【正文】 D3/24= m3 3 8 3 .3 / 1 .7 3 .6 6Dm? ? ? 圓整到推薦的系列值，取 D= m， H= m 則 V 實(shí) = + = m3V1， 滿足要求。 車間布置設(shè)計(jì)必須在充分調(diào)查的基礎(chǔ)上，掌握必要懂得資料作為設(shè)計(jì)的依據(jù)或參考。 年產(chǎn) 10 萬噸檸檬酸發(fā)酵車間 需 發(fā)酵罐 40 個(gè)，每個(gè)發(fā)酵罐 200 m3；配對(duì) 30 m3 的種子罐 13 個(gè)。感謝這些老師、同學(xué)和朋友們！ 另外，要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識(shí)的老師，是 您 們的悉心 的 教導(dǎo)使我有了良好的專業(yè)課知識(shí)，這也是論文得以完成的基礎(chǔ)。5 、設(shè)備制造完畢后，以1 . 2 M P a 表壓進(jìn)行液壓試驗(yàn)。3 、焊接接頭型式及尺寸除圖中注明外，按G B 9 8 5 8 0 中規(guī)定；角焊縫的腰高按較薄板的厚度；法蘭的焊接按相應(yīng)法蘭標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。他嚴(yán)謹(jǐn)、求真、務(wù)實(shí)的求學(xué)態(tài)度給我留下了深 刻 的印象，是我今后工作，學(xué)習(xí)的榜樣！同時(shí)他淵博的學(xué)識(shí)和豐富的人生經(jīng)驗(yàn)，讓我學(xué)到了很多我在書本上學(xué)不到的知識(shí)！ 本文在編寫過程終 參 考了國(guó)內(nèi)外大量寶貴的文獻(xiàn)資料，在此謹(jǐn)向文獻(xiàn)資料的作者表示誠(chéng)摯的敬意和衷 心的感謝 ! 同時(shí)， 畢業(yè)設(shè)計(jì) 的順利完成，離不開其它各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。具體布局見附圖 2 和附圖 4 北京理工大學(xué)珠 海學(xué)院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 結(jié)論 ： 本設(shè)計(jì)在了解國(guó)內(nèi)外檸檬酸發(fā)酵業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展概況之后，通過分析、比較 ，初步確定了設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，還應(yīng)該 有 職工活動(dòng)中心 等。 70%=250 m3 （ 2）計(jì)劃硫酸銨溶液制備滅菌工作安排三班作業(yè)，每班配制硫酸銨溶液，占全天使用量的 1/3，則每支罐體積為 V1=V 總 /3=250247。（采用蒸汽直接加熱，裝料系數(shù)取 ）。有效 =V180。種子罐培養(yǎng) 20h， 輔助操作 8~10h， 生產(chǎn)周期約 25h，因此，種子罐 13 只就足夠。 ) (273+35) 247。 發(fā)酵罐壁厚的計(jì)算 （ 1）確定發(fā)酵罐的壁厚 S 2[ ]PDSCP????? mm 式中： P— 設(shè)計(jì)壓力，取最高工作壓力的 倍，現(xiàn)取 P=。 8= 另需連接管 8m:L 實(shí) =L+8=+8= 可排豎直蛇管的高度，設(shè)為靜液面高度，下部可伸入封頭 250 mm。 （ 3）密封方式 本罐采用雙面機(jī)械密 封方式，處理軸與罐的動(dòng)靜問題。＝ NPN3D5ρ 式中： NP－在湍流狀態(tài)時(shí)其值為常數(shù) N－攪拌器轉(zhuǎn)速，為 (r/s) D－攪拌器直徑，為 ρ －醪液密度， ρ ＝ 1050kg/m3 代入上式得： PO180。 取經(jīng)驗(yàn)值 K＝ 500kJ/( m3 =%，能滿足產(chǎn)量要求。 VO=V247。 從生物發(fā)酵行業(yè)醪液處理供料的均衡性考慮，發(fā)酵放罐間隔時(shí)間不宜大于 8 小時(shí)，在技術(shù)可靠的前提下，大罐放料容積不大于 400 m3。=Q1 96%= 106kJ/h ② 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/h ③ 求平均溫差 ? t； 液化醪 35℃ ? 100℃ 冷水 18℃ ? 50℃ 17℃ 50℃ △ t=1750ln 1750?=℃ ④螺旋板式換熱器面積 F: 取 K=1200 (m2 80%= m3 每個(gè)維持罐的容量為 V 維＇ =247。vD =(m3/h) 計(jì)損耗為 10%則 V 蒸汽 = =(m3/h) 北京理工大學(xué)珠 海學(xué)院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 （ 3） 進(jìn)氣管直徑計(jì)算 :在此壓力下取氣速為 45m/s， 則進(jìn)氣管截面積為 F=vV 39。 (φ V 單 ) V 單 單臺(tái)設(shè)備容積 (m3) φ 填充系數(shù) (%) 其中 V 單 =6m3 φ =70% n=247。 表 33 發(fā)酵車間冷卻水衡算表 生產(chǎn) 工序 平均耗水量 (t/h) 日耗水量 (t/d) 年耗水量 (t/a) 發(fā)酵罐用水 83077 種子罐用水 8077 58155 合計(jì) 91154 發(fā)酵過程中的無菌空氣耗用量的計(jì)算 （ 1）單罐發(fā)酵罐用無菌空氣量： 根據(jù)無菌空氣用量的計(jì)算公式： V=發(fā)酵罐體積 通氣速率 填充系數(shù) 已知：發(fā)酵罐體積為 200 m3 通氣速率為 填充系數(shù)為 60% 則： V=200 60%= m3/h （ 2）單個(gè)種子罐用無菌空氣量： 取種子罐的空氣消耗量為發(fā)酵過程空氣耗量的 25%, 則 : V=25%V=25% = m3/h （ 3）將發(fā)酵車間蒸汽衡算列入表 。 每罐滅菌時(shí)間 3h，輸料流量 247。 98= 則日產(chǎn)總量為： 實(shí)際年產(chǎn)量為：食用檸檬酸量為： 306 300=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(jì)算，將物料衡算結(jié)果列于表 31。 K) 粉漿的干物質(zhì)濃度為 B1=% 液化醪的比熱容為 ： C1=B1C0+( B1)Cw =% +(%) =(kg （ 95% 98% 13%） = 接種量 接種量為發(fā)酵醪的 10%，則： 10%247。 300=，取整數(shù)為 306t； （ 5）食用 %無水檸檬酸年產(chǎn)量： 306 300=91800t； （ 6）產(chǎn)品質(zhì)量：國(guó)際食用檸檬酸 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）， 實(shí)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)：淀粉糖轉(zhuǎn)化率 %，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 1 1% 99%?? ；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（ 35? 1） ℃，發(fā)酵通風(fēng) 量 10V/(V 發(fā)酵液 ?h)。 碳酸鈣經(jīng)密閉的輸送機(jī)送入車間， 經(jīng)無級(jí)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，經(jīng)終點(diǎn)檢測(cè)合格后，將檸檬酸鈣懸浮液排入帶式過濾機(jī)中，將固體檸檬酸鈣從懸浮液中分離出來，為滿足玉米原料及薯干原料生產(chǎn)工藝的雙重要求，中和帶式過濾機(jī)用特定的加長(zhǎng)、強(qiáng)洗型，生產(chǎn)原料操作靈活，以確保粗原料生產(chǎn)時(shí)的中和洗糖要求及成品的指標(biāo)控制，要 求并使中和廢水經(jīng)分流至污水處理站。配料罐內(nèi)加水調(diào)漿，同時(shí)加入淀粉酶升溫液化。 20xx 年全國(guó)產(chǎn)量 30 多萬 噸 ， 20xx 年達(dá) 40 余萬 噸 。 1917 年，美國(guó)學(xué)者 Currie 發(fā)現(xiàn)了一株產(chǎn)檸檬酸的黑曲霉，并通過美國(guó)的Pfizer(輝瑞 )公司于 1923 年采用淺盤發(fā)酵實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn) ， 原料 主要 是糖蜜。 此外，食品加工和奶制品也添加檸檬酸或檸檬酸鹽。本設(shè)計(jì)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。 承諾 人簽名： 日期： 年 月 日 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 年 產(chǎn) 10 萬噸檸檬酸廠糖化、發(fā)酵車間的設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)采用薯干原料發(fā)酵 ， 只需將薯干磨成粉 ， 加水調(diào)漿 ， 直接加入少量 α －淀粉酶液化后滅菌、冷卻即可接種發(fā)酵。通過全廠物料衡算、車間熱量衡算，確定糖化、發(fā)酵車間主要設(shè)備發(fā)酵罐、種子罐 、 車間管道的設(shè)計(jì)和選型 以及 全廠及車間布置?？梢哉J(rèn)為 ，檸檬酸早已成為現(xiàn)代食品、醫(yī)藥業(yè)、日化行業(yè)及其他工業(yè)的通用原料[5]。到 20xx 年，全球檸檬酸的年生產(chǎn)能力在 90 萬 噸 以上，并一直保持比較平穩(wěn)的發(fā)展速度 [5]。 北京理工大學(xué)珠 海學(xué)院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 2 生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)方法 本次生產(chǎn)工藝 設(shè)計(jì) 以 薯干 為原料 ， 采用直接粉碎 、 調(diào)漿、液化 ， 進(jìn)行 好氣液體 深層發(fā)酵 ， 鈣鹽法提取 ，最后結(jié)晶、干燥得到 檸檬酸 。在發(fā)酵培養(yǎng)過程中，對(duì)罐溫、罐壓、通風(fēng)量、攪拌轉(zhuǎn)速等實(shí)行連續(xù)記錄監(jiān)控，并定期檢測(cè)原糖消耗情況、菌種生長(zhǎng)狀態(tài)、 pH值、泡沫等變化情況。 蒸發(fā)與結(jié)晶 在提純?nèi)芤哼M(jìn)入蒸發(fā)部分前，通過精過濾器除去清液中的微小樹脂顆粒。 192） %= kg （ 3）生產(chǎn) %無水檸檬酸所需實(shí)際淀粉消耗量： X247。 =% 蒸煮直接蒸汽加熱 ,采用連續(xù)液化工藝 : 操作 流程 : (1) 混合后粉漿溫度為 50℃ ， 應(yīng)用噴射液化器迅速使粉漿升溫至 100℃ 。 ( )=(kg) 解得 X=（ kg） 其中 的焓 成品檸檬酸 日產(chǎn)檸檬酸量為： 247。 （ 2）基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 在 280C 下，查得：淀粉的比熱容為 ? 水的比熱容為 ? 加熱蒸汽的熱焓為 ? 加熱蒸汽的冷凝水的熱焓為 ? 由前面的計(jì)算可知，日耗薯干粉量為 日耗淀粉量為 日耗薯干漿量為 則日耗調(diào)漿用水量為： = t/d 日耗淀粉漿量為： += t/d 淀粉漿中含水量為：（ 247。 ② 加熱發(fā)酵醪所用的蒸汽量 D6： 檸檬酸水溶液的比熱容可按下式近似計(jì)算： C=( +) 式中： —— 比熱容 kJ/kg?℃ ω —— 檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)， ω =（ 247。 ρ =247。 噴射加熱器的選型 為保證營(yíng)養(yǎng)不被破壞取停留時(shí)間為 10s， 物料流速取 （ 1）加熱器的長(zhǎng)度 L: L=vt=4(m) （ 2）蒸汽消耗 ： 流量為 G=247。 （ 5）出料管徑計(jì)算 : V 出 =G 出 247。 24+2D =12 m3 解方程 D=； 取 D=；則 H=3D=， 封頭高度 h=h1+h2=475+25=500(mm)。選用這種發(fā)酵罐的原因主要是：歷史悠久，資料齊全， 在 比擬放大方面積累了較豐富的成功經(jīng)驗(yàn)，成功率高。 發(fā)酵罐容積和臺(tái)數(shù)的確定 （ 1）發(fā)酵初糖濃度： 由前面的計(jì)算可知，發(fā)酵液中檸檬酸的含量為 t/d，則根據(jù)： 6 12 6 6 8 7C H O C H O? 180 192 可計(jì)算出葡萄糖量為： 180247。 查表知公稱容積為 200 m3 的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為 230m3，則： 每臺(tái)罐的產(chǎn)量為： 200 13% 95% 98%= 發(fā)酵罐所需個(gè)數(shù) = *24日 產(chǎn) 量 操 作 周 期每 臺(tái) 設(shè) 備 產(chǎn) 量= 306 24? = 取公稱容積 200 m3 發(fā)酵罐 40 個(gè)； 每日投（放）罐次： 306247。 （ 2）驗(yàn)算全容積 全V ： V’全 =V 簡(jiǎn) +2V 封 = 2D+(π 247。 平均溫差為： tttttm2121ln ??????? 北京理工大學(xué)珠 海學(xué)院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 35℃ ? 35℃ 15℃ ? 28℃ 20 7 代入得： mt? =? ? ? ?2 0 7 / ln 2 0 / 7 1 2 .4??℃ 對(duì)公稱體積 200 m3 的 發(fā)酵罐，每次放 4 罐，每罐實(shí)際裝液量為： 247。 (η 1η 2η 3) 采用三角帶傳動(dòng) 1? ＝ ，滾動(dòng)軸承 2? ＝ ，滑動(dòng)軸承 3? ＝ ，端面密封增加的功率為 1％，代入公式數(shù)值得： P電 ＝ 247。 [ (2815)]= ② 冷卻管組數(shù)和管徑 設(shè)冷卻管總表面積為 S 0總 ， 管 徑 d, 組 數(shù) 為 n, 則S 總 =n 冷卻水體積流量為 103 m3/s，取冷卻水在豎直蛇管中流速為 1m/s，根據(jù)流體力