【正文】 并東站應(yīng)靠近提取車(chē)間，同時(shí)應(yīng)避免日曬，氨壓縮機(jī)主要通道不宜過(guò)長(zhǎng)，本冷凍。 冷媒的選擇 :冷媒必須具備以下幾個(gè)條件： a 冰點(diǎn)低 b 熱容量大 c 對(duì)設(shè)備的腐蝕性小 d 價(jià)格低廉。/a) 查設(shè)備手冊(cè)，選用 6臺(tái) 。 24/80)=179。 71179。/min 故發(fā)酵車(chē)間全年所消耗的無(wú)菌蒸汽量為： V=179。 293/(308179。/min 若換成 20 度， 時(shí)，體積為： Vmax=179。 3）179。有 3 臺(tái)種子罐，每臺(tái)裝液量為，設(shè) 5 臺(tái)設(shè)備同時(shí)需要通風(fēng)，平均通風(fēng)比 ,則工作狀況最大通風(fēng)量 ruo 為、 Vmax=（ 150179。 4200=179。 179。然后酸液逐漸變濃， pH 第七章 設(shè)備選型一覽表 工序 設(shè)備名稱(chēng) 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(jī) 2 發(fā)酵車(chē)間 發(fā)酵罐 3 種子罐 2 流加糖罐 1 消泡劑罐 1 消泡劑計(jì)量罐 1 劉家湯連消器 1 維持罐 2 四效濃縮器 1 提取車(chē)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(guò)濾器 2 精制車(chē)間 助晶槽 2 離心機(jī) 2 水力真空泵 1 板式換熱器 3 分配器 2 熱風(fēng)機(jī) 1 旋風(fēng)分離器 1 動(dòng)力車(chē)間 蒸汽 電力 冷凍機(jī) 5 空氣壓縮機(jī) 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。但檸檬酸溶解度低，因此，在濃度高時(shí)，流速過(guò)慢會(huì)發(fā)生“結(jié)柱”，此時(shí)應(yīng)迅速加快流速，使結(jié)晶溶化。用水 頂出多 余鹽酸，水洗至 所有，再用 2~3 倍樹(shù)脂體積的 10%NaOH 或氨水進(jìn)行再生，使樹(shù)脂恢復(fù)為 OH。 ~ 時(shí)為檸檬酸高流分，隨后不斷取樣檢測(cè)流出液的 Cl，并逐漸降低洗脫的流速。酸洗脫流速為 ~ m3/（ m3*h），液位人要保持恒定。用水反沖，松動(dòng)樹(shù)脂后備用。手機(jī)洗脫液。 ⑤洗脫 堿洗脫 當(dāng)柱內(nèi)洗水液面降至樹(shù)脂表面，通入 10%氨水進(jìn)行洗脫。洗至目測(cè)無(wú)色素時(shí)，用無(wú)離子水沖洗數(shù)次即可。逆上柱一般 SV=2~3 m3/（ m3*h），順上柱 SV=~2 m3/（ m3*h） ④水洗 停止進(jìn)料，當(dāng)液面降至樹(shù)脂表面，進(jìn)水洗滌。開(kāi)始流出 OH的廢液 pH 較高，當(dāng) pH 逐步降至 左右時(shí)，停止吸交以免檸檬酸流失。這是樹(shù)脂為 R— N(CH3)2+OH。再用 2~3 倍樹(shù)脂體質(zhì)的 7%~8%NaOH 浸泡 4h以上，用無(wú)離子水順流洗滌，中間可用無(wú)離子水反沖松動(dòng)樹(shù)脂數(shù)次。 ②新樹(shù)脂的處理 待交換樹(shù)脂應(yīng)處理成 OH型即 R— N（ CH3） 2+OH，若是新樹(shù)脂應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理。 （ 2）離子交換法提取檸檬酸的操作規(guī)程 ①?gòu)?fù)濾 檸檬酸發(fā)酵液經(jīng)壓濾或帶式過(guò)濾機(jī)過(guò)濾后的濾液，含有少量的菌體和雜質(zhì)。 在洗脫過(guò)程中，由于離子交換過(guò)程中產(chǎn)生大量熱，樹(shù)脂容易破碎。 由于檸檬酸發(fā)酵液是經(jīng)過(guò)熱處理、過(guò)濾與復(fù)濾，或現(xiàn)脫色過(guò)濾，除去菌絲體蛋白質(zhì)、膠體物質(zhì)、有機(jī)色素等雜質(zhì)后進(jìn)柱的，所以順流和逆流吸交都可以。當(dāng)?shù)业碾娏飨陆档揭欢ǔ潭龋S即取樣分析確定，一般下降到 4~6A），即達(dá)到離子分離完全的要求。先調(diào)電壓至 3~5V，轉(zhuǎn)動(dòng)波段開(kāi)關(guān)， 檢查各組確認(rèn)已通 電及電流表轉(zhuǎn)動(dòng)正常后，再緩慢升高電壓，但不得超過(guò) 100V。在正式過(guò)程中要保持淡水、濃水、極水三者的壓力平衡。 檢查各水流系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、正常時(shí)開(kāi)機(jī)。由此可見(jiàn)，用電滲析工藝提取的檸檬酸液必須進(jìn)一步進(jìn)行凈化處理。而淡化室的發(fā)酵液中除去電解質(zhì)后的非電解質(zhì)、糖及大分子物質(zhì)，在電場(chǎng)中不遷移或不能透過(guò)膜，仍停留在淡化室最后被排除，因而與檸檬酸離。 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。 用強(qiáng)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。最近的研究采用： ① 吸交前先經(jīng) HG15 顆粒活性炭柱脫色，去除膠體物，再經(jīng)強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂去除 Cl、 SO4草酸等雜根離子； ② 多柱串聯(lián)吸交，利用發(fā)酵液中的鈉離子組分的吸交勢(shì)差別將它們分離開(kāi)，在檸檬酸根吸交區(qū)帶洗脫。 從吸交反應(yīng)可知，發(fā)酵液中不帶電荷的殘?zhí)?、部分色素、可溶性?白質(zhì)等膠體物質(zhì)和帶正電荷的金屬離子等都可以除去。 （ 2）若用強(qiáng)酸洗脫后，樹(shù)脂為 CL、 SO42型，用 NaOH 再生后，方可再次吸交。以留出中檢查不出檸檬為準(zhǔn)。當(dāng) pH 陡然下降至 以下，即為樹(shù)脂吸交檸檬酸根趨于飽和，應(yīng)停止吸交。 ② 在實(shí)際操作上：要嚴(yán)格控制上柱液流速與檸檬酸根在樹(shù)脂粒內(nèi)擴(kuò)散速度相一致，避免由于流速過(guò)快，部分檸檬酸根還沒(méi)有擴(kuò)散到交換點(diǎn)上和 OH吸交就隨發(fā)酵液流出，從而降低樹(shù)脂交換容量；要有一定的樹(shù)脂層高度，使沒(méi)有充分吸交的檸檬酸根向新樹(shù)脂內(nèi)擴(kuò)散和吸交，避免因流速過(guò)快引起流出液的 pH 迅速下降，造成檸檬酸的損失。 對(duì)于弱堿性的陰離子交換過(guò) 程，由于粒內(nèi)擴(kuò)散速度比膜擴(kuò)散速度慢得多，所經(jīng)其吸交速度主要由柱內(nèi)擴(kuò)散來(lái)控制。 ④ 樹(shù)脂交聯(lián)度：樹(shù)脂的交聯(lián)度對(duì)粒內(nèi)擴(kuò)散的影響比對(duì)膜拜擴(kuò)散的影響更顯著。 ② 樹(shù)脂顆粒：離子的膜擴(kuò)散速度與樹(shù)脂顆粒大小成反比，而粒子內(nèi)擴(kuò)散速度與粒徑倒數(shù)的次方成正比。離子交換速度主要取決于膜擴(kuò)散和柱內(nèi)擴(kuò)散的速度。在交換柱中，液體流過(guò)柱越快，膜的厚度越小。第 1 步中的檸檬酸根離子在溶液中擴(kuò)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。 實(shí)際上吸交過(guò)程的速度是由上述 5 布的相對(duì)速度組成的。離子交換反應(yīng)一般是在動(dòng)態(tài)下進(jìn)行的?；蛴脧?qiáng)酸（ HCL、 H2SO4）或熱水洗脫（解析）獲得檸檬酸液。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(shù)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(shù)脂上的殘?zhí)堑入s質(zhì)。 ③ 大孔吸附性樹(shù)脂的有的能吸附有機(jī)酸根，但吸附量小，選擇性差，易被水洗掉。 ② 酸性陰離子交換樹(shù)脂能吸交檸檬酸、乳酸等有機(jī)酸根離子。 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(shù)脂吸交性能的工作原理與工藝： （一） 離子交換樹(shù)脂對(duì)有機(jī)酸的吸交性能 檸檬酸在水中電離成 H+和酸根離子。 電滲析工作原理與設(shè)備裝置： （ 1）電滲析工作原理： 在外加直流電場(chǎng)的作用下，溶液中的離子會(huì)產(chǎn)生遷移運(yùn)動(dòng)，在這種情況下，利用帶有固定可交換基團(tuán)的陰陽(yáng)離子交換膜對(duì)溶液中離子有選擇性透過(guò)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(yīng)的濃縮室中，從而達(dá)到溶液純化的目的。新工藝減少了 50%的操作工作，并減少了硫酸鈣廢渣的車(chē)輛運(yùn)送及人員費(fèi)用。新“吸交法”工藝 98%以上能夠一次性達(dá)到英國(guó)要點(diǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。用于復(fù)合肥的制造或其他化工產(chǎn)品，可增加經(jīng)濟(jì)效益。 原“鈣鹽法”工藝 ,副產(chǎn)品是硫酸銨，不但無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，污染環(huán)境，需花大力氣去處理，而且浪費(fèi)自然資源。采用‘電滲析 —— 吸交法’新工藝后大為改觀，取代了“中和”、“酸解”工段，‘電滲析 —— 吸交法’平均收率可達(dá) %以上?，F(xiàn)新工藝徹底消除了硫酸鈣渣，極大地減少了檸檬酸生產(chǎn)隊(duì)環(huán)境的污染，整個(gè)過(guò)程處于液體狀態(tài)下，實(shí)行管路、閥門(mén)操作，不但大幅度降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且使車(chē)間、廠區(qū)的面貌大為改觀。車(chē)間內(nèi)常處于‘白粉’‘黑粉’飄飛，使 廠區(qū)車(chē)間地面常有‘白泥’‘黑泥’散落，造成不良的工作環(huán)境。 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(shí)副產(chǎn)微帶酸性的膏狀硫酸鈣。電滲析與吸交柱結(jié)合使用能使質(zhì)量符合英國(guó)藥典質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。它是在離子交換樹(shù)脂基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，可用于化工產(chǎn)品的分離 、提純、濃縮、和物資的回收。采用‘電滲析 —— 吸交法’提取檸檬酸，平均收率可達(dá) %以上，不存在硫酸鈣處理問(wèn)題，操作簡(jiǎn)單，人員可減少 1/2。1520247。220900=62724004kj 總熱量： Q 總=122714392+13696696892461862724004=1096735439kj 200m3發(fā)酵罐，裝料量為 150 m3，發(fā)酵周期為 17h,使用新鮮水冷卻水，進(jìn)口溫度20℃ ，出口溫度 34℃ ， 冷 卻 水 用 量W=1096735439247。2] 12289=1269669kj 檸檬酸燃燒熱： Q=[(13%)247。2)+(50%247。24= 式中 — 各罐發(fā)熱狀況均衡系數(shù) 發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生的熱量及冷卻水用量 通過(guò)燃燒熱進(jìn)行計(jì)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 。[(5020)]=29048(kg/h)=(t/h) 式中： 20390 為每罐裝料量： 4018 為水的比熱容； 為糖的比熱容 全天用水量： 32=2 種子罐冷卻用水量 14 m3種子罐，裝料量 ，發(fā)酵周期 16h,使用新鮮水，冷卻水，進(jìn)口溫度 20℃ ，出口溫度 34℃ ，冷卻水用量（ W） W=67003247。 5684247。（ 2718125） = (5) 滅 菌 過(guò) 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)2+=239 m3 耗用蒸汽量： Dm=239(7020) 247。（ 2718125） =1192kg (2)填充發(fā)酵罐空間需的蒸汽量 。（ 108π247。(2[a]tP)+G1+G2 =3900247。(2[a]) =1000247。6） 247。4=13πD3247。=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。 四、物料衡算： 缺失 設(shè)備選型 V— 發(fā)酵液體積 m3 G1— 設(shè)備身體的重量 kg C1— 設(shè)備身體的比熱容【 kj(m3*h)】 Q 最大 ={247。如污染青霉則危害極大，這些雜菌能在低 pH 醪中生長(zhǎng)，結(jié)果使醪變稠、變黃、粘度增大，嚴(yán)重影響氧的傳遞， 導(dǎo)致發(fā)酵失敗，甚至“倒罐”。如產(chǎn)酸不高但還原糖 尚有可繼續(xù)發(fā) 酵 的 量 時(shí) ， 可 采 取 提 高 培 養(yǎng) 溫 度 至 39~40 ℃ ， 加 大 風(fēng) 量 并 添 加~,即 50m3 發(fā)酵罐加 1~ 的硫酸銅抑止酵母生長(zhǎng)，加快產(chǎn)酸速度，減少損失。如已產(chǎn)酸但不高，則加 CaCO3上調(diào) pH 至 ~，間接滅菌，重新一級(jí)接種發(fā)酵。再一級(jí)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(jǐn)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(shí)，照樣生長(zhǎng)。 發(fā)現(xiàn)較遲，染菌較重，要立刻加檸檬酸母液或濃鹽酸、硫酸等而等將發(fā)酵液 pH 調(diào)節(jié)到＜ 再加風(fēng)量。 （ 1）防止染菌措 施： ①?lài)?yán)格無(wú)菌操作制度； ②加強(qiáng)環(huán)境衛(wèi)生管理； ③重視設(shè)備管理，保持高的設(shè)備完好率； ④保證無(wú)菌空氣質(zhì)量； ⑤嚴(yán)格保證菌種質(zhì)量。只有防得嚴(yán)才能消除或降低染菌因素。 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(lái)檢出，如色度、異味，變稠或稀、生產(chǎn)菌球散開(kāi)、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。氧的溶解與攪拌轉(zhuǎn)速、罐壓成正比關(guān)系；與溫度和培養(yǎng)基粘度成反比關(guān)系。一般規(guī)律是發(fā)酵罐容積越大、培養(yǎng)液層越厚、攪拌轉(zhuǎn)速越快則通風(fēng)量越小。 f 通風(fēng)量： 檸檬酸發(fā)酵通風(fēng)量相對(duì)來(lái)說(shuō)不大。迅速啟動(dòng)備用電源恢復(fù)供氣；防止發(fā)酵罐中料液逆流到空氣過(guò)濾器中；用滅菌后的 CaCO3 或石灰乳中和發(fā)酵