【正文】 , and in these parts , material balance and heat balance calculation and lots of experiential formulas are used as references. KEY WORDS： Lentinus edodes, Lentinan vial , design of rectification rectifier, The rectifier equipments school pit，design of type of its assistant equipment 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) III 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) IV 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。香菇多糖為白色粉末 狀固體，對光與熱穩(wěn)定。此外，香菇多糖還具有誘發(fā)干擾素和保肝等作用。香菇多糖以 β~1， 3 葡聚糖為主，含有少量的木糖和甘露糖， 具有抗病毒、抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫和刺激干擾 素形成等功能，對腫瘤、癌癥、肝炎、心臟病和神經(jīng)衰弱等有一定的療效。結(jié)果表明，11 種粗多糖能使帶有 S180 腹水瘤的昆明小鼠生命延長率提高到 %~ %。香菇多糖的抗病毒作用機(jī)制在于提高感染細(xì)胞免疫力，增強(qiáng)細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，抑制細(xì)胞病變，促進(jìn)細(xì)胞修復(fù)功能。這些研究對香菇多糖工業(yè)化設(shè)計(jì)奠定了良好的基礎(chǔ)。王衛(wèi)國等 [8]基于原來的提取方法工藝復(fù)雜，收率低，成本高，普通腫瘤病陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁 共 63 頁 人無法接受，通過對香菇多糖提取純化條件進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化研究，結(jié)果表明，香菇多糖提取最佳條件為： ， 96℃浸 提 4h，料水比為 1： 20，醇析濃度為 70%，蛋白質(zhì)去除時(shí)樣品與氯仿 正丁醇為 1： 1，氯仿：正丁醇為 1： ，萃取時(shí)間為 30min 效果最好。與傳統(tǒng)工藝相比，提取率提高了 40%以上，多糖中雜質(zhì)蛋白質(zhì)的含量降低了 50%。 黃桂萍等 [13]用微波技術(shù)從香姑中提取香菇多糖。結(jié)果表明：超聲提取能提高香菇多槍的提取率、縮短提取時(shí)間、減小料液比和降低提取液的粘度，而提取液粘度的降低有利于超濾分離降低濃差極化的影響，提高處理量。有些新的提取方法都處于理論階段，對于工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用還有待于科學(xué)研究者進(jìn)一步研究，這也是研究多糖工藝生產(chǎn)亟待解決的一個問題，對于本工藝設(shè)計(jì)，則采用了比較經(jīng)典的水提醇沉法提取多糖。 香菇多糖發(fā)展趨勢 由于香菇多糖是一種免疫促進(jìn)劑，具有抗病毒、抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫和刺激干擾素形成等功能，對腫瘤、癌癥、肝炎、心臟病和神經(jīng)衰弱等有一定的療效。據(jù)了陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 63 頁 解，目前全球香菇總產(chǎn)量為 10 萬 t 左右，其中我國約占 8 萬 t、日本 、韓國 萬 t、美國和加拿大等國占 萬 t。 4．生產(chǎn)中所用的水、乙醇等都能回收利用；提取香菇多糖后的殘?jiān)?，將其磨成粉是非常好的食用纖維素。近年來，韓國以 65％的高關(guān)稅阻止我國香菇進(jìn)入其市場，“入世”后韓國將不再采取排他條件，其稅率必然大大降低乃至取消，有 利于我國香菇的出口。所以我們要利用香菇深加工這方面優(yōu)勢去和國際競爭。 所以，發(fā)展香菇多糖的生產(chǎn)技術(shù)，是提高我國香菇產(chǎn)業(yè)競爭力的一個有效手段。香菇營養(yǎng)豐富，味道鮮美，具有很高的保健 及藥用價(jià)值，被視為 “菇中之王 ”，是重要的食用菌和藥用菌。 （ 2） 香菇的保健價(jià)值 ① 香菇中含不飽和脂肪酸甚高。香菇多糖為白色粉末狀固體，對光與熱穩(wěn)定。香菇多糖產(chǎn)品主要應(yīng)用于保健品、臨 床醫(yī)學(xué)等方面，隨著人們對健康的重視，香菇多糖的各種營養(yǎng)品將受到人們的歡迎。擬建成的廠區(qū)位于漢中經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，交通十分方便，因此能大大減少產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品競爭力。再者，從廠址所在地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、自然條件的利用都符合 我國的國情和西部大開發(fā)這一主題。即可達(dá)到國家的節(jié)能減排，環(huán)保等標(biāo)準(zhǔn)。 企業(yè)實(shí)行廠長負(fù)責(zé)制，各部門負(fù)責(zé)人直接受廠長負(fù)責(zé)，并實(shí)行三級管理，廠、科、車間及人員編制以組織好生產(chǎn)為原則。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 63 頁 2 設(shè)計(jì)工藝說明 全廠產(chǎn)品及工藝流程 全廠主要產(chǎn)品及結(jié)構(gòu) 本廠的主要生產(chǎn)的產(chǎn)品是香菇多糖，副產(chǎn)品香菇醋 ， 酒精 回收利用作為全廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)的一個重要過程 。 本設(shè)計(jì)工藝 香菇多糖生產(chǎn)工藝流程簡圖如下圖 所示： 工藝過程簡述如下： 香菇原料經(jīng)過干燥粉碎加入提取罐在 料水比為 1:20， 左右 ， 90℃ 浸提 4h 進(jìn)行 多糖的初步 提取，提取后經(jīng)過過濾設(shè)備進(jìn)入儲料罐存儲并對料液降溫，其中過濾的殘?jiān)梢越?jīng)過發(fā)酵制備香菇醋。這也是本場的一種副屬產(chǎn)品，其基本工藝過程如下圖所示： 圖 香菇醋生產(chǎn)工藝流程簡圖 參照 邵偉 [15]等研究的香菇醋制備工藝研究，可采用發(fā)酵條件為 ： 香菇發(fā)酵溫度為 28℃ ， 轉(zhuǎn)速 150 r/min，培養(yǎng) 2 天 ； 酒精發(fā)酵溫度為 30℃ ， 發(fā)酵液中可溶性固形物含量為 8%左右，接種量為 %(干酵母 )左右，發(fā)酵時(shí)間為 4 d； 醋酸發(fā)酵溫度為 30~33℃ ，接種量為 10%~15%，發(fā)酵時(shí)間為 25~28 d。總平面設(shè)計(jì)的基本原則為； （ 1） 建筑物之間相互配置應(yīng)符合生產(chǎn)程序的要求，并能保證合理生產(chǎn)作業(yè)線； （ 2） 原材料、半成品、成品的生產(chǎn)作業(yè)線應(yīng)銜接協(xié)調(diào)，流程疏通，避免交叉和往返； （ 3） 廠內(nèi)一切運(yùn)輸系統(tǒng)布置應(yīng)適合貨物運(yùn)轉(zhuǎn)的特征，盡可能使貨運(yùn)路線和人員路線不交叉； （ 4） 適當(dāng)劃分廠區(qū)，建筑物之間的距離盡量縮小，但必須符合防火和衛(wèi)生技術(shù)條件的要求； （ 5） 在保證安全生產(chǎn)的前提下力求縮小廠房戰(zhàn)地面積，廠房布置盡量緊湊，根據(jù)生產(chǎn)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)擬建的工 廠為中小型企業(yè)的情況，將工廠劃分為幾個區(qū)域，并按照區(qū)域進(jìn)行布置，以保證各區(qū)域之間位置的協(xié)調(diào)配合，并符合衛(wèi)生防疫和環(huán)境美化。 生產(chǎn)區(qū) 生產(chǎn)區(qū)是工廠的主要組成部分，占地面積很多。提高建筑系數(shù)和場地利用系數(shù)。為了獲得良好的通風(fēng)條件，廠房與主導(dǎo)風(fēng)向仍成 45 度角。而各種不易受氣候影響的設(shè)備如塔等，均采用露天布置，這樣可以節(jié)省投資。 工廠綠化可分為生產(chǎn)區(qū)綠化、廠前區(qū)的綠化、生產(chǎn)區(qū)與生活區(qū)之間隔離地帶的綠化。其中行政樓位于主干道前，靠近工廠邊緣。配電室位于工廠的東南側(cè)，靠近外部輸電線。 以上各個區(qū)域以倉庫區(qū)、廠前區(qū)、原料場構(gòu)成生產(chǎn)區(qū)。 （ 3） 由廠前去到生產(chǎn)區(qū)的主要干道，應(yīng)避免與主要運(yùn)輸?shù)缆方徊妫? （ 4） 盡量使大多數(shù)廠房向陽、背風(fēng)、避煙塵瓦斯等，盡可能使各車間采用自然光和自然通風(fēng)等； （ 5） 按防火規(guī)范的要求，保證建筑物之間的距離，符合規(guī)定； （ 6） 根據(jù)衛(wèi)生規(guī)模的要求，將生產(chǎn)區(qū)布置在生產(chǎn)區(qū)的下風(fēng)向。 擬建工廠 在整個生產(chǎn)工藝中，采用比較成熟的水提醇沉提取法進(jìn)行提取多糖，然而，生產(chǎn)中所用的水、乙醇等都能回收利用；對于所用的乙醇采用精餾對其提取，并再次用于香菇多糖的提取中。根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)包括以下幾個過程：粉碎過程，提取過程，分離過程，發(fā)酵過程，精餾過程以及其它輔助過程等。車間為兩層樓結(jié)構(gòu)，長為 20m，寬為6 m，高為 m，一層高為 7 m，二層高為 m。 （ 2） 按流程要求，為了減少動力消耗，提高了醛塔的位置，換熱器安裝位置稍高，也節(jié)省了動力消耗。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 63 頁 車間布置圖，分平面布置圖和立面布置圖，圖上標(biāo)出了各主要設(shè)備的定位尺寸；圖上標(biāo)有輪廓線、樓梯等位置?！? 所以可的加熱面積為： 20573300 4 . 4 m( ) 2 0 0 0 ( 9 0 2 5 )QA K t t? ? ?? ? ? 所以提取罐的體積為 3m3，設(shè)計(jì)選用三個提取罐， 查文獻(xiàn) [16]選取提取罐尺寸如下表 ： 表 提取罐主要參數(shù)表 公稱體積 實(shí)際體 積 加熱面積 加料口直徑 外形尺寸 2m3 3m3 400mm 13003850 攪拌速率 排出口直徑 質(zhì)量 配套電機(jī) 60r/min 800mm 2050kg 4kw 蒸發(fā)器的計(jì)算及選擇 蒸發(fā)設(shè)備在結(jié)構(gòu)上必須有利于過程的進(jìn)行，因此，選用和設(shè)計(jì)蒸發(fā)器設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 1） 盡量保證較大的傳熱系數(shù) 2） 要適合溶液的一些特性，如黏度、起泡性、熱敏性、溶解度隨溫度變化的特性及腐蝕性； 3） 能完善地分離液沫 4） 盡量減少溫差損失 5） 能排出溶液在蒸發(fā)過程中析出的結(jié)晶體 6） 能方便地清洗傳熱面 綜上所述，選取了單效蒸發(fā)過程，計(jì)算如下： ① 水分蒸發(fā)量 在蒸發(fā)器中，從溶液中蒸發(fā)出的水分可由一般物料衡算方程解出，即 Fx0=（ FW） x 所以 00() (1 )F x x xWFxx?? ? ? F— 溶液加料量， kg/h W— 水分蒸發(fā)量， kg/h x0， x— 料液與完成液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)， % 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 63 頁 其中 x0=%， x=1%， F=200kg/h 則： 0 0 . 3 5 %( 1 ) 2 0 0 ( 1 ) 1 3 0 k g /h1%xWF x? ? ? ? ? ? ② 蒸汽消耗量 在蒸發(fā)器中所消耗的熱量主要是供給發(fā)生二次蒸發(fā)所需的潛熱，除此之外，還要供給溶液加熱至沸點(diǎn)及損失于外界熱量，所以蒸發(fā)量由以上三者之和決定，可以通過熱量衡算求得； DI+FCt0=Wi+(FCWC)t1+DC?+q′ D(IC?)=W(i Ct1)+ FC(t1 t0)+q′ 由上式可以計(jì)算計(jì)算熱蒸汽的消耗量： D=[ W(i Ct1)+ FC(t1 t0)+q’]/ (IC?) 假設(shè)加熱蒸汽和二次蒸汽都在冷凝溫度時(shí)排出，則 (IC?)與 (i Ct1)分別為加熱蒸汽和 二次蒸汽的蒸發(fā)潛熱。 料液溫度為 30℃ ，出口為 100℃ ，蒸發(fā)器蒸發(fā)的壓力： ，極熱蒸汽是 KPa 下的飽和溫度，在此溫度下，可知 r=2257kJ/kg， R=2230kJ/kg 故， 39。 加熱管按正三角形排列，則管束中心線上的管子數(shù)約為： nC=381/2=7 根 取管心距 S 為 50mm，取管束中心線上最外層的中心至殼體內(nèi)部的距離 b′為 ，則極熱室直徑為： di=S(nc1)+2b′=50(71)+2(15)=345mm 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 63 頁 圓整后去 di=400mm 循環(huán)管尺寸計(jì)算：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，循環(huán)管的截面積取 80%的加熱管總面積，即循環(huán)管總面積為：2 2 200 . 8 0 . 8 3 8 0 . 7 8 5 ( 1 5 3 ) 0 . 0 0 3 5 m4f n d?? ? ? ? ? ? ? 所 以循環(huán)管直徑為： 4 4 0 . 0 0 3 5 0 . 0 6 6 8 m3 . 1 4fd ? ?? ? ? 圓整后取 d=70mm 分離室尺寸計(jì)算：取分離室高度為 1m。 （ 1）醇析罐體積計(jì)算 物料衡算： 由于整個過程為間歇操作，按照任務(wù)量可知每次進(jìn)料為 20xxkg，含糖量為 %，經(jīng)過蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮后濃度達(dá) %，可計(jì)算出每次投入醇析罐的量為： 20xx%=1%m 則 ， m=7/ kg =700kg 由于加入的糖溶液中 99%為水，則溶液密度近似可按水密度計(jì)算，則： V 水 =700/1000 m3= 按照物料衡算可計(jì)算得到加入 95%乙醇的體積，計(jì)算如下： （ V 水 +V） 70%=95%V V≈ 2m3 所以，每次加入 95%乙醇的量為 2 m3。 脫蛋白罐設(shè)計(jì)計(jì)算 脫蛋白過程主要是為了使多糖里含有的蛋白類物質(zhì)脫除掉，因?yàn)榈鞍状嬖趯Χ嗵堑谋＝〖搬t(yī)療效果有較大影響。 干燥器的計(jì)算及選擇 設(shè)計(jì)處理的多糖液體含水量為 %（濕基），環(huán)境溫度 t0=20℃ ，相對濕度為 80%，加熱蒸汽的壓力為 ，進(jìn)風(fēng)溫度 t1=160℃ ，排風(fēng)溫度 t2=80℃ ，產(chǎn)品的含水量為 2%。 所用材料為： 20R（ GB66547） 儲罐的液位計(jì)選擇： 鋼與玻璃燒結(jié)液位計(jì)（ HG21606— 1993） 其適用范圍：鋼與玻璃燒結(jié)液位計(jì)用于觀察化工、石化、醫(yī)藥等。 如 圖 將組成為 xF，溫度為 tF 的混合液加熱到 t1，使其部分氣化，并將氣相與液相分開，可得到氣相組成為 y1，液相組成為 x1 產(chǎn)品。下面由加熱釜 (再沸器 )供熱，使釜中殘 液部分汽化后蒸汽逐板上升，塔中各板上液體處于沸騰狀態(tài)。由于塔底部幾乎是純難揮發(fā)組分，因此塔底部溫度最高，而頂部回流液幾乎是純易揮發(fā)組分，因此塔頂部溫度最低，整個塔內(nèi)的溫度由下 向上逐漸降低。但是，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)和需要，塔設(shè)備還得具備