【正文】 設(shè)備的具體參數(shù)及型號，也就無法進行比較準確的選型，比如離子交換柱、降膜蒸發(fā)器；由于不了解發(fā)酵工廠的日常運作情況及各個設(shè)備的使用情況，無法給出每個車間的人員分配情況，因而沒有列出車間人員表。我國檸檬酸原料來源豐富，又有世界上獨特的發(fā)酵技術(shù)，工藝簡單，故選擇以薯干粉為原料，采用黑曲霉，通過深層液體發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸。鍋爐房為全廠供暖,在發(fā)酵車間和提取車間配有通風機和排氣系統(tǒng)。工廠實行分質(zhì)供水，在廠區(qū)內(nèi)鋪設(shè)完善的地上地下給水管網(wǎng)。、貯存量的確定本項目的全年工作時間為300天。按每天用水10t算，則總用水量為：G4=每天用水量330=10330=3300t/a生產(chǎn)總用水量：G=G1+G2+G3+G4=+4200+16800+3300= q=蒸汽產(chǎn)率蒸汽損失率蒸汽量工作時間生產(chǎn)天數(shù) =2t/h6h/d300= w=25(+)12h/d300=900t/a全年總用水量G總=G生+q+w=++900=1．電機發(fā)酵罐等都有電機帶動的攪拌軸，電機的功率為30kw。(40%5)=175 m3取η=70%，則有V總=V/η=175247。 根據(jù)化工原理貯罐類設(shè)計原則，便于計量和清洗，不宜多，一般不超過3支本設(shè)計根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的需要，選擇1支發(fā)酵成熟醪貯罐。封+ V180。罐=2 H180。種子罐的選型同發(fā)酵罐，采用機械攪拌通風種子罐。（2）+=選取10mm厚不銹耐酸鋼。=(圈)，取no=6（圈）==，計算出與攪拌器的距離在允許范圍內(nèi)（不小于200 mm）。夾板和托架則固定在罐壁上，管子與管壁的最小距離應(yīng)大于100mm，主要考慮便于安裝、清洗和良好傳熱。()＝ kW查取合適電機。15= m3換熱面積選用六彎葉渦輪攪拌器。24)D32+ =5210+π532247。查表知公稱容積為200 m3的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為230m3，則：每臺罐的產(chǎn)量為：20013%95%98%=發(fā)酵罐所需個數(shù)= 取公稱容積200 m3發(fā)酵罐40個；每日投（放）罐次：306247。（1）發(fā)酵初糖濃度：由前面的計算可知， t/d，則根據(jù)： 180 192可計算出葡萄糖量為：180247。(5)根據(jù)以上計算，選用1個容積為12 m3的維持罐。= F出=(m2)取 d出=(m) 無逢鋼管φ144mm3則φ內(nèi)徑=132mm可以滿足要求。(670%)=(臺)，取2臺。表4 4 發(fā)酵車間無菌空氣用量衡算表設(shè)備 名稱單罐每小時用氣量(m3/h)單罐每日用氣量(m3/d)每罐每年用氣量(m3/a)年總用氣量m3/a發(fā)酵罐1555206220800種子罐 38880 1555200總用量276481944007776000 以薯干為原料生產(chǎn)檸檬酸是我國特有的檸檬酸粗料發(fā)酵工藝，原料預(yù)處理設(shè)備可全部采用國產(chǎn)定型的糧食及飼料處理機械，生產(chǎn)過程簡單、處理成本低、設(shè)備投資省。3= t/h，消毒滅菌用蒸汽量：D=41050(13090)247。K KJ/kg98%=需分離液中檸檬酸的含量為：247。+1℃?zhèn)溆谩?0%=（5）α淀粉酶的消耗量：應(yīng)用酶活力為20000u/g的α淀粉酶使淀粉液化。精濾后的溶液經(jīng)熱交換器預(yù)熱后送至雙效真空濃縮器經(jīng)濃縮至特定濃度后，轉(zhuǎn)入真空結(jié)晶器，或者低溫結(jié)晶器進行結(jié)晶，以確定產(chǎn)品，再經(jīng)分離將檸檬酸晶粒從液相中分離出來，液相(母液)在分離后分別放至各級母液貯罐，根據(jù)其雜質(zhì)離交濃度情況，送往重新蒸發(fā)式回流到前工序處理提純，晶體送往干燥機。 醪液處理工序 檸檬酸發(fā)酵完成后，應(yīng)即時進行熱處理，以滅活發(fā)酵，絮凝蛋白、提高收率，為提高設(shè)備利用率。基本過程為：在接收糖漿后，根據(jù)糖漿組成作適當?shù)奶幚砘蚺渲疲涑砂l(fā)酵原料，進行連續(xù)殺菌并冷卻后，進入發(fā)酵罐，加入菌種和凈化壓縮空氣后進行發(fā)酵；發(fā)酵液經(jīng)升溫、過濾處理后，進入中和罐，用碳酸鈣中和處理；再經(jīng)過過濾洗滌，得到檸檬酸鈣固體，送入酸解罐，再添加稀硫酸酸解，并加入活性炭進行脫色；然后，通過帶式過濾機過濾、酸解過濾，除去硫酸鈣及廢炭；酸解過濾液經(jīng)離子交換處理后，進行蒸發(fā)、濃縮，再進行結(jié)晶；結(jié)晶后，用離心機進行固液分離，對得到的濕檸檬酸晶體進行干燥與篩選，最后得到成品檸檬酸。（2）辦公樓在人流出口附近，距離車間較近，方便管理，又與物流避免交叉。區(qū)機關(guān)駐地吳家山距市中心、武漢港、飛機場均15公里左右。四季分明，冬季多偏北風，嚴寒低溫，夏季多偏南風，酷暑高溫，春雨連綿，秋高氣爽。30′，北緯30176。自營出口地區(qū)主要為歐盟、韓國、臺灣、土耳其、新加坡等。20世紀80年代，由于出口的需要，我國的檸檬酸生產(chǎn)發(fā)展迅速，已成為世界上檸檬酸生產(chǎn)量最大的國家。 ，市場的容量大，前景好。其中薯干含水10%15%、淀粉70%左右、蛋白質(zhì)6%左右。本設(shè)計采用液體深層好氧發(fā)酵、鈣鹽法提取技術(shù)生產(chǎn)檸檬酸。 本次設(shè)計針對年產(chǎn)10萬噸檸檬酸的工藝計算選型方案、投資估算、全廠概況等進行全面分析論證。近10年來，由于受出口刺激，中國檸檬酸生產(chǎn)能力和產(chǎn)量都增長很快。 國內(nèi)一水檸檬酸2012年10月報價已達6600元/噸以上，較9月份增長了1000元/噸，一家無水檸檬酸生產(chǎn)商報價7400元/噸。她的地圖酷似一只金龜，翹首東望武漢，擺尾西牽孝感。年均冰凍期43天，無霜期240天。表21 總平面設(shè)計一覽表序號建筑物建筑面積（m2）占地面積（m2）1動力站2010 = 2002002原料庫3035 = 105010503成品庫1850 =9009004粉碎配料車間1020 = 4004005發(fā)酵車間36763 = 820882086提取車間 30503 = 4500 45007鍋爐房1016 = 160 1608包裝車間 1833 = 5945949半成品車間2733= 891 89110污水處理站3050= 1500150011活動中心20303 =180060012機修車間1540 = 60060013職工餐廳20152 = 60030014科研化驗中心20253 = 150050015辦公樓15504 = 300075016門衛(wèi)258 = 404017門衛(wèi)158 = 4040 在本設(shè)計中，檸檬酸全廠的布局在參考了其他公司的各個車間的布局基礎(chǔ)上，又做了一定的補充，作為一個面向現(xiàn)代化的檸檬酸工廠，在設(shè)計中廠區(qū)的交通，衛(wèi)生，環(huán)境要求都比較高，各車間的布局要合理，便于生產(chǎn)的順利進行，將生產(chǎn)區(qū)和辦公大樓分開建設(shè)，一個完善而先進的污水處理站也是必需的。（5）廠區(qū)考慮到防火要求，各主要建筑物和易燃物附近均設(shè)有消防水龍頭和滅火器。然后進行粗粉碎，將薯干先軋成13cm 大小的小塊，以提高磨粉機的效率。碳酸鈣經(jīng)密閉的輸送機送入車間，經(jīng)無級調(diào)速下料螺旋分散投入中和罐，以防止局部濃度過高，使中和沉淀反應(yīng)均勻。300=，取整數(shù)為306t；（5）%無水檸檬酸年產(chǎn)量：306300=91800t；（6）產(chǎn)品質(zhì)量：%（質(zhì)量分數(shù)），實際產(chǎn)率98%，副產(chǎn)品約占2%；（7）薯干粉成分：含淀粉量 70%，水分13%；（8）α淀粉酶用量：8U/g原料；（9）操作參數(shù)：%，糖酸轉(zhuǎn)化率95%，提取階段分離收率95%，精制階段收率98%，倒罐率1%則其得率為；產(chǎn)酸率（即糖發(fā)酵液轉(zhuǎn)化率）13%；發(fā)酵周期75h，發(fā)酵溫度（351）℃，發(fā)酵通風量10V/(V發(fā)酵液?h)。（95%98%13%）= 接種量接種量為發(fā)酵醪的10%，則：10%247。K)粉漿的干物質(zhì)濃度為 B1=%液化醪的比熱容為：C1 =B1C0+( B1)Cw =%+(%) =(kg98=則日產(chǎn)總量為：食用檸檬酸量為：306300=91800t/a 副產(chǎn)物為：300=1872 t/a 總產(chǎn)量為：93672 t/a（2）主要原料薯干用量 日耗量：10－3= 年耗量：300=130257t（3） 根據(jù)以上計算，將物料衡算結(jié)果列于表41表4１ 100000t/a料檸檬酸廠物料衡算表物料名稱每噸產(chǎn)品耗物量（kg）年產(chǎn)10萬噸耗物量每天（t/a）每年（t/a）食用檸檬酸98030691800副產(chǎn)品201872薯干原料130257淀粉91179α淀粉酶51發(fā)酵醪770087接種量70008成熟蒸煮醪700026 薯干漿量噴射加熱器耗熱噴射加熱初溫t1=50℃加熱后t2=100℃醪液的比熱容為C1 =(kg）100%=%由此可算得淀粉漿的比熱容為： C=C淀粉X+C水Y=%+%= KJ/Kg）100%=% t 溫度，℃代入上式，得：C=（%+35）= KJ/Kg=?！? 溫度由t1=50℃加熱到t2=100℃，加熱蒸汽P=℃，干飽和蒸汽熱焓λ=，100℃飽和蒸汽熱焓量I=100； D=Gc(t2t1)/(λ1) =26900(10050)247。80%= m3每個維持罐的容量為V維＇=247。=Q196%=106kJ/h② 用冷水冷卻，設(shè)可能被加熱到的溫度t2=50℃，水初溫為t1=18℃； Q2=G2Cw(t2t1)=Q1′ 103=G2(5018) G2= t/h③ 求平均溫差t； 液化醪 35℃100℃ 冷水 18℃50℃ 17℃ 50℃ △t==℃④螺旋板式換熱器面積F:取K=1200(m2則每天需糖液體積為V糖。其中發(fā)酵時間為66h，發(fā)酵操作時間為75h（4）實際產(chǎn)量驗算： 13300247。采用豎式列管換熱器。s/ m2將數(shù)代入上式，得： ＝1050/103=106104視為湍流，則攪拌功率準數(shù)NP＝②計算不通氣時的攪拌軸功率PO： PO180。本罐因有扶梯和豎式蛇管，故不設(shè)檔板。=冷卻管占有體積： V== m3④ 長Lo和管組高度：Lo=247。有機酸發(fā)酵，考慮到對產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的影響，安全性，后道工序除鐵困難，腐蝕性強等，必須使用加工性能好，耐酸腐蝕的不銹鋼，采用制作發(fā)酵設(shè)備。（36005）= m3/s發(fā)酵醪流量取V=1m/s；則排料管截面積：F實=Q/V=103 m2 由 得： 管徑 d=(F實/)1/2=取無縫鋼管Φ1334，d內(nèi)=125mm107mm 認為適用 若接通風管計算，支管氣速為20～25m/s，～，為常溫20℃，36℃狀態(tài)下，風量Q，取最大值，Q1==利用氣態(tài)方程式計算工作狀態(tài)的風量Qf Qf=(247。發(fā)酵罐平均每天上13罐，需種子罐13個。簡=2D=2= m3不計上封頭容積：V180。 等電點罐型號的確定由上述計算可知，應(yīng)選用容積為30m179。=2445m3/d， V總=V/η=2445247。取H=2D，有： V1=2+πD3/24= m3 圓整到推薦的系列值，取D= m，H= m則V實=+= m3V1，滿足要求。 本項目采取公路運輸方式為主。原料和成品分置于不同倉庫中貯存。表83 循環(huán)水系統(tǒng)車 間主要設(shè)備規(guī)格數(shù)量供水能力發(fā) 酵混凝土冷卻塔 101000m3/h提 取混凝土冷卻塔 101000m3/h發(fā) 酵 熱水貯槽100 m35 廠內(nèi)鍋爐動力車間有水處理裝置，軟化水的供水能力為50m3/h，保證全廠的用水要求。根據(jù)檸檬酸生產(chǎn)特點，新增一回10kV電源進線或新增一套自發(fā)電機組，以保證檸檬酸發(fā)酵罐的運行。檸檬酸廠經(jīng)濟核算一、建廠固定資金非定型設(shè)備投資：15000萬元定型設(shè)備投資：30000萬元不可預(yù)見投資：1000萬元設(shè)備安裝投資：5000萬元