【正文】 約72h。發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵液經(jīng)真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)除去菌絲體得發(fā)酵清液，菌絲體是優(yōu)質(zhì)飼料的原料，發(fā)酵清液進(jìn)入提取精制工段。 發(fā)酵清液經(jīng)過8310＃陰離子交換吸附樹脂將檸檬酸和其它雜質(zhì)分離（交換過程中，改變吸附交換柱內(nèi)壓力，106Pa至放空，反復(fù)2到3次），然后用10%的NH4OH解脫得解脫液。，在常壓下加熱煮沸10分鐘，取出后加入粉末狀活性炭（5g活性炭/L 解脫液），過濾除去有機(jī)雜質(zhì)和部分色素等殘?jiān)@得清液[5]。清液經(jīng)陽離子交換樹脂去除氨根離子，然后進(jìn)行二次脫色得到18%的檸檬酸液。將此純凈檸檬酸液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后進(jìn)行結(jié)晶，然后用離心機(jī)分離母液和晶體，母液返回再次吸附交換，晶體進(jìn)行干燥得合格的檸檬酸[6]。干燥合格的檸檬酸晶體經(jīng)包裝后運(yùn)送成品庫。 根據(jù)濰坊當(dāng)?shù)氐挠衩邹r(nóng)業(yè)產(chǎn)量、配套設(shè)備的生產(chǎn)能力和當(dāng)?shù)匾约爸苓叺貐^(qū)的檸檬酸的市場需求，將年產(chǎn)量定為5000噸。根據(jù)充分的市場調(diào)研，結(jié)合濰坊當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境，根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)產(chǎn)量和周邊地區(qū)的消費(fèi)需求，確定產(chǎn)品與產(chǎn)量。本文是以檸檬酸生產(chǎn)為依據(jù)設(shè)計(jì)的。全年均衡生產(chǎn)，全年工作日不少于300天，每天24h連續(xù)生產(chǎn)，每天的生產(chǎn)班次為3班。年產(chǎn)量5000t，則日產(chǎn)量為5000/300=。 本設(shè)計(jì)中的檸檬酸的生產(chǎn)過程是采取機(jī)械與人工相結(jié)合的作業(yè)方式，所采用方法在保證產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，保證產(chǎn)品品質(zhì)的營養(yǎng)衛(wèi)生。目前我國各地建造的檸檬酸工廠都按照國際衛(wèi)生組織的要求實(shí)施，因此，本工廠更要遵守，這樣我們才能在國內(nèi)的檸檬酸市場占有一席之地。第三章 廠區(qū)平面設(shè)計(jì)[7]（1） 廠址選擇必須在符合工業(yè)布局、符合所在地區(qū)的規(guī)劃的要求，按照國家有關(guān)法律、法規(guī)以及建設(shè)前期工作的規(guī)定進(jìn)行。（2） 充分利用各地區(qū)的有利條件，避開或者克服不利條件，充分利用當(dāng)?shù)氐娜肆?、物力、?cái)力和自然資源，保護(hù)環(huán)境；節(jié)約用地，不占用良田及經(jīng)濟(jì)效益高的土地，并且符合國家現(xiàn)行的土地管理、環(huán)境保護(hù)、水土保持等法規(guī)有關(guān)規(guī)定。盡量遠(yuǎn)離風(fēng)景游覽區(qū)和自然保護(hù)區(qū)，不污染水源，有利于三廢的處理，并符合現(xiàn)行的環(huán)境保護(hù)法規(guī)規(guī)定。（3） 使企業(yè)接近原料、能源產(chǎn)地和產(chǎn)品消費(fèi)區(qū)，消除不合格運(yùn)輸；總體經(jīng)濟(jì)效益好，有利于加快國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活的提高。具體廠址所在地的選擇要從場地的自然條件，技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件以及所在行業(yè)的特點(diǎn)三方面考慮，依次滿足相應(yīng)的條件。 檸檬酸工廠位于濰坊安丘市，安丘市位于山東半島中部，是國務(wù)院批準(zhǔn)的首批沿海對(duì)外開放的縣市之一。安丘境內(nèi)平原、丘陵、山地各占三分之一，同時(shí)也是山東省重要的水源地。東距青島110公里，西距濟(jì)南200公里，北距濰坊25公里，國道20省道下小路、央贛路等多條主要干線交匯于境內(nèi)，膠濟(jì)鐵路和濟(jì)青、濰萊高速臨境而過，規(guī)劃建設(shè)的濰日高速橫貫市境南北，交通十分便利。安丘地處暖溫帶濕潤季風(fēng)區(qū)，氣候溫和，四季分明，光照充足，雨熱同季，適宜多種農(nóng)作物的生長?？拷仙a(chǎn)基地，空氣清新環(huán)境無污染，經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境良好。廠區(qū)占地總面積約28000平方米，東西向約200m，南北向約140m。廠區(qū)道路布置為環(huán)路，主干道寬8m，次干道寬5m，轉(zhuǎn)彎半徑為10m，滿足消防要求。工廠分為生活區(qū)和生產(chǎn)區(qū)。生活區(qū)設(shè)有公寓、食堂等基本設(shè)施。生產(chǎn)區(qū)設(shè)有生產(chǎn)部門，包括玉米粉碎車間、液化車間、發(fā)酵車間、提取車間、精制車間、包裝車間、成品車間、副產(chǎn)品車間等；輔助生產(chǎn)部門，包括原料倉庫、空壓站、制冷站、給水站、配電站、儲(chǔ)水池、污水處理中心、沼氣處理中心等。Table 1 .the factory building area序號(hào)項(xiàng)目單位占地面積1規(guī)劃用地面積㎡280002建筑物占地面積㎡160003總建筑面積㎡180004建筑系數(shù)%575容積率%6綠化率%25[7]一個(gè)優(yōu)良的車間布置設(shè)計(jì)應(yīng)該是，技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)省投資、操作維修方便、設(shè)備排列簡潔、緊湊、整齊、美觀。生物工程車間布置設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下的原則：（1） 滿足生產(chǎn)工藝的要求。車間設(shè)備布置必須按照流程的流向順序依次進(jìn)行設(shè)備的排列，以保持物料順暢地向前輸送，按順序進(jìn)行加工處理，保證水平方向和垂直方向的連續(xù)性。（2） 滿足生產(chǎn)操作的要求。（3） 滿足設(shè)備安裝、檢修的要求。要為設(shè)備的安裝、檢修、拆卸提供充足的空間，滿足設(shè)備能夠順利進(jìn)出車間的要求。還要考慮到設(shè)備的檢修盒抄寫以及運(yùn)送物料所需要的起重運(yùn)輸設(shè)備。（4） 滿足廠房建筑的要求。（5） 滿足節(jié)約建設(shè)投資的要求?？筛鶕?jù)使用和操作特點(diǎn)，與設(shè)備設(shè)計(jì)配合采取露天布置，減少建筑費(fèi)用。避免廠房的高層化，工藝管道 集中布置。（6） 滿足安全、衛(wèi)生和防腐蝕的要求。生物工程工廠車間衛(wèi)生是首要環(huán)節(jié)，同時(shí)要為工人操作提供良好的安全衛(wèi)生條件，易燃易爆車間要考慮方便疏散和防火滅火。（7） 滿足生產(chǎn)發(fā)展要求。根據(jù)生產(chǎn)需要與可能，考慮留有增加產(chǎn)量和設(shè)備的余地，設(shè)計(jì)中盡可能采用使原有建筑物變動(dòng)少，不妨礙生產(chǎn)正常進(jìn)行，且施工的工作量少的方案。 生產(chǎn)所需建筑（1） 主生產(chǎn)車間：檸檬酸發(fā)酵設(shè)備及其他輔助部分；（2） 原、輔材料庫：存放生產(chǎn)用的原輔材料及包裝材料；（3） 粉碎車間：進(jìn)行玉米的粉碎以及除雜；（4） 調(diào)漿車間：進(jìn)行原材料的調(diào)漿工藝（5） 液化車間：原材料的液化；（6） 提取車間：檸檬酸的提?。唬?） 烘干車間：去除檸檬酸的水分，保持干燥；（8） 包裝車間：進(jìn)行產(chǎn)品的質(zhì)檢與包裝（9） 供水站：為生產(chǎn)、清潔、生活等提供水源；（10） 變電站：保證電量維持工廠的正常運(yùn)行；（11） 空壓站：提供某些設(shè)備自動(dòng)化控制所需的壓縮空氣及生產(chǎn)過程的需求 ；（12） 化驗(yàn)室：菌種的培養(yǎng)及車間成品的理化指標(biāo)的檢測；（13） 污水處理區(qū)：進(jìn)行污水再處理；（14） 成品倉庫：用于存放生產(chǎn)成品；（15） 鍋爐房：提供生產(chǎn)所需要的蒸汽；（16） 更衣室、衛(wèi)生間：供車間工人使用 車間平面設(shè)計(jì)說明： 生產(chǎn)車間的門，應(yīng)設(shè)置防蠅、防蟲的裝置，如水幕、風(fēng)幕、暗道或飛蟲控制器。若車間內(nèi)有水蒸氣制備設(shè)備，則需對(duì)車間進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)制通風(fēng)，可在蒸汽設(shè)備附近或設(shè)備上部的屋頂開窗口，如果蒸汽產(chǎn)生量大，則多用軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行排汽。，側(cè)窗的采光面積足以達(dá)到一定的采光系數(shù)，所以不需在屋頂上開天窗。~。車間內(nèi)側(cè)窗窗臺(tái)高度取1m~。采用普通玻璃窗，并附帶一層紗窗。地面保證生產(chǎn)車間耐受酸堿腐蝕以及車輪的碾壓與沖撞。車間地面設(shè)計(jì)為水磨石地面，生產(chǎn)車間設(shè)有明溝排水，將生產(chǎn)車間的廢水和腐蝕性介質(zhì)排除。車間地坪采用石板地坪，其優(yōu)點(diǎn)是能耐腐蝕，不起灰。，避免與發(fā)電廠、化肥廠、水泥廠等相鄰。所有會(huì)產(chǎn)生污染的車間，都要與重要的生產(chǎn)車間相隔離，這樣才不會(huì)發(fā)生內(nèi)部污染的情況，符合衛(wèi)生要求。、食堂、停車場、休閑娛樂中心、浴室、廁所等；：主干道寬8米，兩旁種有雪松、黃楊秋等；：廠區(qū)建有花壇、草坪，主車間周圍建有綠化帶；，各主要建筑物和易燃物附近均設(shè)有消防水籠頭及滅火器。 物料衡算包括該產(chǎn)品的原輔料和包裝材料的計(jì)算，通過物料衡算，可以確定各種主要物料的采購運(yùn)輸和倉庫儲(chǔ)存量，并對(duì)生產(chǎn)過程中所需的設(shè)備和勞動(dòng)力定員的需要量提供計(jì)算依據(jù)。根據(jù)工廠設(shè)計(jì)規(guī)模、產(chǎn)品方案，通過物料平衡計(jì)算，可確定單位時(shí)間生產(chǎn)過程主要原輔料的需求量以及水、電、蒸汽等流量與耗量，據(jù)此就可以計(jì)算出全年主要物料、包裝材料的采購運(yùn)輸和倉儲(chǔ)容量。同時(shí)通過物料衡算，還可以根據(jù)計(jì)算數(shù)值經(jīng)濟(jì)合理地選擇生產(chǎn)設(shè)備，并進(jìn)行車間的工藝布置和各工序勞動(dòng)力的安排，也是進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析不可缺少的根據(jù)，可以計(jì)算出原料和輔料的消耗定額，繪制出原、輔料耗用表和物料平衡圖。并為下一步設(shè)備計(jì)算、熱量計(jì)算、管路設(shè)計(jì)等提供依據(jù)和條件。還為勞動(dòng)定員、生產(chǎn)班次、成本核算提供計(jì)算依據(jù)。因此，物料衡算在工藝設(shè)計(jì)中是一項(xiàng)既細(xì)致又重要的工作。本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了檸檬酸車間相關(guān)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。 全廠總物料衡算主要內(nèi)容[8]（1） 原料消耗的計(jì)算， 主要原料為玉米， 其他輔料有耐高溫α淀粉酶、 CaCl尿素、MgSOKH3PO4黑曲霉等。（2）中間產(chǎn)品計(jì)算，主要有液化醪、發(fā)酵液量的計(jì)算 。（3）成品、副產(chǎn)品及“三廢”計(jì)算。 工藝技術(shù)指標(biāo)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（1）生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn)5000t 檸檬酸。（2）生產(chǎn)方法：玉米粉液化過濾后發(fā)酵。（3）生產(chǎn)天數(shù)：300天。（4）產(chǎn)品質(zhì)量：%。（5）副產(chǎn)品年產(chǎn)量：玉米渣2000t，菌絲體3400t，(NH4)2SO45400t。（6）玉米淀粉含量為70%，水含量低于13%。（7）%CaCl2，耐高溫α淀粉酶（酶活力為20000U/g） ，用量為 4U/g玉米粉。（8）%尿素、% KH3PO% MgSO4。（9）實(shí)際糖酸轉(zhuǎn)化率為 94%、成品收得率為 88%、產(chǎn)酸率為 14%、發(fā)酵周期為72h。 原輔料消耗及中間產(chǎn)品衡算以 100 kg檸檬酸為例，原輔料消耗和中間產(chǎn)品衡算如下： 總反應(yīng)式 （1）糖化階段：(C6H12O5)n ＋ nH2O→ nC6H12O6 發(fā)酵階段：2C6H12O6 ＋ 3O2 → 2C6H8O7 ＋ 4H2O（2）生產(chǎn)100 kg無水檸檬酸理論淀粉消耗量 100(162247。192) ＝（3）%＝（4）生產(chǎn)100kg無水檸檬酸實(shí)際淀粉消耗量 247。86%＝（5）生產(chǎn)100kg無水檸檬酸玉米粉的消耗量 247。70%＝（6）耐高溫 α淀粉酶的消耗量 18247。20000＝ 耐高溫 α淀粉酶酶活力為20000U/g，用量為8U/g玉米粉. 玉米粉和水按1：，% CaCl2，有關(guān)計(jì)算如下：（1）玉米漿的量：＝（2）CaCl2的用量：%＝（3）干物質(zhì)含量為B0＝87%的玉米粉比熱容C0為：(1―)＝(kgk)玉米漿干物質(zhì)的濃度B1為：87247。（100）＝%液化醪的比熱容為：C1＝B1C0＋(―B1)CW＝%＋(―%)＝(kgk) CW——水的比熱容，KJ/(kgk)為簡化計(jì)算，假定液化醪的比熱容在液化過程中維持不變。（4）經(jīng)第一個(gè)噴射液化器加熱后玉米漿的量：＋[ （105―60）/（―105） ]＝——噴射液化器加熱蒸汽（）的焓，KJ/kg（5）第一個(gè)真空冷卻器出來的玉米漿的量：―[（105―97）247。]＝——真空冷卻溫度97℃下的飽和蒸汽的汽化潛熱，KJ/kg（6）層流罐出來的玉米漿的量：―[（97―95）247。]＝——層流罐維持溫度95℃下的飽和蒸汽的汽化潛熱，KJ/kg（7） 第二個(gè)噴射加熱器出來的玉米漿的量： ＋[（130―95）/（―130）]＝——噴射液化器加熱蒸汽（）的焓，KJ/kg130℃——滅酶溫度（8）高溫維持罐出來的玉米漿的量：高溫維持時(shí)間是8min，蒸發(fā)量每小時(shí)為8%，故蒸發(fā)水分量：8%8/60＝故流出量：―＝（9）第二個(gè)真空冷卻器出來的玉米漿的量：―[（130―97）247。]＝——真空冷卻溫度97℃下的飽和蒸汽的汽化潛熱，KJ/kg（10）液化罐出來的液化醪的量：―[（97―95）247。]＝——層流罐維持溫度95℃下的飽和蒸汽的汽化潛熱，KJ/kg（11）液化清液的量：液化醪經(jīng)過濾除去玉米渣45kg，得液化清液 。 發(fā)酵液量的計(jì)算 成品檸檬酸中檸檬酸的量：100%＝發(fā)酵液中檸檬酸的量：247。88%＝發(fā)酵液總體積：247。14%＝尿素耗量：%＝KH3PO4耗量：%＝MgSO4耗量：%＝ 離子交換樹脂的計(jì)算（1）8310弱堿性陰離子交換樹脂8310弱堿性陰離子交換樹脂的技術(shù)參數(shù)如下：型式：羥型粒度：20～60且＜90水分：60%～70%強(qiáng)度：＞90%濕視密度：～交換容量：～，所需濕樹脂的量：（）＝濕樹脂的體積：＝一般控制樹脂的吸附量僅為樹脂總交換量的70%，則所需樹脂的體積：＝用15%NH4OH解脫，液氨（按 100%計(jì)）