【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 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 III 畢業(yè)設(shè)計（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（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 IV 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(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制在于提高感染細胞免疫力，增強細胞膜的穩(wěn)定性，抑制細胞病變，促進細胞修復(fù)功能。這些研究對香菇多糖工業(yè)化設(shè)計奠定了良好的基礎(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院畢業(yè)設(shè)計 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行正交實驗設(shè)計優(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)去除時樣品與氯仿 正丁醇為 1： 1，氯仿：正丁醇為 1： ，萃取時間為 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)用還有待于科學研究者進一步研究，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，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)了陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 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渣 ，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。即可達到國家的節(jié)能減排，環(huán)保等標準。 企業(yè)實行廠長負責制，各部門負責人直接受廠長負責，并實行三級管理，廠、科、車間及人員編制以組織好生產(chǎn)為原則。 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 共 63 頁 2 設(shè)計工藝說明 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 進行 多糖的初步 提取，提取后經(jīng)過過濾設(shè)備進入儲料罐存儲并對料液降溫，其中過濾的殘渣可以經(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)酵時間為 4 d； 醋酸發(fā)酵溫度為 30~33℃ ，接種量為 10%~15%，發(fā)酵時間為 25~28 d?？偲矫嬖O(shè)計的基本原則為； （ 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)一切運輸系統(tǒng)布置應(yīng)適合貨物運轉(zhuǎn)的特征，盡可能使貨運路線和人員路線不交叉； （ 4） 適當劃分廠區(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)的特點和設(shè)計擬建的工 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條件，廠房與主導風向仍成 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)避免與主要運輸?shù)缆方徊妫? （ 4） 盡量使大多數(shù)廠房向陽、背風、避煙塵瓦斯等，盡可能使各車間采用自然光和自然通風等； （ 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)實際情況，設(shè)計包括以下幾個過程：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。 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 共 63 頁 車間布置圖，分平面布置圖和立面布置圖，圖上標出了各主要設(shè)備的定位尺寸；圖上標有輪廓線、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)計選用三個提取罐， 查文獻 [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 60r/min 800mm 2050kg 4kw 蒸發(fā)器的計算及選擇 蒸發(fā)設(shè)備在結(jié)構(gòu)上必須有利于過程的進行，因此，選用和設(shè)計蒸發(fā)器設(shè)備時應(yīng)考慮以下幾點： 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)量分數(shù)， % 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 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′ 由上式可以計算計算熱蒸汽的消耗量： 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 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 共 63 頁 圓整后去 di=400mm 循環(huán)管尺寸計算：根據(jù)經(jīng)驗，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 分離室尺寸計算：取分離室高度為 1m。 （ 1）醇析罐體積計算 物料衡算： 由于整個過程為間歇操作，按照任務(wù)量可知每次進料為 20xxkg，含糖量為 %，經(jīng)過蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮后濃度達 %，可計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算，則： V 水 =700/1000 m3= 按照物料衡算可計算得到加入 95%乙醇的體積，計算如下： （ 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)計計算 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，因為蛋白存在將對多糖的保健及醫(yī)療效果有較大影響。 干燥器的計算及選擇 設(shè)計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 ，進風溫度 t1=160℃ ，排風溫度 t2=80℃ ，產(chǎn)品的含水量為 2%。 所用材料為： 20R（ GB66547） 儲罐的液位計選擇： 鋼與玻璃燒結(jié)液位計（ HG21606— 1993） 其適用范圍：鋼與玻璃燒結(jié)液位計用于觀察化工、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)備還得具備下列