1万吨柠檬酸毕业设计.docx

1、1万吨柠檬酸毕业设计(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 毕 业 论 文题 目：年产1万吨柠檬酸的工艺设计 专 业：化学工程与工艺（精细化工方向）摘要.1Abstract.11绪论.21.1柠檬酸的理化性质.21.2柠檬酸的用途.21.2.1柠檬酸在食品工业上的应用.21.2.2柠檬酸在药物、美容品、化妆品上的应用.21.2.3柠檬酸在工业上的应用.31.2.4柠檬酸盐类、柠檬酸脂类的用途.31.3柠檬酸的生产方法.31.3.1水果提取法.41.3.2化学合成法.41.3.3生物发酵法.41.4我国柠檬酸工业的发展历程.5

2、1.4.1菌种选育屡结硕果.51.4.2因地制宜调整原料结构.61.4.3装备情况大为改观.61.4.4提取工艺取得突破性进展.62总体工艺方案. .72.1引言.72.2原料及其处理.92.2.1原料.92.2.2原料的处理.92.3发酵及醪液处理工艺.92.3.1工艺与工程.92.3.2流程简介.102.3.3发酵工序.102.3.4醪液处理工序.102.4粗提与精制工艺.112.4.1工艺与工程.112.4.2流程图简介.112.4.3提取工段.112.4.4精制工段.122.4.5设备选型.132.5工程设计方案.132.5.1全厂项目组成.132.5.2产品质量标准.143发酵罐的工

3、艺设计. .143.1物料衡算.143.1.1日产量的计算.143.1.2原料消耗计算.143.1.3糖化酶的消耗.153.1.4蒸煮醪量的计算.153.2工艺计算.16 3.2.1发酵容积的确定.163.2.2生产能力的计算.163.2.3发酵罐个数的确定.173.2.4发酵罐几何尺寸的确定.173.3冷却面积的计算.183.3.1搅拌器的设计.193.3.2设备结构的布置方案.223.3.3冷却管的布置.224 环境保护和安全生产. .254.1环境保护. .254.1.1废气处理.254.1.2废水处理.254.1.3废渣处理.254.2安全生产.25参考文献.26摘 要本文从柠檬酸及其

4、用途，总体工艺建设方案，原料及其处理，发酵及醪液处理工艺，粗提与精制工艺蒸发、结晶、分离、干燥等几个方面，简介工艺设计中的基本方法。在本工程的设计中，原料处理及发酵工艺的确定。既要结合当地原料特性，也要考虑已有的技术实力，使其生产技术路线不仅适应以薯干为原料的生产需要，也满足以玉米作为精制原料生产的要求。因而采用了玉米干法脱胚粉碎或薯干直接粉碎调浆、液化(玉米液化浆)压滤、低压连续喷射灭菌，液体深层发酵的工艺路线。在提取精制工艺方面，本设计提取工艺仍采用钙盐提取的工艺路线。关键词：柠檬酸 无水柠檬酸 工艺设计 深加工AbstractIn this paper, and the use of c

5、itric acid, the overall technology development programs, materials and processing, mash fermentation and processing technology, the crude and the refining process evaporation, crystallization, separation, drying areas, briefing the basic method of process design. In the project design, materials pro

6、cessing and fermentation process to determine. We must combine the local characteristics of raw materials, but also the strength of existing technologies, production technology to route not only to adapt to the dry matter production as the raw material needs, but also satisfy the refined corn as raw

7、 material production. Which uses dry germ of maize crushing or grinding mixing dry matter directly, liquefied (liquefied corn syrup) filter press, continuous low pressure spray sterilization, submerged fermentation process route. In the extraction and purification process, the extraction process of

8、the design process is still using calcium extraction line.Key words: Citric acid;Anhydrous citric acid;Process Design ; deep1 绪论1.1 柠檬酸的理化性质柠檬酸是无色半透明晶体或白色结晶性粉末，无臭，有强烈的令人愉快的酸味，其在温暖空气中渐渐风化，在潮湿空气中有潮解性。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(C6H8O7H2O)。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

9、，分子量210.14，熔点7075，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(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%。在温暖的空气中渐渐风化，在潮湿空气中微有潮解性。柠檬酸易溶于水，能溶于乙醇，而不溶于乙醚、氯仿、苯、CS2、CCl4及脂肪酸。柠檬酸的分子结构式如图1-1。 图1-1 柠檬酸的分子结构式1.

10、2 柠檬酸的用途1.2.1 柠檬酸在食品工业上的应用柠檬酸被人们称为第一食用酸味剂，在食品工业上被广泛地用作酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂、除腥脱臭剂、鳌合剂等，其具体用途不胜枚举。它常用在饮料、果酱与果冻、糖果、冷冻食品、酿造酒、酸奶、脂肪和油、腌制品、罐头食品和水果加工、豆制品和调味品等诸多领域。1.2.2 柠檬酸在药物、美容品、化妆品上的应用柠檬酸普遍应用于各种营养口服液，缓冲pH=3.54.5，维持活性配料的稳定性，加强防腐剂的效果。柠檬酸糖浆是发热糖浆是必热痛不欲生用清凉饮料，具有矫味、清凉、解毒的功效。柠檬酸与水果香精和用，可赋予人们喜爱的香酸口感以掩盖药物的苦味，尤其是重要制剂

11、，在液态配料中加入0.02%的柠檬酸可形成微量铁和铜的络合物，延缓活性配料的降解作用。在配制发蜡过程中用柠檬酸调节pH，在抗氧化剂体系中，作为金属离子鳌合剂，都需要柠檬酸作为标准配料。1.2.3 柠檬酸在工业上的应用以柠檬酸为基础的金属净化配方，能有效地去除黑色金属和有色金属的表面形成的氧化物。柠檬酸是高效鳌合清洗剂，对钙、镁、铁、铬、铜等污垢有效，广泛用于各种金属表面的清洗，洗后废水可生物降解不污染环境。柠檬酸钠能增加去污性能，在许多家用去垢剂产品中可加快生物降解，可作为磷酸盐的代用品，大量应用于洗衣粉、去垢剂之中，柠檬酸钠与铝硅酸盐一起增强洗净剂的清洁作用是很有效的。另外柠檬酸还可应用于电

12、镀，纺织品，胶粘剂，石油井去除铁拴，治理工业废气、废水、回收金属等方面。1.2.4 柠檬酸盐类、柠檬酸脂类的用途柠檬酸盐类用于补充相应的元素时，具有溶解度高、生理宽容性大、酸根可直接被人体或动物体吸收代谢而无积留等优点。柠檬酸亚铁和柠檬酸铁是补铁剂，对机体的缺铁性贫血或出血后贫血有特殊的疗效，而且无收敛或刺激副作用，不会扰乱消化道的功能。柠檬酸钠注射时与钾盐一样，用于校正血、体液、尿液的酸度。柠檬酸钠是著名的抗凝血剂广泛应用于输血、血液和血浆保存以及制造人造代血浆和血制品加工工艺。柠檬酸镁、柠檬酸铜、柠檬酸镍等在工业和药品等方面都有广泛的用途。柠檬酸三甲酯是柠檬酸和甲醇酯化而成，溶解力强，耐油

13、性和耐光性好，特别适用于涂料。乙酰柠檬酸三乙酯是无色油状液体可用于制作食品包装材料。柠檬酸的其他酯类在工业和食品等方面也有诸多应用。1.3 柠檬酸的生产方法目前生产柠檬酸的主要方法有水果提取法、化学合成法以及生物发酵法三种。国内生产柠檬酸的厂家主要有安徽丰原生化股份有限公司、江苏无锡罗氏中亚柠檬酸有限公司、安徽华源生物药业有限公司、湖北黄石兴华生化有限公司等近10家大型企业。年生产能力约为50万吨，大部分企业使用的是生物发酵法。1.3.1 水果提取法水果提取法是早期制取柠檬酸的方法，在发酵法未出现之前，持续了大约50年的时间。柠檬酸可以从柠檬、橙、橘子、苹果等柠檬酸含量较高的水果中提取。该法是从未成熟的柠檬、柑橘等水果中压榨出果汁，然后和石灰乳混合，生成柠檬酸钙沉淀，再用硫酸处理，得到不含杂质的柠檬酸溶液。盐溶液经浓缩结晶即可得出柠檬酸产品。当今，水果的生产已经产业化，水果产量也随之增加