年产5000吨乳酸工厂提取车间设计_毕业设计

年产5000吨乳酸工厂提取车间设计年产5000吨乳酸工厂提取车间设计乳酸是世界上应用广泛的三大有机酸之一，目前生产乳酸主要采取的方法有传统发酵工艺以及固定化微生物法、电渗析连续发酵法、萃取发酵法、膜法发酵法、吸附发酵法、同时糖化发酵法等新工艺，在工业生产中多采用微生物发酵法生产L-乳酸。

乳酸的提取精制是乳酸生产中非常重要的步骤，工业生产中常用的乳酸提取工艺主要有：钙盐法、锌盐法、离子交换法、溶剂萃取法和电渗析法等。

本设计采用德式乳杆菌为菌种，以大米为主要原料，麸皮为辅助原料经糖化作为乳酸中和剂和发酵液稳定剂，发酵并行式来生产乳酸。

在发酵时加入CaCO3得到的发酵液经预处理→浓缩→冷却结晶→洗晶→离心分离→乳酸钙结晶→溶晶→酸解→过滤→脱色等一系列步骤得到粗乳酸；粗乳酸先经浓缩再经离子交换法（先通过732阳离子交换柱再通过331阴离子交换柱）得到纯乳酸。

根据上述工艺流程，在进行乳酸工厂提取车间设计时，根据工厂的实际生产工艺和产能采取最优的提取工艺，通过对乳酸生产平衡、设备平衡和能量平衡等的计算，选取相应的生产设备，合理布局设计，使生产操作可靠性、方便性达到生产要求，降低成本，最终使生产效益最大化，并设计出合理的工艺流程图、设备结构和布置图以及全厂平面布置图。

关键词：发酵工艺；乳酸提取车间；工厂设计THE DESIGN OF THE EXTRACTED WORKSHOP WHICH PRODUCE 5000 TON OF LACTIC ACID IN AYEARABSTRACTLactic acid is one of the three organic acids which widely used in the world.Now the main approach to produce lactic acid include:the traditional fermentation process and immobilized microorganisms,continuous electrodialysis fermentation, extraction fermentation,membrane fermentation,adsorption fermentation,law saccharification and fermentation technology ect.these new process．Microbial fermentation is the process which most widely used in industrial production to produce L-lactic acid. Extraction of lactic acid production is refined very important step;some processes like:calcium method,zinc salts,ion exchange,solvent extraction and electrodialysis law which are normally used in industrial production of lactic acid;The design used the German Lactobacillus for strains and rice as the main raw materials, wheat branas auxiliary raw materials and then for parallel saccharification and fermentation to produce lactic acid.The CaCO3is used as lactic acid neutralizer and stabilizer fermentation broth in the fermentation. The fermentation broth obtained from the fermentation must be treatby these step to be crude lacticby:the pretreatment of the fermentation broth→condense the broth→cooling crystallization of concentrated wash crystal→wash the crystal→centrifuge dissolved→crystallize the calcium lactate into crystal→dissolve it with water→dissolve it with acid→filter it→decolor it ect;crude lactic acid concentration from the first used the via ion exchange(first path through the 732 cation exchange column and then through the 331 anion-exchange column)to be pure lactic acid.According to the above process, during lactic acid plant extraction plant design, based on the actual production process and production of the plant can take the optimal extraction process, lactic acid production and balance equipment, balance and energy balance calculations, select the appropriate production equipment, rational distribution of the design, production and operational reliability, convenience, and meet production requirements, reduce costs, and ultimately maximize production efficiency, and design the process flow diagram and device structure and layout, as well as the whole factory floor plan.Key words:fermentation process；the workshop for extracted lactate；the factory design年产5000吨乳酸工厂提取车间设计目录1 绪论 (1)1.1 乳酸的概况 (1)1.1.1 乳酸的理化性质 (1)1.1.2 乳酸的工业生产 (2)1.1.3 乳酸的用途及功能 (2)1.1.4 乳酸的质量检验与储存 (3)1.2 乳酸的发酵方法 (3)2 生产工艺 (5)2.1 发酵工艺 (6)2.1.1 发酵工艺流程及特点 (6)2.1.3 发酵工艺操作要点及注意事项 (7)2.2 提取精制工艺 (8)2.2.1 提取工艺流程及特点 (8)2.2.2 提取工艺条件 (8)2.2.3 提取注意事项以及工艺操作要点 (9)3 工艺计算及设备选型 (12)3.1 发酵工段 (13)3.1.1 物料平衡计算 (13)3.1.2 设备计算及选型 (13)3.2 提取工段 (14)3.2.1 生产平衡计算 (14)3.2.2 设备平衡计算及选型 (15)4 车间布置设计 (17)4.1 设计依据 (18)4.2 车间布置（厂房平面布置） (18)4.2.1 车间布置设计原则 (18)4.2.2 车间平面布置 (19)4.2.3 车间立面布置 (19)4.2.4 设备布置 (19)结论 (19)参考文献 (22)致谢......................................................................................... 错误!未定义书签。

附件一附件二1 绪论作为被世界使用最广泛的有机酸之一的乳酸，它在医药、食品等轻化工领域应用甚多，环保领域尤为突出。

目前在所有的工业化生产乳酸方法中，我国主要采用的方法是微生物发酵法，还对米根霉深层发酵产L-乳酸的研究工作，在生产、转化率、发酵周期等方面达到了国际水平，并建成了千吨以上规模的L-乳酸生产数十家。

但目前乳酸的普及应用人有较大的瓶颈，尤其是在乳酸提取精制方面，乳酸的提取精制占到了乳酸生产成本的一半以上，因此，以最低成本提取最优质的乳酸新技术是目前亟待解决的问题，近年来，很多国家在研究提取乳酸方面提出了新的方法，主要有：乳酸锌提取技术，离子交换法提取技术，电渗析发提取技术等。

在设计乳酸提取车间工厂时根据生产工艺极其产能的实际情况，选用合适的生产设备和最优的生产工艺，对工厂进行合理布局，在达到生产要求的基础上降低生产成本，从而实现效益的最大化。

1.1 乳酸的概况1.1.1 乳酸的理化性质乳酸分子中有一个不对称硫原子，因此有旋光性。

L-乳酸为左旋性，D-乳酸为右旋性.分子量90.08。

结构式表示如下：D(-)-乳酸 L(+)-乳酸图1 乳酸的结构式H 3表1 乳酸的理化性质构型熔点/℃比旋光度[α]D20解离常数（25℃）熔化热/（KJ/mol）L 25-26 ﹢3.3° 1.37×10-416.87D 25-26 ﹣3.3° 1.37×10-416.87LD 18 0 1.37×10-411.35乳酸与水的互溶性很强，非常不容易从水中结晶出来。

但是当浓溶液达到60%以上时，就会具有很强的吸湿性。

基于此原理，商品乳酸几乎都是60%的溶液。

其中食品级乳酸含量为80%以上，药典级多为85%-90%。

通过在67-133Pa 的真空环境下反复进行分馏，便可获得纯品乳酸结晶。

1.1.2 乳酸的工业生产乳酸是一种广泛存在于自然界的羟基羧酸。

1881年Avery在美国马萨诸塞州进行乳酸生产性试验获得成功，1895年德国的Ingelhein建立了第一家乳酸生产工厂，此技术随后传至欧洲其他国家。