【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。使用傳統(tǒng)的液化保溫罐，先進(jìn)入的液料不能保證先出去，造成先進(jìn)料液液化過頭，后進(jìn)料液液化不完全，導(dǎo)致前后液化不均勻。因此，設(shè)計(jì)了一層流罐，本罐細(xì)而高，料液從上部切線進(jìn)料以防料液走短路，料液從下部排出，從而保證了料液先進(jìn)先出，最后液化均勻一致。采用快速升溫滅酶，閃急瞬時(shí)冷卻法。高溫處理時(shí)，通過噴射器快速升溫至120145℃，快速升溫比逐步升溫產(chǎn)生的“不溶性淀粉顆?！鄙?，所得的液化液既透明又易過濾，淀粉出糖率高，同時(shí)由于采取快速升溫法，縮短了生產(chǎn)周期。另外，噴射加熱到120145℃后，在維持罐內(nèi)維持510分鐘左右，使己形成的“不溶性淀粉顆粒”在高溫作用下分散，同時(shí)蛋白質(zhì)變性，蛋白質(zhì)得到進(jìn)一步凝固。采用真空閃急冷卻，液化液濃度可以增高，同時(shí)利用高壓差淀粉會(huì)進(jìn)一步分散，出糖率可以增高。吸附交換過程中吸附劑不斷“抖動(dòng)”，省去了批批再生的過程。采用吸交容量大、抗污染能力強(qiáng)的弱堿性陰離子交換劑，發(fā)酵液不經(jīng)脫色直接吸交，同時(shí)改變吸附交換柱內(nèi)壓力，106Pa至放空，反復(fù)2到4次。這種“抖動(dòng)”過程可以使吸附交換樹脂充分?jǐn)噭?dòng)，所以不需要像離交法那樣在洗膠工序后樹脂仍需批批再生，降低了水、酸、堿的消耗。調(diào)節(jié)解脫液pH，提高分離雜質(zhì)的效果。從陰離子交換樹脂流出的解脫液加堿調(diào)節(jié)pH至810，可以破壞檸檬酸解脫液的膠體穩(wěn)定性，從而使混入的少量可溶性蛋白質(zhì)、糖、膠體、雜酸等雜質(zhì)絮凝從解脫液中分離?！拔环ā辈捎脡A解脫法，避免原來酸解脫法存在的還原糖偏高、易碳化合物不達(dá)標(biāo)的缺點(diǎn)。與傳統(tǒng)的鈣鹽法相比，提取收率由原來的75%左右提高到80%，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本?！拔环ā北仍扳}鹽法”每噸增加效益1000元，生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化程序控制，消除了生產(chǎn)廢渣CaS04，只產(chǎn)生少量廢水，節(jié)約能耗，有利于環(huán)境保護(hù)。第三章 工藝計(jì)算（1）原料消耗的計(jì)算：主要原料為玉米，其他輔料有耐高溫α淀粉酶、CaCl尿素、MgSOKH3PO4，黑曲霉等。（2）中間產(chǎn)品計(jì)算：主要有液化醪、發(fā)酵液量的計(jì)算。（3）成品、副產(chǎn)品及“三廢”計(jì)算。（1）生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn)11000t檸檬酸（2）生產(chǎn)方法：玉米粉液化過濾后發(fā)酵（3）生產(chǎn)天數(shù)：300天（4）產(chǎn)品質(zhì)量：達(dá)到英國藥典、美國藥典標(biāo)準(zhǔn)，%（5）副產(chǎn)品年產(chǎn)量：玉米渣4950t、菌絲體7490t、(NH4)SO4 6360t（6）玉米淀粉含量為70%，水含量低于13%（7）%CaCl2耐高溫α淀粉酶（酶活力為20000U/g）用量為8U/g玉米粉（8）%尿素、%KH3PO%MgSO4（9）實(shí)際糖酸轉(zhuǎn)化率為94%、成品收得率為88%、產(chǎn)酸率為14%、發(fā)酵周期為72h原輔料消耗和中間產(chǎn)品衡算如下：糖化階段(C6H12O5)n＋nH2O→nC6H12O616418180發(fā)酵階段2 C6H12O6＋3O2→2C6H8O7＋4H2O21803322192418(2)生產(chǎn)11000000kg無水檸檬酸理論淀粉消耗量：11000000(164247。192)=9395870kg(3)生產(chǎn)11000000kg成品無水檸檬酸理論淀粉消耗量：9395870%=9377060kg(4)生產(chǎn)11000000kg無水檸檬酸實(shí)際淀粉消耗量：9377060247。86%=10903530kg (5)生產(chǎn)11000000kg無水檸檬酸玉米粉的消耗量：10903530247。70%=15576440kg(6) 耐高溫α淀粉酶的消耗量：1090353018247。20000=9812kg 玉米粉和水按1：，%CaCl2有關(guān)計(jì)算如下：(1)玉米漿的量：15576440（1+）=85670640kg(2)CaCl2的用量：85670640%=(3)干物質(zhì)含量為B0=87%的玉米粉比熱容C0=()=(kgK）玉米漿干物質(zhì)的濃度B1=87%247。(100)=%液化醪的比熱容C1=B1C0+()C水=%+(%)=（kgK）(4)經(jīng)第一個(gè)噴射器加熱后玉米漿的量為：85670640+[85670640(10560)247。()]=(5)第一個(gè)真空冷卻器出來的玉米漿的量[(10597)247。]=(6)層流罐出來的玉米漿的量[(9795)247。]=(7)第二個(gè)噴射加熱器出來的玉米漿的量+[(13095)247。()]=(8)高溫維持罐出來的玉米漿的量高溫維持時(shí)間是8min，蒸發(fā)量每小時(shí)為8%，故蒸發(fā)水分量為8%8247。60=故流出量為(11000)=(9)第二個(gè)真空冷卻器出來的玉米漿的量[(13098)247。]=(10)液化罐出來的液化醪的量[(9795)247。]=(11)液化清液的量液化醪經(jīng)過濾除去玉米渣4950000kg，(1)成品檸檬酸中檸檬酸的量：11000000%=10978000kg(2)發(fā)酵液中檸檬酸的量：10978000247。88%=12474990kg(3)發(fā)酵液總體積：12474990247。14%=(4)尿素耗量：%=(5)KH3PO4耗量：%=(6)MgSO4耗量：%=進(jìn)出料名稱每噸產(chǎn)品消耗（產(chǎn)生）量/kg年產(chǎn)（消耗）量/kg進(jìn)料玉米15576440水70093980CaCl2第一個(gè)噴射器噴入水第二個(gè)噴射器噴入水合計(jì)第一真空冷卻器蒸發(fā)水出料層流罐蒸發(fā)水高溫維持罐蒸發(fā)水1822654第二真空冷卻器蒸發(fā)水層流罐蒸發(fā)水301950玉米渣4364950000液化清液合計(jì)液化醪冷卻水作為調(diào)漿水，玉米漿初溫為60oC。(1)玉米漿由60oC噴射加熱到105oC噴射所耗熱量Q1=(10560)=(2)層流罐流出的玉米漿由95oC噴射加熱到130oC所消耗熱量Q2=(13095)=(3)高溫維持時(shí)間所消耗熱量t=8min蒸發(fā)量為每小時(shí)8%，故蒸發(fā)水分量V=8%8/60=所消耗熱量Q3=VI==()(4)熱損失其他過程總的熱損失為上述所消耗熱量的15% (5)總熱量Q=(Q1+12+Q3)= (1)發(fā)酵液洗脫后所得解脫液經(jīng)過常壓加熱煮沸10min后,解脫液中檸檬酸濃度約16%，則解脫液量247。16%=(2)加熱煮沸10min，如果溫度從25oC加熱到100oC,所耗熱量 Q1=(10025)=(3)煮沸時(shí)間為10min,蒸發(fā)量為每小時(shí)5%,則蒸發(fā)水分量5%1/6=故蒸發(fā)帶走熱量Q2==(4)熱損失其他過程總的熱損失為上述所耗熱量的15%(5)由上述計(jì)算得總熱量 Q=(Q1+Q2)=(6)蒸發(fā)干燥所耗熱量約為1150000kJ(7)提取工段所耗總熱量 +1150000=其他工序所耗總熱量約為3000000kJ ++3000000==11000=107186484515kJ，I=蒸汽用量D=247。[()]==11000=53766460kJ第四章 設(shè)備計(jì)算與選型由物料衡算知，假設(shè)原料粉碎過程損失率為6%，則每天玉米處理量為：247。94%=每天工作為8小時(shí)，則每小時(shí)玉米處理量為：247。8=選擇2臺(tái)鄭州軍安機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的TDh320型斗提機(jī)即可滿足生產(chǎn)，其技術(shù)參數(shù)如下:輸送量：28m3/h料斗容積：料斗運(yùn)行速度：鏈輪轉(zhuǎn)速：65r/min選擇2臺(tái)江蘇慶豐環(huán)保公司生產(chǎn)的GFS15022系列粉碎機(jī)即可滿足生產(chǎn)，其技術(shù)參數(shù)如下：粉碎室寬度：500m3傳動(dòng)方式：聯(lián)軸器傳動(dòng)錘片數(shù)：60電動(dòng)功率：80kW?h外形尺寸：250016501850mm參考重量：3500kg玉米產(chǎn)量：7～9t/h：選擇2臺(tái)天津湛拓生產(chǎn)的型號(hào)TD75的帶式輸送機(jī)。其技術(shù)參數(shù)如下：膠帶寬度：600mm 帶速：運(yùn)送量：70m3/h拖錕形狀：槽型由物料衡算知，，需調(diào)漿罐的填充系數(shù)為70%，則所需體積為：247。70%=取三個(gè)150m3的調(diào)漿罐即可滿足生產(chǎn)，一個(gè)備用委托北京晨翔瑞達(dá)有限公司制造.由物料衡算知，選擇一套由長沙水澤加熱設(shè)備制造有限公司制造的SZE型噴射液化系統(tǒng)由物料衡算知，每小時(shí)噴射液化氣流出的玉米漿的量為：247。300247。24=，玉米漿在層流罐逗留的時(shí)間是30min，層流罐的填充系數(shù)是80%，所以層流罐的體積是：247。2247。80%=取8m3的層流罐一個(gè)即可第二次噴射液化所需的液化維持罐同層流罐.由物料衡算知，每小時(shí)噴射液化氣流出的玉米漿的量為：247。300247。24=，玉米漿在高溫維持罐逗留的時(shí)間是8min，高溫維持罐的填充系數(shù)是80%，則高溫維持罐的體積為：8/60247。80%=取2m3的高溫維持罐一個(gè)即可。經(jīng)噴射加熱后的玉米漿溫度為105oC，工藝要求達(dá)到97oC進(jìn)入層流罐，經(jīng)真空冷卻放出的二次蒸汽，處理時(shí)間為10min，二次蒸汽的質(zhì)量流量為：()11247。300247。241/6=體積流量為：284247。=經(jīng)噴射加熱后的玉米漿溫度為105oC，工藝要求達(dá)到97oC進(jìn)入層流罐，經(jīng)真空冷卻放出的二次蒸汽，處理時(shí)間為10min，二次蒸汽的質(zhì)量流量為：()11247。300247。241/6=體積流量為：117247。=噴射液化系統(tǒng)按上述計(jì)算，設(shè)計(jì)一套液化噴射系統(tǒng)，委托長沙水澤加熱設(shè)備制備有限公司制造。每臺(tái)發(fā)酵周期所需液化醪的量為：96247。24=要求24h過濾完，則壓濾機(jī)處理能力需達(dá)到：247。24=選擇2臺(tái)禹州市大張?jiān)O(shè)備制造公司制造的BAB/100N型板塊壓濾機(jī)。其技術(shù)參數(shù)如下過濾能力：35t/h最大工作壓力：濾板片數(shù)：80端板片數(shù)：2總過濾面積：150m3外形尺寸：650015002500mm提取工段解脫液加活性炭脫色吸附后要過濾，選擇相同型號(hào)的過濾機(jī)，所以總共需要7臺(tái)，1臺(tái)備用。由物料衡算知，裝料系數(shù)取75%，那么每天所需發(fā)酵罐的體積為：247。75%=用200m3的發(fā)酵罐，發(fā)酵周期為72h，假設(shè)放罐，洗罐時(shí)間為24h，那么所需發(fā)酵罐個(gè)數(shù)為：247。200247。24(72+24)+1=選擇9個(gè)江蘇科海生物工程設(shè)備有限公司生產(chǎn)的V=200m3發(fā)酵罐即可滿足生產(chǎn)，其中1個(gè)備用，技術(shù)參數(shù)如下：罐體材質(zhì)：不銹鋼材質(zhì)驅(qū)動(dòng)方式：頂部機(jī)械攪拌密封方式：機(jī)械密封滅菌方式：在位滅菌公稱容積：200m3簡(jiǎn)體直徑：5000mm簡(jiǎn)體高度：1200mm換熱面積：250m3攪拌軸轉(zhuǎn)速：200r/min攪拌軸功率：220kw發(fā)酵罐設(shè)計(jì)成噴環(huán)式好氧發(fā)酵罐檸檬酸發(fā)酵接種量也為10%，則種子罐的體積：20010%=20m3發(fā)酵罐平均每天上罐數(shù)為247。200=需要種子罐2個(gè)，種子罐培養(yǎng)菌種28h，輔助操作時(shí)間為10～12h，生產(chǎn)周期為38~40h，所以4個(gè)該種體積的種子罐即可滿足生產(chǎn)。選擇鎮(zhèn)江匯能達(dá)設(shè)備公司生產(chǎn)的V=20m3種子罐，其技術(shù)參數(shù)如下：公稱容積：20m3簡(jiǎn)體直徑：2500m3簡(jiǎn)體高度：5000m3換熱面積：25m2攪拌軸轉(zhuǎn)速：300r/min攪拌軸功率：15kw發(fā)酵完后，發(fā)酵液用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)進(jìn)行過濾，每個(gè)發(fā)酵周期所需的發(fā)酵液量為：96247。24=工藝要求24h過濾完，那么過濾機(jī)處理能力應(yīng)達(dá)到：247。24=，其技術(shù)參數(shù)如下：過濾面積：50m2轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速：100150r/min轉(zhuǎn)鼓直徑：電動(dòng)機(jī)功率：外型尺寸：750045003900mm檸檬酸發(fā)酵液過濾后不經(jīng)過脫色直接上柱吸附，8310＃弱堿性陰離子交換樹脂的吸交容量大，抗污染能力強(qiáng)。8310＃的技術(shù)參數(shù)如下：型式：羥型粒度：20～60且小于90水分：60%～70%強(qiáng)度：90%濕視密度：～交換容量：～再生交換容量：9mmol/ml樹脂，所需樹脂的量：1247。()=濕樹脂的體積為：247。=一般控制樹脂的吸附量僅為樹脂交換總量的70%，則所需樹脂的體積為：247。=，則所需樹脂的體積：=按裝柱系數(shù)為70%計(jì)，則所需離子交換柱的體積為：247。=取12個(gè)半徑1800mm，高7200mm的離子交換柱即可，委托北京匯?？苾x公司生產(chǎn)解脫液常壓下加熱煮沸10min，取出后加入粉末活性炭(5g活性炭/L解脫液)，過濾除去有機(jī)雜質(zhì)和部分色素殘?jiān)@得清液。解脫液的流量：11000247。300247。24247。1050=煮沸時(shí)間為10min，則加熱罐體積為：1/6=體積圓整到2m3，選擇由北京遠(yuǎn)東中宇公司生產(chǎn)的2個(gè)加熱罐即可滿足需要，其中1個(gè)備用。解脫液常壓煮沸后加活性炭脫色，過濾后要經(jīng)過陽離子交換樹脂轉(zhuǎn)型，選用0017強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂，其技術(shù)參數(shù)如下：型式：H型水分：51%～56%濕視密度：～濕真密度：～磨后圓球率：90%質(zhì)量交換容量：全交換容量：再生劑用量：H2SO4(按100%計(jì))75～150kg/m3每噸檸檬酸所需樹脂量：1247。(19217)=，則樹脂的體積：247。=一般控制樹脂的吸附量僅為樹脂總交換量的70%，則所需樹脂的體積為：247。70%=每個(gè)周期所需離子體積=離子填充系數(shù)按70%計(jì)算247。70%=取10個(gè)半徑1800mm，高7200mm的離子交換柱即可，委托