【正文】 通過本次設(shè)計(jì)，可對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)起到全面的鞏固作用，使理論與實(shí)踐達(dá)到更好的結(jié)合，進(jìn)一步鍛煉獨(dú)立思考問題、分析問題和解決問題的能力，綜合應(yīng)用知識(shí)能力和獨(dú)立獲取知識(shí)能力得到較大的提高，基本掌握甘油生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)方法、步驟和原則和工藝計(jì)算、設(shè)備選型等技能，并對(duì)甘油生產(chǎn)過程的設(shè)計(jì)有一個(gè)整體的把握，具備一定的工程設(shè)計(jì)能力。⑥ 對(duì)外交通相適應(yīng)，合理組織人流、物流。廠區(qū)分為五個(gè)部分。市場(chǎng)前景：甘油在醫(yī)藥、化妝品、香煙、炸藥及食品等行業(yè)具有廣泛用途，市場(chǎng)需求較大；洋浦經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)距?？谑袇^(qū)僅130公里，具有廣闊的消費(fèi)市場(chǎng)；同時(shí)可通過便利的交通運(yùn)輸將產(chǎn)品運(yùn)送到全省各地。℃，降雨量約為1100毫米，相對(duì)濕度介于82％（夏季）與26％（冬季）之間，氣候溫和、濕潤(rùn)。(2)貫徹執(zhí)行“整理發(fā)展中等城市”的方針。（1）由于設(shè)備較少，宜采用單層廠房，根據(jù)空間需要，廠房均選用單層結(jié)構(gòu)。如攪拌器、研磨機(jī)等宜成列布置，以便各設(shè)備護(hù)衛(wèi)備用，充分發(fā)揮設(shè)備潛力。生產(chǎn)車間除各個(gè)生產(chǎn)工序外，還要設(shè)置一定的生活用室和輔助用室。廠房的建筑平面力求簡(jiǎn)單，這不僅有利于建筑面積和場(chǎng)地面積的合理使用，而且有利于建筑施工的機(jī)械化。采用立式列管式熱交換器。（15）旋風(fēng)分離器利用離心力進(jìn)行氣液和氣固沉降分離的設(shè)備。（12）空氣貯罐主要為消除壓縮機(jī)空氣的脈動(dòng)，維持穩(wěn)定空壓。VL=3=則通氣速率為VG==種子罐中菌種一般培養(yǎng)24小時(shí)，則菌種培養(yǎng)段消耗無菌空氣為6024=1296m3/周期（9）采風(fēng)塔采用高≥10m（取30m） ,直徑為Φ=80mm的高空管。本發(fā)酵罐由導(dǎo)流筒與氣體噴射器使發(fā)酵氣液兩相混合流在發(fā)酵罐內(nèi)形成整體環(huán)流?？蒆/D也不能太大，否則靜壓強(qiáng)增加，動(dòng)力消耗也增加，同時(shí)造成二氧化碳在發(fā)酵液內(nèi)溶解度提高，引起效果不佳,取H/D=2。通過板式換熱器的葡萄糖液（25%） m3/h由于葡萄糖漿（25%）（kg整體及管道而已美觀大方、無死角，操作方便，性能穩(wěn)定，高溫煮沸鍋上還高有專用封蓋，安全，自動(dòng)化程度高；主體設(shè)備水平度可調(diào)，無跑、冒、滴、漏雨，無蒸汽泄漏?？刂撇糠钟腥N形式的配置： 1．手動(dòng)控制，除水溫自動(dòng)調(diào)節(jié)外，其余功能為手動(dòng)控制； 2．PLC+智能儀表控制，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)兩種控制功能； 3．PLC+人機(jī)界面（觸摸屏）控制，除手動(dòng)、自動(dòng)功能外，還可實(shí)時(shí)監(jiān)控料倉(cāng)、混合倉(cāng)的料位、液位，調(diào)漿閥、沖洗閥、排污閥的開關(guān)狀態(tài)，水溫、流量的調(diào)節(jié)?！? /mol。℃）。[5000（10035）]= m2（2） 維持段進(jìn)料溫度100℃，物料溫度120℃進(jìn)水蒸汽溫度147℃，出水蒸汽溫度120℃一次側(cè)的允許壓力降取50KPaQ=mＣPΔt=（120100）103=換熱面積A2=（434865024/3600）247。本工藝設(shè)計(jì)熱量衡算主要在蒸汽噴射液化器工段、連消工段、無菌空氣制備工段、蒸發(fā)濃縮工段和減壓蒸餾工段。淀粉發(fā)酵年產(chǎn)5000噸的甘油物料衡算見下表（1）物料輸入表 年產(chǎn)5000噸的甘油物料輸入表物料名稱物料量/噸周期物料量/噸工業(yè)淀粉調(diào)漿水液化酶糖化酶配料水尿素玉米漿ICM15酵母菌絮凝劑活性炭硅藻土（2）物料輸出表 年產(chǎn)5000噸的甘油物料輸出表物料名稱周期物料輸出量/噸物料輸出量/噸98%甘油5000無水酒精乙醛淀粉渣酵母泥、電、煤的用量計(jì)算[11]（1）水的計(jì)算根據(jù)查閱各種資料知，生產(chǎn)1t甘油過程中調(diào)漿、配料、設(shè)備容器清洗、鍋爐用水及衛(wèi)生用水等約消耗水資源192t。247。%%。糖到甘油轉(zhuǎn)化率一般為45%左右（取45%），理論轉(zhuǎn)化率51%。稀甘油（48%甘油）輸出量：過濾后甘油液（%甘油）輸入量：247。=過濾掉甘油量（98%甘油）==（經(jīng)蒸發(fā)可回收）活性炭加入量：=硅藻土加入量：=(2)離子交換柱經(jīng)過減壓蒸餾后的96%甘油經(jīng)離子交換樹脂柱精制成98%的甘油。即全年生產(chǎn)320247。⑦甘油發(fā)酵過程中，—，這樣可以防止外界雜菌對(duì)發(fā)酵系統(tǒng)的侵入。接種時(shí)，要穿潔凈工作服、帶工作帽和口罩，嚴(yán)格按無菌操作規(guī)范程序進(jìn)行。經(jīng)離子交換樹脂處理后的甘油可除去Ca2+、Mg2+、Pb+、Fe2+、SO4Cl、SiO32+和部分有機(jī)色素等雜質(zhì)。溫度為130℃158℃，最高不得高于170℃.在蒸餾過程中，要特別注意溫度的控制。（12）蒸發(fā)濃縮對(duì)濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮處理。用離心法除菌，盡管能夠取得預(yù)期的除菌效果，但設(shè)備投資大、能耗高，導(dǎo)致工廠生產(chǎn)成本過高。通入無菌空氣，進(jìn)行好氧發(fā)酵。培養(yǎng)基（3540℃）進(jìn)入板式換熱器加熱到100℃，于維持管中（120℃）維持57分鐘后再進(jìn)入冷卻管，使其冷卻至接種溫度并直接進(jìn)入已事先滅菌（空罐滅菌）過的發(fā)酵罐內(nèi)。溫度控制：55℃—60℃。淀粉酶作用于糊化后的淀粉，使淀粉糊的粘度急速降低，流動(dòng)性增高。③副產(chǎn)品多,原材料轉(zhuǎn)化率低,消耗指標(biāo)高。[5]本工藝特點(diǎn)：符合國(guó)家政策支持，工藝先進(jìn)，技術(shù)成熟，操作條件相對(duì)溫和，成本低，原料來源豐富、設(shè)備要求簡(jiǎn)單且綠色環(huán)保等。好氧發(fā)酵法工藝在生產(chǎn)上為避免發(fā)酵后期消耗甘油，被迫在較高的殘?zhí)菨舛认陆K止發(fā)酵，轉(zhuǎn)入后提取工序。早在 20世紀(jì)初就有關(guān)于堿性法生產(chǎn)甘油的研究報(bào)告，但由于甘油轉(zhuǎn)化率和提取效率低等原因，此法沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用，僅處于實(shí)驗(yàn)室水平。釀酒的發(fā)酵醪液中，%%的甘油成分，當(dāng)蒸餾出乙醇后，所剩的酒糟巾即含行甘油。[4]將天然油脂水解法和環(huán)氧氯丙烷法原料消耗作一粗略的對(duì)比，不難發(fā)現(xiàn)天然油脂水解法的優(yōu)勢(shì)，天然油脂水解法用的原料是肥皂廢液，沒有規(guī)格要求，價(jià)格便宜”習(xí)。此法選擇性和收率均較高，采用過醋酸為氧化劑，可不用催化劑，反應(yīng)速度快，流程簡(jiǎn)單，操作容易，收率大于98%，廢水、廢氣容易處理。(2)丙烯過乙酸氧化法丙烯與過乙酸作用合成環(huán)氧丙烷，環(huán)氧丙烷發(fā)生異構(gòu)化為烯丙醇，然后在過乙酸氧化下生成環(huán)氧丙醇(即縮水甘油)，水解生成甘油。無論是制皂廢液，還是油脂水解得到的甘油水所含的甘油量都不高（質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%左右），而且都含有各種雜質(zhì)?；瘜W(xué)合成法生產(chǎn)的稱為合成甘油，以天然油脂為原料的方法和發(fā)酵法，所得甘油都稱為天然甘油。（2）可以長(zhǎng)遠(yuǎn)解決公司的生存問題，并且為當(dāng)?shù)靥峁└嗟木蜆I(yè)機(jī)會(huì)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。據(jù)英國(guó)著名油脂化工專家Frank Gunstone估計(jì)，全球甘油市場(chǎng)容量2000年在75萬噸，2005年為86萬噸，2010年將達(dá)到100萬噸。食品工業(yè)用于做甜味劑等，也是聚氨酯泡沫反應(yīng)的引發(fā)劑、載色劑、潤(rùn)滑劑、煙草吸濕劑、啤酒阻酵劑、糖果防結(jié)晶劑、乳脂防酸劑、冷凍食品保鮮劑。 熔點(diǎn)(℃)： 沸點(diǎn)(℃)： 密度≥ 相對(duì)密度(水=1)： (20℃) ，沸點(diǎn)≥ 120 ℃冰點(diǎn)在 26 ℃以下相對(duì)蒸氣密度(空氣=1)： 粘度（20℃)：1412mPa. (25℃): 飽和蒸氣壓(kPa)： (20℃) 閃點(diǎn)(℃)： 177 引燃溫度(℃)： 370 溶解性： 可混溶于乙醇，與水混溶，不溶于氯仿、醚、二硫化碳，苯，油類。 可溶解某些無機(jī)物。國(guó)防工業(yè)：用于制造硝化甘油炸藥。當(dāng)時(shí)，他對(duì)生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度及影響估計(jì)不足。（3）做到了真正意義上的綠色產(chǎn)業(yè)。目前天然甘油和合成甘油的產(chǎn)量幾乎各占50%。所以，需要凈化、濃縮的過程先得到粗甘油，然后將粗甘油進(jìn)行蒸餾，脫色、脫臭的精制過程才能得到天然甘油。或者烯丙醇在雙氧水氧化下直接生成甘油。日本達(dá)依賽爾公司于1970年實(shí)現(xiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)，但工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)間較短,僅十余年歷史，工藝技術(shù)不夠成熟。就生產(chǎn)甘油總消耗的原料來看，天然油脂水解法也比環(huán)氧氯丙烷的要少。但所謂的從酒糟中生產(chǎn)甘油，并不是指這部分甘油，而是在酒糟中還含有未完全轉(zhuǎn)化為乙醇的淀粉及其中間產(chǎn)物(質(zhì)量分8%10%)，利用這部分淀粉經(jīng)糖化、催化發(fā)酵處理，生成甘油的方法。（3）耐高滲壓酵母法耐高滲壓酵母法生產(chǎn)甘油的微生物學(xué)機(jī)理是：酵母菌受高糖或高鹽（即高滲透壓）的不利環(huán)境脅迫而分泌甘油。過高濃度的殘?zhí)窃谡麴s時(shí)焦化結(jié)垢，將甘油包裹其中，導(dǎo)致甘油提取困難，產(chǎn)品質(zhì)量差、收率低、成本高。l 以天然油質(zhì)為原料的油脂皂化水解法的缺點(diǎn)是高溫高壓，一次性投資太，設(shè)備造價(jià)高，操作難度大，生產(chǎn)的甘油量少，純度較低。④設(shè)備腐蝕嚴(yán)重,能耗高。適當(dāng)控制液化（水解）的程度，為下步糖化創(chuàng)造適宜條件，因?yàn)榈矸垡夯潭扰c糖化的水解效率密切相關(guān)。[7]（4）脫色過濾糖化結(jié)束后用板框壓濾機(jī)進(jìn)行過濾, 同時(shí)加入硅藻土作為助濾劑，來除去糖化液中的不溶性雜質(zhì)。（7）無菌空氣采用兩級(jí)冷卻、加熱除菌的方式制備?？刂茰囟龋?0—40℃ pH：。絮凝技術(shù)具有促使固形顆粒結(jié)合成團(tuán)，容易沉降、過濾、離心、提高固液分離速度和液體澄清度等優(yōu)點(diǎn)。一般采用減壓濃縮，蒸發(fā)溫度為65℃70℃，一般濃縮至45—50%左右。溫度過高不但影響成品的質(zhì)量，更為重要的是造成分解和聚合甘油的產(chǎn)生，從而降低了產(chǎn)率。（15）脫色脫色是使甘油的灰分和色澤達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。③在整個(gè)發(fā)酵過程中，菌種培養(yǎng)是基礎(chǔ)，搖瓶發(fā)酵液中只要有極少數(shù)雜菌，也會(huì)導(dǎo)致種子罐培養(yǎng)菌種的失敗。停電時(shí)，20—30min后整個(gè)空氣供應(yīng)系統(tǒng)和發(fā)酵系統(tǒng)的壓力降到零，加之發(fā)酵罐溫度（31℃）和空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)溫度較高，發(fā)酵罐系統(tǒng)的軸封和閥門等有一定的空隙，停電時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓，外界空氣侵入發(fā)酵系統(tǒng)，使發(fā)酵失敗。4=80個(gè)周期。則，精甘油（98%甘油）輸出量：粗甘油（96%甘油）進(jìn)入量：() 247。=濃縮出水的量為：= /h(5)絮凝過濾%，經(jīng)絮凝后過濾，%左右的甘油。發(fā)酵液（%甘油）輸出量：5708kg/h葡萄糖液（25%）輸入量：5708247。過濾后葡萄糖溶液（%）輸出量為：糖化后葡萄糖液（%）輸入量為：247。247。年產(chǎn)量5000噸甘油則需消耗水1925000=96萬噸。[12]淀粉漿比熱容（c）按下式計(jì)算：c=c0X/100+c水（100X）/100式中 c—淀粉漿比熱容 kJ/ （kg[5000（120100）]=由m水= Q/Δh水 Δh水=表示水蒸汽的焓變 查水蒸汽熵焓圖知，圖2 水蒸汽熵焓圖進(jìn)出水蒸汽溫度（℃）水蒸汽的熱焓(kJ/kg)壓力（MPa，表壓）進(jìn)147出120每小時(shí)消耗水蒸汽量為：m水=（）=連消工段年消耗水蒸汽量：9680=（3）冷卻段物料從120℃降至溫度55℃耗冷量等于加熱段的換熱量每小時(shí)耗冷量為：Q=換熱面積A3=A1= m2換熱冷卻段：進(jìn)料溫度55℃，出料溫度35℃進(jìn)水溫度20℃，出水溫度31℃Q=mＣPΔt=（120100）103=換熱面積A4=（434865024/3600）247。 H——濕空氣的濕度，kg水氣/kg絕干空氣在273K～393K的溫度范圍內(nèi)，絕干空氣和水氣的平均定壓比熱容分別為cg=(kg絕干空氣蒸發(fā)前甘油液（%甘油）的溫度為35℃，蒸發(fā)溫度為70℃，濃縮至甘油濃度為48%。℃， /mol使設(shè)備的全部工作狀況和信息以中文菜單和模擬圖形的形式顯示在屏幕上。（4）板框壓濾機(jī)板框壓濾機(jī)是懸浮液固、液兩相分離的理想設(shè)備，具有輕巧、靈活、可靠等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于化工、陶瓷、石油、醫(yī)藥、食品、冶煉等行業(yè)?！妫﹦t，在不考慮熱量損失的情況下，每小時(shí)換熱量:Q1=mＣPΔt=（10035）103=所需功率P= /3600=選型生產(chǎn)廠家：四平市通泰換熱設(shè)備有限公司型號(hào)：BB100H 功率：400kW一次側(cè)進(jìn)出蒸汽溫度（進(jìn)水溫度147℃，出水溫度120℃）二次側(cè)進(jìn)出水的溫度（進(jìn)水溫度20℃，出水溫度31℃）本設(shè)備主要由不銹鋼壓制的傳熱片、密封膠墊、夾緊螺栓和壓緊板整機(jī)框架等零部件組成。由V=πr2H和D=2r 可得100 m3=4πr3r≈導(dǎo)流筒徑與罐徑比DE/D=~ ， 則DE=根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),。導(dǎo)流筒、氣體噴射器、罐體幾何結(jié)構(gòu)可根據(jù)發(fā)酵液特性和微生物代謝特征設(shè)計(jì)，以滿足微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)物生成相關(guān)的傳質(zhì)、混合、傳熱等需求。建在工廠上風(fēng)處，遠(yuǎn)離煙囪, 流速8m/s。緊安在空壓機(jī)之后，一般取V容＝—— Vc （） Vc—空壓機(jī)排氣量則 V容== m3取高徑比為3:1選型生產(chǎn)廠家 上海申江壓力容器有限公司產(chǎn)品容量： m3 材質(zhì)： 不銹鋼內(nèi)膽尺寸（dh）1120mm 3360mm 進(jìn)出口徑Φ50mm本設(shè)備儲(chǔ)氣罐采用高品質(zhì)材料作原料，利用先進(jìn)的焊接技術(shù)作業(yè)，通過了ISO9001認(rèn)證，能通過任何安全檢查。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，阻力小，分離效率高。換熱量Q（每小時(shí)）換熱面積A功率P=選型生產(chǎn)廠家 石家莊市石換換熱環(huán)保有限公司立式列管式換熱器 功率 Kw m2（19）濃縮蒸發(fā)塔甘油液（%甘油）96=甘油液（%）103kg/m3 則V=103=376 m3取高徑比約為3:1選型：生產(chǎn)廠家：黃驊市金泰玻璃鋼有限公司容量：200 m3 材質(zhì) 不銹鋼