【正文】 生產(chǎn)酒精 纖 維 皂甙酸解 固液分離 廢 酸液回用 固體提取皂素 固物水洗 PH值中性 皂素成品 廢 醪液 濃縮 漂洗水處理 廢渣 有機(jī)肥原料 酒精成品 處理后 廢水 循環(huán)使用 冷凝水回用 固化水溶皂甙 淀粉糊化細(xì)胞破壁 達(dá)標(biāo)水少量排放 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 8 備提取皂甙， 液體糖液進(jìn)入糖液槽，黃姜中的泥土沉淀到槽底部。按葡萄糖 3％的配比，折算用黃姜糖液部分或全部代替葡萄糖，玉米漿 ％，硫酸銨 ％， ～ ，滅菌 30min制備搖瓶培養(yǎng)基。盾葉薯蕷酸水解后得到的渣液經(jīng)過濾、水洗得到酸糖液，經(jīng)氧化鈣中和，濾洗后 即為發(fā)酵用糖液。采用分離法加工薯蕷植物的工藝既利用了淀粉，又提高了薯蕷皂甙 元收率。李國富采用黃姜根莖浸泡后帶水磨碎，先用淀粉酶水解淀粉，使淀粉與皂素分開，再結(jié)合酸水解，石油醚 提取。 圖 2－ 1， 薯蕷皂素結(jié)構(gòu) 皂素生產(chǎn)工藝 標(biāo)準(zhǔn) ： 薯蕷皂素執(zhí)行 Q/SXLS011998標(biāo)準(zhǔn)； 酒精執(zhí)行 GB103432020號工業(yè)酒精標(biāo)準(zhǔn)。 環(huán)境保護(hù) 擬建工廠 在整個生產(chǎn)工藝中，通過采取細(xì)胞破壁，復(fù)合酶解、分離纖維等連續(xù)工藝，使黃姜中有機(jī)物的 80%集中于酒 精醪液中，制取酒精后，廢醪液經(jīng)濃縮和處理，清潔化利用、處理，不進(jìn)污水處理系統(tǒng) ，因此大大減輕了污水處理的負(fù)荷。但總體來講黃姜開發(fā)利用水平仍處于初加工階段，皂素生產(chǎn)存在以下問題：一是技術(shù)沒有大的突破，皂素生產(chǎn)一直延用自然發(fā)酵、稀鹽酸水解、溶劑汽油提取的生產(chǎn)工藝；二是皂素品質(zhì)較低，皂素成品仍以結(jié)晶 體為主，精粉和液體狀皂素目前國內(nèi)尚未見；三是低水平重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重 。 （ 4） 我國黃姜發(fā)展動態(tài) ① 基礎(chǔ)研究已取得的進(jìn)展。 （ 3） 皂素需求現(xiàn)狀 從國際甾體激素藥物產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，國外 1980 年產(chǎn)量約 噸，銷售 15 億美元，占醫(yī)藥產(chǎn)品銷售額的 %； 1990 年產(chǎn)量增至 105 噸，銷售 108 億美元，年均遞增 %； 2020 年銷售額達(dá)到 200 億美元，約占世界醫(yī)藥銷售額的 6%，藥物品種達(dá) 292 種之多。穿地龍皂素含量還不及黃姜的一半 (黃姜皂素含量約%，穿地龍含量為 %)，且生長周期比黃姜長 (黃姜為 2年，穿地龍為 4～ 5 年 )。目前國內(nèi)有眾多廠家生產(chǎn)甾體激素藥物 和甾體避孕藥，是藥品生產(chǎn)中僅次于抗生素的一個重要領(lǐng)域 。 圖紙包括生產(chǎn)流程圖、全廠平面圖、車間平面圖、車間立面圖和塔結(jié)構(gòu)圖。 6. 車間布置說明。 3． 本車間的產(chǎn)品特點(diǎn)及工藝流程、車間布置。 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 題目： 年產(chǎn) 10噸合成氨脫硫工藝設(shè)計（重點(diǎn)脫硫工段 ） 姓 名： 何 菡 學(xué) 號： 051143007 指導(dǎo)教師： 馬 劍 琪 班 級： 化 工 051 班 所在院系： 化學(xué)與化工學(xué)院 陜 西 理 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計 任務(wù)書 化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 學(xué) 院 化學(xué)工 程與工藝 專業(yè) 051 班級 學(xué)生： 何 菡 畢業(yè)設(shè)計題目 ： 年產(chǎn) 10噸合成氨脫硫工藝 設(shè)計（重點(diǎn)脫硫工段設(shè)計 ） 畢業(yè)設(shè)計 從 2020年 3月 8日起到 2020 年 6 月 20日 課題的意義及培養(yǎng)目標(biāo)： 畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生在經(jīng)過大學(xué)四年學(xué)習(xí)后對所學(xué)知識的綜合回顧和全面訓(xùn)練 ，是對學(xué)生將所學(xué)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識用于 工程實(shí)際能力的檢驗(yàn)，它可培養(yǎng)學(xué)生 : 1．針對工程實(shí)際問題進(jìn)行建廠評價、可行性分析論證能力的訓(xùn)練。 2．全廠 的規(guī)劃布置，包括主要車間、輔助車間、動力、庫房、消防、 道路等。 5. 車間水、電、汽消耗技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及勞動 、組織人員編制。在這一部分中用到了物料衡算、熱量衡算及其大量的相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式。因此，從黃姜中提以薯蕷皂素具有很大的藥物價值和市場潛力。在我國，含薯蕷皂素的植物有十七種，但含量較高、具有工業(yè)開發(fā)價值的主要是黃姜、穿地龍。植物皂素主要有三大類，即薯蕷皂素、劍麻皂素、番麻皂素，其中薯蕷皂素是生產(chǎn)甾體激素藥物最理想的基礎(chǔ)原料，世界上三分之二以上的甾體激素藥物是以薯蕷皂素作基礎(chǔ)原料生產(chǎn)的，所以薯蕷皂素在甾體激素藥物生產(chǎn)中具有十分重要的地位。 由于皂素國際國內(nèi)兩個市場一路看好，黃姜產(chǎn)業(yè)系列開發(fā)潛力大， 建立規(guī)范化的現(xiàn)代化加工生產(chǎn)企業(yè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。近年由于皂素價格一路飚升，皂素項(xiàng)目近年有猛增的趨勢，全國現(xiàn)有皂素生產(chǎn)企業(yè) 150 多家，年生產(chǎn)能力近 1500 噸。再者，從廠址所在地的經(jīng)濟(jì)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。薯蕷皂素為白色針狀晶體，其結(jié)構(gòu)如圖 2－ 1。但自然發(fā)酵法影響因素較多，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。分出的糖液可以用來生產(chǎn)酵母粉。 ② 用于生產(chǎn)檸橡酸 黃利群等經(jīng)誘變，篩選得到一株新菌株 HA608，用于盾葉薯蕷水解液發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸。糖液脫色精制得純凈葡萄糖液。加 熱和酶解可使其中果膠、半纖維素、部分纖維素、脂類物質(zhì)等成分酶解液化，使淀粉酶解成葡萄糖。篩分后的細(xì)料按照固液比 1： 4的比例加入回收 的廢酸液，添加少量新硫酸， 控制料 液酸度為 ％，加熱加壓至 ，經(jīng) 1小時，抽濾分離固液，液體為廢酸液回用于酸解。 （ 2） 有關(guān)指標(biāo)： ① 皂素收率：以黃姜水溶皂甙和醇溶皂甙測定總含量為 100%，本工藝收率達(dá)到 %，本工藝中采用了細(xì)胞破壁和水溶皂甙固化技術(shù)，有效成分全部從細(xì)胞中分離，皂甙更容易充分萃取。濃縮 100 噸廢醪液成本需 1136 元。目前在國內(nèi)上有一部分產(chǎn)量較小的酒精廠，采用間歇蒸煮，原料不經(jīng)粉碎，就直接將快狀或粒狀原料投入生產(chǎn)，但大部分中等規(guī)模以上的酒精廠，原料多經(jīng)二次粉碎，然后進(jìn)行高壓連續(xù)蒸煮，有利原料的受熱面加大，更有效地達(dá)到蒸煮的要求。 ③ 曲法 以固體曲或液體曲作為糖化劑。因此，蒸煮是要注意控制適宜的溫度和壓力。原料內(nèi)的淀粉顆粒，經(jīng)高壓蒸煮后逐步破裂，趨與溶解狀態(tài)，蒸煮醪液成糊狀。有的工廠把酒糟內(nèi)的余熱，設(shè)法取出，充分利用 。 發(fā)酵成熟醪中的不揮發(fā)性雜質(zhì)容易和酒精分離，在醪塔的底部排出，稱之為廢糟或酒糟，其中干物質(zhì)的含量，隨原料與加工工藝的不同而異，一殷為 57％。酒精蒸餾的任務(wù)之一“提純”，就是指分離揮發(fā)性雜質(zhì)而言的。 建筑物的相對位應(yīng)符合生產(chǎn)流程的要求，同一生產(chǎn)系統(tǒng)多生產(chǎn)線路盡可能成鏈狀列。如原料場靠近車間，廢渣回收靠近運(yùn)輸路線。同時能凈化空氣，吸收生產(chǎn)過程中散發(fā)出來的煙塵 ，有助于改善廠區(qū)的氣候，而且能減少夏季陽光的輻射，在冬季能防風(fēng)，有利于保溫。他們盡量靠近生產(chǎn)區(qū)，以便在生產(chǎn)車間發(fā)生故障或以外事故時能及時進(jìn)行 修理和搶救。 另外， 總平面布置 圖的右上方繪有風(fēng)向玫瑰圖，下方有明細(xì)表等。經(jīng)中試測定，進(jìn)入廢水池濃度為 COD3500～ 4200mg/L左右。車間設(shè)有三座塔，粗塔，醛塔，和精塔，另外設(shè)有 8個換熱器，及儲罐等其它設(shè)備。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 16 第 4 章 工藝計算及設(shè)備選型 總論 精餾過程原理和條件 精餾是多級分離過程，即多次而且同時運(yùn)用部分氣化和部分冷凝的方法，使混合液得到較完全分離，以分別獲得接近純組分的操作。上升蒸汽和下降液體呈逆流流動，在每塊板上相互接觸進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)。 精餾塔工藝設(shè)計計算 精餾塔的物料衡算 年產(chǎn)酒精是 3000噸，則平均產(chǎn)量為 6 2 5 /kg h? ?? 63 10200 24 產(chǎn)物濃度（酒精） 95％（ v） ,而換算為質(zhì)量濃度為 ％； 進(jìn)料體積濃度為 32％， 換算為質(zhì)量濃度為 ％； 所以 / 46 / 46 / 18 / 46 / 46 / 18FDxx???? ( 0 . 1 2 3 4 6 0 . 8 7 7 1 8 ) / 2 1 . 4 4 /( 0 . 8 2 6 4 6 0 . 1 7 4 1 8 ) / 4 1 . 1 3 /625 / 1 5 . 2 /4 1 . 1 3FDM g m o l g m o lM g m o l g m o lD k m o l h k m o l h? ? ? ? ?? ? ? ? ??? 釜液出料濃度控制在 ％以內(nèi)，所以 ???WX 0 . 1 / 4 6 . 1 / 4 6 9 9 . 9 / 1 8 全塔物料衡算 : F D W?? F D WFx Dx Wx?? 且 *OF V L W V? ? ? ? ， ( O是 指 直 接 蒸 汽 的 流 量 ） 又因?yàn)? F W D W D FD F Wx x x x x x????? 所以解得 /F kmol h? /W kmol h? 工藝中采用泡點(diǎn)進(jìn)料 所以有 `OV V V?? *W F L?? , 又因?yàn)? L R D? 其 中 取 R= ?則 L=( )kmol/h=38kmol/h， ( 8 7 . 1 6 5 3 . 2 ) / 1 4 0 . 3 6 /k m o l h k m o l h? ? ?O所 以 V=L+D= （ 38+ ） kmol/h ＝ *=W+V *Wx*W Wx =W ?*W 87 .1 6 0. 00 04 x = =0 .0 00 25 理論塔板數(shù)的計算 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 20 （ 1） 作 txy圖 查《酒精工藝手冊》附錄 4－ 2乙醇－水溶液氣液平衡數(shù)據(jù) ， 作 txy圖 t/ C 圖 4－ 3 常壓下乙醇－水溶液的 txy圖 （ 2） 由平衡數(shù)據(jù)作得 xy圖，求得最小回流比 圖 4－ 4 常壓下乙醇－水溶液的 xy圖 因?yàn)橐掖迹芤旱?xy曲線是非正常曲線，所以只能用圖解法求得最小回流比，方法是過Dx 點(diǎn)作與 xy相切的直線，求得直線的斜率 k,由圖可以得到 k＝ ； 所以 minmin ,1RR ?? minR ＝ ， 則由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取得 R=＝（ ～ ） minR （ 3） 求最少理論板數(shù) 由 Antoine方程求乙醇的飽和蒸汽壓 Ps, LnPs=AB/(C+T) (Ps/MPa。因此，塔底上升蒸汽流和塔頂液體回流是精餾過程連續(xù)進(jìn)行的必要條件。工業(yè)生產(chǎn)中的精餾過程是在精餾塔中將部分氣化過程和部分冷凝過程有機(jī)結(jié)合而實(shí)現(xiàn)操作的。 （ 3） 互相聯(lián)系的設(shè)備，在保證正常運(yùn)行必須的間距的條件下，彼此可以適當(dāng)靠近。本設(shè)計任務(wù)重點(diǎn)是酒精蒸餾車間。 擬建工廠 在整個生產(chǎn)工藝中，通過采取細(xì)胞破壁，復(fù)合酶解、分離纖維等連續(xù)工藝，使黃姜中有機(jī)物的 80%集中于酒精醪液中，制取酒精后，廢醪液經(jīng)濃縮和處理，清潔化利用、處理，不進(jìn)污水處理系統(tǒng) ，因此大大減輕了污水處理的負(fù)荷。 綜上所述，平面布置有以下特點(diǎn)： （ 1） 廠房建筑物的布置與生產(chǎn)工藝流程相適應(yīng)。 動力區(qū) 動力區(qū)包括變電站、等、他們盡量靠近其服務(wù)的車間。道路的寬度主要取決車輛通行量、行使車輛的型號和工廠的規(guī)模。從方向來說，按生產(chǎn)流程方向自東向西；就位置而言，苛重和震動大的車間，如鍋爐房等，力求設(shè)置在地址較好的地段上。同時應(yīng)保證良好的通風(fēng)條件，應(yīng)將黃姜放在大棚里。在各種來源的粗酒精中，發(fā)現(xiàn)的揮發(fā)性雜質(zhì)已超過 50多種。用糖蜜制酒精由于通風(fēng)的影響，乙醛含量較高。 （ 4） 酵母發(fā)酵 酒精發(fā)酵是屬于厭氣性發(fā)酵， 在發(fā)酵過程中進(jìn)行無氧呼吸，在此過程中，發(fā)生著復(fù)雜的生物化學(xué)變化，既有糖化醪中淀粉和糊精繼續(xù)被淀粉酶水解生成糖，也有蛋白質(zhì)在曲霉蛋白酶水解下生成肽和氨基酸。 程 此流程主要是說明用淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精時，投產(chǎn)前必須先把快狀或粒狀的原料，磨碎成粉末狀態(tài)后，經(jīng)過高壓蒸煮和糖化作用，然后在進(jìn)行發(fā)酵，最后經(jīng)蒸餾得到成品酒精，現(xiàn)簡要敘述如下： （ 1） 原料粉碎 連續(xù)蒸煮的酒精工廠，原料出庫后