年產(chǎn)5000噸乳酸工廠提取車間設(shè)計(參考版)
2024-08-08 21:16本頁面
【正文】 第18頁 共19頁 。目前制約乳酸及其聚合物應(yīng)用的重要因素仍在其成本較高，因此通過設(shè)計合理的乳酸提取工藝可以降低乳酸生產(chǎn)成本，對乳酸生產(chǎn)普及應(yīng)用及現(xiàn)代社會的可持續(xù)發(fā)展具有重大的意義。上世紀80年代初，乳酸的總需求量為40kt/a，到1994年已經(jīng)突破120kt/a。對其及其衍生物的開發(fā)力度也在加強，其主要的研發(fā)方向為高品質(zhì)，高收率，同時也要盡可能降低成本，并且保證無污染。 設(shè)備布置設(shè)備定位，除根絕設(shè)計計算所得設(shè)備裝配圖定位外，對滿住生產(chǎn)工藝有如下要求：（1）在布置設(shè)備時一定要滿住工藝流程順序，要保證水平方向和垂直方向的連續(xù)性；（2）凡屬相同的幾套設(shè)備或同類型設(shè)備或操作性質(zhì)相似的設(shè)備盡可能地布置在一起，這樣可以統(tǒng)一管理，集中操作，還可以減少備用設(shè)備或互為備用；（3）設(shè)備布置時除了要考慮設(shè)備本身所占有的地位外，必須有足夠的操作、進行及檢修需要的位置；（4）要考慮相同設(shè)備或相似設(shè)備呼喚使用的可能性，設(shè)備排列要整齊，避免過松過緊；（5）要盡可能的縮短設(shè)備間的管線；（6）車間內(nèi)要留有堆放原料、成品和包裝材料的空地（能堆放一批或一天的量）以及必要的運輸通道，盡可能的避免固體物料的交叉運輸；（7）傳動設(shè)備要安裝安全防護裝置的位置；（8）要考慮物料特性對防火、防毒及控制噪音要求，譬如對噪音大的設(shè)備宜采用封閉式閣間等。 車間平面布置整個廠采用T型，而提取車間和精制車間采用長方形布置，這個有利于設(shè)備排列、易于安排交通及出入口。（5）車間所采取的勞動保護、防腐措施是否符合要求。（3） 設(shè)備布置應(yīng)符合設(shè)備安裝，檢修的要求：應(yīng)根據(jù)設(shè)備的大小及結(jié)構(gòu)考慮設(shè)備安裝、檢修及拆卸所需的空間。 車間布置（廠房平面布置） 車間布置設(shè)計原則（1） 車間布置應(yīng)符合生產(chǎn)工藝的要求：車間設(shè)備不知必須按流程的流向順序依次進行設(shè)備的排列，按順序進行加工處理。（7） 廠區(qū)總平面布置，包括車間與車間、輔助車間、生活設(shè)施等。（5） 土建資料和勞動安全、防火防爆等。（3） 設(shè)備資料，包括外型尺寸、重量、支撐型式等。 設(shè)計依據(jù)這次設(shè)計的課題是年產(chǎn)4000噸乳酸工廠提取車間，以下列資料為設(shè)計依據(jù)：（1） 生產(chǎn)工藝流程圖。所以在進行車間布置前必須掌握有關(guān)生產(chǎn)、安全、衛(wèi)生等資料，在布置時要做到深思熟慮，仔細推敲，以取得一個最佳方案。雙效塔數(shù)量 酸解鍋（裝填系數(shù)為75%）（1）酸解鍋總?cè)莘e進入酸解鍋總的的料液量為：每天的酸解料液量為：（2）酸解鍋單鍋容積酸解鍋單鍋容積取為：10m3（3）單鍋單鍋數(shù)量按5個酸解鍋計算 板框壓濾第三次（1）板框壓濾機型號：同第一，第二次板框壓濾中選用的板框壓濾機（2）板框壓濾機每天需過濾面積（3）板框壓濾機數(shù)目 4 車間布置設(shè)計車間布置設(shè)計的目的是對廠房的配置和設(shè)備的排列作出合理的安排，并決定車間、工段的長度、寬度、高度和建筑結(jié)構(gòu)型式，以及各車間之間與工段之間的相互聯(lián)系。（2）調(diào)漿罐數(shù)目 按9個調(diào)漿罐計算 提取工段 生產(chǎn)平衡計算 發(fā)酵液量發(fā)酵周期為72小時，所以每天應(yīng)處理的發(fā)酵液的量為： 硫酸用量硫酸酸解時，每2分子乳酸會消耗1分子硫酸每天所需硫酸量為： 碳酸鈣用量每天產(chǎn)80%乳酸量應(yīng)為：因提取和精制階段乳酸會有損失，因而實際上每天生應(yīng)產(chǎn)乳酸量為：使用碳酸鈣中和乳酸時，中和2分子的乳酸需要1分子CaCO3。（30020001000）=1036kg/天 設(shè)備計算及選型 發(fā)酵罐計算（1）發(fā)酵罐容積發(fā)酵罐單只體積為60m3，（設(shè)裝液系數(shù)75%）。 設(shè)計條件： （1）生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn)乳酸量為5000噸，純度為80% （2）原料中大米含量為10%； （3）原料中大米淀粉含量為70%； （4）淀粉——葡萄糖的轉(zhuǎn)化率為110%； （5）發(fā)酵周期：72小時； （6）發(fā)酵轉(zhuǎn)化率為90%； （7）生產(chǎn)天數(shù)：按300天計算； （8）糊化溫度：按90℃計算； （9）提取總收率：80%； （10）精制總收率：80%； 發(fā)酵工段 物料平衡計算 原料中大米及麩皮的使用量（1）原料中大米用量：（2）大米中大米麩皮比例按4:1計算；原料中麩皮的用量： 液化酶及糖化酶的用量（1）以1g大米需要10個活力單位的液化酶投入2000活力單位1g的液化酶，則每天液化酶用量：G液化酶=（1031061070%）247。因此在實際應(yīng)用中，人們會更多考慮用弱型離子交換樹脂。再生過程包括離子交換樹脂去雜，即用大量水清洗，然后再用酸和堿處理，除去與功能基團結(jié)合的雜質(zhì)，使離子交換樹脂回復(fù)原有的靜電吸附能力。離子交換時要特別注意：經(jīng)常檢測流出液中的離子，不得含有Ca2+和Fe3+。離子交換的目的是一是為了除去乳酸鈣中的鈣離子，二是凈化乳酸使其達到工業(yè)級乳酸的標準。 乳酸純化（1） 離子交換法：離子交換色譜是通過帶電的溶質(zhì)分子與離子交換介質(zhì)中的離子進行交換以達到分離純化目的的。第二次濃縮則是在第一次濃縮后，需要在較高真空度下進行，以抵消濃縮液沸點升高。第一段濃縮在較低的真空度下進行，在蒸發(fā)器內(nèi)抽真空達到80kPa濃縮后可得到工業(yè)級乳酸。到達濃縮后期時首先檢測濃縮液的密度，先停止加熱，再關(guān)閉真空系統(tǒng)。檢查完畢后打開真空系統(tǒng)，使蒸汽發(fā)生器工作一段時間后達到一定的真空度，到達指定真空度后再泵入物料。物料達到70℃左右。如果把壓力降低則可以使沸點降低，使其低于乳酸的分解點，則使乳酸蒸餾出來。C。酸解結(jié)束后料液進入第三次板框過濾。酸解時要注意控制溫度不高于70℃，即防止碳化，同時防止對色度影響。操作前要注意檢查各閥門是否關(guān)閉，以保證操作正常進行。操作前要注意板框與濾布之間知否有破損，防止走液。 沉降調(diào)節(jié)至pH=12以上，并加熱至90℃，并加入2%MgCl2
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