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食品工程原理课程设计说明书 设计题目: 转盘塔萃取过程工艺设计 设计者: 学院: 食 品 科 技 学 院 班级: 食科1045 姓名: 潘月银 学号: 200411111521 日期: 2007年6月5—16日 指导教师:(签名) 叶盛权 目 录 一 设计任务书 …………………………………………………………… 3 二 设计方案简介 ………………………………………………………… 3 三 萃取塔的工艺设计 ………………………………………………… 3 四 设计结果一览表 ……………………………………………………13 五 结构设计说明 …………………………………………………… 13 六 符号说明 …………………………………………………………… 15 七 设计的心得与体会………………………………………………………16 八 参考文献 ………………………………………………………………16 一 设计任务书 1 题目 转筒干燥器 2 设计条件 处理量： 9500kg/h 原料组成：湿含量X1=0.0525kg/kg绝干料，X2=0.001kg/kg绝干料。 空气状况 新鲜空气温度t0=27℃，湿度H0=0.0082kg/kg绝干气；离开预热器的温度 操作压力：常压 3 设计萃取塔 萃取塔类型和规格：自选。 4 设计内容： 萃取塔的物料衡算； 萃取塔的工艺尺寸计算； 绘制萃取塔生产工艺流程图； 绘制萃取塔设计条件图； 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 二 设计方案简介 1、萃取剂的选择 正丁醇在水中的溶解度很小1.8g/L，属于难溶，而丁二酸在正丁醇中溶解度很大，因此℃选用正丁醇作为萃取剂。 2、流程选择 考虑到过程的经济性，需要对萃取剂C进行回收，循环使用，同时由于C组分基本不溶于水，故采用下图所示的萃取过程原则流程图。 原料液送入萃取塔，经过萃取后，萃取相含有大量的萃取剂C和溶质A组分，将该股物流送入精馏塔，经精馏过程脱除萃取剂C，使萃取剂C和溶质A组分得以分离，萃取剂返回萃取塔循环使用，精馏塔顶得到溶质A作为产品，萃取塔底得到的萃余相中含有水和少量的溶质A，送入下一道工序进行处理。 溶剂用量确定 由于原料液中溶质的浓度较低，在萃取过程中，可以近似认为萃取相和萃余相的流量基本不变，所以可依全塔物料衡算方程及相平衡方程计算过程的溶剂用量。如图所示，全塔的物料衡算方程为: E(y0-y1)=R(x0-x1) 当萃取剂用量不断减少时，排除的萃取相中溶质A的浓度不断升高，当萃取相出口中溶质A的浓度y0达到与原料液中溶质浓度x0呈平衡浓度y0＊时，萃取剂用量最小，故将上式中的y0用y0＊代替，且取溶剂的入口浓度 4、转盘塔是一种机械搅拌萃取塔，其塔壁上设有一系列等距离的定环，塔内有用电机带动的中心轴，轴上装有水平转盘，每个转盘位于相邻两个定环的中间［!］。转盘塔利用旋转圆盘所施加的机械能，使两相得到很好的分散与混合，以获得高的传质速率。由于它处理能力大，分离效率较高，结构较简单和操作稳定，因此得到广泛的应用 5、设计任务: 用正丁醇从稀的丁二酸水溶液中萃取丁二酸。水溶液中含丁二酸3.56％（质量）要求回收率不小于90％，处理量为850kg/h。由于萃取剂循环使用，正丁醇中含丁二酸0.25％（质量）。小型实验时，正丁醇溶液为分散相。 参加文献资料,查得已知25℃常压时，正丁醇溶液的密度为866.5kg/m3,其粘度为uD＝0.3749×10-3pa·s；水溶液是995.6kg/m3，水溶液粘度uc＝1.536×10-3pa·s，界面张力σ=0.009N/m 。两相流比LR＝2.0。分配系数 m==1.15 萃取塔的工艺设计 物性数据 所涉及的物性数据如下表所示。 物性数据 参数 密度（kg/） 粘度（pa·s） 液滴分散系数(m2/s) 界面张力 （N/m） 连续相 995.6 0.53×10_9 0.009 分散相 866.5 2.3×10_9 2. 萃取塔直径的计算： 假设塔径＝0.6m，根据公式： ＝0.124＝0.142*0.6=0.1m ＝0.50=0.50*0.6=0.3m ＝0.67=0.67*0.6=0.402m 基于大量的实验观察和生产经验，一些研究者认为转盘塔的结构尺寸应在下列范围内选择： 1．5 ; 2 ; 取=0.35 m =0.1 m =0.42 m 根据体系界面张力σ＝0.009Pa.s 查“转盘塔工作区”图，取功率因子