年产4万吨柠檬酸厂提取车间工艺设计

1、学科分类号：081801本科学生毕业设计：年产4万吨柠檬酸厂提取车间工艺设计英文：Annual output of40,000 tons citric acid extractionworkshopdesign姓名学号院 系指导教师2022年5月10日目 录摘要错误!未定义书签。Abstract错误!未定义书签。 HYPERLINK l “_TOC_250007“ 第1 章 绪论1 HYPERLINK l “_TOC_250006“ 概述1柠檬酸用途1柠檬酸循环2 HYPERLINK l “_TOC_250005“ 柠檬酸进展简史2 HYPERLINK l “_TOC_250004“ 国内柠檬

2、酸形势3 HYPERLINK l “_TOC_250003“ 设计规模与深度4 HYPERLINK l “_TOC_250002“ 第2 章 柠檬酸生产工艺5 HYPERLINK l “_TOC_250001“ 工艺流程的设计的原则5柠檬酸生产方法的选择5生物发酵法5 HYPERLINK l “_TOC_250000“ 工艺条件确实定6柠檬酸的生物合成6糖化工艺7发酵工艺8提取工艺错误!未定义书签。柠檬酸生产工艺简介错误!未定义书签。第3 章 工艺计算错误!未定义书签。计算依据错误!未定义书签。生产力量错误!未定义书签。主要技术经济指标错误!未定义书签。提取车间物料衡算错误!未定义书签。第4

3、章提取车间设备计算及选型错误!未定义书签。板框过滤机错误!未定义书签。低位储罐错误!未定义书签。滤渣洗水储罐错误!未定义书签。碳酸钙调浆桶错误!未定义书签。CaCO3 高位储罐错误!未定义书签。中和桶错误!未定义书签。柠檬酸钙过滤机错误!未定义书签。酸解锅错误!未定义书签。CaSO4过滤错误!未定义书签。酸解液储罐错误!未定义书签。CaSO4洗水罐错误!未定义书签。热水储罐错误!未定义书签。酸储罐错误!未定义书签。H2SO4 高位储罐错误!未定义书签。真空抽滤罐错误!未定义书签。水汽衡算错误!未定义书签。第5 章 提取车间布置说明错误!未定义书签。设计依据错误!未定义书签。建筑设计标准错误!未

4、定义书签。根底资料错误!未定义书签。车间布置说明错误!未定义书签。车间组成错误!未定义书签。厂房布置错误!未定义书签。第6 章 设计总结错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。致谢错误!未定义书签。4离子提取法提取柠檬酸。选用的菌种为黑曲霉 G23-4。此法工艺成熟、原材料易得、操作便利、产品产量稳定。4计说明书。【关键词】柠檬酸； 提取； 工厂设计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。柠檬酸具有无毒、无色、无臭特性，一般为无色半透亮晶体或白色粉末，易溶于水、醇、乙腈、乙醚等1。在潮湿的空气中微有潮解性。加热可分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反响。商品柠檬酸主要是无水柠檬酸(C6H8O7)和一水柠檬酸(C6H8O7H2O)。一水柠檬酸 1.542。放置在枯燥的空气中，一水柠檬36.6的水溶液中结晶析出。一水柠檬酸转变为无水柠檬酸的临界温度36.6 0.15。柠檬酸的分子构造式如下： OH COOH图1.1柠檬酸分子构造式柠檬酸用途率 70% 率 70% 以上，到目前还没有一种可以取代柠檬酸的酸味剂。一分子结晶水柠檬酸主要用作凉快饮料

9、、果汁、果酱、水果糖和罐头等的酸性调 味剂，也可用作食用油的抗氧化剂。同时改善食品的感官性状，增加食欲和促进体内钙、磷物质的消化吸取。无水柠檬酸大量用于固体饮料。化剂及添加剂， 国家标准中并没对其进展限量使用， 世界粮农组织FAO和世界卫生组织 WHO通告的每日允许食用量 ADI也未对其加以限量使用。由上可见，人们对用柠檬酸处理过的食品无须过分对其加以限量使用。由上可见，人们对用柠檬酸处理过的食品无须过分 用于制造药物，也可用于金属清洁剂、媒染剂等。柠檬酸循环citric acid cycle)的最终代谢通路，又是糖 A 与草酰乙酸缩合又称三羧酸循环tricarboxylic acid cyc

10、l的最终代谢通路，又是糖 A 与草酰乙酸缩合生成三羧酸柠檬酸开头，再通过一系列氧化步骤产生 CO2、NADH 及Krebs20 30 年月最先提出。柠檬酸进展简史汁中用添加石灰乳的方法得到柠檬酸，从而进展了工业化生产。自然柠檬酸最初产于美国加利福尼亚州、意大利和西印度群岛。意大利的产量居首位。到 1922 年，世界柠檬酸的总销售额的90%由美国、英国、法国191893年C.属汁中用添加石灰乳的方法得到柠檬酸，从而进展了工业化生产。自然柠檬酸最初产于美国加利福尼亚州、意大利和西印度群岛。意大利的产量居首位。到 1922 年，世界柠檬酸的总销售额的90%由美国、英国、法国191893年C.属菌能积

11、存柠檬酸。1913年，Zahorski首先利用黑曲霉生产柠檬酸。1916年，美国农业部华盛顿化学局微生物争辩室主任Thom和同事Currie以曲霉属菌进展试验，证明大多数曲霉菌如泡盛曲霉、米曲霉、温氏曲霉、绿色木霉和黑曲霉都具有产柠檬酸的力量，而黑曲霉的产酸力量更强。如柯里以黑曲霉15%55%。1919 年， 比利时一家工厂成功地进展了浅盘发酵法生产柠檬酸。1923年，美国Pfizer 公司建筑了世界上第一家以黑曲霉浅盘发酵法生产柠檬酸的工厂。1938年，Perquin pH 化铵的糖溶液中获得了一些柠檬酸，对深层培育法的 pH 把握，提出了有力1944 年，Szucs 9d 92%的产率，但

12、因时间太长，未能投产。1950年前，柠檬酸承受浅盘发酵法生产。 Johnson 150g/L蔗糖培育液通入无菌空气，觉察通气量增加，柠檬酸发酵时间可缩短，这对柠檬酸发酵条件把握，有了进一步地生疏。1952年，美国Miles公司，首先成功地承受深层发酵法工业化规模产的主要方法。据美国 SRI 统计，2022 年全球柠檬酸的生产力量为 87.9 万吨，并始终保持比较稳定的进展速度3。中国用发酵法制取柠檬酸以 1942 年汤腾汉等的报告为最早。1952 年陈声等开头用黑曲霉浅盘发酵制取柠檬酸。轻工业部发酵工业科学争辩所于1959 200l 规模深层发酵制柠檬酸试验，1965 年进展了生产 100t1

13、968 1966 柠檬酸的争辩起步较早。1970 年，天津、上海、沈阳、常州等地争辩单位利用解脂假丝酵母candida lipolytica)进展石蜡油正构烷烃发酵生产柠檬酸的试验。1979 年徐子渊等筛选出一株对氟乙酸敏感的变异株解脂假丝50%提高至80%，从而提高了石油发酵柠檬酸的产率。随着生物技术的进步，柠檬酸工0.4Mt。在柠檬酸发酵技术1t 2.52.8t 糖蜜，2.22.3t 薯干粉或术。国内柠檬酸形势柠檬酸的生产最初以从柑橘中提取自然柠檬酸为主。 1923 年，美国菲150 3%5%的速度递增450%用于饮料工业；食品工业占19%；洗涤剂和肥皂占15%17%；医药和化装6%8%。

14、中国的柠檬酸产业，较早地进入了国际市场，经过多年的技术革， 50 年的竞争与整合， 全行业的面貌大为改观。 呈现了持续安康的进展态势。2022 年全国柠檬酸总产量突破 4050 年的竞争与整合， 全行业的面貌大为改观。 呈现了持续安康的进展态势。2022 年全国柠檬酸总产量突破 40 万吨；平，全面提升了中国柠檬酸的竞争力；国柠檬酸产品的形象渐渐好转；技术、材料、设备的应用有了很多的收获；装置，正常运行并留意实效；对于建、扩建工程，渐渐走出盲目进展、重复建设、大起大落的误区。中国参加 WTO 后，柠檬酸工业连续进展壮大， 2022 年，柠檬酸出口量为 26 万吨，柠檬酸钠出口量为 2.58 万

15、吨，出口总量比上年仍增长 3%。中国柠檬酸行业开头走上了持续安康的进展道路。但是与兴旺国家相比，我国的柠檬酸生产单条生产线的规模还偏小，把握手段一般，企业自动化程度还不是很高，提取工艺和设备水平落后，生产单耗高，收率低，产品质量不高，规模效益差，深度产品开发少，废渣废水污染严峻25。这些问题也都制约着我国柠檬酸行业的可持续进展。针MgCl2菌种6、木薯原料7、纤维素糖化液、玉米粉淀粉混合原料、接种量和碳氮栽培平菇12厌氧发酵生产沼气13理14等。设计规模与深度4 t/年柠檬酸厂提取车间设计。关心设施提出工艺要求。2章 柠檬酸生产工艺工艺流程的设计的原则技术上要先进，生产过程中考虑单机或作业线的

16、机械化、自动化使设计厂建成后即可顺当投产，并快速到达设计力量；虑原材料生产废料的综合利用。到达投资少、本钱低、见效快的目的；热能和水。柠檬酸生产方法的选择15苹果等柠檬酸含量较高的水果中提取。此法本钱较高，不利于投入工业化生产。化学合成法的原料是丙酮，二氯丙酮或乙烯酮。此法制取柠檬酸的工艺简单，本钱高，安全性低，很少使用。而生物发酵法发酵周期短，产率高，节约劳动力，占地面积小，便于实现仪表把握和连续化，现已成为柠檬酸生产的主要方法。我们国内主要是承受生物发酵法。2.2.1生物发酵法深层发酵法，石油烃(正构烷烃)发酵法等等，目前生物发酵法主要承受前三种方法为主。使用的主要原料有薯干、木薯、马铃薯

17、、蜜糖、正烷烃等。还有用玉米、小麦淀粉的水解液，制备葡萄糖的母液等均可生产柠檬酸。无论使用何种微生物，也无论承受哪一种发酵方法，柠檬酸发酵都是好气性的，即柠檬酸发酵是好氧发酵。1923Chas.PfizerETDA4550下送入发酵等缺点。固体发酵法也属浅盘发酵法的一种，是将固体原料与曲霉菌丝体混合，经过微生物的代谢活动，将原料中的可发酵成分转化为柠檬酸。此法虽然较落后，但可利用薯渣等固体原料进展发酵，发酵后的残渣仍可作为饲料。承受但其占地面积大，劳动强度大，产酸率及提取率低，副产物多。由于该法有一些优点，故有存在的价值。型发酵罐内，菌体的生长分散在整个液体介质内。深层发酵的关键设备是发酵罐。

18、发酵罐通常由罐体、搅拌、冷却装置和空气分布器等组成。配制好的发酵原料经灭菌、冷却后，将培育的优育菌种先接种于种子罐，再转移至发酵罐。发酵期间罐内始终通入无菌空气，以增加培育基内的溶解氧，留意把握pH、通气量及搅拌速度，维持菌体的生长。该方法的优点是：发酵体系为均一的液体，传热传质良好；设备占地面积小，生产规模大；发酵速率高，时间短；产酸率高，菌体生成量小，原材料消耗低；便于机械化操作；发酵副产物少，产品得率高，产品质量高等，从而使其成为当今世界生产柠檬酸的最主要的方法。正构烷烃发酵法承受解脂覆膜孢酵母为菌种，以石油为原料-氧化作用成为短链脂肪酸，然后进入三羧酸循环产生柠檬酸，反响历程如下：C1

19、6H34 + 0.5O2+ H2O C16H32O2 + 2H2C16H32O2 +16H2O+ATP8C2H4O2 +14H2 +AMP+2Pi3C2H4O2 + H2O C6H8O7 +3H2本次设计承受深层发酵法。工艺条件确实定柠檬酸的生物合成柠檬酸生产菌种G23-4菌种作为生产用菌种。柠檬酸生产原料的标准如下：a 原料中可利用成分高，抑制柠檬酸生产菌生长和产酸的物质极少。或简洁除去，能满足工艺要求。b能就近取材，原料来源丰富，便于选购、运输、适于大量储存，保证生产上的供给。c原料成分对产品的提取、精制无影响。d 价格廉价。所以我们按实际需要，本次设计将以玉米作为生产用原料。表2.1整粒

20、玉米的化学成分干物质化学成分蛋白质淀粉糖脂肪纤维素灰分范围6513.271.673.41.052.823.66.51.52.511.042.07平均值9.6721.584.91.921.56柠檬酸发酵机理普遍认为是：葡萄糖经过酵解途径EMP)和 HMP 途径转变为丙酮酸，丙酮酸一方面氧化脱羧生成乙酰辅酶 A，另一方面经二氧化碳固定反响生成草酰CoA 在柠檬酸合成酶的作用下产生柠檬酸1617。黑曲霉条件下，TCA 酮戊二酸脱氢酶受到阻遏，TCA 循环变成“马蹄糖化工艺糖化为葡萄糖，方能供发酵生产用。液化的方法及选择1 2 机械液化：破坏淀粉颗粒外表和结晶构造。3 酶法：用淀粉酶，在中性溶液，常温、常压条件下进展，液化程度简洁把握。此法适应于柠檬酸工业。其方法按工艺条件分：间歇液化法直接升温液化法高温液化法喷射液化法按设备条件分：罐式、管式、喷射式；按加酶方式分：一次、二次、三次加酶多段液化工艺。本设计