【正文】 畢業(yè)設(shè)計（論文） 年產(chǎn) 10 萬噸檸檬酸廠糖化、發(fā)酵車間的設(shè)計 北京理工大學(xué)珠 海學(xué)院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設(shè)計 II 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 誠信承諾書 本人鄭重承諾： 我所 呈交的畢業(yè)設(shè)計《 年產(chǎn) 10 萬噸檸檬酸廠糖化、發(fā)酵車間的設(shè)計 》是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立開展研究取得的成果，文中引用他人的觀點(diǎn)和材料，均在文后按順序列出其參考文獻(xiàn)，設(shè)計使用的數(shù)據(jù)真實可靠。 承諾 人簽名： 日期： 年 月 日 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設(shè)計 I 年 產(chǎn) 10 萬噸檸檬酸廠糖化、發(fā)酵車間的設(shè)計 摘 要 本設(shè)計采用薯干原料發(fā)酵 ， 只需將薯干磨成粉 ， 加水調(diào)漿 ， 直接加入少量 α －淀粉酶液化后滅菌、冷卻即可接種發(fā)酵。制備檸檬酸一般采用曬干的薯干作為原料。其中薯干含水 10%15%、淀粉 70%左右、蛋白質(zhì) 6%左右。薯干原料中的蛋白質(zhì)可作為氮源供菌體生長。薯干原料中含有鐵、鎂、鉀、鈣等的無機(jī)鹽 ， 選用的黑曲霉 C0527 對這些成分不敏感 ,故不必對原料做 這方面的 預(yù)處理。本設(shè)計采用液體深層好氧發(fā)酵、鈣鹽法提取技術(shù)生產(chǎn)檸檬酸。這兩種方法都是國內(nèi)比較流行的生 產(chǎn)方法，有著大量的實際經(jīng)驗，易于操作，風(fēng)險小。 由于本設(shè)計為糖化、發(fā)酵車間的設(shè)計，著重于這兩個車間的工藝計算、設(shè)備選型。通過全廠物料衡算、車間熱量衡算，確定糖化、發(fā)酵車間主要設(shè)備發(fā)酵罐、種子罐 、 車間管道的設(shè)計和選型 以及 全廠及車間布置。 本設(shè)計還包括 發(fā)酵罐 ， 全廠平面圖 ， 車間平面布置圖，工藝流程圖 。 關(guān)鍵詞 ： 薯干 深層好氧發(fā)酵 黑曲霉 檸檬酸 設(shè)備設(shè)計和選型 北京理工大學(xué)珠 海學(xué)院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設(shè)計 II Annual output of 100， 000 tons citric acid plant saccharification fermentation， fermentation plant design ABSTRACT The design of raw materials used potato fermentation, simply potato mills, waterpaste, adding a small amount of direct αamylase liquefaction, sterilization, cooling, fermentation can be vaccinated. Preparation of citric acid normally used as raw materials dried potato. Potato moisture content of 10% to 15%, about 70 percent of starch, protein about 6 percent. Potato raw materials in the protein can be used as source of nitrogen for cell growth. Potato raw materials containing iron, magnesium, potassium, calcium of inanic salt, optional black Aspergillus niger C0527 is not sensitive to these ingredients, it need not do any pretreatment of the raw materials. The design of a good gas liquids deep fermentation, dry calcium citrate extraction technology production. The two methods are more popular domestic production methods, has a great deal of practical experience, easy to operate, the risk small. As the design for the saccharification and fermentation workshop the design, the two workshops focused on the process, the selection of equipment. Through the whole plant material balance, energy balance workshop, identified glycosylation, fermentation workshop major equipment fermenter, seed tanks, pipelines a nd workshops in the design and selection. And the whole plant and facility layout. The design also includes Fermentor, The factory plan, Shop floor plan, Flow Chart. Key words: Potato Deepseated aerobic fermentation Aspergillus niger Citric acid Equipment Design and Selection 北京理工大學(xué)珠 海學(xué)院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設(shè)計 III 目 錄 摘要 …………………………………………………………………… Ⅰ ABSTRACT……………………………………………………… … ...Ⅱ … ………………………………………………………… ...........1 …………………………………………………… ..1 ……………………………………………… ..1 ……………………………………………………………… … ..2 ………………………………………………………………… ..2 ………………………………………………………………… ..2 ………………………………………………………………… ..3 …………………………………………………………… ...3 ...............................…………………………………………… 3 ………………………………………………………… ...3 段 ……………………………………………………………… ...3 ……………………………………………………………… ...4 …………………………………………………………… … ..5 ………………………………………………………………… ..5 ………………………………………… … ...5 原料消耗計算（基準(zhǔn)： 1 噸成品檸檬酸） ……………………… ……… 5 …………………………………………………… … ...6 ……………………………………………………………… … ...6 北京理工大學(xué)珠 海學(xué)院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設(shè)計 IV 液化醪量的計算 …………………………………………………… … ..6 ………………………………………………………… … ...6 10 萬噸一水檸檬酸廠總物料衡算 …………… …… .7 …………………………………………………… ……………. .7 ………………………………………………… …… ...7 ………………………………… …… ...8 ………………………………… …… .10 ………………………… …… .10 與 選型 …………………………………………... ...12 …………………………………………………………… 12 ………… …………………………………………… 12 ……………………………………………………… 13 ……………………………………………………… 13 …………………………………………... ...15 ………………………………………………………… ....15 發(fā)酵罐容積和臺數(shù)的確定 ……………………………………… …… 15 主要尺寸的計算 ………………………………………………… …… 16 發(fā)酵罐冷卻面積的計算 ………………………………………… …… 16 發(fā)酵罐攪拌器的設(shè)計 …………………………………………… …… 17 發(fā)酵罐設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計 …………………………………… …… 18 發(fā)酵罐設(shè)備材料的選擇 ………………………………………… …… 20 發(fā)酵罐壁厚的計算 ……………………………………………… …… 20 北京理工大學(xué)珠 海學(xué)院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設(shè)計 V ……………………………….............................. .......21 ……………………………………………… …… .22 ……………………………………………………………2 2 種子罐容積和數(shù)量的確定 ……………………………………… …… 22 種子罐主要尺寸確定 ………………………………………………… 22 種子罐型號確定 ………………………………………………… …… 23 ………………………………………………………………… 23 ………………………………………………… …… .23 ……………………………………………………… …… .23 …………………………………………………..... 25 結(jié)論 ………………………………………………………………… … 26 參考文獻(xiàn) …… ………………………………………… ……… ……… 27 謝辭 …………………………………………………………………… 28 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計 1 1 引言 檸檬酸的性質(zhì)和用途 檸檬酸，學(xué)名為 2羥基 丙烷三羧酸，結(jié)構(gòu)式為： OH │ HOOC─ CH2─ C─ CH2─ COOH 。檸檬酸在自然界中分布很廣，主要存在于檸 檬、柑橘 等。 ┃ 檸檬酸具有宜人風(fēng)味、高的水溶性和強(qiáng)的金屬螯合力， 長 COOH 期以來占據(jù)食用酸味劑 70%左右的市場份額，除 可口可樂 和純果汁以外，幾乎所有的飲料（包括固體和液體）都使用 檸檬酸作為酸味劑，通常的添加量為 %%（ m/m） 。 此外，食品加工和奶制品也添加檸檬酸或檸檬酸鹽。據(jù)不完全統(tǒng)計，使用檸檬酸的食品或藥品（如化學(xué)藥的枸櫞酸鹽）約有上千種之多。檸檬酸除用于食品和醫(yī)藥工業(yè)外，最大的用途是代替三聚磷酸鈉作為洗滌劑的助洗劑， 20 世紀(jì) 90 年代初，國外還有人發(fā)現(xiàn)檸檬酸加入混凝土中可作為一種“減水劑”，并能提高混凝土的凝固強(qiáng)度?？梢哉J(rèn)為 ，檸檬酸早已成為現(xiàn)代食品、醫(yī)藥業(yè)、日化行業(yè)及其他工業(yè)的通用原料[5]。 檸檬酸的來源和發(fā)展情況 1784 年瑞典科學(xué)家 Scheele 首次從檸 檬汁中結(jié)晶出固體檸檬酸。 1860 年意大利開始用 添加石灰乳的方法從果汁中得到檸檬酸，從而進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn)。直到 20 世紀(jì)初，檸檬酸主要是從檸檬中提取產(chǎn)量很低，主要應(yīng)用于食品工業(yè)和洗滌劑，主要產(chǎn)地以意大利的西西里島為 主 。 1893 年德國微生物學(xué)者 Wehmer 發(fā)現(xiàn)一種青霉能夠積累檸檬酸，但未能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。 1917 年，美國學(xué)者 Currie 發(fā)現(xiàn)了一株產(chǎn)檸檬酸的黑曲霉，并通過美國的Pfizer(輝瑞 )公司于 1923 年采用淺盤發(fā)酵實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn) ， 原料 主要 是糖蜜。 1952 年，美國的 Miles 公司首先成功地采用液體深層發(fā)酵 工業(yè)化 規(guī)模生產(chǎn)檸檬酸。由于這種新工藝比傳統(tǒng)的淺盤工藝有更多的優(yōu)越性，因而推動了世界檸檬酸工業(yè)的迅速發(fā)展， 深層發(fā)酵法也成為檸檬酸發(fā)酵 生 產(chǎn)的主要工藝。到 20xx 年，全球檸檬酸的年生產(chǎn)能力在 90 萬 噸 以上，并一直保持比較平穩(wěn)的發(fā)展速度 [5]。 我國檸檬酸發(fā)酵工業(yè)在 1949 年以前是個空白。 1969 年上海酵母廠成功利用薯干粉深層發(fā)酵檸檬酸。在 20 世紀(jì) 80 年代，由于出口的需要，我國的檸檬酸生產(chǎn)發(fā)展速度，已成為世界上檸檬酸生產(chǎn)量最大的國家。全國有近 90 家檸檬酸生產(chǎn)企業(yè)，年生產(chǎn)能力達(dá)近 50萬 噸 ，占世界總量的 40%多。 20xx 年全國產(chǎn)量 30 多萬 噸 ， 20xx 年達(dá) 40 余萬 噸 。我國開發(fā)的以白薯干為原料的產(chǎn)酸菌種具有其獨(dú)到的特點(diǎn)，加之我國的許多地區(qū)對生產(chǎn)過程中排放的廢水要求較低，多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水沒能進(jìn)行比較有效的處理，因此，我國檸檬酸生產(chǎn)成本較低，在國際市場上具有較強(qiáng)的競爭力。近年來我國檸檬酸的年出口量一直保持在 10 萬 噸 以上 [5]。 北京理工大學(xué)珠 海學(xué)院 20xx 屆 本科生畢業(yè)