《发酵工厂工艺设计概论》课程设计.doc

《发酵工厂工艺设计概论》课程设计 设计项目名称 年产20000T柠檬酸项目 工艺设计（发酵工段） 专业班级 生物工程 姓名(学号) 指导教师 目录 1 设计任务书…………………………………………………………3 2 设计说明书…………………………………………………………4 2.1 项目概述…………………………………………………………4 2.2 原材料及产品的主要技术规格生产流程简述主要设备的选择.7 车间主要设备一览表……………………………………………19 2.8 存在的问题及建议………………………………………………19 2.9 设计参考文献……………………………………………………20 3 附表格及图纸………………………………………………………21 3.1 车间主要物料衡算图……………………………………………21 3.2 车间动力衡算图(水、蒸汽) ……………………………………21 3.3 生产工艺流程图…………………………………………………22 3.4 车间平面布置图…………………………………………………22 一、设计任务书 项目名称：年产20000T柠檬酸项目工艺设计（发酵工段） 建设规模、产品方案、生产方法和工作制度 建设规模：年产20000T。 产品方案：本项目仅生产含一水柠檬酸，即C6H8O7?H2O其分子量为210.14。产品应满足英国药典BP2003版或我国柠檬酸食品添加剂标准（GB1987-2007）的要求。 生产方法：以山芋干为主要原料，利用黑曲霉进行深层通风发酵，采用钙盐沉淀结合离子交换的提取工艺进行产品的分离纯化，通过真空浓缩及冷冻结晶、离心分离并经热风干燥后获得产品。 工作制度：年工作日按300d计，其中发酵工段及空气系统均按四班三运转进行。 目建设地点为南方某市其气候条件为： 年平均气温：15.3℃ 历年平均最高气温：38℃ 历年平均最低气温：-14.2℃ 最热平均相对湿度：85% 最冷平均相对湿度：75% 年平均气压：1016.5mP 夏季平均气压：1004.5mP 年均风速：3.6m/s 年均降落量：1025.6mm 日最大降水量：219.6mm 求达到的技术经济指标 要求达到的技术经济指标： 发酵产酸率 13% 染菌率 1% 转化率 100% 发酵周期 64hr 提取收率 90% 平均通过气比为 1:0.2 每吨产品其主要的原料及动力消耗为： 山芋干 1.8吨 盐酸 0.15吨 重质碳酸钙 0.95吨 活性碳 0.0035吨 硫酸 0.96吨 液碱(氢氧化钠溶液) 0.06吨 动力 煤1.2吨、电600KWH 设计要求 就该项目的发酵工段或空气处理系统进行工艺设计，要求完成： 确定合理的工艺路线，提供工艺流程示意图； 进行工段的工艺计算，包括物料、热量、水、压缩空气耗量等平衡计算，并提供相应的工艺计算平衡图； 对标准设备及非标设备的数量进行计算，选定标准设备型号并就至少一种非标设备的结构进行简单的结构计算，提供所需设备的一览表并至少提供一种非标设备的总装图。 绘制带控制节点的工艺流程图； 绘制车间设备布置图； 绘制设备配管图； 编写初步设计说明书。 二、设计说明书 2.1 项目概述[1］ 柠檬酸是发酵法生产的第一大有机酸，应用范围十分广泛。是食品工业上大量使用的酸味剂；柠檬酸及其盐类和衍生物在化学工业中被广泛用作缓冲剂、催化剂、増塑剂、清洗剂（柠檬酸钠即是取代三聚磷酸钠生产“绿色环保产品”无磷洗衣粉的的原料）；在医药和化妆品领域也有使用。 建设规模及产品方案 （1） 建设设规模：年产20000T。 （2） 产品规格：本项目仅生产含一水柠檬酸，即C6H8O7?H2O其分子量为210.14。产品应满足英国药典BP2003版或我国柠檬酸食品添加剂标准（GB1987-2007）的要求。 （3） 工作制度：年工作日按300d计，其中发酵工段及空气系统均按四班三运转进行。 （4） 生产方式：以山芋干为主要原料，利用黑曲霉进行深层通风发酵，采用钙盐沉淀结合离子交换的提取工艺进行产品的分离纯化，通过真空浓缩及冷冻结晶、离心分离并经热风干燥后获得产品。 2.2 原材料及产品的主要技术规格[2］ 2.2.1原材料的选择及技术规格 柠檬酸发酵原料的种类很多。广义上来说，任何含淀粉和可发酵糖的农产品、农产品加工品及其副产品，某些有机化合物，以及石油中的某些成分都可以采用。但是，工业上选择生产原料时，不但要考虑工艺上的要求，还要考虑生产管理和经济上的可行性。在大规模工业生产中，选择原料一般要考虑到下述要求：