【正文】 中，原料占整個成本的 60%以上。 對于三廢的處理，在五倍子單寧酸生產(chǎn)過程中的廢水主要是排渣時的水，含有單寧的廢渣壓榨水，夾帶水，還含有機(jī)物，則色深，化學(xué)耗氧高，因此不宜排入江河。風(fēng)向直接影響著廢氣的擴(kuò)散方向，一般污染源應(yīng)設(shè)在下風(fēng)向，如鍋爐房、備料工段等。 生產(chǎn)方法的選擇 目前，我國的單寧酸生產(chǎn)方法主要有四種： 方法一：五倍子原料經(jīng)粉碎，篩選，凈化等處理后，經(jīng)浸提得到浸提液，浸提液經(jīng)蒸發(fā)，噴霧干燥而得到產(chǎn)品。 不同的是：根據(jù)使用部門的要求對浸提與其處理工藝進(jìn)行調(diào)整，生產(chǎn)出符合用戶要求的合格產(chǎn)品。本設(shè)計擬定：產(chǎn)品為含水 12%的粉狀單寧酸，年工作日 300天，每天 24小時，三班半 制，采用連續(xù)式生產(chǎn)工藝。前者除具有明顯角狀突起的角倍外，其余均為不同形狀圓形個體，殼厚，質(zhì)地較硬，單寧含量高，倍花多分枝，成花狀，殼薄易碎，單寧含量較低， 以結(jié)倍的夏寄主不同，又將倍子劃分角倍類和肚倍類，角倍類倍子產(chǎn)量高，肚倍類倍子質(zhì)地好，生產(chǎn)上以角倍為主。不溶于其它一般溶劑 (如無水乙醚、浸 提 蒸發(fā) 噴霧干燥 合格料 殘渣 產(chǎn)品 7 氯仿、苯、石油醚、二氧化碳等 )。能與許多生物鉛鹽類和有機(jī)鹽類的水溶液結(jié)合生成不溶于水的沉淀。單寧與 Fe作用顏色加深；單寧酸溶液靜置在空氣中極易變色。 eB? 30 9 生產(chǎn)工藝流程： 五倍子生產(chǎn)過程包括備料（原料粉碎、篩選和輸送）、浸提、冷凍澄清、離子交換、蒸發(fā)、干燥。因此在設(shè)計時要考慮好以下幾方面問題：首先要貯備好足夠的原料，避免和減少貯存中的變質(zhì)和損失，保證連續(xù)不斷地滿足浸提生產(chǎn)的需要；其次是對原料進(jìn)行初步加工，給浸提提供粉碎度合格的、凈化了的原料，以提高浸提效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 原料粉碎：粉碎是指在外力的作用下，將大塊物料變成小塊物料的過程。目前有對輥破碎機(jī)、滾筒破碎機(jī)、錘式粉碎機(jī)。五倍子單寧酸生產(chǎn)所采用的篩選設(shè)備有：滾筒篩、振動篩和搖動篩。 在五倍子單寧酸生產(chǎn)中貯料不僅起緩沖、計量等作用，而且是種重要的節(jié) 能裝置，它可以充分發(fā)揮粉碎篩選輸送等設(shè)備的最大生產(chǎn)能力，節(jié)省人力，節(jié)省時間。庫房面積：F=Q（ ～ ） /HR。 b:庫存：簡易相同，簡易倉庫，機(jī)械化原料庫。但占地面積大，爬升高度 也有一定的限制，密封較困難。 11 采用對輥破碎機(jī)，其設(shè)備簡單，緊湊，生產(chǎn)能力高，適用于脆性大的物料，運(yùn)輸可靠，生產(chǎn)能力大，節(jié)省勞力，易維修，灰塵少，但機(jī)械磨損大。 表 25 振動篩的規(guī)格 技術(shù)規(guī)格 2WXS1萬能懸掛篩 生產(chǎn)能力（ t / h） 3～ 4 篩網(wǎng)層數(shù) 2 篩網(wǎng)尺寸（ mmmm） 12502500 篩孔尺寸（ mm） 上層 20，下層 ～ 每分振動次數(shù)（ n/min） 1200 振幅（ mm） 2～ 6 電動機(jī)型號 2JO 426 電動機(jī)功率 (kW) 4 原料輸送： 栲膠生產(chǎn)中選用皮帶輸送、斗式提升機(jī)等實(shí)現(xiàn)水平、傾斜和垂直輸送物料。 壓力式金屬浸提罐組：浸提溫度高，浸提時間較短，生產(chǎn)效率及抽出率較高，產(chǎn)品質(zhì)量較好，原料消耗較低，對原料的適應(yīng)性強(qiáng)，轉(zhuǎn)液、加料、出渣等操作比較方便，勞動強(qiáng)度小，熱損失少，可避免單寧與空氣接觸氧化，壽命長，易維修，但較難造，造價高，對廠房要求高，對使用不銹鋼要求較高，對原料粒度要求比較嚴(yán)格，出液系數(shù)大。 加水量規(guī)定加至距桶口 20cm 處，每罐新料浸提 11 次。 五倍子單寧酸溶于水，形成了膠體溶液，其中單寧締合成大小不同的粒子，在溶液中做布朗運(yùn)動，溫度對其穩(wěn)定性的影響比較明顯。 對于生產(chǎn)規(guī)模較小的冷凍澄清，首先將五倍子浸提液放入冷凍罐中澄清 25～ 30 小時，即可達(dá)到分層目的。 采用 “低溫、真空、多效、并流 ”蒸發(fā)，可減少對單寧的破 壞，保證單寧的質(zhì)量，節(jié)約生蒸汽用量，且可以自動平衡。對蒸發(fā)過程的評價，主要反映在濃膠質(zhì)量和濃度。 浸提液經(jīng)列管式換熱器預(yù) 熱后，進(jìn)入蒸發(fā)器，濃膠排入濃膠槽，末效二次蒸汽經(jīng)表面冷凝器和混合式冷凝器完全冷凝后排入冷凝水槽，不凝性氣體由真空泵排出。 真空泵是維持真空的機(jī)械；目前栲膠廠采用有： ① 往復(fù)式真空泵； ② 水環(huán)式真空泵； ③噴射泵（水、蒸汽）。) 加熱管道 2(m) 加熱管直徑 ? 252 分離器直徑 ? 1600 材 料 304 干燥工段 濃膠干燥方式有噴霧干燥、薄膜 干燥、真空箱式干燥等。缺點(diǎn)：設(shè)備較多，體積大，能量消耗較大，投資較多，排氣的凈化要求高，要有可靠的氣 固分離裝置，才能減少產(chǎn)品損失，避免環(huán)境污染。 eB? 30 含水率 % 1 出塔溫度 ℃ 65 氣 流 空塔速度 m/s ～ 入口速度 m/s 8～ 10 確定 生產(chǎn)工藝流程路線 3. 物料衡算 物料衡算的計算基準(zhǔn) : ? 以產(chǎn)量計算（每噸產(chǎn)品，每 kg產(chǎn)品）； ? 單位時間產(chǎn)量計算 kg/h。 原料 產(chǎn)品 靜置澄清 備料 浸提 蒸發(fā) 干燥 16 實(shí)際生產(chǎn)過程中物料損失：原料經(jīng)粉碎、篩選等處理后損失 5%，浸提工段抽出率為 98%，蒸發(fā)損失 3%，干燥工段損失 %（設(shè)風(fēng)送夾帶 25%，回收效率 97%）。 純度計算： 原料的純度 ： 1P =56/（ 56+） = % 經(jīng)備料后的 純度： %%10012 ??? pp 浸提液的純度 ： %%95% ?????? ppp 17 濃縮液的純度 ： p4 = p2 p439。 24 （ 1+） = kg/h 絕干 重 ： ? (18%) =含水量（以 8%計） = 8% = kg 噴霧干燥工段 抽出物 ： G5 = 99% = kg/h 不溶物 ： β5 = % = kg/h 可溶物 ： δ 5 = G5 β5 = = kg/h 單 寧 ： T5 = δ5 p5= % = kg/h 非單寧 ： HT5= = kg/h 水 分 ： W5 = 8% = 干燥工段損失部分的組分和數(shù)量 抽出物 ： G539。 β539。 = δ539。 = + = kg/h 不溶物 ： β4 = % = kg/h 18 可溶物 ： δ4 = G4 β4 = = kg/h 單 寧 ： T4 = δ4 p4 = % = kg/h 非單寧： HT4 = δ4 T4 = = kg/h 水 分 ： W4= G4 / 40% = / 40% = kg/h 浸提工段 抽 出物 ： G3 = G4 / (12%) = / (12%) = kg/h 不溶物 ： β3= G3 3% = 3% = kg/h 可溶物 ： δ3= G3 β3 = = kg/h 單 寧 ： T3 = δ3 p3 = % = kg/h 非單寧 ： HT4 = δ3 T3 = = kg/h 浸提液系數(shù) 取 500% 浸提液量為： 500%G = 500% = kg/h 23GG? / 98% = / 98% = kg/h G1 = G2 / (15%) = / (15%) = kg/h 絕干原料 G0 = G1 / 69% = / 69% = kg/h 原 料 G = G0 / (%) = / (%) = kg/h W3 = 500%G G3 = 500% = kg/h 浸提液濃度 G3 / (W3 + G3) = / ( + ) = % 浸提工段損失部分的組分及數(shù)量 抽出物 ： G339。 電瓶車： 選型： 2DB 型蓄電池搬運(yùn)車 該車以蓄電池作為動力，以半激直流電驅(qū)動。 皮帶輸送機(jī)：（流程號 — 2） 五倍子輸送帶為普通膠帶，在運(yùn)輸過程中作為承載和牽引構(gòu)件。 皮帶長度 ： L = 176。r ,K = 135）； V ： 皮帶運(yùn)輸速度 m/s （ V = 1～ m/s） ； r ： 物料堆積重 T/m3（ 未經(jīng)粉碎物料 r = ～ T/m3）； C ：傾斜角修正系數(shù) (? = 18176。rH ＋ K11N0 /η= 式中： K：功率安全系數(shù)及滿載起動功率取 η：總結(jié)傳動效率 (膠面?zhèn)鲃訚L筒 η=) 傾斜角輸送機(jī)最大張力： δmax = K10K B ：皮帶寬度， mm； K ：斷面系數(shù)（靜安息角 ρ = 30176。 = m 皮帶寬度： B = [Q/（ K 設(shè)輸送高度 H = m，平型托輥，傾斜角 ? = 18176。 載重 2T，時速 8～ 12km，電機(jī)功率 kW，蓄電池型號 DG同時在下料時也采用皮帶20 輸送。 = = kg/h 水 分 ： W539。 = δ539。 = % = 103 kg/h 可溶物 ： δ539。 =%99% = % 進(jìn)料各工段物料計算： 物料總衡算 全年開工 300 天，實(shí)行三班半制，年產(chǎn) 400噸 工業(yè) 單寧酸，日產(chǎn) 噸 單寧酸， 生產(chǎn)安全系數(shù)： 10%～ 30%，取 20%。 G339。 對單寧酸生產(chǎn)的物料衡算，由于化學(xué)反應(yīng)比較復(fù)雜，加上研究分析較少，若進(jìn)行準(zhǔn)確計算較為困難，故采用一些假定和經(jīng)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)值，本設(shè)計是在假定生產(chǎn)中無化學(xué)變化的前提下進(jìn)行計算的。本次設(shè)計采用氣流噴霧干燥。其優(yōu)點(diǎn)：干燥時間短，物料的溫度低，適于熱敏性物料的干燥，可直接將溶液噴霧干燥成粉狀成品。 本次設(shè)計采用往復(fù)式真空泵。表面冷凝器由于采用間接換熱，放冷凝水與冷卻水均可使用，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗材多，投資高，對清潔水和清潔度要求高。外加熱式蒸發(fā)器主要由加熱室、分離室、循環(huán)管組成，其中加熱室和分離室分開安裝，可以減少蒸發(fā)器總高度。本設(shè)計采用 “外加熱式蒸發(fā)器 ” 。 蒸發(fā)工段 浸提液的濃度低于 10%，需要用蒸發(fā)的方法，除去其中大量的水，盡可能提高濃度以利于噴霧干燥。 五倍子單寧酸溶液濃 度在 6～ 8 波美度時，產(chǎn)生的沉淀物較多。 eB? 上。 目前用于五 倍子浸提有平轉(zhuǎn)型浸提和罐組浸提，目前大多數(shù)單寧酸廠用罐組式逆流浸提，工藝條件成熟可行，抽出率高，所以本設(shè)計采用此工藝 。評價浸提的好壞，主要是以優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗等指標(biāo)為依據(jù)，即在保證浸提液質(zhì)量的前提下，達(dá)到抽出率高、濃度高、產(chǎn)量高的標(biāo)準(zhǔn)。 c：篩選設(shè)備： 采用萬能懸掛式振動篩和搖動篩，其結(jié)構(gòu)簡單。 b ：粉碎設(shè)備： 五倍子角倍具有脆性大 主要設(shè)備： ① 對輥破碎機(jī)：它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、維修容易、調(diào)節(jié)方便，主要缺點(diǎn)是生產(chǎn)能力小。 原料的運(yùn)輸通常采用： ① 風(fēng)送； ② 皮帶 斗式提升機(jī)； ③ 風(fēng)送 皮帶。庫房和料堆不漏雨，通風(fēng)良好，貯藏時間不易過長（一般不超過一年）。因此解決料斗的排放問題，消除搭擠和掛料現(xiàn)象，對貯料的結(jié)構(gòu)一般做多方面的考慮。目前再植物單寧酸生產(chǎn)中較普遍采用的原料輸送裝置有：皮帶輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、螺旋輸送機(jī)、氣力輸送設(shè)備及機(jī)動車等。 原料篩選：篩選是將顆粒大小 不一的原料通過具有一定孔徑的篩面，分成不同粒度級別品 含水率 % 1 出塔溫度 ℃ 65 氣 流 空塔速度 m/s ～ 入口速度 m/s 8～ 10 10 的過程沉。原料粉碎后粒度變小，縮短了溶質(zhì)的擴(kuò)散距離，增大了原料和水的接觸面積，從而加快了浸提過程，得到高質(zhì)量的浸提液。 備料過程：由于五倍子原料為人工采摘，泥砂雜質(zhì)較多，質(zhì)量不均，特別是生產(chǎn)要求把倍子殼中的蟲尸去掉，因此備料過程不是單一的物料搬運(yùn)，而是重要的加工過程。備料通常包括原料的貯存、粉碎、篩分、凈化、除鐵等的工藝，以及原料的裝卸、輸送、計量等。 主要工段工藝條件： 表 21 浸提工段工藝條件 浸提罐 原料 粒度 mm 溫度 ℃ 罐數(shù) /組 小時 h 出液系數(shù) % 抽出率 % 浸提次數(shù) 壓力式 五倍子 ～ 45～ 75 6 18～ 20 450～ 600 97 17～ 23 表 22 蒸發(fā)工藝條件一覽 名 稱 單 位 數(shù) 值 加熱蒸汽壓力 kPa 200(絕壓 ) 冷凝器真空度 kPa 80 浸提液濃度 % 8 濃縮液濃度 % 13 冷凝水出口溫度 ℃ 40～ 50 第一效沸騰溫度 ℃ 二效沸騰溫度 ℃ 84 表 23 蒸發(fā)設(shè)備規(guī)格 名 稱 參 數(shù) 加熱面積 8 m178。 五倍子單寧溶液 五倍子單寧溶液成分較復(fù)雜，為多分散體系，整個水溶液是一種膠體，表現(xiàn)出膠體的一系列化學(xué)性質(zhì)，同時可 溶物中以單寧為主要成分，非單寧為輔。與過高鐵鹽能產(chǎn)生蘭黑色反應(yīng)或沉淀。 單寧 植物單寧又稱為植物鞣質(zhì)，為無定形固體，極少數(shù)為結(jié)晶體。五