年產(chǎn)4萬噸檸檬酸廠提取車間工藝設(shè)計

1、學(xué)科分類號：081801本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計：年產(chǎn)4萬噸檸檬酸廠提取車間工藝設(shè)計英文：Annual output of40,000 tons citric acid extractionworkshopdesign姓名學(xué)號院 系指導(dǎo)教師2022年5月10日目 錄摘要錯誤!未定義書簽。Abstract錯誤!未定義書簽。 HYPERLINK l “_TOC_250007“ 第1 章 緒論1 HYPERLINK l “_TOC_250006“ 概述1檸檬酸用途1檸檬酸循環(huán)2 HYPERLINK l “_TOC_250005“ 檸檬酸進(jìn)展簡史2 HYPERLINK l “_TOC_250004“ 國內(nèi)檸檬

2、酸形勢3 HYPERLINK l “_TOC_250003“ 設(shè)計規(guī)模與深度4 HYPERLINK l “_TOC_250002“ 第2 章 檸檬酸生產(chǎn)工藝5 HYPERLINK l “_TOC_250001“ 工藝流程的設(shè)計的原則5檸檬酸生產(chǎn)方法的選擇5生物發(fā)酵法5 HYPERLINK l “_TOC_250000“ 工藝條件確實定6檸檬酸的生物合成6糖化工藝7發(fā)酵工藝8提取工藝錯誤!未定義書簽。檸檬酸生產(chǎn)工藝簡介錯誤!未定義書簽。第3 章 工藝計算錯誤!未定義書簽。計算依據(jù)錯誤!未定義書簽。生產(chǎn)力量錯誤!未定義書簽。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)錯誤!未定義書簽。提取車間物料衡算錯誤!未定義書簽。第4

3、章提取車間設(shè)備計算及選型錯誤!未定義書簽。板框過濾機(jī)錯誤!未定義書簽。低位儲罐錯誤!未定義書簽。濾渣洗水儲罐錯誤!未定義書簽。碳酸鈣調(diào)漿桶錯誤!未定義書簽。CaCO3 高位儲罐錯誤!未定義書簽。中和桶錯誤!未定義書簽。檸檬酸鈣過濾機(jī)錯誤!未定義書簽。酸解鍋錯誤!未定義書簽。CaSO4過濾錯誤!未定義書簽。酸解液儲罐錯誤!未定義書簽。CaSO4洗水罐錯誤!未定義書簽。熱水儲罐錯誤!未定義書簽。酸儲罐錯誤!未定義書簽。H2SO4 高位儲罐錯誤!未定義書簽。真空抽濾罐錯誤!未定義書簽。水汽衡算錯誤!未定義書簽。第5 章 提取車間布置說明錯誤!未定義書簽。設(shè)計依據(jù)錯誤!未定義書簽。建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)錯誤!未

4、定義書簽。根底資料錯誤!未定義書簽。車間布置說明錯誤!未定義書簽。車間組成錯誤!未定義書簽。廠房布置錯誤!未定義書簽。第6 章 設(shè)計總結(jié)錯誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn)錯誤!未定義書簽。致謝錯誤!未定義書簽。4離子提取法提取檸檬酸。選用的菌種為黑曲霉 G23-4。此法工藝成熟、原材料易得、操作便利、產(chǎn)品產(chǎn)量穩(wěn)定。4計說明書。【關(guān)鍵詞】檸檬酸； 提??； 工廠設(shè)計Annualoutputof40,000tonscitricacidplantextractionworkshopdesignAbstractThis paper introduces the basic methods of technolo

5、gy design from thefunction of citric acid, overall plans of technology design,raw materials,fermentation, crude process and refining process. This design uses the corn raw materials through the liquid oxygen deep good fermentation, the calcium salt ion extraction citric acid. The selection of strain

6、s is the Aspergillums Niger G23-4.This method is mature. The raw material is easy to get. It”s easy to operate andthe production is stable.This paper is a design for extracting workshop by the annual production of 40,000 tons of citric acid. During designing, I make full use of the equipment andthe

7、workshop space. I have cooked up many manuals on designing chemicalequipment and have calculated carefully to select the equipment strictly. Finally, I will draw an arrangement diagram of equipment in extraction workshop andwrite a detailed specification for design.KeywordsCitric acid;extract;plant

8、designI 1第1概述花果等水果中。檸檬酸具有無毒、無色、無臭特性，一般為無色半透亮晶體或白色粉末，易溶于水、醇、乙腈、乙醚等1。在潮濕的空氣中微有潮解性。加熱可分解成多種產(chǎn)物，與酸、堿、甘油等發(fā)生反響。商品檸檬酸主要是無水檸檬酸(C6H8O7)和一水檸檬酸(C6H8O7H2O)。一水檸檬酸 1.542。放置在枯燥的空氣中，一水檸檬36.6的水溶液中結(jié)晶析出。一水檸檬酸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o水檸檬酸的臨界溫度36.6 0.15。檸檬酸的分子構(gòu)造式如下： OH COOH圖1.1檸檬酸分子構(gòu)造式檸檬酸用途率 70% 率 70% 以上，到目前還沒有一種可以取代檸檬酸的酸味劑。一分子結(jié)晶水檸檬酸主要用作涼快飲料

9、、果汁、果醬、水果糖和罐頭等的酸性調(diào) 味劑，也可用作食用油的抗氧化劑。同時改善食品的感官性狀，增加食欲和促進(jìn)體內(nèi)鈣、磷物質(zhì)的消化吸取。無水檸檬酸大量用于固體飲料?；瘎┘疤砑觿?， 國家標(biāo)準(zhǔn)中并沒對其進(jìn)展限量使用， 世界糧農(nóng)組織FAO和世界衛(wèi)生組織 WHO通告的每日允許食用量 ADI也未對其加以限量使用。由上可見，人們對用檸檬酸處理過的食品無須過分對其加以限量使用。由上可見，人們對用檸檬酸處理過的食品無須過分 用于制造藥物，也可用于金屬清潔劑、媒染劑等。檸檬酸循環(huán)citric acid cycle)的最終代謝通路，又是糖 A 與草酰乙酸縮合又稱三羧酸循環(huán)tricarboxylic acid cyc

10、l的最終代謝通路，又是糖 A 與草酰乙酸縮合生成三羧酸檸檬酸開頭，再通過一系列氧化步驟產(chǎn)生 CO2、NADH 及Krebs20 30 年月最先提出。檸檬酸進(jìn)展簡史汁中用添加石灰乳的方法得到檸檬酸，從而進(jìn)展了工業(yè)化生產(chǎn)。自然檸檬酸最初產(chǎn)于美國加利福尼亞州、意大利和西印度群島。意大利的產(chǎn)量居首位。到 1922 年，世界檸檬酸的總銷售額的90%由美國、英國、法國191893年C.屬汁中用添加石灰乳的方法得到檸檬酸，從而進(jìn)展了工業(yè)化生產(chǎn)。自然檸檬酸最初產(chǎn)于美國加利福尼亞州、意大利和西印度群島。意大利的產(chǎn)量居首位。到 1922 年，世界檸檬酸的總銷售額的90%由美國、英國、法國191893年C.屬菌能積

11、存檸檬酸。1913年，Zahorski首先利用黑曲霉生產(chǎn)檸檬酸。1916年，美國農(nóng)業(yè)部華盛頓化學(xué)局微生物爭辯室主任Thom和同事Currie以曲霉屬菌進(jìn)展試驗，證明大多數(shù)曲霉菌如泡盛曲霉、米曲霉、溫氏曲霉、綠色木霉和黑曲霉都具有產(chǎn)檸檬酸的力量，而黑曲霉的產(chǎn)酸力量更強(qiáng)。如柯里以黑曲霉15%55%。1919 年， 比利時一家工廠成功地進(jìn)展了淺盤發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸。1923年，美國Pfizer 公司建筑了世界上第一家以黑曲霉淺盤發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸的工廠。1938年，Perquin pH 化銨的糖溶液中獲得了一些檸檬酸，對深層培育法的 pH 把握，提出了有力1944 年，Szucs 9d 92%的產(chǎn)率，但

12、因時間太長，未能投產(chǎn)。1950年前，檸檬酸承受淺盤發(fā)酵法生產(chǎn)。 Johnson 150g/L蔗糖培育液通入無菌空氣，覺察通氣量增加，檸檬酸發(fā)酵時間可縮短，這對檸檬酸發(fā)酵條件把握，有了進(jìn)一步地生疏。1952年，美國Miles公司，首先成功地承受深層發(fā)酵法工業(yè)化規(guī)模產(chǎn)的主要方法。據(jù)美國 SRI 統(tǒng)計，2022 年全球檸檬酸的生產(chǎn)力量為 87.9 萬噸，并始終保持比較穩(wěn)定的進(jìn)展速度3。中國用發(fā)酵法制取檸檬酸以 1942 年湯騰漢等的報告為最早。1952 年陳聲等開頭用黑曲霉淺盤發(fā)酵制取檸檬酸。輕工業(yè)部發(fā)酵工業(yè)科學(xué)爭辯所于1959 200l 規(guī)模深層發(fā)酵制檸檬酸試驗，1965 年進(jìn)展了生產(chǎn) 100t1

13、968 1966 檸檬酸的爭辯起步較早。1970 年，天津、上海、沈陽、常州等地爭辯單位利用解脂假絲酵母candida lipolytica)進(jìn)展石蠟油正構(gòu)烷烴發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的試驗。1979 年徐子淵等篩選出一株對氟乙酸敏感的變異株解脂假絲50%提高至80%，從而提高了石油發(fā)酵檸檬酸的產(chǎn)率。隨著生物技術(shù)的進(jìn)步，檸檬酸工0.4Mt。在檸檬酸發(fā)酵技術(shù)1t 2.52.8t 糖蜜，2.22.3t 薯干粉或術(shù)。國內(nèi)檸檬酸形勢檸檬酸的生產(chǎn)最初以從柑橘中提取自然檸檬酸為主。 1923 年，美國菲150 3%5%的速度遞增450%用于飲料工業(yè)；食品工業(yè)占19%；洗滌劑和肥皂占15%17%；醫(yī)藥和化裝6%8%。

14、中國的檸檬酸產(chǎn)業(yè)，較早地進(jìn)入了國際市場，經(jīng)過多年的技術(shù)革， 50 年的競爭與整合， 全行業(yè)的面貌大為改觀。 呈現(xiàn)了持續(xù)安康的進(jìn)展態(tài)勢。2022 年全國檸檬酸總產(chǎn)量突破 4050 年的競爭與整合， 全行業(yè)的面貌大為改觀。 呈現(xiàn)了持續(xù)安康的進(jìn)展態(tài)勢。2022 年全國檸檬酸總產(chǎn)量突破 40 萬噸；平，全面提升了中國檸檬酸的競爭力；國檸檬酸產(chǎn)品的形象漸漸好轉(zhuǎn)；技術(shù)、材料、設(shè)備的應(yīng)用有了很多的收獲；裝置，正常運(yùn)行并留意實效；對于建、擴(kuò)建工程，漸漸走出盲目進(jìn)展、重復(fù)建設(shè)、大起大落的誤區(qū)。中國參加 WTO 后，檸檬酸工業(yè)連續(xù)進(jìn)展壯大， 2022 年，檸檬酸出口量為 26 萬噸，檸檬酸鈉出口量為 2.58 萬

15、噸，出口總量比上年仍增長 3%。中國檸檬酸行業(yè)開頭走上了持續(xù)安康的進(jìn)展道路。但是與興旺國家相比，我國的檸檬酸生產(chǎn)單條生產(chǎn)線的規(guī)模還偏小，把握手段一般，企業(yè)自動化程度還不是很高，提取工藝和設(shè)備水平落后，生產(chǎn)單耗高，收率低，產(chǎn)品質(zhì)量不高，規(guī)模效益差，深度產(chǎn)品開發(fā)少，廢渣廢水污染嚴(yán)峻25。這些問題也都制約著我國檸檬酸行業(yè)的可持續(xù)進(jìn)展。針MgCl2菌種6、木薯原料7、纖維素糖化液、玉米粉淀粉混合原料、接種量和碳氮栽培平菇12厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣13理14等。設(shè)計規(guī)模與深度4 t/年檸檬酸廠提取車間設(shè)計。關(guān)心設(shè)施提出工藝要求。2章 檸檬酸生產(chǎn)工藝工藝流程的設(shè)計的原則技術(shù)上要先進(jìn)，生產(chǎn)過程中考慮單機(jī)或作業(yè)線的

16、機(jī)械化、自動化使設(shè)計廠建成后即可順當(dāng)投產(chǎn)，并快速到達(dá)設(shè)計力量；慮原材料生產(chǎn)廢料的綜合利用。到達(dá)投資少、本錢低、見效快的目的；熱能和水。檸檬酸生產(chǎn)方法的選擇15蘋果等檸檬酸含量較高的水果中提取。此法本錢較高，不利于投入工業(yè)化生產(chǎn)?；瘜W(xué)合成法的原料是丙酮，二氯丙酮或乙烯酮。此法制取檸檬酸的工藝簡單，本錢高，安全性低，很少使用。而生物發(fā)酵法發(fā)酵周期短，產(chǎn)率高，節(jié)約勞動力，占地面積小，便于實現(xiàn)儀表把握和連續(xù)化，現(xiàn)已成為檸檬酸生產(chǎn)的主要方法。我們國內(nèi)主要是承受生物發(fā)酵法。2.2.1生物發(fā)酵法深層發(fā)酵法，石油烴(正構(gòu)烷烴)發(fā)酵法等等，目前生物發(fā)酵法主要承受前三種方法為主。使用的主要原料有薯干、木薯、馬鈴薯

17、、蜜糖、正烷烴等。還有用玉米、小麥淀粉的水解液，制備葡萄糖的母液等均可生產(chǎn)檸檬酸。無論使用何種微生物，也無論承受哪一種發(fā)酵方法，檸檬酸發(fā)酵都是好氣性的，即檸檬酸發(fā)酵是好氧發(fā)酵。1923Chas.PfizerETDA4550下送入發(fā)酵等缺點。固體發(fā)酵法也屬淺盤發(fā)酵法的一種，是將固體原料與曲霉菌絲體混合，經(jīng)過微生物的代謝活動，將原料中的可發(fā)酵成分轉(zhuǎn)化為檸檬酸。此法雖然較落后，但可利用薯渣等固體原料進(jìn)展發(fā)酵，發(fā)酵后的殘渣仍可作為飼料。承受但其占地面積大，勞動強(qiáng)度大，產(chǎn)酸率及提取率低，副產(chǎn)物多。由于該法有一些優(yōu)點，故有存在的價值。型發(fā)酵罐內(nèi)，菌體的生長分散在整個液體介質(zhì)內(nèi)。深層發(fā)酵的關(guān)鍵設(shè)備是發(fā)酵罐。

18、發(fā)酵罐通常由罐體、攪拌、冷卻裝置和空氣分布器等組成。配制好的發(fā)酵原料經(jīng)滅菌、冷卻后，將培育的優(yōu)育菌種先接種于種子罐，再轉(zhuǎn)移至發(fā)酵罐。發(fā)酵期間罐內(nèi)始終通入無菌空氣，以增加培育基內(nèi)的溶解氧，留意把握pH、通氣量及攪拌速度，維持菌體的生長。該方法的優(yōu)點是：發(fā)酵體系為均一的液體，傳熱傳質(zhì)良好；設(shè)備占地面積小，生產(chǎn)規(guī)模大；發(fā)酵速率高，時間短；產(chǎn)酸率高，菌體生成量小，原材料消耗低；便于機(jī)械化操作；發(fā)酵副產(chǎn)物少，產(chǎn)品得率高，產(chǎn)品質(zhì)量高等，從而使其成為當(dāng)今世界生產(chǎn)檸檬酸的最主要的方法。正構(gòu)烷烴發(fā)酵法承受解脂覆膜孢酵母為菌種，以石油為原料-氧化作用成為短鏈脂肪酸，然后進(jìn)入三羧酸循環(huán)產(chǎn)生檸檬酸，反響歷程如下：C1

19、6H34 + 0.5O2+ H2O C16H32O2 + 2H2C16H32O2 +16H2O+ATP8C2H4O2 +14H2 +AMP+2Pi3C2H4O2 + H2O C6H8O7 +3H2本次設(shè)計承受深層發(fā)酵法。工藝條件確實定檸檬酸的生物合成檸檬酸生產(chǎn)菌種G23-4菌種作為生產(chǎn)用菌種。檸檬酸生產(chǎn)原料的標(biāo)準(zhǔn)如下：a 原料中可利用成分高，抑制檸檬酸生產(chǎn)菌生長和產(chǎn)酸的物質(zhì)極少?；蚝啙嵆?，能滿足工藝要求。b能就近取材，原料來源豐富，便于選購、運(yùn)輸、適于大量儲存，保證生產(chǎn)上的供給。c原料成分對產(chǎn)品的提取、精制無影響。d 價格廉價。所以我們按實際需要，本次設(shè)計將以玉米作為生產(chǎn)用原料。表2.1整粒

20、玉米的化學(xué)成分干物質(zhì)化學(xué)成分蛋白質(zhì)淀粉糖脂肪纖維素灰分范圍6513.271.673.41.052.823.66.51.52.511.042.07平均值9.6721.584.91.921.56檸檬酸發(fā)酵機(jī)理普遍認(rèn)為是：葡萄糖經(jīng)過酵解途徑EMP)和 HMP 途徑轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，丙酮酸一方面氧化脫羧生成乙酰輔酶 A，另一方面經(jīng)二氧化碳固定反響生成草酰CoA 在檸檬酸合成酶的作用下產(chǎn)生檸檬酸1617。黑曲霉條件下，TCA 酮戊二酸脫氫酶受到阻遏，TCA 循環(huán)變成“馬蹄糖化工藝糖化為葡萄糖，方能供發(fā)酵生產(chǎn)用。液化的方法及選擇1 2 機(jī)械液化：破壞淀粉顆粒外表和結(jié)晶構(gòu)造。3 酶法：用淀粉酶，在中性溶液，常溫、常壓條件下進(jìn)展，液化程度簡潔把握。此法適應(yīng)于檸檬酸工業(yè)。其方法按工藝條件分：間歇液化法直接升溫液化法高溫液化法噴射液化法按設(shè)備條件分：罐式、管式、噴射式；按加酶方式分：一次、二次、三次加酶多段液化工藝。本設(shè)計