1万吨柠檬酸毕业设计.docx
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1万吨柠檬酸毕业设计
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毕业论文
题目:
年产1万吨柠檬酸的工艺设计
学院:
化学与材料工程学院
专业:
化学工程与工艺(精细化工方向)
学生姓名:
朱军杰
指导教师:
夏贤友
2010年5月12日
目录
摘要...................................................................................................................................1
Abstract...........................................................................................................................1
1绪论..............................................................................................................................2
1.1柠檬酸的理化性质................................................................................................2
1.2柠檬酸的用途..........................................................................................................2
1.2.1柠檬酸在食品工业上的应用..............................................................................2
1.2.2柠檬酸在药物、美容品、化妆品上的应用......................................................2
1.2.3柠檬酸在工业上的应用......................................................................................3
1.2.4柠檬酸盐类、柠檬酸脂类的用途......................................................................3
1.3柠檬酸的生产方法................................................................................................3
1.3.1水果提取法..........................................................................................................4
1.3.2化学合成法..........................................................................................................4
1.3.3生物发酵法..........................................................................................................4
1.4我国柠檬酸工业的发展历程.............................................................................5
1.4.1菌种选育屡结硕果.............................................................................................5
1.4.2因地制宜调整原料结构.....................................................................................6
1.4.3装备情况大为改观.............................................................................................6
1.4.4提取工艺取得突破性进展..................................................................................6
2总体工艺方案...................….................................................................................7
2.1引言............................................................................................................................7
2.2原料及其处理.........................................................................................................9
2.2.1原料......................................................................................................................9
2.2.2原料的处理..........................................................................................................9
2.3发酵及醪液处理工艺..........................................................................................9
2.3.1工艺与工程........................................................................................................9
2.3.2流程简介............................................................................................................10
2.3.3发酵工序............................................................................................................10
2.3.4醪液处理工序....................................................................................................10
2.4粗提与精制工艺...................................................................................................11
2.4.1工艺与工程......................................................................................................11
2.4.2流程图简介........................................................................................................11
2.4.3提取工段..........................................................................................................11
2.4.4精制工段..........................................................................................................12
2.4.5设备选型..........................................................................................................13
2.5工程设计方案......................................................................................................13
2.5.1全厂项目组成..................................................................................................13
2.5.2产品质量标准..................................................................................................14
3发酵罐的工艺设计.........................................................................................14
3.1物料衡算................................................................................................................14
3.1.1日产量的计算.................................................................................................14
3.1.2原料消耗计算.................................................................................................14
3.1.3糖化酶的消耗.................................................................................................15
3.1.4蒸煮醪量的计算.............................................................................................15
3.2工艺计算.................................................................................................................16
3.2.1发酵容积的确定................................................................................................16
3.2.2生产能力的计算................................................................................................16
3.2.3发酵罐个数的确定...........................................................................................17
3.2.4发酵罐几何尺寸的确定..................................................................................17
3.3冷却面积的计算.................................................................................................18
3.3.1搅拌器的设计.................................................................................................19
3.3.2设备结构的布置方案....................................................................................22
3.3.3冷却管的布置.................................................................................................22
4环境保护和安全生产.................................................................................25
4.1环境保护................................................................................................................25
4.1.1废气处理..........................................................................................................25
4.1.2废水处理..........................................................................................................25
4.1.3废渣处理.........................................................................................................25
4.2安全生产................................................................................................................25
参考文献.......................................................................................................................26
摘要
本文从柠檬酸及其用途,总体工艺建设方案,原料及其处理,发酵及醪液处理工艺,粗提与精制工艺蒸发、结晶、分离、干燥等几个方面,简介工艺设计中的基本方法。
在本工程的设计中,原料处理及发酵工艺的确定。
既要结合当地原料特性,也要考虑已有的技术实力,使其生产技术路线不仅适应以薯干为原料的生产需要,也满足以玉米作为精制原料生产的要求。
因而采用了玉米干法脱胚粉碎或薯干直接粉碎调浆、液化(玉米液化浆)压滤、低压连续喷射灭菌,液体深层发酵的工艺路线。
在提取精制工艺方面,本设计提取工艺仍采用钙盐提取的工艺路线。
关键词:
柠檬酸无水柠檬酸工艺设计深加工
Abstract
Inthispaper,andtheuseofcitricacid,theoveralltechnologydevelopmentprograms,materialsandprocessing,mashfermentationandprocessingtechnology,thecrudeandtherefiningprocessevaporation,crystallization,separation,dryingareas,briefingthebasicmethodofprocessdesign.Intheprojectdesign,materialsprocessingandfermentationprocesstodetermine.Wemustcombinethelocalcharacteristicsofrawmaterials,butalsothestrengthofexistingtechnologies,productiontechnologytoroutenotonlytoadapttothedrymatterproductionastherawmaterialneeds,butalsosatisfytherefinedcornasrawmaterialproduction.Whichusesdrygermofmaizecrushingorgrindingmixingdrymatterdirectly,liquefied(liquefiedcornsyrup)filterpress,continuouslowpressurespraysterilization,submergedfermentationprocessroute.Intheextractionandpurificationprocess,theextractionprocessofthedesignprocessisstillusingcalciumextractionline.
Keywords:
Citricacid;Anhydrouscitricacid;ProcessDesign;deep
1绪论
1.1柠檬酸的理化性质
柠檬酸是无色半透明晶体或白色结晶性粉末,无臭,有强烈的令人愉快的酸味,其在温暖空气中渐渐风化,在潮湿空气中有潮解性。
根据结晶条件不同,它的结晶形态有无水柠檬酸和含结晶水柠檬酸。
商品柠檬酸主要是无水柠檬酸(C6H8O7)和异柠檬酸(C6H8O7·H2O)。
异柠檬酸由低温(低于36.6℃)的水溶液中结晶析出,经分离干燥后的产品,分子量210.14,熔点70—75℃,密度1.542。
放置在干燥的空气中,异柠檬酸中的结晶水会逸出风化。
无水柠檬酸是在高于36.6℃的水溶液中结晶析出的,分子量192.12,密度1.665。
异柠檬酸转变为无水柠檬酸的临界温度为36.6士0.15℃。
柠檬酸(citricacid),学名2-羟基丙烷三羧酸,分子式C6H8O7。
为无色透明斜方晶系晶体颗粒,或白色结晶性粉末。
无臭,有很强的酸味,味阈值为0.0025%。
在温暖的空气中渐渐风化,在潮湿空气中微有潮解性。
柠檬酸易溶于水,能溶于乙醇,而不溶于乙醚、氯仿、苯、CS2、CCl4及脂肪酸。
柠檬酸的分子结构式如图1-1。
图1-1柠檬酸的分子结构式
1.2柠檬酸的用途
1.2.1柠檬酸在食品工业上的应用
柠檬酸被人们称为第一食用酸味剂,在食品工业上被广泛地用作酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂、除腥脱臭剂、鳌合剂等,其具体用途不胜枚举。
它常用在饮料、果酱与果冻、糖果、冷冻食品、酿造酒、酸奶、脂肪和油、腌制品、罐头食品和水果加工、豆制品和调味品等诸多领域。
1.2.2柠檬酸在药物、美容品、化妆品上的应用
柠檬酸普遍应用于各种营养口服液,缓冲pH=3.5~4.5,维持活性配料的稳定性,加强防腐剂的效果。
柠檬酸糖浆是发热糖浆是必热痛不欲生用清凉饮料,具有矫味、清凉、解毒的功效。
柠檬酸与水果香精和用,可赋予人们喜爱的香酸口感以掩盖药物的苦味,尤其是重要制剂,在液态配料中加入0.02%的柠檬酸可形成微量铁和铜的络合物,延缓活性配料的降解作用。
在配制发蜡过程中用柠檬酸调节pH,在抗氧化剂体系中,作为金属离子鳌合剂,都需要柠檬酸作为标准配料。
1.2.3柠檬酸在工业上的应用
以柠檬酸为基础的金属净化配方,能有效地去除黑色金属和有色金属的表面形成的氧化物。
柠檬酸是高效鳌合清洗剂,对钙、镁、铁、铬、铜等污垢有效,广泛用于各种金属表面的清洗,洗后废水可生物降解不污染环境。
柠檬酸钠能增加去污性能,在许多家用去垢剂产品中可加快生物降解,可作为磷酸盐的代用品,大量应用于洗衣粉、去垢剂之中,柠檬酸钠与铝硅酸盐一起增强洗净剂的清洁作用是很有效的。
另外柠檬酸还可应用于电镀,纺织品,胶粘剂,石油井去除铁拴,治理工业废气、废水、回收金属等方面。
1.2.4柠檬酸盐类、柠檬酸脂类的用途
柠檬酸盐类用于补充相应的元素时,具有溶解度高、生理宽容性大、酸根可直接被人体或动物体吸收代谢而无积留等优点。
柠檬酸亚铁和柠檬酸铁是补铁剂,对机体的缺铁性贫血或出血后贫血有特殊的疗效,而且无收敛或刺激副作用,不会扰乱消化道的功能。
柠檬酸钠注射时与钾盐一样,用于校正血、体液、尿液的酸度。
柠檬酸钠是著名的抗凝血剂广泛应用于输血、血液和血浆保存以及制造人造代血浆和血制品加工工艺。
柠檬酸镁、柠檬酸铜、柠檬酸镍等在工业和药品等方面都有广泛的用途。
柠檬酸三甲酯是柠檬酸和甲醇酯化而成,溶解力强,耐油性和耐光性好,特别适用于涂料。
乙酰柠檬酸三乙酯是无色油状液体可用于制作食品包装材料。
柠檬酸的其他酯类在工业和食品等方面也有诸多应用。
1.3柠檬酸的生产方法
目前生产柠檬酸的主要方法有水果提取法、化学合成法以及生物发酵法三种。
国内生产柠檬酸的厂家主要有安徽丰原生化股份有限公司、江苏无锡罗氏中亚柠檬酸有限公司、安徽华源生物药业有限公司、湖北黄石兴华生化有限公司等近10家大型企业。
年生产能力约为50万吨,大部分企业使用的是生物发酵法。
1.3.1水果提取法
水果提取法是早期制取柠檬酸的方法,在发酵法未出现之前,持续了大约50年的时间。
柠檬酸可以从柠檬、橙、橘子、苹果等柠檬酸含量较高的水果中提取。
该法是从未成熟的柠檬、柑橘等水果中压榨出果汁,然后和石灰乳混合,生成柠檬酸钙沉淀,再用硫酸处
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- 柠檬酸 毕业设计