年产1000吨色氨酸的工厂设计

安徽工程大学课程设计=2.14×10-3m2A=0.785d2则排料管直径为：d==0.05m查表选取Φ38x3无缝管5.3.10支座选择由于种子罐的容积仅为10m3，选择支承式支座。5.4无菌空气制备空气状态确定：厂区建在江浙一带，年平均气温20℃左右，设计空气温度25℃，空气湿度取67%，压强为1kgf/cm2(绝压)[17]。：表4-1空气出口状态T(℃)P(atm)XPsφ空压机T2=133P2=4X2Ps2φ2一级冷却器T3=40P3=4X3Ps3φ3=100%二级冷却器T4=25P4=4X4Ps4φ4=100%空气加热器T5=35P5=4X5Ps5φ5总过滤器T6=31P6=3X6Ps6φ6发酵罐进口T7=31P7=1.5X7Ps7φ7发酵罐出口T8=31P8=1.5X8Ps8φ8=100%5.4,1总通风量确定：空压机取最大通风比1：1，2只200m3发酵罐，装液量70%，2只10m3种子罐故最大通风量为200×70%×2×1.0+2×10×1=300m3/min。设损失率为10%，空压机效率为90%，则总通风量Q总=300*1.1/0.9=366.67m3/min。取Q总=400m3/min。5.4.2.空气系统的设备选型空气空气预处理压缩储气丝网除雾旋风分离二级冷却一级冷却空气加热空气总过滤5.4.2.1.采风塔：H=30m，D=3m5.4.2.2.粗过滤器：介质：棉花-活性炭，采用双层油漆铁网，外加一层泡沫塑料5.4.2.3.空压机：4台(1台备用)，低噪音，无油螺杆压缩机，Emeraude-ALE-v型，排气量100m3/min，排气压力4Mpa，电机功率350kw5.4.2.4.空气贮罐：100m3，外有保温层，H：D=1.5，D=2.4m，H=3.6m5.4.2.5.冷却器：一级冷却选用SL-305列管式换热器，二次水走管路，空气走壳程，二级冷却选用GLL5-60L立式列管换热器，以新鲜水为冷却介质5.4.2.6.旋风分离器：选用螺旋顶盖式旋风分离器5.4.2.7.加热器：立式列管换热器，3kgf/cm2，走管路，空气走壳程5.4.2.8.总过滤器：3台YUD-Z-4型200~300m3/min（1台备用）5.4.2.9.空气过滤器：采用平板式纤维纸分过滤器，旋风分离器5.5三效浓缩罐三效浓缩设备技术参数、配置清单1.技术参数 一、工艺要求名称参数名称参数物料处理量10,000Kg/h物料进入温度大于50℃成品量1，400Kg/h出料温度小于25℃二、设计要求名称参数名称参数名称参数物料预热温度95~100℃蒸发量8，600Kg/h出料量1,400Kg/hⅠ效温度85~95℃Ⅱ效温度74~80℃Ⅲ效温度50~55℃三、设备主要技术参数名称参数名称参数设备型号SRN-09-Ⅲ(三效)耗电量35KW冷却塔水耗量125t/h冷却水管径￠158板片材质SUS304物料管道材质SUS304物料进出口径￠38/51介质进出口径￠38/51预热、蒸发温度自动控制蒸汽管径￠89×4/￠58×3糖度控制自动控制压缩空气压力0.5Mpa以上控制方式PLC控制，触摸屏显示压缩空气耗量45L/min<0.6MPa>预热蒸汽耗量0.8t/h蒸发蒸汽耗量2.7t/h设备重量设备外形尺寸12000（长)×4000(宽)×3200(高)2.主要配置包括进料系统、预热系统、蒸发系统、冷凝系统、CIP系统、电气控制系统、密封水系统.3.三效浓缩设备技术说明：1)本设备主要用于纯清果汁的蒸发浓缩,提高其果汁质浓度(或糖度)之用，设备包括物料预热杀菌、三效蒸发、浓缩汁冷却、抽真空系统、CIP自动清洗等组件组成。2)预热杀菌：由多段式板式换热器组成，利用本设备二次蒸汽冷凝水的余热回收，以及生蒸汽加热使物料达到杀菌温度，它的功能是将物料的进料温度提升到蒸发温度，并加以保温后进入蒸发设备。预热杀菌温度由温度自控系统自动控制。3)三效蒸发设备由三物料加热蒸发器和三台旋风式汽水分离器组成，一效蒸发器的加热由生蒸汽直接加热，且其加热温度由温度自控系统自动控制。二、三效蒸发器的加热由一、二效的汽水分离器的二次蒸汽进行加热。这样多次利用二次蒸汽的加热可以大量节约能源。4)抽真空系统是由水环式真空泵和冷凝器相互配合使蒸发设备一直在真空状态下运行，使物料在低温条件下蒸发，可保持物料的原有品味。5)浓缩液出料温度约在50℃-55℃，为达到工艺要求，采用板式冷却器，使物料冷却到25℃以下。冷却剂采用常温水和冰水（2℃-18℃）来达到。6)CIP自动清洗系统：在每次生产结束后立即进入CIP自动清洗程序，由热水、浓度为2％的碱溶液和浓度为15％的硝酸溶液按程序自动循环清洗，确保设备经常在洁净状态。5.6结晶罐5.5.6.1.1发酵液数量：6984L，5.6.1.2色氨酸(1)分离前100%的色氨酸的量：6984×8%=558.72kg(2)分离后色氨酸的量：100%色氨酸的量：558.72×85%=474.9kg99%色氨酸的量：474.9÷99%=479.7kg5.6.1.3色加入活性炭（5%）：479.7×5%=24.0kg5.6.1.4废湿活性炭的量（含水75%）：24.0÷（1－75%）=96kg5.6.1.5浓缩时蒸发水量（浓缩后浓度为40%）：则558.72÷40%=1396.8L，蒸发水量5909.4－1396.8×1.16=4289kg5.6.1.6离子交换除去离子数量（达96%） 49.1×96%=47.14kg5.6.1.7母液数量（母液含色氨酸4g/l）（558.72－474.9）÷0.4%=20955kg5.6.1.8色氨酸分离水洗量：479.7×20%=95.94kg5.6.1.9色氨酸提取回收加水量：20955＋479.7＋96＋47.14＋4289－5909.4－24.0－95.94=19837.5kg5.6.1.10物料衡算结果：根据以上计算，再乘以27.87t日淀粉数及得出每日之物料量，汇总列如下表。表4色氨酸提取工序物料衡算汇总表进入系统离开系统项目物料比例（Kg）t/d项目物料比例（Kg）t/d发酵液5909.4329.3299%色氨酸479.726.73活性炭241.34母液209551167.78分离洗水量95.945.35湿炭965.35回收加水量19837.51105.51离子47.142.63蒸发水4289239.02累计25866.841441.51256866.841441.515.6.2色氨酸的浓缩结晶年产1000t色氨酸，日产100%的色氨酸3.3t，选用8吨机械搅拌内热式真空结晶罐，浓缩操作周期为20h,其中辅助时间为4h，每罐产100%色氨酸3吨，需结晶罐台数：3.3/（3-0.4）=1.27台，取2台注：0.4—每罐投入晶种数（t）（40目晶种量为结晶罐全容积5%）6、发酵车间平面的设计本设计发酵车间长22.5m，宽15m。占地面积337.5m2。发酵车间主要设备有发酵罐、种子罐、空气分过滤器、拌浆罐等。本次设计按照车间布置设计的原则，对发酵车间进行合理的布置.具体布置情况见发酵车间平面图.以下为车间布置时考虑到的几个主要注意事项：(1).将种子罐，发酵罐集中布置，以保持物料顺畅。(2).发酵罐，种子罐及分过滤器离墙面的距离都大于500毫米，便于操作及维修.充分考虑到设备的安全性及操作方便性。(3).发酵罐和种子罐布置避开了建筑的柱子及主梁。(4).设备的所有自动测量仪都集中在操作室内，便于工人操作。(5).本设计还增添了一个原料储备室，用于堆放原料或其它物体之用6.参考文献[1]张炳荣,氨基酸工业大全,北京,中国轻工业出版社,1991[2]王福聚,张涛,赵家宁,权东来,07L-色氨酸市场及其生产技术研