生产20000吨柠檬酸的工艺设计重点.doc

年产20000吨柠檬酸工艺设计 目录 第一部分 文献综述1. 柠檬酸 1 1.1 简介 1 1.2应用 1 2柠檬酸的生产工艺 2 2.1生产工艺概述 2 2.2 工艺流程 2 2.3基本步骤 3 2.3.1 原料预处理 3 2.3.2 玉米粉调浆和液化 3 2.3.3 发酵 4 2.3.4 提取和精制 4 2.3.5 成品包装 5 3 国内外柠檬酸生产情况及展望 5 第二部分 课程设计部分 1物料衡算 7 1.1 全厂总物料衡算主要内容 7 1.2 工艺技术指标和基础数据 7 1.3原辅料消耗及中间产品衡算 8 1.3.1总反应式 8 1.3.2 液化醪量的计算 8 1.3.3 发酵液量的计算 8 1.3.4 离子交换树脂的计算 9 1.3.5阳离子交换树脂 9 2 热量衡算 11 2.1 液化工段耗热量 11 2.2 提取工段所耗热量 12 2.3总耗热量 13 2.4 蒸汽用量 13 3 水量衡算 13 3.1 调浆用水 13 3.2冷却水 14 3.2.1 液化清液冷却用水 14 3.2.2 发酵冷却用水 14 3.3 清洗用水 14 3.3.1发酵罐清洗用水 14 3.3.2 洗滤布用水 15 3.4提取工段解脱液煮沸后降温所用冷耗量 15 3.5 其他用水 15 3.5.1 提取车间其它用水 15 3.5.2 锅炉用水 15 3.5.3 清洁用水 15 3.6 总用水量 15 4工艺设备的选型 16 5总结体会 23 参考文献 23 1. 柠檬酸 1.1 简介 (citric acid)，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%。CS2、CCl4柠檬酸根据结晶条件不同，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℃。 柠檬酸是当今利用微生物生产的一种极为重要的有机酸，广泛应用于食品、饮料、医药、化工、冶金等领域。柠檬酸的用途主要分为食品工业、医药工业和化学工业三个方面。 在食品工业上的应用：柠檬酸具有令人愉快的酸味，入口爽快，无后酸味，安全无毒，因此被称为第一食用酸味剂，被广泛用于饮料、果酱、果冻、酿造酒、冰激凌和人造奶油、淹制品、罐头制品、豆制品及烟草中。 在医药工业上的应用：医药上广泛用到柠檬酸及其盐类。柠檬酸盐用于补充相应元素时，具有溶解度高，生理宽容性大，酸根直接被吸收代谢而无羁留等优点。柠檬酸糖浆、柠檬酸铁铵、柠檬酸钾、柠檬酸钠、柠檬酸铜、柠檬酸镁被广泛应用于临床。 在化学工业上的应用：柠檬酸及其盐类在工业上的应用发展得最快。柠檬酸被广泛用于缓冲剂、催化剂、激活剂、增塑剂、螯合剂、清洗剂、吸附剂、稳定剂、消泡剂等。其中在洗涤剂方面的应用增长最大。柠檬酸钠盐的螯合作用很有特异性，可以替代三聚磷酸钠，作为绿色环保的无磷洗衣粉的原料[2]。 2柠檬酸的生产工艺 2.1生产工艺概述 本项目采用玉米为原料，玉米粉碎调浆后利用喷射液化工艺进行玉米浆的液化，液化醪过滤除渣得液化清液，液化清液再进入发酵工段。在提取工段，本项目采用国内先进的“吸交法”提取柠檬酸工艺。 柠檬酸的生产全过程可划分为四个工艺阶段：(1)发酵原料的的预处理；(2)玉米粉调浆和液化 ；(3)发酵生产；(4)的提取和精制。与这四个工艺流程相适应，需要配置原料制备车间、发酵车间、分离纯化车间。 玉米渣 菌丝体玉米 → 除杂→ 粉碎 →调浆→ 液化 →过滤→ 发酵 →过滤 阳柱转型过滤解脱液煮沸 ↓ 二次脱色 →.3.1 原料预处理 将原料玉米除杂后进行粉碎，60 目过筛得合格的玉米粉。 .3.2 玉米粉调浆和液化 向调浆罐通过物料输送机输送玉米粉；按质量比（玉米粉：水）为 1:4.5 的比例加入65℃的水，利用碱性盐Na2CO3溶液调节浆料 pH在5.0～7.0范围内，并加入 0.1%氯化钙，作为淀粉酶的保护剂和激活剂。最后加入粉耐高温α-淀粉酶（酶活力 20000U/g，加入量为10U/g 玉米粉），混合均匀，将物料打入高压喷射器，在喷射器中粉浆和蒸汽可直接瞬间接触，出料温度 105℃。从喷射器中喷出的液料，经过冷却降温系统使液料温度降至 97℃，并将其倒入层流罐保温 30分钟，保温罐温度维持在 95