柠檬酸厂糖化发酵车间设计方案(改)

摘要2

1. 产品介绍2

2．生产工艺3

2.1 生产方法3

2.2 工艺流程3

2.3 操作工艺4

3. 工艺计算书5

3.1 物料衡算5

3.1.1 工艺技术指标及基础数据5

3.1.2 原料消耗计算<基准：1吨成品柠檬酸）6

3.1.3 发酵醪量的计算7

3.1.4 接种量7

3.1.5液化醪量计算7

3.1.6 成品柠檬酸8

3.1.7 淀粉质原料年产4万吨一水柠檬酸厂总物料衡算8

3.2 热量衡算9

3.2.1 液化热平衡计算9

3.2.2 发酵过程中的蒸汽耗量的计算9

3.2.3 发酵过程中的冷却水耗用量计算11

3.2.4 发酵过程中的无菌空气耗用量的计算11

4. 糖化车间设备设计与选型12

4.1 调浆桶的选型12

4.2 喷射加热器的选型12

4.3 液化维持罐的选型13

4.4 板式换热器的选型14

5．发酵车间设备设计与选型14

5.1 发酵罐的选型14

5.1.1 发酵罐容积和台数的确定15

5.1.2 主要尺寸的计算16

5.1.3 发酵罐冷却面积的计算16

5.1.4发酵罐搅拌器的设计17

5.1.5 发酵罐设备结构的工艺设计18

5.1.6 发酵罐设备材料的选择错误！未定义书签。

5.1.7 发酵罐壁厚的计算错误！未定义书签。

5.2 种子罐的选型21

5.2.1 种子罐容积和数量的确定21

5.2.2 种子罐主要尺寸确定22

5.2.3 种子罐型号确定22

5.3 贮罐选型22

5.3.1 发酵成熟醪贮罐22

5.3.3 设备一览表23

结论23

谢辞24

参考文献24

年产40000吨柠檬酸厂糖化、发酵车间的设计

摘要

本设计采用薯干原料发酵,只需将薯干磨粉,加水调浆,直接加入少量α－淀粉酶液化后,灭菌、冷却,即可接种发酵。制备柠檬酸一般采用晒干的薯干作为原料。薯干含水10%-15%、淀粉70%左右、蛋白质6%左右。薯干原料中的蛋白质可作为氮源供菌体生长。薯干原料中含有铁、镁、钾、钙等的无机盐,选用的黑曲霉C0527对这些成分不敏感,故不必对原料做任何预处理。本设计采用好气液体深层发酵、钙盐法提取技术生产柠檬酸。这两种方法都是国内比较流行的生产方法，有着大量的实际经验，易于操作，风险小。由于本设计为糖化、发酵车间的设计，着重于这两个车间的工艺计算、设备选型。通过全厂物料衡算、车间热量衡算，确定糖化、发酵车间主要设备发酵罐、种子罐、以及车间管道的设计和选型。本设计还包括车间布置设置，带控制点的车间工艺流程图设计，全厂布局图设计。

关键词：薯干柠檬酸发酵深层好氧发酵黑曲霉柠檬酸

设备设计及选型

1. 产品介绍

柠檬酸

OH

│

HOOC─CH2─C─CH2─COOH，外观为白色颗粒或白色结晶性粉末，无臭，具有令

│

COOH

人愉快的强烈酸味。分子式为C6H8O7、C6H8O7·H2O、C6H8O7·2H2O，相对密度为 1.6550。柠檬酸易溶于水、酒精，不溶于醚、酯、氯仿等有机溶剂。商品柠檬酸主要是无水柠檬酸和一水柠檬酸，前者在高于36.6℃的水溶液中结晶析出，后者在低于36.6℃的水溶液中结晶析出。在这两种产品中，无水柠檬酸是目前国际市场比较紧缺的化工产品之一。在医药、食品、化妆品等各方面有着广泛的用途。

2．生产工艺

2.1 生产方法

本次生产工艺设计采用薯干原料为原料，采用薯干直接粉碎调浆、液化，进行好气液体深层发酵，钙盐法提取生产柠檬酸。

2.2 工艺流程

本次生产工艺的基本过程是：

在接收糖浆后，根据糖浆组成作适当的处理或配制，配成发酵原料，进行连续杀菌并冷却后，进入发酵罐加入菌种及净化压缩空气进行发酵；

发酵液经升温、过滤处理后，进入中和罐加CaCO3中和处理；

再经过过滤洗涤，得到柠檬酸钙固体，送入酸解罐，再加H2SO4酸解，并加入活性炭脱色；

然后，通过带式过滤机过滤、酸解过滤，除去CaSO4及废炭；

酸解过滤液经离子交换处理后，进行蒸发、浓缩，再进行结晶；

结晶后，用离心机进行固液分离，对得到的湿柠檬酸晶体进行干燥与筛选，最后得到成品的柠檬酸。

工艺流程图见图1所示：

图1：柠檬酸生产工艺流程示意图

2.3 操作工艺

<1）原料的处理

根据发酵的要求，对薯干原料，采用直接粉碎、磨粉、调浆、液化、连续灭菌的处理方法；以薯干原料生产时，根据我国薯干粗料的特征，发酵工艺要求将薯干从平仓运至备料车间，经过磁选装置除去原料中含铁杂质，以保护设备。然后进入粗粉碎机，将薯干先轧成1—3cm大小的小块，以提高磨粉机的效率，便于物料的输送。粗碎后，由斗式提升机提送至中间粉仓，由粉仓落入磨粉机粉碎，粉碎后进入粉仓再经计量送至配料罐。配料罐内加水调浆，同时加入一淀粉酶升温液化。液化完成后送至连消装置连续灭菌，再送至发酵车间。

<2）发酵工序

由备料车间提供的经连续灭菌并冷却的料液，通过灭菌管道泵入已空消灭菌待料的发酵罐(或种子罐>，通过差压法或零磅火焰倒种法，接入已培养好的柠檬酸菌种，在通风、搅拌情况下，进行发酵或培养。在发酵培养过程中，对罐温、罐压、通风量、搅拌转速等实行连续记录监控，并定期检测原糖消耗情况、菌种生长状态、ph值、泡沫等变化情况。根据发酵的工艺特性要求，及时调整控制发酵工艺过程，以获得最佳工艺产酸率或种罐菌种活力，一般经66小时(种罐约25小时> 培养，大罐在残糖指标、产酸情况达到放罐条件即可放罐：种罐菌种活力及菌群数量达标后，即可移种。在发酵或培种过程的定期检测中，若发现异常情况，如染菌等，应