年产10万吨柠檬酸厂糖化发酵车间的设计+工艺计算书+车间布置
1.1 柠檬酸的性质和用途柠檬酸，学名为2-羟基-丙烷三羧酸，结构式为：
OH
│
HOOC─CH2─C─CH2─COOH 。柠檬酸在自然界中分布很广，主要存在于柠檬、柑橘等。
┃ 柠檬酸具有宜人风味、高的水溶性和强的金属螯合力，长
COOH 期以来占据食用酸味剂70%左右的市场份额，除可口可乐
和纯果汁以外，几乎所有的饮料（包括固体和液体）都使用柠檬酸作为酸味剂，通常的添加量为0.25%-0.4%（m/m）。此外，食品加工和奶制品也添加柠檬酸或柠檬酸盐。据不完全统计，使用柠檬酸的食品或药品（如化学药的枸橼酸盐）约有上千种之多。柠檬酸除用于食品和医药工业外，最大的用途是代替三聚磷酸钠作为洗涤剂的助洗剂，20世纪90年代初，国外还有人发现柠檬酸加入混凝土中可作为一种“减水剂”，并能提高混凝土的凝固强度。可以认为，柠檬酸早已成为现代食品、医药业、日化行业及其他工业的通用原料[5]。
1.2柠檬酸的来源和发展情况本文来自辣^文*论-文'网
1784年瑞典科学家Scheele首次从柠檬汁中结晶出固体柠檬酸。1860年意大利开始用添加石灰乳的方法从果汁中得到柠檬酸，从而进行了工业化生产。直到20世纪初，柠檬酸主要是从柠檬中提取产量很低，主要应用于食品工业和洗涤剂，主要产地以意大利的西西里岛为主。1893年德国微生物学者Wehmer发现一种青霉能够积累柠檬酸，但未能实现工业化生产。1917年，美国学者Currie发现了一株产柠檬酸的黑曲霉，并通过美国的Pfizer(辉瑞)公司于1923年采用浅盘发酵实现了工业化生产，原料主要是糖蜜。1952年，美国的Miles公司首先成功地采用液体深层发酵工业化规模生产柠檬酸。由于这种新工艺比传统的浅盘工艺有更多的优越性，因而推动了世界柠檬酸工业的迅速发展，深层发酵法也成为柠檬酸发酵生产的主要工艺。到2000年，全球柠檬酸的年生产能力在90万吨以上，并一直保持比较平稳的发展速度[5]。
我国柠檬酸发酵工业在1949年以前是个空白。1969年上海酵母厂成功利用薯干粉深层发酵柠檬酸。在20世纪80年代，由于出口的需要，我国的柠檬酸生产发展速度，已成为世界上柠檬酸生产量最大的国家。全国有近90家柠檬酸生产企业，年生产能力达近50万吨，占世界总量的40%多。2002年全国产量30多万吨，2003年达40余万吨。我国开发的以白薯干为原料的产酸菌种具有其独到的特点，加之我国的许多地区对生产过程中排放的废水要求较低，多数生产企业对生产过程中产生的废水没能进行比较有效的处理，因此，我国柠檬酸生产成本较低，在国际市场上具有较强的竞争力。近年来我国柠檬酸的年出口量一直保持在10万吨以上[5]。
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本次生产工艺设计以薯干为原料，采用直接粉碎、调浆、液化，进行好气液体深层发酵，钙盐法提取，最后结晶、干燥得到柠檬酸。
2.2工艺流程
本次生产工艺的基本过程是：
在接收糖浆后，根据糖浆组成作适当的处理或配制，配成发酵原料，进行连续杀菌并冷却后，进入发酵罐，加入菌种和净化压缩空气后进行发酵；
发酵液经升温、过滤处理后，进入中和罐，用CaCO3中和处理；
再经过过滤洗涤，得到柠檬酸钙固体，送入酸解罐，再添加H2SO4酸解，并加入活性炭进行脱色；
然后，通过带式过滤机过滤、酸解过滤，除去CaSO4及废炭；
酸解过滤液经离子交换处理后，进行蒸发、浓缩，再进行结晶；
结晶后，用离心机进行固液分离，对得到的湿柠檬酸晶体进行干燥与筛选，最后得到成品的柠檬酸。
图1-1 柠檬酸生产工艺流程示意图
摘要……………………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT…………………………………………………………...Ⅱ
1.引言……………………………………………………………...........1
1.1柠檬酸的性质和用途……………………………………………………..1
1.2柠檬酸的来源和发展情况………………………………………………..1
2.生产工艺…………………………………………………………………..2
2.1生产方法…………………………………………………………………..2
2.2生产流程…………………………………………………………………..2
2.3操作工艺…………………………………………………………………..3
2.3.1原料的处理……………………………………………………………...3
2.3.2发酵工序...............................……………………………………………3
2.3.3醪液处理工序…………………………………………………………...3
2.3.4提取工段………………………………………………………………...3
2.3.5精制工段………………………………………………………………...4
3.工艺计算书………………………………………………………………..5
3.1物料衡算…………………………………………………………………..5
3.1.1工艺技术指标及基础数据……………………………………………...5
3.1.2原料消耗计算（基准：1吨成品柠檬酸）………………………………5
3.1.3发酵醪量的计算………………………………………………………...6
3.1.4接种量…………………………………………………………………...6
3.1.5液化醪量的计算………………………………………………………..6
3.1.6成品柠檬酸……………………………………………………………...6
3.1.7淀粉质原料年产10万吨一水柠檬酸厂总物料衡算………………….7
3.2热量衡算…………………………………………………………………..7
3.2.1液化热平衡计算………………………………………………………...7
3.2.2发酵过程中的蒸汽耗量的计算………………………………………...8
3.2.3发酵过程中的冷却水耗量计算……………………………………….10
3.2.4发酵过程中的无菌空气耗用量的计算……………………………….10
4.糖化车间设备设计与选型…………………………………………......12
4.1调浆桶的选型……………………………………………………………12
4.2喷射加热器的选型………………………………………………………12
4.3液化文持罐的选型………………………………………………………13
4.4板式换热器的选型………………………………………………………13
5.发酵车间设备设计与选型…………………………………………......15
5.1发酵罐的选型…………………………………………………………....15
5.1.1发酵罐容积和台数的确定……………………………………………15
5.1.2主要尺寸的计算………………………………………………………16
5.1.3发酵罐冷却面积的计算………………………………………………16
5.1.4发酵罐搅拌器的设计…………………………………………………17
5.1.5发酵罐设备结构的工艺设计…………………………………………18
5.1.6发酵罐设备材料的选择………………………………………………20
5.1.7发酵罐壁厚的计算……………………………………………………20
5.1.8发酵罐接管设计……………………………….....................................21
5.1.9发酵罐支座的选择…………………………………………………….22
5.2种子罐的选型……………………………………………………………22
5.2.1种子罐容积和数量的确定……………………………………………22
5.2.2种子罐主要尺寸确定…………………………………………………22
5.2.3种子罐型号确定………………………………………………………23
5.3贮罐选型…………………………………………………………………23
5.3.1发酵成熟醪贮罐……………………………………………………….23
5.3.2硫酸銨贮罐…………………………………………………………….23
6.全厂及车间布置………………………………………………….....25
结论……………………………………………………………………26
参考文献………………………………………………………………27
谢辞……………………………………………………………………1492