年产1500吨柠檬酸工艺设计.doc

各类论文专业代写前言柠檬酸简介柠檬酸的发展简史国外柠檬酸的历史我国的柠檬酸发展历史柠檬酸的用途和发酵方法柠檬酸的用途柠檬酸的发酵方法柠檬酸发酵工艺菌种物料衡算发酵罐选型封头选型搅拌器的选型搅拌器的轴功率计算灭菌过程中的能量衡算蒸汽用量冷凝水用量发酵时产热计算柠檬酸提取工艺体会与感想参考文献年产吨柠檬酸发酵工段工艺设计前言柠檬酸简介柠檬酸又名枸橼酸学名羟基丙烷三羧酸是生物体主要代谢产物之一化学名称羟基丙三羧酸英文俗名分子式无色或白色晶体无臭味极酸易溶于水和乙醇微溶于乙醚水溶液呈酸性反应柠檬酸的发展简史国外柠檬酸的历史年舍勒首先从柑橘中提取柠檬酸年世界柠檬酸的总销售额的由美国英国法国等垄断年韦默尔发现青霉属菌能积累柠檬酸年扎霍斯基报道黑曲霉能生成柠檬酸年汤姆和柯里以曲霉属菌进行试验证实大多数曲霉菌如泡盛曲霉米曲霉温氏曲霉绿色木霉和黑曲霉都具有产柠檬酸的能力而黑曲霉的产酸能力更强年前柠檬酸采用浅盘发酵法生产年美国迈尔斯试验室采用深层发酵法大规模生产柠檬酸深层发酵法现已成为柠檬酸生产的主要方法我国的柠檬酸发展历史年汤腾汉等作出了柠檬酸发酵的报告年陈声等开始用黑曲霉浅盘发酵制取柠檬酸年轻工业部发酵工业科学研究所完成了规模深层发酵制柠檬酸试验年进行了生产甜菜糖蜜原料浅盘发酵制取柠檬酸的中间试验并于年投入生产年后天津市工业微生物研究所上海市工业微生物研究所相继开展用黑曲霉进行薯干粉原料深层发酵柠檬酸的试验研究并获得成功从而确定了中国柠檬酸生产的这一主要工艺路线随着生物技术的进步柠檬酸工业有了突飞猛进的发展在柠檬酸发酵技术领域由于高产菌株的应用和新技术的不断开拓柠檬酸发酵和提取收率都有明显提高目前人们正在大力开发固定化细胞循环生物反应器发酵技术柠檬酸的用途和发酵方法柠檬酸的用途用于香料或作为饮料的酸化剂在食品和医学上用作多价螯合剂也是化学中间体柠檬酸与钙离子结合则成可溶性络合物能缓解钙离子促使血液凝固的作用可预防和治疗高血压和心肌梗死所以可以起抗凝血作用柠檬酸钠和草酸钠被称为抗凝血剂柠檬酸促进脂肪分解快速实现减肥柠檬酸的发酵方法发酵有固态发酵液态浅盘发酵和深层发酵种方法固态发酵是以薯干粉淀粉粕以及含淀粉的农副产品为原料配好培养基后在常压下蒸煮冷却至接种温度接入种曲装入曲盘在一定温度和湿度条件下发酵液态浅盘发酵多以糖蜜为原料其生产方法是将灭菌的培养液通过管道转入一个个发酵盘中接入菌种待菌体繁殖形成菌膜后添加糖液发酵发酵时要求在发酵室内通入无菌空气深层发酵生产柠檬酸的主体设备是发酵罐微生物在这个密闭容器内繁殖与发酵柠檬酸发酵工艺菌种常用菌种为产黑曲霉本设计使用黑曲霉物料衡算年处理量吨设分立工段损失率为则发酵工段须产生半成品本设计以木薯为原料干木薯粉淀粉含量为产酸率转化率发酵小时设发酵工段其他操作包括灭菌洗罐等为一天一周期定为天一年天计算共个周期温度每个周期产量为产酸率为每周期料液为圆整为设料液的密度近似为发酵液体积为发酵的总反应式木薯淀粉分子量为分子量为所以每周期生产料设葡萄糖的转化率为则需要葡萄糖约为培养基组分据文献所查培养基组分培养基中浓度所需质量葡萄糖硝酸铵磷酸二氢钾料液总重为葡萄糖含量为可得水量约为糖化率为则须淀粉木薯的淀粉含量为则木薯总发酵液为则需加水发酵料液总重水木薯干粉其他约柠檬酸发酵罐选型物料系数取则选用个的发酵罐个做发酵用个备用则总体积为取取封头选型查有机酸生产与应用手册由发酵罐公称直径可得封头尺寸如下公称直径曲面直度直边高度内表面积容积搅拌器的选型已知取圆整到已知取圆整到已知取已知取取发酵液的圆柱体积柱发酵液的柱体高假设用两层搅拌器所以检验在范围内搅拌器直径挡板宽度两搅拌器间隔下搅拌器距离底间距上搅拌器距离液面距离搅拌器的轴功率计算据化工工艺设计手册查得所选用的搅拌器轴功率为搅拌轴转速为灭菌过程中的能量衡算蒸汽用量以一个发酵罐为单位计算每个发酵罐料液为选用发酵罐的传热总面积筒身面积封头面积已知查表得灭菌过程中需要把温度从升至并保温分钟则需要能量为夹套平均传热系数取则加热所需时间加热段所需蒸汽量设加热时蒸汽热损失为符合设计要求保温阶段保温时间为经验计算直接加热蒸汽消耗量蒸汽总用量冷凝水用量冷却要求冷却水将料液从降至发酵温度冷凝水和料液比热冷却水流量冷却所用时间冷却水用量料液的比热容冷凝水的比热容料液冷却前的温度料液冷却后的温度冷凝水进口温度冷凝水进口温度料液冷却过程中某时刻的温度对应料液温度时冷凝水出口温度料液质量平均传热系数传热系数验算传热面积冷却释放热量符合标准该工段共需时间假设周期天合理发酵时产热计算发酵阶段的热量主要来自于两部分即为生物热和搅拌热搅拌热由文献查得柠檬酸发酵过程最大产热为发酵时间约为共发酵液得发酵产热循环水温度冷凝水用量循环水流量检验传热面积满足要求柠檬酸提取工艺体会与感想两周的课程设计结束了在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识也培养了我如何去把握一件事情如何去做一件事情又如何完成一件事情在设计过程中与同学分工设计和同学们相互探讨相互学习相互监督学会了合作学会了运筹帷幄学会了宽容学会了理解也学会了做人与处世课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练着是我们迈向社会从事职业工作前一个必不少的过程千里之行始于足下通过这次课程设计我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计学会脚踏实地迈开这一步就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础在此感谢我们的朱劼老师老师严谨细致一丝不苟的作风一直是我工作学习中的榜样老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪这次课程设计的每个细节和每个数据都离不开老师您的细心指导感谢帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计同时感谢对我帮助过的同学们谢谢你们对我的帮助和支持让我感受到同学的友谊参考文献化工工艺设计手册第三版第四版上下册上海医药工业设计院化学工程手册共卷化工设计概论胡庆福编化工工艺设计丁浩王育琪等主编有机酸发酵工艺学金其荣张继民中国轻工业出版社发酵工厂工艺设计沈自法唐孝宣华东理工大学出版社生物工程设备梁世中主编中国轻工业出版社