第七章檸檬酸生產設備

1、12 第一節(jié)第一節(jié) 國內外檸檬酸國內外檸檬酸 生產設備綜述生產設備綜述 3第二節(jié)第二節(jié) 原料破碎和預處理設備原料破碎和預處理設備薯薯 干干 粉粉 碎碎 設設 備備4第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)酵設備發(fā)酵設備 檸檬酸發(fā)酵為好氧發(fā)酵，所以采用通風發(fā)檸檬酸發(fā)酵為好氧發(fā)酵，所以采用通風發(fā)酵罐酵罐，國內以國內以機械攪拌罐機械攪拌罐為主，近幾年半氣為主，近幾年半氣升和全氣升式發(fā)酵罐已有成功實例。升和全氣升式發(fā)酵罐已有成功實例。 我國發(fā)酵罐容積已由過去我國發(fā)酵罐容積已由過去50m50m3 3、100m100m3 3發(fā)展發(fā)展到到200m200m3 3、250m250m3 3。國外通氣式發(fā)酵罐已有。國外通氣式發(fā)酵罐已有15

2、00m1500m3 3的。的。 5 一個設計、制作優(yōu)良的發(fā)酵罐應符一個設計、制作優(yōu)良的發(fā)酵罐應符 合下列要求：合下列要求：有良好的傳質、傳熱效果；有良好的傳質、傳熱效果；結構合理，附件少，內壁光滑無死角，結構合理，附件少，內壁光滑無死角，耐介質腐蝕；耐介質腐蝕；符合壓力容器的設計、制造規(guī)范；符合壓力容器的設計、制造規(guī)范；產生泡沫少和具有有效的消泡設施，以產生泡沫少和具有有效的消泡設施，以提高罐的裝填系數(shù)；提高罐的裝填系數(shù)；必要、可靠的檢測和控制系統(tǒng)。必要、可靠的檢測和控制系統(tǒng)。6一、機械攪拌通風式發(fā)酵罐一、機械攪拌通風式發(fā)酵罐7（二）傳動裝置（二）傳動裝置1.1.三角帶傳動三角帶傳動2.2.減

3、速機傳動減速機傳動 由于三角帶傳動具有結構簡單、制造成本低、維修量少而方便、噪聲小等優(yōu)點，所以，雖然它笨重且傳動比較小，但仍為檸檬酸行業(yè)廣泛采用。 減速機具有傳動功率大、速比大、效率高、結構緊湊等優(yōu)點，但制造成本高，安裝高度高，加上國內制造的產品噪聲大和維修頻繁，使用實例較少。8（三）攪拌裝置（三）攪拌裝置1 1 常用的攪拌裝置常用的攪拌裝置92 2 翼葉式攪拌裝置翼葉式攪拌裝置10（四）傳熱裝置（四）傳熱裝置1 1 外夾套式外夾套式2 2 外螺旋半圓管式外螺旋半圓管式3 3 蛇罐蛇罐 外夾套是傳統(tǒng)的換熱裝置，結構簡單，易加工，罐外夾套是傳統(tǒng)的換熱裝置，結構簡單，易加工，罐內死角少。其缺點是傳

4、熱系數(shù)低，僅適用于小型罐。內死角少。其缺點是傳熱系數(shù)低，僅適用于小型罐。優(yōu)點是有較高傳熱系數(shù)，缺點是焊接加工量大。優(yōu)點是有較高傳熱系數(shù)，缺點是焊接加工量大。 優(yōu)點是冷卻水在管內流速高，傳熱系數(shù)高，缺點優(yōu)點是冷卻水在管內流速高，傳熱系數(shù)高，缺點是制造安裝要求高，維修量大，蛇管滲漏易造成發(fā)酵是制造安裝要求高，維修量大，蛇管滲漏易造成發(fā)酵染菌。染菌。11（五）機械密封（五）機械密封12（六）聯(lián)軸節(jié)（六）聯(lián)軸節(jié)13（七）中間軸承和平衡體（七）中間軸承和平衡體 發(fā)酵罐攪拌軸發(fā)酵罐攪拌軸為超細長軸常常為超細長軸常常設置底軸承和中設置底軸承和中間軸承來防止軸間軸承來防止軸的擺動，小型罐的擺動，小型罐常采用拉

5、桿調節(jié)常采用拉桿調節(jié)式，大型罐則采式，大型罐則采用架固定式。用架固定式。14二、節(jié)能發(fā)酵罐二、節(jié)能發(fā)酵罐1-1-氣、液型噴射混合攪拌裝置氣、液型噴射混合攪拌裝置2-2-環(huán)流反應器環(huán)流反應器3-3-機械攪拌器機械攪拌器4-4-穩(wěn)定器穩(wěn)定器5-5-罐體罐體6-6-換熱裝置換熱裝置7-7-高效機械消泡器高效機械消泡器8-8-機械密封機械密封9-9-傳動裝置傳動裝置（一）噴環(huán)式發(fā)酵罐（一）噴環(huán)式發(fā)酵罐 （半氣升發(fā)酵罐）（半氣升發(fā)酵罐）15（二）無攪拌式發(fā)酵罐（全氣升式）（二）無攪拌式發(fā)酵罐（全氣升式）16三、其他新型發(fā)酵罐三、其他新型發(fā)酵罐（一）塔式發(fā)酵（一）塔式發(fā)酵罐罐1 1、4-4-人孔人孔2-2

6、-導流口導流口3-3-篩板篩板5-5-分配器分配器（二）自吸式發(fā)酵罐（二）自吸式發(fā)酵罐17第四節(jié)第四節(jié) 檸檬酸過濾設備檸檬酸過濾設備一、水平帶式真空過濾機一、水平帶式真空過濾機（一）固定盤式（一）固定盤式1 1、橡膠帶式、橡膠帶式真空盤固定不動，濾布與帶有真空室的橡膠帶一起勻速前進。真空盤固定不動，濾布與帶有真空室的橡膠帶一起勻速前進。182 2、 撐撐 帶帶 式式 該機濾布為間歇運動，真空盤釋放真空后，濾該機濾布為間歇運動，真空盤釋放真空后，濾布由撐帶裝置前挺時向前運動。布由撐帶裝置前挺時向前運動。19（二）多功能型（二）多功能型1 1、皮膜擠壓型、皮膜擠壓型 真空水平帶濾機的液固分離是靠真

7、空，因此，過濾推真空水平帶濾機的液固分離是靠真空，因此，過濾推動力不大，固相含水量較高。在常用的帶濾機出渣端增加動力不大，固相含水量較高。在常用的帶濾機出渣端增加脫水裝置可在一定程度上降低濾餅含水量。脫水裝置可在一定程度上降低濾餅含水量。202 2、輥帶擠壓型、輥帶擠壓型 在吸干段上加擠壓輥或擠壓帶，擠出的水分仍由濾布在吸干段上加擠壓輥或擠壓帶，擠出的水分仍由濾布下真空室抽走。下真空室抽走。21二、真空轉鼓過濾機二、真空轉鼓過濾機 檸檬酸行業(yè)常見的是外濾面式真空轉鼓過濾機，檸檬酸行業(yè)常見的是外濾面式真空轉鼓過濾機，它分刮刀卸料和預涂層式兩種。它分刮刀卸料和預涂層式兩種。（一）刮刀式（一）刮刀式

8、該機器適用于易過濾、濾餅易剝離的物料。該機器適用于易過濾、濾餅易剝離的物料。22（二）預涂層式（二）預涂層式 該機型主要適用于該機型主要適用于固固相極稀薄、顆粒極細相極稀薄、顆粒極細微的物料微的物料，如發(fā)酵液和，如發(fā)酵液和分解脫色液的復濾。轉鼓分解脫色液的復濾。轉鼓每轉一周，刮刀則向前進每轉一周，刮刀則向前進0.01-0.05mm0.01-0.05mm，過濾始終，過濾始終在新鮮的預涂層上進行，在新鮮的預涂層上進行，解決了難過濾的懸浮液的解決了難過濾的懸浮液的過濾，并可根據(jù)濾液澄清過濾，并可根據(jù)濾液澄清度的要求來制備過濾層。度的要求來制備過濾層。23三、桶式真空過濾器三、桶式真空過濾器 這是最古

9、老，最原始的過濾設備，簡單、可這是最古老，最原始的過濾設備，簡單、可靠，但用水量大，操作強度大，人工鏟出濾渣使靠，但用水量大，操作強度大，人工鏟出濾渣使濾布易受損壞，洗水易走短路，濾液質量不均衡濾布易受損壞，洗水易走短路，濾液質量不均衡。24四、翻盤式真空過濾器四、翻盤式真空過濾器 該機結構簡單，具有桶式過濾器的優(yōu)點，該機結構簡單，具有桶式過濾器的優(yōu)點，但出濾餅為自動化，勞動強度大大降低，且設但出濾餅為自動化，勞動強度大大降低，且設備維修量低。備維修量低。25五、加壓葉片式過濾機五、加壓葉片式過濾機 加壓葉片式過濾機的形式很多。濾器和濾加壓葉片式過濾機的形式很多。濾器和濾片有垂直和水平多種組合

10、。片有垂直和水平多種組合。（一）（一）EYSY型快開式水平加壓葉片過濾機型快開式水平加壓葉片過濾機26（一）（一）NYB型高效板式過濾器型高效板式過濾器它為立式，出渣方便。它為立式，出渣方便。27六、微孔精密過濾機六、微孔精密過濾機它具有以下特點：它具有以下特點：1 1、過濾精度高，、過濾精度高，1 1m m左右的微?？梢淮涡詾V左右的微?？梢淮涡詾V去，適宜超細物料的過濾；去，適宜超細物料的過濾；2 2、卸料、裝拆方便；、卸料、裝拆方便；3 3、過濾面積大，占地面積小。、過濾面積大，占地面積小。主要介紹以下兩種過濾機：主要介紹以下兩種過濾機：帶式過濾機、燭式過濾器帶式過濾機、燭式過濾器28（一）

11、（一）帶式帶式過濾機過濾機1-1-過濾缸筒體過濾缸筒體2-2-快開過濾缸蓋快開過濾缸蓋3-3-加強網加強網4 4、5 5、6-O6-O型圈型圈7-7-環(huán)形螺母環(huán)形螺母8-8-螺栓螺栓9-9-銷軸銷軸10-10-圓柱銷圓柱銷11-11-支架支架12-12-螺栓及螺母螺栓及螺母13-13-壓力表壓力表14-14-排氣旋塞排氣旋塞DLDL型帶式（單個）過濾機型帶式（單個）過濾機29（一）（一）燭式燭式過濾機過濾機燭燭 式式 過過 濾濾 機機過濾單元可由鈦、陶瓷和PE塑料制成30第五節(jié)第五節(jié) 中和、酸解和化工貯罐中和、酸解和化工貯罐 檸檬酸生產設備中，有檸檬酸生產設備中，有50%50%以上是容器類設備

12、，除了要符合容以上是容器類設備，除了要符合容器制造的規(guī)范外，還要注意以下幾點：器制造的規(guī)范外，還要注意以下幾點：（1 1）個數(shù)）個數(shù) 一般不宜多，應根據(jù)生產規(guī)模的需要，中和、分解一般不宜多，應根據(jù)生產規(guī)模的需要，中和、分解每種設備不超過每種設備不超過4 4只，貯罐為為便于計算和清洗，一般不超過只，貯罐為為便于計算和清洗，一般不超過3 3只。只。（2 2）高徑比）高徑比 中和、分解桶一般在中和、分解桶一般在1 1：1-11-1：1.51.5之間。之間。（3 3）材料）材料 中和桶以不銹鋼最常見。中和桶以不銹鋼最常見。（4 4）結構形式結構形式 為保護環(huán)境條件和防止雜質混入，中和、酸解為保護環(huán)境條

13、件和防止雜質混入，中和、酸解和貯罐均應加蓋。和貯罐均應加蓋。（5 5）攪拌型式和轉速）攪拌型式和轉速 常見攪拌型式有漿葉和框式兩種。常見攪拌型式有漿葉和框式兩種。引進設備有采用推進式的，轉速一般為引進設備有采用推進式的，轉速一般為50-80r/min50-80r/min。（6 6）加熱形式）加熱形式 文丘里噴汽噴射加熱器既可達到文丘里噴汽噴射加熱器既可達到“無聲無聲”又又可起到攪拌的功能?？善鸬綌嚢璧墓δ?。 31第六節(jié)第六節(jié) 脫色柱、離子交換柱脫色柱、離子交換柱32第七節(jié)第七節(jié) 蒸發(fā)、結晶設備蒸發(fā)、結晶設備一、多效蒸發(fā)器一、多效蒸發(fā)器 理論單耗 實際單耗 單單111.10.8792 雙雙0.5

14、20.611.6729 三三0.3330.42.525 四四0.2540.373.3310 五五0.2050.273.77效數(shù)效數(shù)再增一效可節(jié)約蒸汽/%kg汽汽/kg水水 kg水水/kg汽汽kg汽汽/kg水水 kg水水/kg汽汽不同效蒸發(fā)器的蒸發(fā)單耗不同效蒸發(fā)器的蒸發(fā)單耗33二、其他型式蒸發(fā)器二、其他型式蒸發(fā)器 板式蒸發(fā)器是一種板式蒸發(fā)器是一種較為新型的蒸發(fā)器，它較為新型的蒸發(fā)器，它由由板式換熱器和一個板式換熱器和一個臥式蒸發(fā)室臥式蒸發(fā)室所組成。所組成。 其優(yōu)點是：傳熱系其優(yōu)點是：傳熱系數(shù)高，物料受熱時間短數(shù)高，物料受熱時間短，適用于熱敏性物料；，適用于熱敏性物料；換熱板可拆開清洗，可換熱板可

15、拆開清洗，可根據(jù)需要自由增減換熱根據(jù)需要自由增減換熱面積；體積小。面積；體積小。 缺點是：制造較復缺點是：制造較復雜，對密封件要求高。雜，對密封件要求高。34三、結三、結 晶晶 器器（一）間歇式結晶器（一）間歇式結晶器3536（二）內循環(huán)連續(xù)真空結晶器（二）內循環(huán)連續(xù)真空結晶器 物料由導流筒下部加入，物料由導流筒下部加入，與循環(huán)液一起升至液面，從而與循環(huán)液一起升至液面，從而減少了閃蒸現(xiàn)象，沸騰在整個減少了閃蒸現(xiàn)象，沸騰在整個液面上發(fā)生，所以器壁上無結液面上發(fā)生，所以器壁上無結晶沉積。環(huán)型折流筒形成一個晶沉積。環(huán)型折流筒形成一個無攪拌作用的靜止空間，過量無攪拌作用的靜止空間，過量的晶核在此得到調

16、整和去除。的晶核在此得到調整和去除。淡液用泵強制循環(huán)，在下部的淡液用泵強制循環(huán)，在下部的分級柱中，小晶體上升，繼續(xù)分級柱中，小晶體上升，繼續(xù)成長大晶體下降而從出口排成長大晶體下降而從出口排 出，從而得到較為整齊的晶體出，從而得到較為整齊的晶體37四、附屬設備四、附屬設備（一）汽液分離器（一）汽液分離器38（二）冷凝器（二）冷凝器1.1.混合式冷凝器混合式冷凝器 該類冷凝器種類很多該類冷凝器種類很多，最常用的為雨滴型（噴，最常用的為雨滴型（噴淋式）（見右圖）。該冷淋式）（見右圖）。該冷凝器的特點是對進水壓要凝器的特點是對進水壓要求不高，對水質要求也不求不高，對水質要求也不很高，但體積較大，并且很

17、高，但體積較大，并且在頂端與真空設備相聯(lián)，在頂端與真空設備相聯(lián)，以排盡器內的不凝性氣體以排盡器內的不凝性氣體。392.2.自排不凝性氣體冷凝器自排不凝性氣體冷凝器 該冷凝器和雨滴型冷凝器該冷凝器和雨滴型冷凝器大致相似（見右圖），不同之大致相似（見右圖），不同之處是，其利用高速二次蒸汽與處是，其利用高速二次蒸汽與水劇烈攪動，使二次蒸汽中的水劇烈攪動，使二次蒸汽中的不凝性氣體以極細微的氣泡混不凝性氣體以極細微的氣泡混勻在水相中，排出冷凝器，從勻在水相中，排出冷凝器，從而省去了抽不凝性氣體的真空而省去了抽不凝性氣體的真空泵。在真空度要求不是分高的泵。在真空度要求不是分高的場合，使用比較經濟。場合，使

18、用比較經濟。403.3.水噴射泵水噴射泵 水噴射泵兼有冷凝和抽水噴射泵兼有冷凝和抽真空的雙重作用，可以簡化真空的雙重作用，可以簡化流程、減少設備，對冷卻水流程、減少設備，對冷卻水要求低，功率消耗低，維修要求低，功率消耗低，維修方便，所以得到廣泛使用。方便，所以得到廣泛使用。檸檬酸行業(yè)最常見的如右圖檸檬酸行業(yè)最常見的如右圖所示的多噴嘴式。水溫對水所示的多噴嘴式。水溫對水噴射泵的工作效率影響較小噴射泵的工作效率影響較小另外，真空度不高，所以它另外，真空度不高，所以它的應用受到一定的限制。的應用受到一定的限制。41第八節(jié)第八節(jié) 離離 心心 機機一、特性比較一、特性比較42二、離心機型式二、離心機型式

19、（一）三足式（一）三足式 三足式出料離心機是行業(yè)中使用最普遍的一種三足式出料離心機是行業(yè)中使用最普遍的一種離心機。離心機。 它優(yōu)點有結構簡單，造價低、物料適應性強。它優(yōu)點有結構簡單，造價低、物料適應性強。 缺點是勞動強度大，分離的產品質量有波動。缺點是勞動強度大，分離的產品質量有波動。43（二（二）三足刮刀式）三足刮刀式44（三）虹吸式（三）虹吸式45（四）上懸式重力卸料型（四）上懸式重力卸料型46（五）活塞推料式（五）活塞推料式47（六）螺旋篩網式（六）螺旋篩網式4849（七）螺旋沉降式（七）螺旋沉降式50（八）碟片式（八）碟片式51第九節(jié)第九節(jié) 干燥設備干燥設備一、常見的干燥設備一、常見的

20、干燥設備（一）沸（一）沸 騰騰 床床 干干 燥燥 箱箱52（二）振（二）振 動動 流流 化化 床床 干干 燥燥 器器53（三）其（三）其 他他 型型 式式 干干 燥燥 設設 備備54555657二、輔二、輔 助助 設設 備備 無論用什么干燥裝置對成品晶體進行干燥，都需配有風機、進風凈化處理裝置有風機、進風凈化處理裝置、空氣熱交換器、尾氣粉塵回收裝置和分、空氣熱交換器、尾氣粉塵回收裝置和分級篩。級篩。58第十節(jié)第十節(jié) 發(fā)酵輔助設備發(fā)酵輔助設備一、培一、培 菌菌 設設 備備（一）滅菌鍋（一）滅菌鍋 滅菌鍋又稱高壓滅菌釜，是培菌室主要設滅菌鍋又稱高壓滅菌釜，是培菌室主要設備之一，一般為立式圓柱形，容積較小，僅用備之一，