目针对四川对生姜、大蒜进行深加工比较少，主要初级产品和原料型产品，配套的加工设备相对落后的问题，开展XX调味油加工技术的集成、优化，提升研制生产周期短、提取率高、安全可靠、精油质量好、设备配套性好的生产成套设备，并进行产业化生产。

项目完成时，建立XX调味油生产线1条，实现年生产XX调味油1200吨，产值5280万元，利税1668.85万元。

直接带动农户3000户，种植面积约6000亩，户均年增加纯收入10000万元。

本项目的推广应用，对优化农业产业结构、增加农民收入、提高城乡居民生活水平具有很大的推动作用，必将带动生姜、大蒜生产、加工机械、农业、食品、饮料、饲料、包装、运输等相关行业的发展，加快推进社会主义新农村建设，切实改善农村生产生活条件，努力构建资源节约、环境美好型和谐社会。

2．阶段目标

第一阶段（2013年4月～2013年6月）项目准备及设计阶段：

完成项目申报、立项、资金筹备、生产工艺的优化设计、方案论证，完成成套设备的总体方案设计、落实示范试验地点。

第二阶段（2013年7月～2013年12月）基础建设和样机研制阶段：

完成项目的基础建设和样机性能试验、生产试验。

第三阶段（2014年1月～2014年12月）产品性能优化和生产推广应用阶段：

在区域示范试验的基础上，进一步优化改进产品技术性能，大批量生产，生产销售XX调味油1200吨。

第四阶段（2015年1月～2015年3月）：

项目验收阶段：

XX调味油产品质量测试、成套设备性能综合测试，技术资料整理，撰写项目验收报告。

3．资金投入及使用计划

项目计划总投资4060万元，其中申请农业科技贷款1000万元，占总投资24.6%，项目承担单位自筹3060万元，占总投资75.4%。

目前，项目承担单位自有资金3060万元。

二、项目技术成果的先进性分析

（一）简述

1.项目背景

我国是世界上重要的大蒜和生姜的生产国和出口国，其中四川省大蒜和生姜常年种植面积超过70万亩，总产量超过100万吨。

但我国对大蒜和生姜进行深加工比较少，主要是出口初级产品和原料型产品。

目前生姜和大蒜油的提取工艺相对成熟，但配套的加工设备还相对落后。

因此，研制生产周期短、提取效率高、安全可靠、精油质量高、设备配套性好的生产成套设备是姜蒜精油加工的必然发展方向。

本项目对XX调味油加工技术进行了优化提升，通过生产试验找到了最佳工艺参数和加工条件，并研制了XX调味油加工成套设备，主要由粉碎机、蒸馏塔、冷凝塔、油水分离器、搅拌混合机、罐装机、打包机等组成。

蒸馏塔带有蒸馏隔板，蒸馏隔板上做有只能通过蒸汽的蒸馏孔，在隔板上部设有搅拌叶片，作旋转运动，在顶部设有网状挡板，采用旋转的钢丝刷对挡板进行清扫；冷凝塔采用盘管式与柱式相结合的结构形式，上部为柱形桶结构，下部为盘管结构，由四根管道并排，呈螺旋形分布，在盘管和柱形桶外表面焊接有筋片，蒸汽从上部进入，冷却水从侧面进入机内；油水分离器采用三个隔板分为四部分，相邻两个隔板，有一个的底部为空缺的，另一个顶部是空缺的，对姜蒜油和水进行分离，成套设备用于XX调味油的提取率高，能耗低，具有设备先进、集成度高，结构简单、操作劳动强度低的特点。

项目核心技术“XX调味油加工成套设备”于2012年通过省级成果鉴定（川科鉴字[2012]第696号），鉴定结论为处于国内领先水平。

该项目产品主要用于XX调味油的加工，市场前景广阔。

2、国内外技术现状及技术比较优势

我国是世界上主要的生姜、大蒜种植地区，种植面积和产量占世界的50%以上，但是生姜和大蒜在60-80天的休眠期结束后，当自然环境适宜时，会迅速抽芽而消耗所贮存的营养物质，品质会急剧恶化而不能食用，因此，将大蒜加工成各种产品是必然趋势，但是我国主要还是以出口初级产品和原料性产品，生姜、大蒜油出口还基本处于空白。

姜、蒜精油的提取，主要方法有蒸馏法、萃取法、超临界CO2萃取、超声辅助提取法、微波辅助提取法等，据国内外有关文献报道，超声辅助提取法和微波辅助提取法能明显提高大蒜油的提取率和大蒜精油的质量，并大大缩短提取时间，但是基本还处于实验室研究开发阶段，大规模工业化应用还有不小的难度。

日本、法国等发达国家采用超临界CO2萃取法提取大蒜精油，大蒜精油得率比较高，我国对于该法的应用还处于中试试验阶段，还未进行大规模工业化推广应用，由于此法对加工设备和工艺要求较高，加工成本高，不是很适宜在我国广大姜蒜产区大范围推广应用。

本项目选用较为简单的蒸馏法加工工艺，对提取设备进行了创新性改进和提升，姜蒜精油提取率高、油的纯度高、不产生残留溶剂，该工艺的设备投资少，操作简单，产品质量高，如表1所示。

相对国内现有的生产设备，本项目的提取率达到4.5%，为最高的；蒸汽消耗量为处理每千克生姜或大蒜消耗0.32千克蒸汽，为最低的；处理每千克生姜或大蒜只需要消耗1.67千克水，为最低的；设备投资少，成套性好、自动化程度高，适合大批量生产生姜油和大蒜油，国内主要生产设备厂家的产品性能如表2所示。

表1各种加工方法的优势对比

加工方法

项目

萃取法

超临界CO2

萃取法

超声（微波）辅助提取法

蒸馏法

油的纯度

有少量溶剂

高

提取率

较高

高

较高

生物活性物质

少量减少

无减少

少量减少

加工工艺

较简单

复杂

简单

加工成本

较高

高

较低

设备投资

较大

大

较小

表2国内主要设备性能表

设备

项目

天津九一公司

天津龙鼎世纪轻工设备公司

上海伟宙公司

本项目

原料量（kg/24h）

120

250

提取率（kg精蒜油/1000kg蒜）

3.5

3.7

4.5

蒸汽消耗量（kg蒸汽/kg蒜）

0.55

0.65

0.45

0.32

消耗水量（kg水/kg蒜）

3.2

3.4

2.35

1.67

姜油、蒜油质量

较好

一般

好

设备成套性

不成套

成套

设备投资

较大

大

小

自动化程度

低

高

操作方便性

不方便

较方便

方便

（二）项目创新点

1、技术创新

通过对多种姜、蒜调味油提取工艺的比较，结合国家标准对姜、蒜油的质量要求，以及国内外消费者对姜油和蒜油的香气和口味要求，要求大蒜提取后蒜味的损失少，颜色纯正，姜油的辛辣味保持纯正。

本项目对生姜油和大蒜油的加工技术参数，与菜籽油等植物油的调配工艺技术进行创新研究和试验，比较不同工艺参数组合的优劣及对品质的影响，找出姜味、蒜味损失少，提取率较高的工艺参数配置，用于成套设备的研究之中，本项目的关键技术创新点如下：

姜、蒜调味油加工粉碎技术：

研究出姜、蒜调味油加工的粉碎机理和姜、蒜泥颗粒细度对蒸馏效果的影响。

蒸馏技术：

研究出姜、蒜调味油加工的蒸馏提取技术，蒸馏塔的蒸馏孔大小对蒸馏效果的影响。

冷凝技术：

研究出冷凝塔的换热面积和形状对换热效率及冷水用量的关系。

油水分离技术：

研究出适合姜、蒜油分离的油水分离技术，找出油水分离器的隔板数和配置对油水分离效果的影响关系和工艺参数。

搅拌混合配油技术：

研制出一套含姜蒜精油不同配合比例的姜、蒜调味油的配油工艺技术。

本项目根据不同地区的人们对XX调味油的口味要求，研制出含精姜油、精蒜油不同配合比例的生姜油和大蒜油的配油工艺技术，生产出不同风味的产品，针对XX调味油的使用特点，采用多种规格的罐装技术，满足不同消费群体的特殊需要，提高产品的附加值。

本项目研究出适合XX调味油特点的提升机、蒸馏塔、冷凝塔、油水分离器、分水罐等专用设备，在优化机械设备组合的基础上集成一套较佳的XX调味油加工成套设备，包括粉碎机、搅拌混合机、罐装机等生产线专用设备，水泵、蒸汽锅炉等辅助设备，该成套设备自动化程度高、高效、节能，实现清洁生产，不产生废水、废气，对环境无污染。

2、设备结构创新

本项目在设备结构上采用先进技术及独特的结构设计，提高了设备的处理能力、提取效率和产品质量。

蒸馏塔：

目前大量使用的蒸馏塔为长管式结构，本项目采用釜式结构，设有搅拌叶片，作旋转运动，采用旋转的钢丝刷对挡板进行清扫，防止堵塞。

冷凝塔：

本项目采用盘管式和柱式相结合的结构形式，在盘管和柱形桶外表面焊接有筋片，增加换热面积，结构简单，换热效率高。

油水分离器：

在长方形的箱体内，采用隔板将箱体分隔成四部分，隔板产生阻力，降低液体流速，使油水分层而分别回收。

3、成果的先进性

在生产工艺上将生姜、大蒜精油提取工艺和成品油搅拌混合配油工艺相结合，融合粉碎技术、蒸馏技术、冷凝技术、油水分离技术、搅拌混合配油技术、罐装技术于一体，技术先进实用。

在设备上研究开发和集成粉碎机、提升机、蒸馏塔、冷凝塔、油水分离器、分水罐、搅拌混合机、储油罐、罐装机、打包机等先进设备，形成成套生产线，结合电气自动控制技术，温度、压力控制技术，技术集成度高，适合姜、蒜调味油加工，环保节能，自动化程度高，操作劳动强度低。

产品质量大幅提高，由于采用了蒸馏等先进的姜、蒜油提取工艺和成套生产线，不使用化学溶液，使用不锈钢容器和管路，保证了在生产过程中不产生有害物质，采用多个分隔组成的油水分离器以及在油水分离器后增加分水罐技术，进一步分离油和水，姜、蒜精油的纯度高、无异味，产品质量大幅提高。

（三）知识产权状况

本项目所采用的核心科技成果“XX调味油加工成套设备”系XXXXXXX有限责任公司下达的科技攻关项目（项目计划编号：

HYYZ2010—001），于2012年12月通过四川省科技厅组织的专家鉴定（成果登记号：

2013Y0017），项目计划编号：

HYYZ2010—001。

该项目由XXXXXXX有限责任公司和XXXXXXX共同完成，其知识产权由项目承担单位共享。

为了该成果的转化和本项目的顺利实施，XXXXXXX已委托项目第一承担单位进行成果转化（附：

委托书）。

在本项目实施过程中，相关配套技术的研发及所需的技术支持主要来源于XXXXXXX，本公司已就项目合作相关事宜与XXXXXXX签订合作协议。

三、项目实施方案分析

（一）项目的转化、产业化内容与技术路线

1、项目的转化、产业化内容

XX调味油加工工艺研究

根据生姜、大蒜深加工的性能，以及XX调味油加工的特点，结合已有的工艺技术，经过分析论证，试验和检测XX调味油各项指标，研制出针对XX调味油加工的蒸馏技术、冷凝技术、油水分离技术、搅拌混合配油技术和罐装技术，将XX调味油加工工艺与加工设备有机结合，为了使设备生产性能稳定，可操作性好，采用图1所示的XX调味油加工工艺作为研制成套设备的基础，在此工艺的基础上，优化改进工艺参数，研制高性能的专用设备，提高产品质量。

XX调味油加工粉碎技术：

研究适合XX调味油加工的粉碎机理、姜（蒜）泥颗粒细度指标，姜（蒜）颗粒对蒸馏效果的影响关系，据此设计出专用粉碎机。

蒸馏技术：

研究适合XX调味油加工特点的蒸馏提取技术，找出蒸馏塔的蒸馏孔大小对蒸馏效果和蒸汽用量的影响规律，研究出姜（蒜）油提取蒸馏塔。

冷凝技术：

对XX调味油与水蒸汽的混合物进行迅速降温，冷凝成液态水，研究出冷凝塔的换热面积和形状对换热效率及冷水用量的影响关系，设计、研制成功高效、节能的XX调味油提取冷凝器。

油水分离技术：

研究出适合姜（蒜）油分离的油水分离技术，找出油水分离器的隔板数和配置对油水分离效果的影响关系和工艺参数，利用姜油和蒜油不溶于水和油与水的比重不同的特性，研制出专用油水分离器。

搅拌混合配油技术：

根据不同地区的人们对姜油、蒜油的口味要求，研制出含精姜油、精蒜油不同配合比例的姜油和蒜油的配油工艺技术，生产出不同风味的XX调味油系列产品。

图1姜、蒜调味油加工工艺流程图

XX调味油加工成套设备研制

根据XX调味油加工工艺，采用机械化成套设备进行规模化生产代替单机作业和手工作业，在加工过程中要保证XX调味油的香气、香气、滋味和外观色泽等指标达到国家标准和课题任务书的要求，成套设备包括粉碎机、提升机、蒸馏塔、冷凝塔、油水分离器、分水罐、搅拌混合机、储油罐、罐装机、打包机。

自主研制以下3个关键设备，配套灌装打包机等组成成套设备。

蒸馏塔：

目前大量使用的蒸馏塔为长管式结构，本项目采用釜式结构，上部进料，中部设有筛板式装料隔板，根据要求在隔板上做出细孔，直径为0.3mm，只能通过蒸汽，能阻止生姜（大蒜）粉下漏，下部通入高压蒸汽，在隔板上部设有搅拌叶片，作旋转运动，对生姜（大蒜）泥进行抛撒，蒸汽与姜（蒜）粉进行充分接触，姜（蒜）粉受到冲刷，加快姜（蒜）油的析出，提高蒸馏效率，在顶部设有网状挡板，阻挡姜（蒜）颗粒在蒸汽作用下流向出口，同时采用旋转的钢丝刷对挡板进行清扫，防止堵塞，在进料口和出料口采用快开阀门，使用耐热、耐压的橡胶材料密封，开启方便、密封性好，经过蒸馏后的蒸汽与生姜油（大蒜油）的混合物由顶部排出，在上部安装有监控蒸馏塔压力的压力表，蒸汽量的大小由进口阀门控制，压力由减压阀控制，本项目产品结构合理，姜（蒜）油的蒸馏效率高，蒸汽用量少、能耗低。

冷凝塔：

目前广泛使用的冷却塔有立式和卧式结构，有盘管式和柱式换热形式，本项目采用盘管式和柱式相结合的结构形式，上部为柱形桶结构，外表面尺寸大，增加换热面积，下部为盘管结构，由四根管道并排，呈螺旋形分布，在盘管和柱形桶外表面焊接有筋片，增加换热面积，结构简单，换热效率高，蒸汽从顶部进入，冷却水从侧面进入，冲刷和浸泡换热管，与温度较高的蒸汽换热管充分接触，进行换热，使蒸汽混合物冷凝成液态水，在下部设有承接室，经过冷却后的液体储存在承接室内，在阀门控制下排出机外。

油水分离器：

在长方形的箱体内，采用隔板将箱体分隔成四部分，相邻两个隔板，有一个的底部是空的，另一个顶部是空的，在出水端，上面做有出油口，下面做有出水口，液态水溶液从油水分离器的进口端流入，流量通过阀门控制，通过中间的隔板时，使水的流向发生改变，由于隔板产生阻力，使流速降低，由于水和油的比重不同，在缓慢流动过程中会分层，油的比重轻，漂浮在上层，油从顶部的出油口排出，水从底部的出水口排出，排出的油和水的流量都采用阀门控制，本项目产品结构简单，不需要动力消耗，油水分离彻底。

性能试验和生产试验

按照国家标准要求由农业部农产品加工机械设备质量监督检验测试中心（成都）进行样机性能试验，各项性能指标达到和超过国家标准和企业标准要求，样机在德阳、成都、雅安、达州等市的十多家XX调味油加工厂试用。

经过两年的试用，对设备的可靠性进行了全面考核，使用性能达到设计和标准要求，能耗低，成套设备设计精良、配套合理、性能稳定、工作可靠、操作劳动强度低。

2、项目的技术路线

根据生姜、大蒜油加工的特点，在分析对比各种加工方法的基础上，结合我国生姜、大蒜油生产实际情况，采用蒸馏法加工生姜、大蒜精油，配制成调味油，研制蒸馏法加工生姜、大蒜精油并调配成姜蒜调味的油成套设备，满足生姜和大蒜提取精油并配制成调味油的要插求，具有提取率高、精油纯度高、成品油色香味保持性好的特点。

（1）产品应用示范线路

项目实施前期筹备→产品研制方案→设计生产工艺线路→设备安装及试验→研制优化方案→改进、再试验→小范围推广应用→收集反馈信息、再改进优化→初试→中试→产业化推广应用。

（2）产品生产路线

图2、姜、蒜调味油生产路线图

（二）项目组织实施方案

1、项目实施周期

项目实施周期2年，即2013年4月～2015年3月。

2、项目实施的具体地点及规模

本项目实施地点选在四川省什邡市马井镇XXXXXXX有限责任公司生产基地内。

设计规模年处理生姜、大蒜5000吨，生产XX调味油2000吨的生产能力，推广应用区域为四川省各大姜蒜产区和油脂加工企业以及全国其他油脂加工企业。

3、参加单位及分工

XXXXXXX有限责任公司为项目组织实施单位，负责提供中试转化场地，生产车间，加工设备，生产用原材料、水、电、燃料、操作工人等，负责成套设备的性能试验和生产性试验，并在姜、蒜主产区及油脂加工企业进行示范推广应用，落实自筹资金等工作。