【導讀】本設(shè)計包含設(shè)計說明書和圖紙兩部分。說明書主要包括香菇多糖的提取工藝、工藝流程；建廠可。電系統(tǒng)、采暖、通風、照明、安全、衛(wèi)生、防腐、三廢處理及環(huán)境保護等說明。工藝計算及其輔助設(shè)備的計算選型。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)驗公式。導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致。含我為獲得及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。明并表示了謝意。以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢。獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的。法律后果由本人承擔。本人授權(quán)大學可以將本學位論文的全部或部。涉密論文按學校規(guī)定處理。

　　

【正文】 二次蒸汽的蒸發(fā)潛熱。所以上式可簡化為： D=[Wr+FC(t1 t0)+q′]/R 式中： C— 溶液的比熱容， kJ/mol k D— 加熱蒸汽的消耗量， kJ/h I— 加熱蒸汽的熱含量， kJ/mol i— 二次蒸汽的熱含量， kJ/mol R— 加熱蒸汽的蒸發(fā)潛熱， kJ/mol r— 二次蒸發(fā)的蒸發(fā)潛熱， kJ/mol ?— 冷凝水的溫度， K t0， t— 溶液最初溫度與最終溫度（沸點）， K q′— 損失于外界的熱 由于多糖含量為 %20%，則溶液比熱容 C 近似為： C=C2(1B) 則， C=(%)=K。 料液溫度為 30℃ ，出口為 100℃ ，蒸發(fā)器蒸發(fā)的壓力： ，極熱蒸汽是 KPa 下的飽和溫度，在此溫度下，可知 r=2257kJ/kg， R=2230kJ/kg 故， 39。10() 13 0 22 57 20 0 4. 18 70 15 7. 8k g /h2230W r F C t t qD R? ? ? ? ? ? ?? ? ? 蒸 汽 因為 Q=DR=2230=97758W 所以傳熱面積： A=Q/KT 已知 K=1704W/m2K 則傳熱面積 A=97758/170470= ③ 蒸發(fā)器的主要尺寸 加熱室主要尺寸：選用 Ф15mm3mm，長為 1m 的不銹鋼管作為加熱管，則管數(shù)為： 01 .6 343 .1 4 0 .0 1 5An dl?? ? ?? 根。 為了安全，取 n=34=38 根。 加熱管按正三角形排列，則管束中心線上的管子數(shù)約為： nC=381/2=7 根 取管心距 S 為 50mm，取管束中心線上最外層的中心至殼體內(nèi)部的距離 b′為 ，則極熱室直徑為： di=S(nc1)+2b′=50(71)+2(15)=345mm 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 共 63 頁 圓整后去 di=400mm 循環(huán)管尺寸計算：根據(jù)經(jīng)驗，循環(huán)管的截面積取 80%的加熱管總面積，即循環(huán)管總面積為：2 2 200 . 8 0 . 8 3 8 0 . 7 8 5 ( 1 5 3 ) 0 . 0 0 3 5 m4f n d?? ? ? ? ? ? ? 所 以循環(huán)管直徑為： 4 4 0 . 0 0 3 5 0 . 0 6 6 8 m3 . 1 4fd ? ?? ? ? 圓整后取 d=70mm 分離室尺寸計算：取分離室高度為 1m。假設(shè)蒸發(fā)時的真空度為 ，相當于絕對壓強的20KPa，二次蒸汽的密度 ρ 為 ，則二次蒸汽的體積流量為： 3130 m /s36 00 36 00 31S WV ?? ? ?? 取允許蒸發(fā)體積強度為 VS,y=1m3/m3s ，則： ,4 4 0 .4 0 .7 3 1 m3 .1 4SZSyVD V? ?? ? ?，取 DZ=800mm 所設(shè)計的外循環(huán)蒸發(fā)器主要尺寸如下表 ： 表 外循環(huán)蒸發(fā)器主要尺寸表 加熱管 加熱室 分離室 循環(huán)管 規(guī)格 長度 /m 根數(shù) 直徑 /mm 長度 /m 直徑 /mm 高度 /m 直徑 /mm Ф15mm3mm 1 38 400 約 1 800 1 70 醇析罐設(shè)計計算 醇析過程主要是將水提后的多糖溶液進一步進行醇析提取，已得到純度較高的多糖。醇析過程主要在常溫下進行操作，因為乙醇容易揮發(fā)，溫度過高會使乙醇大量揮發(fā)而產(chǎn)生浪費，并且高溫操作也會帶來危險。 （ 1）醇析罐體積計算 物料衡算： 由于整個過程為間歇操作，按照任務(wù)量可知每次進料為 20xxkg，含糖量為 %，經(jīng)過蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮后濃度達 %，可計算出每次投入醇析罐的量為： 20xx%=1%m 則 ， m=7/ kg =700kg 由于加入的糖溶液中 99%為水，則溶液密度近似可按水密度計算，則： V 水 =700/1000 m3= 按照物料衡算可計算得到加入 95%乙醇的體積，計算如下： （ V 水 +V） 70%=95%V V≈ 2m3 所以，每次加入 95%乙醇的量為 2 m3。 因為可按體積加和性來計算，所以可近似認醇析時的體積為 2 .7m3。 取裝填系數(shù)為： 則， V 實 =，查文獻 [16]可取醇析罐 H/D=(按反應器類型選擇 )。 所以， 2311 1 .144V D H D??? ? ? 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 共 63 頁 334 4 3 . 1 = 1 . 5 m3 . 1 4 1 . 1 3 . 1 4 1 . 1VD ?????， H=== （ 2）醇析罐材料選擇 設(shè)計選用三個提取罐， 取其壁厚為 20mm，材料為 20R（ GB6654） ； 許用溫度為 20℃ ； 厚度 20mm34mm； 壓力位 。 脫蛋白罐設(shè)計計算 脫蛋白過程主要是為了使多糖里含有的蛋白類物質(zhì)脫除掉，因為蛋白存在將對多糖的保健及醫(yī)療效果有較大影響。在脫蛋白過程中按照 1:1 的物料與 氯仿 正丁醇的比例混合脫除 ，脫除溫度在常溫下進行 。 （ 1） 脫蛋白罐體積計算 加入的過濾后的多糖經(jīng)過與水 1:10 溶解后加入到脫蛋白罐，則加入體積可得： m=710kg=70kg V1=m/ρ=70/1000= 所以 V=2 V1=2= m3 取裝填系數(shù)為： 則， V 實 =，查文獻 [18],可取醇析罐 H/D=(按反應器類型選擇 )。 所以， 2311 1 .144V D H D??? ? ? 334 4 0 . 1 7 m = 4 4 4 m m3 . 1 4 1 . 1 3 . 1 4 1 . 1VD ?????，圓整后取 D=450mm， H==450mm=495mm （ 2） 脫蛋白罐 材料選 擇 設(shè)計選用三個提取罐， 取其壁厚為 10mm，材料為 20R（ GB6654） ； 許用溫度為 20℃ ； 厚度 10mm34mm； 壓力位 。 干燥器的計算及選擇 設(shè)計處理的多糖液體含水量為 %（濕基），環(huán)境溫度 t0=20℃ ，相對濕度為 80%，加熱蒸汽的壓力為 ，進風溫度 t1=160℃ ，排風溫度 t2=80℃ ，產(chǎn)品的含水量為 2%。 （ 1）水分蒸發(fā)量 12128 5 . 7 28 . 7 5 7 . 5 k g / h1 0 0 1 0 0 2WWWG W? ?? ? ? ??? （ 2)多糖產(chǎn)量 1212100 1 0 0 8 5 . 78 . 7 5 1 . 2 8 k g / h1 0 0 1 0 0 2WGG W? ?? ? ? ??? （ 3）進風量 根 據(jù) t0=20℃ ，相對濕度為 80%，在 I—H 圖上查得 x0= 水蒸氣 /kg 干空氣 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 共 63 頁 I0= 當 t1=160℃ ， t2=80℃ 時， 在 I—H 圖上查得 I1=I2= kJ/kg 干空氣 x= 水蒸氣 /kg 干空氣 所以，207 . 5 2 4 4 . 30 . 0 4 2 5 0 . 0 1 1 8WL xx? ? ???kg 干空氣 /h 根據(jù)計算求得空氣在 20℃時比容 γ0=所以進風量為： V0=Lν0==（ 4）排風量 根據(jù)計算， 80℃ 時 ，尾氣排出時的含濕空氣比容 γ2=所以排風量為： V2=Lν2==（ 5）總熱耗 理論熱耗： Qt=I(I2I0)=()=因為在運行中有設(shè)備的熱量損耗，這里設(shè)定熱量損耗為 8%，則 3 0 4 6 7 .6 3 3 1 1 7 k J / h0 .9 2PnQtQ ?? ? ? （ 6）空氣加熱管面積 查飽和水蒸汽性質(zhì)表得，當表壓為 時，飽和蒸汽溫度為 T=℃ ，飽和 蒸汽的比熱焓為： I=2778kJ/kg，冷凝水比熱焓 i= kJ/kg。 對數(shù)平均溫度為：00101( ) ( ) ( 1 7 4 . 5 2 0 ) ( 1 7 4 . 5 1 6 0 ) 5 9 . 2 C1 7 4 . 5 2 0lnln1 7 4 . 5 1 6 0mT t T ttTtTt? ? ? ? ? ?? ? ? ????? 則，極熱面積 233117 6 .7 m8 4 5 9 .2P mQA Kt? ? ??? （ 7）蒸汽消耗量 33117 1 6 . 1 k g /h2 7 7 8 7 3 4 . 1PQV Ii? ? ??? 蒸 汽 所以，可選擇噴霧干燥器型號為： PD2 型，其主要技術(shù)參數(shù)如下 表 ： 表 噴霧干燥器主要參數(shù)表 型號 水分蒸發(fā)量 /kg 所需功率 /kw PD2 14 35 儲罐的選擇 ① 儲罐（ Ⅰ ）的用途是用來暫存原料，主要起到緩沖作用然后送入下一步處理。 設(shè)計按一天提取的任務(wù)量來計算，則所需要的體積為： V=33=9m3； 填充系數(shù)： 罐實際容積： V 實 =10m3 查文獻 [16],可選儲罐型號為： HG5157485 計算容積為 10m3，儲罐內(nèi)徑為 20xx mm，罐壁高度為： 3185mm，拱頂高度為： 260mm，總高：陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 共 63 頁 3445mm，拱頂厚度： mm。 所用材料為： 20R（ GB66547） 儲罐的液位計選擇： 鋼與玻璃燒結(jié)液位計（ HG21606— 1993） 其適用范圍：鋼與玻璃燒結(jié)液位計用于觀察化工、石化、醫(yī)藥等。 使用溫度： 0~180℃ 設(shè)計壓力： ~ 其儲罐主要參數(shù)見下表 （ a） 表 （ a）提取后原料儲罐主要參數(shù)表 公稱容積 /m3 公稱直徑 /mm 拱頂高度 /mm 拱頂厚度 /mm 總高度 /mm 管壁高度 /mm 10 20xx 8 3445 3185 ② 儲罐（Ⅱ）的用途是存儲乙醇 本儲罐標準系列的設(shè)計壓力為常壓，設(shè)計溫度為 0℃ ≤t≤200℃ ，公稱容積 Vg 為 ~8m3。 所以根據(jù)乙醇儲罐的大小可選擇儲罐型號為： HG515738519，其主要參數(shù)如下表 ： 表 （ b） 乙醇儲罐主要參表 公稱容積 /m3 全容積 /m3 公稱直徑 /mm 厚度 /mm 高度 /mm 允許腐蝕裕度 /mm 儲罐質(zhì)量 /kg 6 20xx 8 20xx 1160 主要設(shè)備工藝計算及選型 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。 利用 txy 相圖，可以對精餾 原理作具體的分析說明。 如 圖 將組成為 xF，溫度為 tF 的混合液加熱到 t1，使其部分氣化，并將氣相與液相分開，可得到氣相組成為 y1，液相組成為 x1 產(chǎn)品。 圖 多次部分汽化和冷凝的 txy 理論上多次部分氣化在液相中可獲得高純度的難揮發(fā)組分，多次部分冷凝在氣相中可獲得高純度的易揮發(fā)組分，但因產(chǎn)生大量中間組分而使產(chǎn)品量極少，且設(shè)備龐大。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結(jié)合而實現(xiàn)操作的。 如下圖 所示為一精餾塔。下面由加熱釜 (再沸器 )供熱，使釜中殘 液部分汽化后蒸汽逐板上升，塔中各板上液體處于沸騰狀態(tài)。頂部冷凝得到的餾出液部分作回流入塔，從塔頂引人后逐板下流，使各板上保持一定液層。上升蒸汽和下降液體呈逆流流動，在每塊板上相互接觸進行傳熱和傳質(zhì)。原料液于中部適宜位置處加入精餾塔，其液相部分也逐板向下流入加熱釜，汽相部分則上升經(jīng) 各板至塔頂。由于塔底部幾乎是純難揮發(fā)組分，因此塔底部溫度最高，而頂部回流液幾乎是純易揮發(fā)組分，因此塔頂部溫度最低，整個塔內(nèi)的溫度由下 向上逐漸降低。 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 共 63 頁 圖 精餾塔中物料流動示意圖 精餾操作分析可知，為實現(xiàn)精餾分離操作，除 了具有足夠?qū)訑?shù)塔板的精餾塔以外，還必須從塔頂引人下降液流 (即回流液 )和從塔底產(chǎn)生上升蒸汽流，以建立汽液兩相體系。因此，塔底上升蒸汽流和塔頂液體回流是精餾過程連續(xù)進行的必要條件。 精餾操作對塔設(shè)備的要求 精餾所進行的是氣 (汽 )，液兩相之間的傳質(zhì)，而作為氣 (汽 )，液兩相傳質(zhì)所用的塔設(shè)備，首先必須要能使氣 (汽 )，液兩相得到充分的接觸，以達到較高的傳質(zhì)效率。但是，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)和需要，塔設(shè)備還得具