【正文】 0%檸檬酸實(shí)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。而采用“吸交法”新工藝后，檸檬酸總提取率平均達(dá) %，突破了我國檸檬酸工業(yè)化生產(chǎn)提取率的最高紀(jì)錄，達(dá)到了世界先進(jìn)水平，產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高， 98%以上達(dá)到英國藥典的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)成本每噸下降 1180 元，副產(chǎn)品硫酸銨可作為復(fù)合肥料加以回收利用，實(shí)現(xiàn)了清潔化生產(chǎn)。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(yīng)器底部，沼氣通過水封經(jīng)管道排出，進(jìn)入氣柜被鍋爐利用。設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以達(dá)到或超過國內(nèi)同類型工廠生產(chǎn)實(shí)際平均先進(jìn)水平為宜； 要積極采用新技術(shù)，力求設(shè)計(jì)在技術(shù)上 具有現(xiàn)實(shí)性何先進(jìn)性，盡可能提高勞動生產(chǎn)率，同時(shí)兼顧社會和環(huán)境效益； 設(shè)計(jì)工作要貫徹經(jīng)濟(jì)的原則，反對盲目最求形式；廠房和廠區(qū)設(shè)計(jì)以適用、經(jīng)濟(jì)為主導(dǎo)，適當(dāng)講究美觀。 生產(chǎn)工藝總流程： 玉米粉碎 調(diào)漿 氨水 菌種（黑曲霉菌） 采風(fēng) 液化 包裝 空壓機(jī) 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(yīng)池 去易碳化物 正品 脫色 篩分 廢水處理 沼氣 抽濾 干燥 達(dá)標(biāo)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(yīng)器發(fā)酵法等。 三、生產(chǎn)過程的總物料衡算 物料衡算是根據(jù)質(zhì)量守恒定律而建立起來的。 86%= 總收率： 檸檬酸量純淀粉理論上產(chǎn) 檸檬酸量純淀粉實(shí)際產(chǎn) %1001 %100t1t 即： 247。 （三）、總物料衡算結(jié)果 衡算結(jié)果列匯總表。 %=14kg179。 86%247。 75%）179。 4 φ 3800179。在 ,40℃下左右 30min 尚不失活，其糖化酶最 適作用 pH 在 ~，最適溫度為 60~65℃。 菌種的選擇，分純、保存及擴(kuò)大培養(yǎng) （ 1）選菌：通過誘變劑進(jìn)行誘變育種，篩選優(yōu)良菌種。當(dāng)然這種事故的概率很低，其次則是孢子在大罐生長期的攪拌功率消耗問題。 B、麩曲質(zhì)量： ①孢子稠密、整齊、黑亮、無雜色孢子及氣生菌絲。然而無機(jī)鹽對檸 檬酸發(fā)酵影響是十分復(fù)雜的， 它因菌種、原料、生產(chǎn)方式不同而不同。對溶氧的影響也較菌絲形式的菌體低。疏于防而重于治則必事倍而功半。6） 247。（ 15%） =1895kg/h 每罐滅菌 ,用蒸汽量： 1895=2842kg/罐 每日用蒸汽量： 28422=5684kg/d 平均量 。 電滲析是一種分離技術(shù)。 采用原“鈣鹽 法”提取工藝，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到英國藥典標(biāo)準(zhǔn)的比例一般一次性只有 70%。 （三）洗腳原理： 離子交換的效果，除了取決于離子濃度和離子選擇系數(shù)外，還應(yīng)取決于離子交換的速度。 因此檸檬酸吸交時(shí)應(yīng)考慮： ① 樹脂選型上要選擇大孔徑細(xì)粒度，機(jī)械強(qiáng)度好逐步形成交聯(lián)度較小、交換容量大的樹脂。 三、吸交法提取檸檬酸的工藝流程 發(fā)酵液 過濾 炭柱脫色 電滲析柱 離子交換柱 酸洗脫 去易碳化物 脫色 抽濾 轉(zhuǎn)型 檸檬酸液 濃縮分離 母液 檸檬酸成品液 精制車間 四、操作工藝 電滲析操作工藝 （ 1）、提取工作原理：吧除凈懸浮物后的檸檬酸發(fā)酵液，用泵輸入電滲析器 ，在直流電場作用下，檸檬酸根（ Ci3）及其他陰離子向陽極遷移，透過陰膜進(jìn)入濃縮室后被陽膜截留，而陽離子同時(shí)向陰極遷移，透過陽膜進(jìn)入濃縮室后則被陰膜截留。新型動態(tài)洗脫工藝可獲得良好的結(jié)果。氨水洗脫流速為 m3/（ m3*h），液位仍要保持恒定， 洗脫時(shí)流出液 pH 逐步升高，當(dāng) pH上升至 時(shí)停止通氨水，而通入無離子水，將殘余檸檬酸根頂出，流速與洗脫時(shí)相同。 +8%Q+10%Q) 解得： Q=31t/h 查表選擇 型號鍋爐 3臺， 型號 1臺 二、 電站的選擇 檸檬酸的生產(chǎn)具有高度連續(xù)性，對供電的可靠性有較高的要求，應(yīng)該有兩個(gè)電源供電，不但由城市電網(wǎng)供電，還應(yīng)該有鍋爐發(fā)電站，現(xiàn)利用產(chǎn)品單耗計(jì)算年產(chǎn)10000t99%晶體味精所需電負(fù)荷： Wn=ZWo=10000179。 10 8 ( m179。 60179。 ⑥轉(zhuǎn)型 將上述堿洗脫液輸入 H+型 732 陽離子交換柱中轉(zhuǎn)型，流速為 ~ m3/（ m3*h）開始流出液中檸檬酸濃度較低，應(yīng)單獨(dú)收集。開始的洗水中含有檸檬酸，應(yīng)回收，無酸后則排放掉。 ④停機(jī) 停機(jī)時(shí)，要先吧電壓降下來再關(guān)整流器，同時(shí)關(guān)閉收集提取液閥門，然后繼續(xù)通水約 10,min 后停泵。 ③ 篩選對檸檬酸吸交選擇性較高的新型樹脂； ④ 高效廉價(jià)的去易炭化合物技術(shù)，使離子交換工藝日趨完善。 ③ 沉淪的濃度：當(dāng)溶液中粒子濃度較低時(shí)，對膜擴(kuò)散速度影響較大，而對粒內(nèi)擴(kuò)散影響較??；當(dāng)溶液中的離子濃度高時(shí)，對粒內(nèi)擴(kuò)散影響較大而對膜擴(kuò)散速度影響較小。 （二）離子交換機(jī)制： 利用陰離子交換樹脂從檸檬酸發(fā)酵液中分離檸檬酸是屬選擇性吸交。 經(jīng)統(tǒng)計(jì)，比較原輔材料消耗，‘電滲析 —— 吸交法’新工藝比原“鈣鹽法”工藝降低了原輔材料費(fèi)用。[(3420)71]=363961kg/h=日運(yùn)轉(zhuǎn) 3 臺，高峰用水量： 3=日用水量： 24=1520t/d 式中 — 各罐發(fā)熱狀況均衡系數(shù) 平均水量 。 D 空 =200= (3)滅菌過程的熱損失：輻射與對流聯(lián)合給熱系數(shù) a, 罐外壁溫度 70℃ a=+（ 7020） = 200m3發(fā)酵罐表面積為： S=4πR2+2πRH=4π(247。對付這種污染的措施：早期發(fā)現(xiàn)，可另補(bǔ)充一些新培養(yǎng)基，加 CaCO3 調(diào) pH至 ~， 重新滅 菌，一級接種發(fā)酵。 三、檸檬酸發(fā)酵染菌的防治 檸檬酸發(fā)酵常見的污染菌：檸檬酸發(fā)酵初期，即發(fā)酵液 pH 時(shí)，常見的污染菌為細(xì)菌、酵母、曲霉及青霉菌等，隨著發(fā)酵液 pH 的下降，大多數(shù)細(xì)菌和曲霉被抑制或自溶，而耐酸性的酵母和青霉菌等繼續(xù)繁殖，重者導(dǎo)致發(fā)酵倒罐，輕者產(chǎn)酸很低且粘度增加，提取困難。 c 控制生物量： 正常的發(fā)酵液中生物量應(yīng)控制在 12~20g/L，過多的生物量會影響氧的溶解，增加發(fā)酵罐攪拌功率，且消耗了大量葡萄糖（一般認(rèn)為每增加 1g 生物量，要消耗1g以上的葡萄糖）。另據(jù)報(bào)道，在檸檬酸發(fā)酵中途添加銨鹽，尤其是當(dāng)發(fā)酵中檸檬酸生成速率開始下降時(shí)，添加銨離子最為有利，它對菌體無影響。 在無菌室中，于無菌操作條件下，每一個(gè)三角瓶上接入 1~2 環(huán) 已活化好的斜面菌種孢子，或 2ml 斜面菌種的孢子懸浮液，于 30~32℃下培養(yǎng) 16~20h 后，白色小菌落已蓋滿曲層表面，這時(shí)應(yīng)搖瓶一次，使培養(yǎng)基疏松、鋪平、繼續(xù)培養(yǎng)再經(jīng) 4~6h，即約培養(yǎng) 24h 后，可看到培養(yǎng)基結(jié)成塊狀，白色菌絲生長旺盛，但后停止。 能保持較幼的種齡，前期產(chǎn)酸稍慢，培養(yǎng)基 pH＞ 的時(shí)間延長，有利常數(shù)的充分糖化，后期產(chǎn)酸較快，后勁會較足，則殘?zhí)禽^低。對于不同的發(fā)酵，由于菌種生長的活力、繁殖速度、培養(yǎng)基的成分、 pH值的高低、發(fā)酵產(chǎn)物等不同，對雜菌的抑止能力也不同，從而對空氣的無菌要求也有所不同。 ⑦、分生孢子串珠狀著生，黑褐色，表面粗糙且有明顯的刺狀突起，平均直徑為~，成熟后遇到振動易散落。 2 φ 1250179。第二次 液化操作周期 ，其中液化 2h，液化罐 20m179。 = 衡算結(jié)果（年產(chǎn) 5000t 檸檬酸）：根據(jù)總物料衡算：日投工業(yè)淀粉 進(jìn)入 系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項(xiàng)目 物料比例 日投料量 項(xiàng)目 物料比例 日投料量 工業(yè)淀粉 1000 24310 糖液 配料水 1800 43758 濾渣 一次液化酶 二次液化酶 硫酸用量 7 CaCl2 用量 7 珍珠巖用量 洗水和蒸汽 累計(jì) 累計(jì) 注：單位： kg 三、熱量衡算 液化加熱蒸汽消耗量（ D）：可按下式計(jì)算 D=GC(t2t1)/（ Iλ） 式中 G—— 淀粉漿量（ kg/h） C—— 淀粉漿比熱容 {kJ/（ kg179。（ 1+） =2800kg 加水量為 1000179。 = ④每天的聽取檸檬酸量： 檸檬酸量： （生成純檸檬酸量）179。 86%= 淀粉單耗； ① 1t100%檸檬酸消耗純淀粉量為： 檸檬酸量純淀粉產(chǎn) 檸檬酸 %1001 %100t1t 即： 1000kg247。 ②我國的檸檬酸生產(chǎn)廠家目前全部采用“鈣鹽法”提取工藝，每生產(chǎn)一噸檸檬酸要產(chǎn)生兩噸固體硫酸鈣，成為工業(yè)垃圾，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；由于需要加熱和洗滌，生產(chǎn)過程粗放，因而能源消耗大、自動化 水平較低；工藝本身存在缺陷，至少要有 10%已經(jīng)發(fā)酵好的檸檬酸未被提取，造成巨大的浪費(fèi)。廢水通過反應(yīng)器底部進(jìn)水管進(jìn)入內(nèi)筒，逐漸上升到反應(yīng)器頂部的水 分布器，通過紅吸管均勻進(jìn)入外筒和中筒之間與馴化好的污泥相混合，在厭氧菌的作用下，廢水中的有機(jī)物被分解成沼氣。注意節(jié)約用地，盡量少占耕地； 生物產(chǎn)品的工廠設(shè)計(jì)要考慮其工廠的獨(dú)特要求，既要注意到周圍環(huán)境（包括空氣、水源）的清潔衛(wèi)生，又要注意到工廠內(nèi)各車間對衛(wèi)生、無菌條件、防火等的要求。而微生物發(fā)酵檸檬酸是典型的好氧發(fā)酵，深層發(fā)酵是利用強(qiáng)制通入液相中的溶解氧發(fā)酵，表面和固體法是利用環(huán)境空氣中氣相氧來滿足微生物代謝所需的氧。物料衡算是進(jìn)入系統(tǒng)的全部物料衡算重量等于離開該系統(tǒng)的全部物料重量，即 ∑ F=∑ D+W 式中： F 進(jìn)入系統(tǒng)物料量（ kg） D 離開系統(tǒng)物料量（ kg） W 失的物料量 （ kg） （一）、生產(chǎn)能力 日產(chǎn)檸檬酸： 5000179。 179。如 表一所示：工業(yè)原料，淀粉含量為 86% 原料 項(xiàng)目 淀粉質(zhì)原料（玉米淀粉） 生產(chǎn) 1t100%檸檬酸 t/d 工業(yè)原料（ t） 糖液（ 30%） 4 68 檸檬酸（ %）（ t） 檸檬酸（ 100%）（ t） 排出含 %檸檬酸廢母液 第三章 糖化車間 一、糖化工藝的選擇 目前，淀粉液化有酸法、酶法和機(jī)械液化法三類，而工業(yè)上常用的為酸法和酶法。 2/3= 4硫酸用量： 2800179。 （每小時(shí)粉漿量）179。（ ） 取 3 臺 （ 3）糖化操作時(shí)間為 75h，糖化時(shí)間為 71h，取糖化關(guān)體積為 50m179。 8800 板框壓濾機(jī) 60 m179。在檸檬酸發(fā)酵條