【正文】 得：粉漿比熱 C=179。 86%247。 = 衡算結(jié)果（年產(chǎn) 5000t 檸檬酸）：根據(jù)總物料衡算：日投工業(yè)淀粉 進(jìn)入 系統(tǒng) 離開(kāi)系統(tǒng) 項(xiàng)目 物料比例 日投料量 項(xiàng)目 物料比例 日投料量 工業(yè)淀粉 1000 24310 糖液 配料水 1800 43758 濾渣 一次液化酶 二次液化酶 硫酸用量 7 CaCl2 用量 7 珍珠巖用量 洗水和蒸汽 累計(jì) 累計(jì) 注：?jiǎn)挝唬?kg 三、熱量衡算 液化加熱蒸汽消耗量（ D）：可按下式計(jì)算 D=GC(t2t1)/（ Iλ） 式中 G—— 淀粉漿量（ kg/h） C—— 淀粉漿比熱容 {kJ/（ kg179。 %/30%= 30%糖液的相對(duì)密度為 247。 %179。 %=14kg179。（ 1+） =2800kg 加水量為 1000179。 選擇二次加酶二次噴射的工藝有利于蛋白質(zhì)類(lèi)雜質(zhì)進(jìn)一步凝固，并可使玉米皮松軟，附著其中之一的淀粉大部分可在二次液化氣時(shí)被利用。檸檬酸工業(yè)用于玉米粉的液化是采用二次加酶二次噴射工藝。 （三）、總物料衡算結(jié)果 衡算結(jié)果列匯總表。 = ④每天的聽(tīng)取檸檬酸量： 檸檬酸量： （生成純檸檬酸量）179。 30%=68t/d ③每天發(fā)酵液量： 生成檸檬酸量： （純糖液）179。 100%=69% 1t 淀粉生產(chǎn)檸檬酸過(guò)程總損失為： 100%— 69%=31% 原料及中間品計(jì)算： ①每天需工業(yè)淀粉用量： 17179。 86%= 總收率： 檸檬酸量純淀粉理論上產(chǎn) 檸檬酸量純淀粉實(shí)際產(chǎn) %1001 %100t1t 即： 247。 86%= 淀粉單耗； ① 1t100%檸檬酸消耗純淀粉量為： 檸檬酸量純淀粉產(chǎn) 檸檬酸 %1001 %100t1t 即： 1000kg247。 （理論糖化率）179。 100%=111% 即 : 葡萄糖轉(zhuǎn)成檸檬酸的總反應(yīng)式： OHOHCOOHC 278626126 23/2 ??? 180 192 葡萄糖轉(zhuǎn)成檸檬酸理論轉(zhuǎn)化率為： 192/180179。 三、生產(chǎn)過(guò)程的總物料衡算 物料衡算是根據(jù)質(zhì)量守恒定律而建立起來(lái)的。 ②我國(guó)的檸檬酸生產(chǎn)廠家目前全部采用“鈣鹽法”提取工藝，每生產(chǎn)一噸檸檬酸要產(chǎn)生兩噸固體硫酸鈣，成為工業(yè)垃圾，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；由于需要加熱和洗滌，生產(chǎn)過(guò)程粗放，因而能源消耗大、自動(dòng)化 水平較低；工藝本身存在缺陷，至少要有 10%已經(jīng)發(fā)酵好的檸檬酸未被提取，造成巨大的浪費(fèi)。 （ 7） 發(fā)酵副產(chǎn)物少，有利于產(chǎn)品的提取，所得產(chǎn)品質(zhì)量高。 （ 2） 設(shè)備占地面積小，生產(chǎn)規(guī)模大。 生產(chǎn)工藝總流程： 玉米粉碎 調(diào)漿 氨水 菌種（黑曲霉菌） 采風(fēng) 液化 包裝 空壓機(jī) 糖化 干燥 斜面培養(yǎng) 絲網(wǎng)過(guò)濾品 過(guò)濾 濕玉米渣 空氣干燥器 無(wú)菌空氣 發(fā)酵 種子罐培養(yǎng) 三角瓶培養(yǎng) 飼料 干燥 菌絲體 過(guò)濾 炭柱脫色 電滲析柱 離子交換 石灰 濃水調(diào)節(jié)池 高濃度廢水 洗脫 去糖化劑 包裝 UASD 反應(yīng)池 去易碳化物 正品 脫色 篩分 廢水處理 沼氣 抽濾 干燥 達(dá)標(biāo)排放 脫硫 轉(zhuǎn)型 濕檸檬酸 沼氣柜 濃縮 結(jié)晶 分離 母液 二、檸檬酸生產(chǎn)方法的選擇論證 ①檸檬酸的生產(chǎn)方法主要有深層液體發(fā)酵法、表面發(fā)酵法、固體發(fā)酵法、半固體發(fā)酵法和生化反應(yīng)器發(fā)酵法等。廢水通過(guò)反應(yīng)器底部進(jìn)水管進(jìn)入內(nèi)筒，逐漸上升到反應(yīng)器頂部的水 分布器，通過(guò)紅吸管均勻進(jìn)入外筒和中筒之間與馴化好的污泥相混合，在厭氧菌的作用下，廢水中的有機(jī)物被分解成沼氣。 廢渣處理：檸檬酸發(fā)酵后的廢渣提取殼聚糖、麥角醇、氨基葡萄糖等生化產(chǎn)品技術(shù)廢渣處理工藝： 玉米→粉碎→調(diào)漿→液化→糖化→過(guò)濾→濕玉米渣→干燥→包裝 ↓ 糖化液進(jìn)入發(fā)酵罐 廢水處理：廢水中含有有機(jī)酸、糖、蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉、纖維素、酶菌 等有機(jī)物及 N、 P、 S等有機(jī)物。 五、廠址選擇的要求 符合國(guó)家方針政策，廠址滿(mǎn)足生產(chǎn)需要盡量不占良田，節(jié)約用地，又有發(fā)展余地 廠址的位置符合城市規(guī)劃（供汽、供電、給排水、交通運(yùn)輸、職工文化生活、商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)??） 廠址周?chē)辛己眯l(wèi)生環(huán)境，空氣質(zhì)量要好，選在城市主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，不受其他單位的煙塵和污染影響 廠址的地區(qū)要接近原料、燃料基地和產(chǎn)品銷(xiāo)售市場(chǎng)，必須要充足近水源電源 選在郊區(qū)不近民居的地段，不要在有傳染病原區(qū)和污染的河流下游及可能導(dǎo)致飲用水污染的地段 具有良好的交通運(yùn)輸 條件 場(chǎng)地有效利用系數(shù)較高，并有遠(yuǎn)景規(guī)劃的最終總體布局 有一定的基建施工條件和投產(chǎn)夠的協(xié)作條件 廠址選擇要有利于三廢處理，保證環(huán)境衛(wèi)生 防洪措施的防洪構(gòu)筑物標(biāo)高后場(chǎng)地設(shè)計(jì)正平標(biāo)高應(yīng)高出 30 ~50 年洪水重出期的 ~ 六、建廠規(guī)模和產(chǎn)品方案： 建廠的規(guī)模：年產(chǎn) 10000 噸，生產(chǎn)天數(shù) 300 天，三班制，連續(xù)操作生產(chǎn) 生產(chǎn)方案： （ 1）以淀粉為原料，選用含淀粉比例為 70%的薯干。設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以達(dá)到或超過(guò)國(guó)內(nèi)同類(lèi)型工廠生產(chǎn)實(shí)際平均先進(jìn)水平為宜； 要積極采用新技術(shù)，力求設(shè)計(jì)在技術(shù)上 具有現(xiàn)實(shí)性何先進(jìn)性，盡可能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)兼顧社會(huì)和環(huán)境效益； 設(shè)計(jì)工作要貫徹經(jīng)濟(jì)的原則，反對(duì)盲目最求形式；廠房和廠區(qū)設(shè)計(jì)以適用、經(jīng)濟(jì)為主導(dǎo)，適當(dāng)講究美觀。注意節(jié)約用地，盡量少占耕地； 生物產(chǎn)品的工廠設(shè)計(jì)要考慮其工廠的獨(dú)特要求，既要注意到周?chē)h(huán)境（包括空氣、水源）的清潔衛(wèi)生，又要注意到工廠內(nèi)各車(chē)間對(duì)衛(wèi)生、無(wú)菌條件、防火等的要求。 （ 2）產(chǎn)品為 98%純度的檸檬酸，符合國(guó)家 GB標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)外主要采用生化法進(jìn)行簡(jiǎn)單處理。通過(guò)斜板三相分離作用，水通過(guò)三相分離器上的上部的出水管排出，污泥留在反應(yīng)器底部，沼氣通過(guò)水封經(jīng)管道排出，進(jìn)入氣柜被鍋爐利用。而微生物發(fā)酵檸檬酸是典型的好氧發(fā)酵，深層發(fā)酵是利用強(qiáng)制通入液相中的溶解氧發(fā)酵，表面和固體法是利用環(huán)境空氣中氣相氧來(lái)滿(mǎn)足微生物代謝所需的氧。 （ 3） 發(fā)酵速率高，采用預(yù)培養(yǎng)菌絲球接種時(shí)只需 55∽ 75h 即可發(fā)酵完畢。 目前對(duì)檸檬酸生產(chǎn)工藝的改進(jìn)主 要集中在以下幾個(gè)方面：①以玉米粉代替薯干為原料由于薯干粉中淀粉含量低，雜質(zhì)較多，發(fā)酵產(chǎn)率較低，會(huì)產(chǎn)生大量的發(fā)酵殘留物，而且發(fā)酵液會(huì)產(chǎn)生大量花色素，為后續(xù)脫色造成很大的麻煩。而采用“吸交法”新工藝后，檸檬酸總提取率平均達(dá) %，突破了我國(guó)檸檬酸工業(yè)化生產(chǎn)提取率的最高紀(jì)錄，達(dá)到了世界先進(jìn)水平，產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高， 98%以上達(dá)到英國(guó)藥典的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)成本每噸下降 1180 元，副產(chǎn)品硫酸銨可作為復(fù)合肥料加以回收利用，實(shí)現(xiàn)了清潔化生產(chǎn)。物料衡算是進(jìn)入系統(tǒng)的全部物料衡算重量等于離開(kāi)該系統(tǒng)的全部物料重量，即 ∑ F=∑ D+W 式中： F 進(jìn)入系統(tǒng)物料量（ kg） D 離開(kāi)系統(tǒng)物料量（ kg） W 失的物料量 （ kg） （一）、生產(chǎn)能力 日產(chǎn)檸檬酸： 5000179。 100%=% 1000kg 純淀粉理論產(chǎn) 100%檸檬酸量； 1000179。 %（糖化率）179。 = ② 1t100%檸檬酸實(shí)際消耗工業(yè)淀粉量為： 檸檬酸量工業(yè)淀粉產(chǎn) 檸檬酸 %1001 %100t1t 即： 1000kg247。 179。 = ②每天的糖化液量： 純糖： 179。 %（糖酸轉(zhuǎn)化率） =折算為 13%的發(fā)酵液： 247。 %（提取率） =折算未 %的檸檬酸量： 247。如 表一所示：工業(yè)原料，淀粉含量為 86% 原料 項(xiàng)目 淀粉質(zhì)原料（玉米淀粉） 生產(chǎn) 1t100%檸檬酸 t/d 工業(yè)原料（ t） 糖液（ 30%） 4 68 檸檬酸（ %）（ t） 檸檬酸（ 100%）（ t） 排出含 %檸檬酸廢母液 第三章 糖化車(chē)間 一、糖化工藝的選擇 目前，淀粉液化有酸法、酶法和機(jī)械液化法三類(lèi)，而工業(yè)上常用的為酸法和酶法。 噴射液化是在噴射器中進(jìn)行瞬間液化，噴射液化器有高壓蒸汽噴射器，器結(jié)構(gòu)是根據(jù)文丘里管的原理設(shè)計(jì)的。并且噴射液化料液中不溶性淀粉顆粒和過(guò)濾性能較好。 =1800kg 淀粉漿干物質(zhì)濃度： 1000179。 2/3= 4硫酸用量： 2800179。 1/3= 酶化液產(chǎn)量（ 30%）： 1000179。 =2787L 加珍珠巖量（含量為糖液的 %）： 179。 K） } t1—— 漿料初溫（ 20+273=293K） t2—— 第一次液化溫度（ 95+273=368K） t3—— 第二次液化溫度（ 145+273=418K） I—— 加熱蒸汽焓， 2738kJ/kg（ ，表壓） λ —— 家人蒸汽結(jié)水的焓，在 378K 時(shí)為 398kJ，在 418K 時(shí)為 607kJ/kg （ 1）淀粉漿量 G：根據(jù)物料衡算，日投工業(yè)淀粉 ； 連續(xù)液化每小時(shí)投工業(yè)淀粉： 247。 （每小時(shí)粉漿量）179。 +179。 （ 14595） /(2738607)=每小時(shí)蒸汽用量 D=+=水平衡 （ 1）配料用水量：日投產(chǎn)淀粉： 加水比 1: 每日粉漿量： 179。填充系數(shù) 75%，需液化罐： 第一次： （ 50179。（ ） 取 3 臺(tái) （ 3）糖化操作時(shí)間為 75h，糖化時(shí)間為 71h，取糖化關(guān)體積為 50m179。填充系數(shù)為 90% （ 30179。 3500 液化罐 20m179。 4800 板式換熱器 60 m179。 8800 板框壓濾機(jī) 60 m179。在麥汁培養(yǎng)基上生長(zhǎng) 4d成熟的孢子呈黑褐色。 ⑤、頂囊球形。 （ 2）生理特征： ①能耐高濃度的檸檬酸（ 15%以上），而不利用和分解檸檬酸。在檸檬酸發(fā)酵條件下，當(dāng) pH下降至 以下時(shí)，仍能保持大部分活力。 ⑤在以葡萄糖為唯一碳源的合成培養(yǎng)基上，生長(zhǎng)不好，生成小菌落，孢子形成能力弱。 ⑨在生長(zhǎng)和產(chǎn)酸期，細(xì)胞內(nèi)蛋白 質(zhì)、核酸水平低。因而采用兩級(jí)冷卻、分離、加熱的空氣除菌流程。其誘變譜系如下： 土壤 ↓ 酸性?shī)A板分離 黑霉菌 628 ↓ 硫酸二乙酯處理 黑霉菌 3008 ↓ %濃度硫酸二乙酯處理 40min，麥芽汁富氮培養(yǎng)基夾板分離 黑霉菌 D417 ↓ 60Cor 射線處理，加富平板及葡萄糖合成培養(yǎng)基平板分離 黑曲霉 Cor827 （ 2）分離純化：將需分純的菌株，接入含有 15%檸檬酸和 10%薯干粉培養(yǎng)基中，置振蕩搖床上，于 35~37℃下培養(yǎng) 3~5d，進(jìn)行“富集”培養(yǎng)。如果要長(zhǎng)期保藏則必須定期進(jìn)行移種或采用沙土管等載體吸附進(jìn)行菌體長(zhǎng)期保藏。則與二級(jí)接種所產(chǎn)生的生物量基本相當(dāng)，因?yàn)樵诜N子罐內(nèi)不會(huì)再繁殖新孢子。 減少一次接種操作也就減少一次染菌機(jī)會(huì)。所以任何事物都不是絕對(duì)的。取少量澄清的麥芽汁加入 20g/L 瓊脂，裝入試管，在 表壓下滅菌 30min，擺成斜面，接入菌種，于 35℃下培養(yǎng) 7~8d，并做生產(chǎn)性能試驗(yàn)?；蛴盟?