【正文】 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。 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。 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%。 （ 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。 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。 陜西理工學(xué)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。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。 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。 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)。其中行政樓位于主干道前，靠近工廠邊緣。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。提高建筑系數(shù)和場地利用系數(shù)?？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。 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。 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。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。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。 （ 2） 香菇的保健價值 ① 香菇中含不飽和脂肪酸甚高。 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。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。據(jù)了陜西理工學(xué)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。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。 黃桂萍等 [13]用微波技術(shù)從香姑中提取香菇多糖。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 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。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。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。香菇多糖為白色粉末 狀固體，對光與熱穩(wěn)定。 作者簽名： 日 期： 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 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)下獨立進行研究所取得的研究成果。 關(guān) 鍵詞 ： 香菇 香菇多糖 精餾塔設(shè)計 塔設(shè)備校核 附屬設(shè)備選型 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 II Technological Design of Producing 5 tons of Lentinan per year YANG Kai （ Grade06,Class1, Major chemical engineering and technology, Shaanxi University of Technology, School of chemical and environmental sciences, Hanzhong 723000, Shaanxi） Tutor: LI Zhizhou ABSTRACT： Technological design of outputting 5 tons of Lentinan per year, which use entinus edodes as material. The key parts of the design are the technologic calculation of rectifier in rectification workshop and the selection of type of its assistant design includes two parts: instruction and blueprint. The instruction mainly includes the method of the extract of Lentinan vial and the process flow。說明書主要包括香菇多糖的提取工藝、工藝流程；建廠可行性分析；全廠總平面布置說明；精餾車間的工藝計算設(shè)計及說明；非工藝部分設(shè)計包括供排水工程、供氣供電系統(tǒng)、采暖、通風、照明、安全、衛(wèi)生、防腐、三廢處理及環(huán)境保護等說明。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包 含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。因此，近年來在國內(nèi)外形成了一股開發(fā)香菇多糖的熱潮。其中以口蘑多糖效果最佳，可達 %。 香菇多糖 發(fā)展 現(xiàn)狀 香菇多糖提取的傳統(tǒng)方法有：水提醇沉法、稀堿浸提法、稀酸浸提法、和酶法等，近幾年隨著對香菇的研究不斷深入，又出現(xiàn)一些比較新穎的提取方法，如超濾法、微波輔助浸 提法及超聲波法等 [6]。馬長清等 [11]分別用纖維素酶水解法和單純熱水水解法對香菇柄和香菇蓋中的多糖進行提取，表明纖維素酶水解法比熱水提取法得到的香菇多糖提取率高，香菇柄加酶的提取液中多糖的含量比不加酶的增加 54%，香菇蓋增加 44%，提取香菇柄中多糖的最佳條件是：水解溫度 45℃，水解時間 6h，水解酶濃度 %，水解液 pH 值加酶時為 ，不加酶為 。其主要指標是水浸提 2h，料液比為 l： 15(體積比 )，超聲功率為 80W，處理時間為 13min，多 糖 的提取率達 %。這對于如今生活在節(jié)奏生活中人們帶來了諸多好處，健康的生活是現(xiàn)在社會的一種必然方式，所以研究香菇多糖的產(chǎn)品、發(fā)展多糖生產(chǎn)工藝技術(shù)具有很廣闊的發(fā)展前景，香菇多糖制劑與飲品 將成為香菇多糖的主導(dǎo)產(chǎn)品，也將成為以后多糖產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。因此，本生產(chǎn)工藝無“三廢”排放，可實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。在國際上“崇尚天然”的熱潮中，有“山珍”美譽的香菇極有發(fā)展前途。 我國香菇出口貿(mào)易量近 10 年逐漸上升，年遞增率約為 2%，目前中國的香菇年產(chǎn)量為 8 萬噸，在全球 10 萬噸中占有 80%以上，居世界第一位，出口 萬噸，也居世界之首，其次是日本，韓國居第三位。有吸濕性，香菇多糖中的純多糖含多個極性基團 (主要是羥基和其他極 性取代基 )，水溶性一般較好，特別是在熱水中溶解度較大，一般在水中最大溶解度為3mg/mL，也能溶于 ，溶解度可達 50～ 100mg/mL，難溶于甲醇、乙醇和丙酮等有機溶劑。廠區(qū)建在地下水位 － 15 米的地面上，水源供應(yīng)以本地自來水為主，地陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 共 63 頁 下水為分輔的綜合供水方式，以確保本廠用水的需要。 企業(yè)組織 管理 勞動定員和人員編制 擬建廠有廠部領(lǐng)導(dǎo)及其下屬的科室和車間組成，技術(shù)人員主要從離校畢業(yè)生和相關(guān)企業(yè) 的有工作經(jīng)驗人員中招聘，勞動工人從本地區(qū)招收。 香菇多糖為白色粉末狀固體，對光與熱穩(wěn)定。用該方法生產(chǎn)周期較短，發(fā)酵過程中不添加任何化學(xué)物質(zhì)，口感純正，風味獨特，既可用于烹調(diào)，經(jīng)調(diào)配降低其酸度并添加甜味物質(zhì)后又可制成飲料，是老少皆宜的保健飲品 [15]。生產(chǎn)區(qū)的布置在工廠的中心地帶，與大門直接相對，使工人上下班和運輸都比教方便。 輔助附屬車間及其它服務(wù)環(huán)節(jié)的位置位于其服務(wù)范圍的中心或靠近主要服務(wù)對象。生產(chǎn)區(qū)的綠化能減弱生產(chǎn)中散發(fā)出來的有毒氣體和噪音對人體的影響。 輔助車間 主要的車間有備件庫、機修車間、消防車間等。由嚴重毒害和煙塵的氣體，盡量布置在廠區(qū)的下風向； （ 7） 根據(jù)環(huán)保的要求，生產(chǎn)區(qū)設(shè)有廢渣處理站，廢水處理站等設(shè)施； （ 8） 考慮工廠今后的發(fā)展，在產(chǎn)區(qū)間留有建筑余地； （ 9） 盡量做到以生產(chǎn)區(qū)為軸線，再考慮輔助車間、行政樓和道路的安排 。本設(shè)計任務(wù)重點是酒精精餾過程。 （ 3） 互相聯(lián)系的設(shè)備，在保證正常運行必須的間距的條件下，彼此可以適當靠近。所以上式可簡化為： D=[Wr+FC(t1 t0)+q′]/R 式中： C— 溶液的比熱容， kJ/mol假設(shè)蒸發(fā)時的真空度為 ，相當于絕對壓強的20KPa，二次蒸汽的密度 ρ 為 ，則二次蒸汽的體積流量為： 3130 m /s36 00 36 00 31S WV ?? ? ?? 取允許蒸發(fā)體積強度為 VS,y=1m3/m3在脫蛋白過程中按照 1:1 的物料與 氯仿 正丁醇的比例混合脫除 ，脫除溫度在常溫下進行 。 使用溫度： 0~180℃ 設(shè)計壓力： ~ 其儲罐主要參數(shù)見下表 （ a） 表 （ a）提取后原料儲罐主要參數(shù)表 公稱容積 /m3 公稱直徑 /mm 拱頂高度 /mm 拱頂厚度 /mm 總高度 /mm 管壁高度 /mm 10 20xx 8 3445 3185 ② 儲罐（Ⅱ）的用途是存儲乙醇 本儲罐標準系列的設(shè)計壓力為常壓，設(shè)計溫度為 0℃ ≤t≤200℃ ，公稱容積 Vg 為 ~8m3。頂部冷凝得到的餾出液部分作回流入塔，從塔頂引人后逐板下流，使各板上保持一定液層。 精餾操作對塔設(shè)備的要求 精餾所進行的是氣 (汽 )，液兩相之間的傳質(zhì)，而作為氣 (汽 )，液兩相傳質(zhì)所用的塔設(shè)備，首先必須要能使氣 (汽 )，液兩相得到充分的接觸，以達到較高的傳質(zhì)效率。 如下圖 所示為一精餾塔。 設(shè)計按一天提取的任務(wù)量來計算，則所需要的體積為： V=33=9m3； 填充系數(shù)： 罐實際容積： V 實 =10m3 查文獻 [16],可選儲罐型號為： HG5157485 計算容積為 10m3，儲罐內(nèi)徑為 20xx mm，罐壁高度為： 3185mm，拱頂高度為： 260mm，總高：陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 共 63 頁 3445mm，拱頂厚度： mm。 所以， 2311 1 .144V D H D??? ? ? 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 共 63 頁 334 4 3 . 1 = 1 . 5 m3 . 1 4 1 . 1 3 . 1 4 1 . 1VD ?????， H=== （ 2）醇析罐材料選擇 設(shè)計選用三個提取罐， 取其壁厚為 20mm，材料為 20R（ G