【正文】 采風 液化 包裝 空壓機 糖化 干燥 斜面培養(yǎng) 絲網(wǎng)過濾品 過濾 濕玉米渣 空氣干燥器 無菌空氣 發(fā)酵 種子罐培養(yǎng) 三角瓶培養(yǎng) 飼料 干燥 菌絲體 過濾 炭柱脫色 電滲析柱 離子交換 石灰 濃水調(diào)節(jié)池 高濃度廢水 洗脫 去糖化劑 包裝 UASD 反應池 去易碳化物 正品 脫色 篩分 廢水處理 沼氣 抽濾 干燥 達標排放 脫硫 轉(zhuǎn)型 濕檸檬酸 沼氣柜 濃縮 結(jié)晶 分離 母液 二、檸檬酸生產(chǎn)方法的選擇論證 ①檸檬酸的生產(chǎn)方法主要有深層液體發(fā)酵法、表面發(fā)酵法、固體發(fā)酵法、半固體發(fā)酵法和生化反應器發(fā)酵法等。 廢渣處理：檸檬酸發(fā)酵后的廢渣提取殼聚糖、麥角醇、氨基葡萄糖等生化產(chǎn)品技術(shù)廢渣處理工藝： 玉米→粉碎→調(diào)漿→液化→糖化→過濾→濕玉米渣→干燥→包裝 ↓ 糖化液進入發(fā)酵罐 廢水處理：廢水中含有有機酸、糖、蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉、纖維素、酶菌 等有機物及 N、 P、 S等有機物。設計的技術(shù)經(jīng)濟指標以達到或超過國內(nèi)同類型工廠生產(chǎn)實際平均先進水平為宜； 要積極采用新技術(shù)，力求設計在技術(shù)上 具有現(xiàn)實性何先進性，盡可能提高勞動生產(chǎn)率，同時兼顧社會和環(huán)境效益； 設計工作要貫徹經(jīng)濟的原則，反對盲目最求形式；廠房和廠區(qū)設計以適用、經(jīng)濟為主導，適當講究美觀。 （ 2）產(chǎn)品為 98%純度的檸檬酸，符合國家 GB標準。通過斜板三相分離作用，水通過三相分離器上的上部的出水管排出，污泥留在反應器底部，沼氣通過水封經(jīng)管道排出，進入氣柜被鍋爐利用。 （ 3） 發(fā)酵速率高，采用預培養(yǎng)菌絲球接種時只需 55∽ 75h 即可發(fā)酵完畢。而采用“吸交法”新工藝后，檸檬酸總提取率平均達 %，突破了我國檸檬酸工業(yè)化生產(chǎn)提取率的最高紀錄，達到了世界先進水平，產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高， 98%以上達到英國藥典的規(guī)定標準，生產(chǎn)成本每噸下降 1180 元，副產(chǎn)品硫酸銨可作為復合肥料加以回收利用，實現(xiàn)了清潔化生產(chǎn)。 100%=% 1000kg 純淀粉理論產(chǎn) 100%檸檬酸量； 1000179。 = ② 1t100%檸檬酸實際消耗工業(yè)淀粉量為： 檸檬酸量工業(yè)淀粉產(chǎn) 檸檬酸 %1001 %100t1t 即： 1000kg247。 = ②每天的糖化液量： 純糖： 179。 %（提取率） =折算未 %的檸檬酸量： 247。 噴射液化是在噴射器中進行瞬間液化，噴射液化器有高壓蒸汽噴射器，器結(jié)構(gòu)是根據(jù)文丘里管的原理設計的。 =1800kg 淀粉漿干物質(zhì)濃度： 1000179。 1/3= 酶化液產(chǎn)量（ 30%）： 1000179。 K） } t1—— 漿料初溫（ 20+273=293K） t2—— 第一次液化溫度（ 95+273=368K） t3—— 第二次液化溫度（ 145+273=418K） I—— 加熱蒸汽焓， 2738kJ/kg（ ，表壓） λ —— 家人蒸汽結(jié)水的焓，在 378K 時為 398kJ，在 418K 時為 607kJ/kg （ 1）淀粉漿量 G：根據(jù)物料衡算，日投工業(yè)淀粉 ； 連續(xù)液化每小時投工業(yè)淀粉： 247。 +179。填充系數(shù) 75%，需液化罐： 第一次： （ 50179。填充系數(shù)為 90% （ 30179。 4800 板式換熱器 60 m179。在麥汁培養(yǎng)基上生長 4d成熟的孢子呈黑褐色。 （ 2）生理特征： ①能耐高濃度的檸檬酸（ 15%以上），而不利用和分解檸檬酸。 ⑤在以葡萄糖為唯一碳源的合成培養(yǎng)基上，生長不好，生成小菌落，孢子形成能力弱。因而采用兩級冷卻、分離、加熱的空氣除菌流程。如果要長期保藏則必須定期進行移種或采用沙土管等載體吸附進行菌體長期保藏。 減少一次接種操作也就減少一次染菌機會。取少量澄清的麥芽汁加入 20g/L 瓊脂，裝入試管，在 表壓下滅菌 30min，擺成斜面，接入菌種，于 35℃下培養(yǎng) 7~8d，并做生產(chǎn)性能試驗。搖瓶時必須充分搖勻，使結(jié)塊的培養(yǎng)基疏散，鋪平 后，繼續(xù)培養(yǎng)。據(jù)報道，黑曲霉發(fā)酵中利用糖的有關(guān)酶系與糖濃度有關(guān)，糖深度低時，細胞內(nèi)這些酶就少，它們處于飽和狀態(tài)。這種效應可能是銨離子對檸檬酸積累調(diào)節(jié)作用有關(guān)。 1）℃的條件下發(fā)酵，但超過 42℃的時間過長，則影響發(fā)酵，且雜酸生成較多。隨著培養(yǎng)液生物量的增加、溶氧也逐步降低，生物量的過度生長，則檸檬酸的生成速率迅速下降。迅速啟動備用電源恢復供氣；防止發(fā)酵罐中料液逆流到空氣過濾器中；用滅菌后的 CaCO3 或石灰乳中和發(fā)酵液 pH 至 ~，然后恢復正常操作。 污染菌的檢查：大部分被污染的發(fā)酵液可以從發(fā)酵液的異常情況來檢出，如色度、異味，變稠或稀、生產(chǎn)菌球散開、菌絲變形、產(chǎn)酸不正常甚至不產(chǎn)酸或“倒酸”、而糖卻大量消耗等。再一級接種，或與正常發(fā)酵罐（產(chǎn)酸＞ 6%）相互混合繼續(xù)發(fā)酵，但必須謹慎使用，防止“兩敗俱傷 ’ . ②酵母污染醪的處理：這是檸檬酸發(fā)酵最難處理的染菌事故，野生酵母即使在pH＜ 時，照樣生長。 四、物料衡算： 缺失 設備選型 V— 發(fā)酵液體積 m3 G1— 設備身體的重量 kg C1— 設備身體的比熱容【 kj(m3*h)】 Q 最大 ={247。(2[a]) =1000247。2)2+=239 m3 耗用蒸汽量： Dm=239(7020) 247。24= 式中 — 各罐發(fā)熱狀況均衡系數(shù) 發(fā)酵過程產(chǎn)生的熱量及冷卻水用量 通過燃燒熱進行計算： Q=∑Q 作用物燃燒 ∑Q 產(chǎn)物燃燒 有關(guān)物料燃燒熱： 葡萄糖： 15633kj/kg 檸檬酸： 玉米漿： 12289kj/kg 菌體： 20900kj/kg 葡萄糖燃燒熱 。1520247。 1. 該變量生產(chǎn)環(huán)境，減少了環(huán)境污染 使用原‘鈣鹽法’工藝生產(chǎn)檸檬酸，由于使用原料碳酸鈣和粉末活性炭，同時副產(chǎn)微帶酸性的膏狀硫酸鈣。 原“鈣鹽法”工藝 ,副產(chǎn)品是硫酸銨，不但無經(jīng)濟價值，污染環(huán)境，需花大力氣去處理，而且浪費自然資源。 電滲析工作原理與設備裝置： （ 1）電滲析工作原理： 在外加直流電場的作用下，溶液中的離子會產(chǎn)生遷移運動，在這種情況下，利用帶有固定可交換基團的陰陽離子交換膜對溶液中離子有選擇性透過的功能，使帶有不同電荷的離子從淡化室分別遷移到各自相應的濃縮室中，從而達到溶液純化的目的。發(fā)酵液中的殘?zhí)羌捌浼衔?、蛋白質(zhì)、色素等非離子雜質(zhì)，以及原料帶入而殘留的 Ca2+、 Mg2+、 Fe3+、 K+、 Na+等金屬離子不被樹脂吸交，絕大部分隨殘液被分離除去，經(jīng)水洗，除去污染于樹脂上的殘?zhí)堑入s質(zhì)。第 1 步中的檸檬酸根離子在溶液中擴散受到相反離子（例如： K+、 H+、 Na+、 Fe2+等）的吸引和相同離子的排斥。 ④ 樹脂交聯(lián)度：樹脂的交聯(lián)度對粒內(nèi)擴散的影響比對膜拜擴散的影響更顯著。以留出中檢查不出檸檬為準。 用強酸洗脫的，可直接獲得較高濃度的檸檬酸液，但純度有待提高。 檢查各水流系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、正常時開機。 由于檸檬酸發(fā)酵液是經(jīng)過熱處理、過濾與復濾，或現(xiàn)脫色過濾，除去菌絲體蛋白質(zhì)、膠體物質(zhì)、有機色素等雜質(zhì)后進柱的，所以順流和逆流吸交都可以。再用 2~3 倍樹脂體質(zhì)的 7%~8%NaOH 浸泡 4h以上，用無離子水順流洗滌，中間可用無離子水反沖松動樹脂數(shù)次。洗至目測無色素時，用無離子水沖洗數(shù)次即可。酸洗脫流速為 ~ m3/（ m3*h），液位人要保持恒定。然后酸液逐漸變濃， pH 第七章 設備選型一覽表 工序 設備名稱 規(guī)格 /容積 數(shù)量 備注 糖化工序 調(diào)漿罐 2 噴射液化器 1 維持罐 2 板式換熱器 2 糖化罐 2 貯糖罐 1 板框壓濾機 2 發(fā)酵車間 發(fā)酵罐 3 種子罐 2 流加糖罐 1 消泡劑罐 1 消泡劑計量罐 1 劉家湯連消器 1 維持罐 2 四效濃縮器 1 提取車間 貯罐 2 脫色罐 3 電滲析器 2 離交柱 4 上柱罐 2 高流份池 1 臥式結(jié)晶箱 3 板框過濾器 2 精制車間 助晶槽 2 離心機 2 水力真空泵 1 板式換熱器 3 分配器 2 熱風機 1 旋風分離器 1 動力車間 蒸汽 電力 冷凍機 5 空氣壓縮機 6 冷水塔 2 貯罐 液氮貯罐 2 濃硫酸貯罐 2 第八章 鍋爐站 /空氣站 /冷凍站核算 一、鍋爐容量的確定 Q=(+QZ+Qg)t/h 式中 :Q… 鍋爐的額定容量 Qc… 生產(chǎn)用的最大蒸汽耗量 Qz… 鍋爐房自用氣量，一般取 Q 的 5— 8% Qg… 管網(wǎng)熱損失，一般取 Q 的 5— 10%. Q=179。 3）179。 71179。 并東站應靠近提取車間，同時應避免日曬，氨壓縮機主要通道不宜過長，本冷凍。 24/80)=179。/min 若換成 20 度， 時，體積為： Vmax=179。 179。 ~ 時為檸檬酸高流分，隨后不斷取樣檢測流出液的 Cl，并逐漸降低洗脫的流速。 ⑤洗脫 堿洗脫 當柱內(nèi)洗水液面降至樹脂表面，通入 10%氨水進行洗脫。這是樹脂為 R— N(CH3)2+OH。 在洗脫過程中，由于離子交換過程中產(chǎn)生大量熱，樹脂容易破碎。在正式過程中要保持淡水、濃水、極水三者的壓力平衡。 用堿洗脫，需轉(zhuǎn)型，若采 用新工藝，方能獲得高純度且濃度較高的檸檬酸。 （ 2）若用強酸洗脫后，樹脂為 CL、 SO42型，用 NaOH 再生后，方可再次吸交。 對于弱堿性的陰離子交換過 程，由于粒內(nèi)擴散速度比膜擴散速度慢得多，所經(jīng)其吸交速度主要由柱內(nèi)擴散來控制。在交換柱中，液體流過柱越快，膜的厚度越小?；蛴脧娝幔?HCL、 H2SO4）或熱水洗脫（解析）獲得檸檬酸液。 整流器是提供直流電的主要裝置，輸入三相交流電，電壓為 380V,輸入直流電，電壓為 0110V,電流為 0100A 2. 離子交換樹脂吸交性能的工作原理與工藝： （一） 離子交換樹脂對有機酸的吸交性能 檸檬酸在水中電離成 H+和酸根離子。用于復合肥的制造或其他化工產(chǎn)品，可增加經(jīng)濟效益。車間內(nèi)常處于‘白粉’‘黑粉’飄飛，使 廠區(qū)車間地面常有‘白泥’‘黑泥’散落，造成不良的工作環(huán)境。采用‘電滲析 —— 吸交法’提取檸檬酸，平均收率可達 %以上，不存在硫酸鈣處理問題，操作簡單，人員可減少 1/2。2)+(50%247。（ 2718125） = (5) 滅 菌 過 程 蒸 氣 滲 漏 取 總 氣 消 耗 量 5%, 空 罐 滅 菌 蒸 氣 消 耗 量 為（ 1192+236+） 247。(2[a]tP)+G1+G2 =3900247。=58766kg/(m3*h) 發(fā)酵罐空罐滅菌蒸汽用量 （ 1）查表得 hb=40Mn,取 D:H=1:4 200=πD2[HD+2（ hb+D247。如已產(chǎn)酸但不高，則加 CaCO3上調(diào) pH 至 ~，間接滅菌，重新一級接種發(fā)酵。只有防得嚴才能消除或降低染菌因素。