【正文】 左右。② 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加10～15%。目前從國內(nèi)外實(shí)際使用情況看，主要的塔板類型為浮閥塔，篩板塔及泡罩塔，而前兩者使用尤為廣泛。板式塔為逐級接觸型氣液傳質(zhì)設(shè)備，其種類繁多，根據(jù)塔板上氣液接觸元件的不同，可分為泡罩塔，浮閥塔，篩板塔，穿流多孔板塔，舌形塔，浮動舌形塔和浮動噴射塔等多種。 塔設(shè)備的類型氣—液傳質(zhì)設(shè)備主要分為板式塔和填料塔兩大類。 (5) 耐腐蝕和不易堵塞，方便操作，調(diào)節(jié)和檢修。對于減壓精餾操作，過大的壓力降還將使整個系統(tǒng)無法維持必要的真空度，最終破壞物系的操作。 (2) 操作穩(wěn)定，彈性大，即當(dāng)塔設(shè)備的氣(汽)，液負(fù)荷有較大范圍的變動時，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作并應(yīng)保證長期連續(xù)操作所必須具有的可靠性。 精餾操作對塔設(shè)備的要求精餾所進(jìn)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(dá)到較高的傳質(zhì)效率。 精餾塔中物料流動示意圖精餾操作分析可知，為實(shí)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。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。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。 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。 利用txy相圖，可以對精餾原理作具體的分析說明。使用溫度：0~180℃設(shè)計(jì)壓力：~（a）（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/mm102000834453185②儲罐（Ⅱ）的用途是存儲乙醇 本儲罐標(biāo)準(zhǔn)系列的設(shè)計(jì)壓力為常壓，設(shè)計(jì)溫度為0℃≤t≤200℃，~8m3。 設(shè)計(jì)按一天提取的任務(wù)量來計(jì)算，則所需要的體積為：V=33=9m3；填充系數(shù)：罐實(shí)際容積：V實(shí)=10m3查文獻(xiàn)[16],可選儲罐型號為：HG5157485 計(jì)算容積為10m3，儲罐內(nèi)徑為2000 mm，罐壁高度為：3185mm，拱頂高度為：260mm，總高：3445mm，拱頂厚度： mm。（1）水分蒸發(fā)量（2)多糖產(chǎn)量（3）進(jìn)風(fēng)量 根據(jù)t0=20℃，相對濕度為80%，在I—H圖上查得 x0= I0= 當(dāng)t1=160℃，t2=80℃時，在I—H圖上查得 I1=I2= kJ/kg干空氣 x= 所以，kg干空氣/h 根據(jù)計(jì)算求得空氣在20℃時比容γ0=所以進(jìn)風(fēng)量為：V0=Lν0==（4）排風(fēng)量 根據(jù)計(jì)算，80℃時，尾氣排出時的含濕空氣比容γ2=所以排風(fēng)量為：V2=Lν2==（5）總熱耗 理論熱耗： Qt=I(I2I0)=()=因?yàn)樵谶\(yùn)行中有設(shè)備的熱量損耗，這里設(shè)定熱量損耗為8%，則（6）空氣加熱管面積 查飽和水蒸汽性質(zhì)表得，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。所以， ，圓整后取D=450mm，H==450mm=495mm（2）脫蛋白罐材料選擇設(shè)計(jì)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； 。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(jìn)行。所以， ，H===（2）醇析罐材料選擇設(shè)計(jì)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； 。因?yàn)榭砂大w積加和性來計(jì)算，所以可近似認(rèn)醇析時的體積為2 .7m3。醇析過程主要在常溫下進(jìn)行操作，因?yàn)橐掖既菀讚]發(fā)，溫度過高會使乙醇大量揮發(fā)而產(chǎn)生浪費(fèi)，并且高溫操作也會帶來危險(xiǎn)。相當(dāng)于絕對壓強(qiáng)的20KPa，則二次蒸汽的體積流量為：取允許蒸發(fā)體積強(qiáng)度為VS,y=1m3/m3 為了安全，取n=34=38根。料液溫度為30℃，出口為100℃，蒸發(fā)器蒸發(fā)的壓力：， KPa下的飽和溫度，在此溫度下，可知r=2257kJ/kg，R=2230kJ/kg故，因?yàn)镼=DR=2230=97758W所以傳熱面積：A=Q/KT已知K=1704W/m2k 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(diǎn)），K q′—損失于外界的熱%20%，則溶液比熱容C近似為：C=C2(1B)則，C=(%)=℃所以可的加熱面積為：所以提取罐的體積為3m3，設(shè)計(jì)選用三個提取罐，查文獻(xiàn)[16]： 提取罐主要參數(shù)表公稱體積實(shí)際體積加熱面積加料口直徑外形尺寸2m33m3400mm13003850攪拌速率排出口直徑質(zhì)量配套電機(jī)60r/min800mm2050kg4kw 蒸發(fā)器的計(jì)算及選擇 蒸發(fā)設(shè)備在結(jié)構(gòu)上必須有利于過程的進(jìn)行，因此，選用和設(shè)計(jì)蒸發(fā)器設(shè)備時應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：1） 盡量保證較大的傳熱系數(shù)2） 要適合溶液的一些特性，如黏度、起泡性、熱敏性、溶解度隨溫度變化的特性及腐蝕性；3） 能完善地分離液沫4） 盡量減少溫差損失5） 能排出溶液在蒸發(fā)過程中析出的結(jié)晶體6） 能方便地清洗傳熱面 綜上所述，選取了單效蒸發(fā)過程，計(jì)算如下：①水分蒸發(fā)量在蒸發(fā)器中，從溶液中蒸發(fā)出的水分可由一般物料衡算方程解出，即Fx0=（FW）x 所以 F—溶液加料量，kg/h W—水分蒸發(fā)量，kg/h x0，x—料液與完成液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%其中x0=%，x=1%，F(xiàn)=200kg/h則：②蒸汽消耗量 在蒸發(fā)器中所消耗的熱量主要是供給發(fā)生二次蒸發(fā)所需的潛熱，除此之外，還要供給溶液加熱至沸點(diǎn)及損失于外界熱量，所以蒸發(fā)量由以上三者之和決定，可以通過熱量衡算求得；DI+FCt0=Wi+(FCWC)t1+DC?+q′D(IC?)=W(i Ct1)+ FC(t1 t0)+q′由上式可以計(jì)算計(jì)算熱蒸汽的消耗量：D=[ W(i Ct1)+ FC(t1 t0)+q’]/ (IC?)假設(shè)加熱蒸汽和二次蒸汽都在冷凝溫度時排出，則(IC?)與(i Ct1)分別為加熱蒸汽和二次蒸汽的蒸發(fā)潛熱。提取過程的溫度為90℃，料液比為1:20,所以可知加水量為 m水=20100=2000kg 因?yàn)樘崛≈兄饕兴瑒t溶液密度可按水密度來計(jì)算；則 V= m水/1000=2m3取V實(shí)際= V，則V實(shí)際=3 m3熱量衡算：由于為間歇式操作，里面保持90℃恒溫提起，其中需要的熱量為可用下式計(jì)算：Q=CmΔT在提取時，里面主要是大量的水，所以比熱容近似可按水的計(jì)算，C= kJ/mol車間布置圖，分平面布置圖和立面布置圖，圖上標(biāo)出了各主要設(shè)備的定位尺寸；圖上標(biāo)有輪廓線、樓梯等位置。（4） 較合理的安排廠房的出口，通道和樓梯的位置。（2） 按流程要求，為了減少動力消耗，提高了醛塔的位置，換熱器安裝位置稍高，也節(jié)省了動力消耗。結(jié)合生產(chǎn)流程圖、車間立面圖、車間平面圖可以看出生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)流程的關(guān)系，表現(xiàn)出車間的面積與空間、生產(chǎn)管理與操作條件及各工段的聯(lián)系。車間為兩層樓結(jié)構(gòu)，長為20m，寬為6 m， m，一層高為7 m， m。因此，下面主要介紹一下精餾塔布置情況。根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)包括以下幾個過程：粉碎過程，提取過程，分離過程，發(fā)酵過程，精餾過程以及其它輔助過程等。因此，本生產(chǎn)工藝無“三廢”排放，可實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。擬建工廠在整個生產(chǎn)工藝中，采用比較成熟的水提醇沉提取法進(jìn)行提取多糖，然而，生產(chǎn)中所用的水、乙醇等都能回收利用；對于所用的乙醇采用精餾對其提取，并再次用于香菇多糖的提取中。 三廢的處理及回收在香菇多糖的生產(chǎn)過程中會用到氯仿正丁醇，所以會對水有一定程度的污染，為了解決這個問題，采取對氯仿正丁醇的回收利用。（3） 由廠前去到生產(chǎn)區(qū)的主要干道，應(yīng)避免與主要運(yùn)輸?shù)缆方徊?；?） 盡量使大多數(shù)廠房向陽、背風(fēng)、避煙塵瓦斯等，盡可能使各車間采用自然光和自然通風(fēng)等；（5） 按防火規(guī)范的要求，保證建筑物之間的距離，符合規(guī)定；（6） 根據(jù)衛(wèi)生規(guī)模的要求，將生產(chǎn)區(qū)布置在生產(chǎn)區(qū)的下風(fēng)向。綜上所述，平面布置有以下特點(diǎn)：（1） 廠房建筑物的布置與生產(chǎn)工藝流程相適應(yīng)。以上各個區(qū)域以倉庫區(qū)、廠前區(qū)、原料場構(gòu)成生產(chǎn)區(qū)。他們盡量靠近生產(chǎn)區(qū)，以便在生產(chǎn)車間發(fā)生故障或以外事故時能及時進(jìn)行修理和搶救。配電室位于工廠的東南側(cè)，靠近外部輸電線。 動力區(qū)動力區(qū)包括配電室、鍋爐房等，他們盡量靠近其服務(wù)的車間。其中行政樓位于主干道前，靠近工廠邊緣。同時能凈化空氣，吸收生產(chǎn)過程中散發(fā)出來的煙塵，有助于改善廠區(qū)的氣候，而且能減少夏季陽光的輻射，在冬季能防風(fēng)，有利于保溫。工廠綠化可分為生產(chǎn)區(qū)綠化、廠前區(qū)的綠化、生產(chǎn)區(qū)與生活區(qū)之間隔離地帶的綠化。道路的寬度主要取決車輛通行量、行使車輛的型號和工廠的規(guī)模。而各種不易受氣候影響的設(shè)備如塔等，均采用露天布置，這樣可以節(jié)省投資。如原料場靠近車間，廢渣回收靠近運(yùn)輸路線。為了獲得良好的通風(fēng)條件，廠房與主導(dǎo)風(fēng)向仍成45度角。從方向來說，按生產(chǎn)流程方向自東向西；就位置而言，苛重和震動大的車間，如鍋爐房等，力求設(shè)置在地址較好的地段上。提高建筑系數(shù)和場地利用系數(shù)。建筑物的相對位應(yīng)符合生產(chǎn)流程的要求，同一生產(chǎn)系統(tǒng)多生產(chǎn)線路盡可能成鏈狀列。 生產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)區(qū)是工廠的主要組成部分，占地面積很多。同時應(yīng)保證良好的通風(fēng)條件。總平面設(shè)計(jì)的基本原則為；（1） 建筑物之間相互配置應(yīng)符合生產(chǎn)程序的要求，并能保證合理生產(chǎn)作業(yè)線；（2） 原材料、半成品、成品的生產(chǎn)作業(yè)線應(yīng)銜接協(xié)調(diào)，流程疏通，避免交叉和往返；（3） 廠內(nèi)一切運(yùn)輸系統(tǒng)布置應(yīng)適合貨物運(yùn)轉(zhuǎn)的特征，盡可能使貨運(yùn)路線和人員路線不交叉；（4） 適當(dāng)劃分廠區(qū)，建筑物之間的距離盡量縮小，但必須符合防火和衛(wèi)生技術(shù)條件的要求；（5） 在保證安全生產(chǎn)的前提下力求縮小廠房戰(zhàn)地面積，廠房布置盡量緊湊，根據(jù)生產(chǎn)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)擬建的工廠為中小型企業(yè)的情況，將工廠劃分為幾個區(qū)域，并按照區(qū)域進(jìn)行布置，以保證各區(qū)域之間位置的協(xié)調(diào)配合，并符合衛(wèi)生防疫和環(huán)境美化。此方法制備出的香菇醋兼具營養(yǎng)及保健的功能，而且香醇味美，符合當(dāng)前人們回歸自然的飲食需要，可成為一種新型的保健醋。這也是本場的一種副屬產(chǎn)品，其基本工藝過程如下圖所示：參照邵偉[15]等研究的香菇醋制備工藝研究，可采用發(fā)酵條件為：香菇發(fā)酵溫度為28℃，轉(zhuǎn)速150 r/min，培養(yǎng)2天；酒精發(fā)酵溫度為30℃，發(fā)酵液中可溶性固形物含量為8%左右，%(干酵母)左右，發(fā)酵時間為4 d；醋酸發(fā)酵溫度為30~33℃，接種量為10%~15%，發(fā)酵時間為25~28 d。最后將脫蛋白后的多糖液體送入噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧干燥，最終得到多糖產(chǎn)品。 本設(shè)計(jì)工藝：工藝過程簡述如下：香菇原料經(jīng)過干燥粉碎加入提取罐在料水比為1:20， ，90℃浸提4h進(jìn)行多糖的初步提取，提取后經(jīng)過過濾設(shè)備進(jìn)入儲料罐存儲并對料液降溫，其中過濾的殘?jiān)梢越?jīng)過發(fā)酵制備香菇醋。有吸濕性，香菇多糖中的純多糖含多個極性基團(tuán)(主要是羥基和其他極性取代基)，水溶性一般較好，特別是在熱水中溶解度較大，一般在水中最大溶解度為3mg/mL，溶解度可達(dá)50～100mg/mL，難溶于甲醇、乙醇和丙酮等有機(jī)溶劑。2 設(shè)計(jì)工藝說明 全廠產(chǎn)品及工藝流程 全廠主要產(chǎn)品及結(jié)構(gòu)本廠的主要生產(chǎn)的產(chǎn)品是香菇多糖，副產(chǎn)品香菇醋，酒精回收利用作為全廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)的一個重要過程。在正常情況下，香菇多糖生產(chǎn)車間每天實(shí)行四班制，每班八小時，機(jī)械設(shè)備大修每二年一次，機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)每一年一次。企業(yè)實(shí)行廠長負(fù)責(zé)制，各部門負(fù)責(zé)人直接受廠長負(fù)責(zé)，并實(shí)行三級管理，廠、科、車間及人員編制以組織好生產(chǎn)為原則。普通工人的技能由本廠技工帶領(lǐng)培訓(xùn)。即可達(dá)到國家的節(jié)能減排，環(huán)保等標(biāo)準(zhǔn)。提取香菇多糖后的殘?jiān)?，可以對這些殘?jiān)M(jìn)行重復(fù)利用，以獲得更好的經(jīng)濟(jì)利益。再者，從廠址所在地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、自然條件的利用都符合我國的國情和西部大開發(fā)這一主題。本設(shè)計(jì)采用水提醇沉法提取香菇多糖，并把醇沉使用的乙醇經(jīng)過回收處理，可達(dá)到重復(fù)利用以較少成本投入，經(jīng)初試，結(jié)果合理，環(huán)境污染小，資源得到了合理的利用，經(jīng)濟(jì)上也是可行的。擬建成的廠區(qū)位于漢中經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，交通十分方便，因此能大大減少產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品競爭力。 原材料、動力供應(yīng)、交通運(yùn)輸條件及技術(shù)的采用在陜西南部和四川、甘肅省等地區(qū)，香菇有著大面積的種植，