【正文】 干原料 淀粉 α 淀粉酶 發(fā)酵醪 接種量 成熟蒸煮醪 薯干漿量 1139 熱量衡算 液化熱平衡計(jì)算 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 K) Cw水的比熱容取 (kg 20210= 發(fā)酵醪量的計(jì)算 根據(jù)發(fā)酵液轉(zhuǎn)化率為 13%： 1 0 0 0 9 9 .5 % 9 5 % 9 8 % 1 3 % 8 2 2 1 .1 0 2 2 0 6 k g? ? ? ? ?（ ） 接種量 接種量為發(fā)酵醪的 10%，則： 10%247。 工藝計(jì)算書 物料衡算 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) （ 1）生產(chǎn)規(guī)模： 53000t/%一水檸檬酸折合成 ； （ 2）生產(chǎn)方法：外 加耐高溫 α 淀粉酶液化，深層液體發(fā)酵，鈣鹽干法提?。? （ 3）生產(chǎn)天數(shù)：每年 300 天； （ 4）食用 %無水檸檬酸日產(chǎn)量： 247。 提取工段 由壓濾工段送來的檸檬酸清醪液泵入中和罐，在 80℃下進(jìn)行中和。粗碎后，由斗式提升機(jī)提送至中間粉倉，由粉倉落入磨粉機(jī)粉碎，粉碎后進(jìn)入粉倉再經(jīng)計(jì)量送至配料罐。 2021 年全國產(chǎn)量 30 多萬噸， 2021 年達(dá) 40 余萬噸。 1917 年，美國學(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。citric acid 。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。其中薯干含水 10%15%、淀粉 70%左右、蛋白質(zhì) 6%左右。 關(guān)鍵詞： 薯干 ；深層好氧發(fā)酵 ；黑曲霉 ；檸檬酸； 設(shè)備設(shè)計(jì)和選型 II Abstract This design uses fermentation of dry raw materials, just dry powder, add water and slurry, directly into the small amounts of αamylase liquefaction after sterilization, cooling can be inoculated fermentation. Preparation of citric acid generally use dried dried potatoes as raw material. Dry water 10%15% around 70%, starch, proteins around 6%. Proteins in the dry raw materials can be used as nitrogen source for bacterial growth. Dry raw materials containing inanic salts such as iron, magnesium, potassium, calcium, selection of Aspergillus Niger C0527 insensitive to these ingredients, so no pretreatment of the raw materials to do it. This design uses submerged aerobic fermentation of citric acid, calcium salt extraction technology to produce. Both of these methods are more popular in China, have significant practical experience, easy to operate, risk. Because of this design for process calculation of seeding tank, device selection. Through the whole material balance, plant heat balance, determine the design and selection of seed tank. This design also includes seeding tank, flow chart. Key words: dry。 檸檬酸在自然界分布很廣，主要存在于檸檬、柑橘、菠蘿等。 1860 年意大利開始用添加石灰乳的方法從果汁中得到檸檬酸，從而進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn)。 1969 年上海酵母廠成功利用薯干粉深層發(fā)酵檸檬酸。 3 成品的檸檬酸。根據(jù)發(fā)酵的工藝特性要求，及時(shí)調(diào)整控制發(fā)酵工藝過程，以獲得最佳工藝產(chǎn)酸率或種罐菌種活力，一般經(jīng) 66 小時(shí) (種罐約 25 小時(shí) ) 培養(yǎng)，大罐在殘?zhí)侵笜?biāo)、產(chǎn)酸情況達(dá)到放罐條件即可放罐；種罐菌種活力及菌群數(shù)量達(dá)標(biāo)后，即可移種。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5 結(jié)晶器，或者低溫結(jié)晶器進(jìn)行結(jié)晶。 (% 95% 95% 98% 99%)= （ 4）生產(chǎn) %無水檸檬酸所需實(shí)際薯干 粉原料消耗量： 247。 液化完成的醪液由板式換熱器降溫至 35+1℃?zhèn)溆?。?95% 98%） = 淀粉質(zhì)原料年產(chǎn) 萬噸一水檸檬酸廠總物料衡算 即對(duì)生產(chǎn) ?！?)； 加熱蒸汽的冷凝水的熱焓為 kJ/(kg [( )] =； 每天培養(yǎng)基滅菌用蒸汽量： 3 2=； 所有用罐空罐滅菌及相關(guān)管道滅菌用蒸汽量，據(jù)經(jīng)驗(yàn)取培養(yǎng)基滅菌用蒸汽量的 10%，則： D1= 10%=。 11 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 種子罐用水 合計(jì) 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 400 m3 通氣速率為 填充系數(shù)為 60% 則： V=400 60%=（ 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 。 結(jié)合目前本行業(yè)發(fā)酵技術(shù)的現(xiàn)狀，目前國內(nèi)行業(yè)成熟技術(shù)水平、加工技術(shù)水平，企業(yè)可能達(dá)到的發(fā)酵控制管理水平等，從生產(chǎn)的可靠性、可實(shí)施性等方面考慮，本設(shè)計(jì)擬采用放罐容積約 200 m3 的新型通風(fēng)發(fā)酵罐。 φ =247。 主要尺寸的計(jì)算 （ 1）現(xiàn)按公稱容積 200 m3的發(fā)酵罐計(jì)算 V 全 ＝ V 筒 +2V 封 ＝ 230（ m3），封頭折邊忽略不計(jì)，以方便計(jì)算： 則 V 全 ＝ 2D+π 247。h＝ 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。 （ 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。 8= 另需連接管 8m:L 實(shí) =+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。 發(fā)酵罐壁厚的計(jì)算 （ 1） 確定發(fā)酵罐的壁厚 S 18 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=。 ) (273+35) 247。 =3493 m3/d 分三班運(yùn)做，則 V 每天 =1164，取筒徑高比 H=2D，有： V1=V 簡 +V 封 = D2 2D+П D3247。 （ 4）材料的選擇 根據(jù)硫酸銨的濃度、溫度及腐蝕性，本設(shè)備選用不銹鋼制作。 于熱量計(jì)算，得到淀粉漿中含水量為 %，淀粉濃度為 %，淀粉漿的比熱容為 kJ/kg K? 。 22 參考文獻(xiàn) [1] 吳思方：《 發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論》 [M]，中國輕工業(yè)出版社 1995，第 35176 頁 . [2] 吳思方：《 生物工程工廠設(shè)計(jì)概論》 [M]，中國輕工業(yè)出版社 2021，第 41166 頁 . [3] 王福源：《現(xiàn)代食品發(fā)酵技術(shù)》 [M]，中國輕工業(yè)出版社 1998，第 1205 頁 . [4] 梁世中：《生物工程設(shè)備》 [M]，中國輕工業(yè)出版社 2021，第 130148 頁 . [5] 胡紅波：《生物工程產(chǎn)品工藝學(xué)》 [M]，高等教育出版社 2021，第 3745 頁 . [6] 金其榮等：《 有機(jī)酸發(fā)酵工藝學(xué)》 [M]，中國輕 工業(yè)出版社 1987，第 65156 頁 . [7] 王博彥等：《發(fā)酵有機(jī)酸生產(chǎn)與應(yīng)用手冊》 [M]，中國輕工業(yè)出版社 2021，第 78136 頁 . [8] 趙軍等：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》 [M]，化工工業(yè)出版社 2021，第 64189 頁 . [9] 蔡繼寧等：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 [M]，化工工業(yè)出版社 2021，第 45125 頁 . [10]Papagianni, . Mattey, and B. Kristiansen. 1994. Morphology and citric acid production of Aspergillus niger PM1. Biotechnol. Lett. 16:929– 934. [11] Yigitoglu, B. McNeil. 1992. Ammonium and citric acid supplementation in batch cultures of Aspergillusniger B60. Biotechnol. Lett. 14:831– 836. 23 附錄 1 工藝流程圖 24 附錄 2 發(fā)酵罐25 課 程 設(shè) 計(jì) 教 師 評(píng) 語 教師（簽名）： 年 月 日 。每年培養(yǎng)基滅菌消耗蒸汽量為 ；每年加熱發(fā)酵醪需要 蒸汽量為，空罐滅菌用蒸汽量為 。現(xiàn)將發(fā)酵車間所選設(shè)備結(jié)果見表 5： 21 結(jié)論 ： 本設(shè)計(jì)在了解國內(nèi)外檸檬