1、題目： 年產 3 萬噸一水檸檬酸生產工藝設計摘要 31 .前言41.1 檸檬酸簡介41.2 目前檸檬酸發酵生產的狀況及其主要的生產技術52 .生產工藝62.1 生產方法62.2 生產流程62.3 操作工藝72.3.1 原料的處理72.3.2 無菌空氣的處理82.3.3 種子的培養92.3.4 發酵工序及醪液處理工序92.3.5 提取工段102.3.6 精制工段112.3.7 污水處理工序123 .工藝計算書133.1 物料衡算 133.1.1 工藝技術指標及基礎數據133.1.2 原料消耗計算基準143.1.3 發酵醪量的計算143.1.4接種量143.1.5 液化醪量的計算143.1.6 成

2、品檸檬酸143.1.7 淀粉質原料年產3萬噸一水檸檬酸總物料衡算154 .檸檬酸生產的主要工藝設備164.1 發酵罐的選型164.1.1 發酵罐容積和臺數的確定164.2 檸檬酸生產的主要工藝設備表175 .全廠及車間布置186 .結束語19參考文獻20附圖一21附圖二22附圖三23附圖四24摘要本設計采用薯干原料發酵，只需將薯干磨成粉，加水調漿，直接加入少量 淀粉酶液化后滅菌、冷卻即可接種發酵。制備檸檬酸一般采用曬干的薯干作為原料。其中薯干含水13%、淀粉75%、蛋白質6%左右。薯干原料中的蛋白質可作為氮源供菌體生長。薯干原料中含有鐵、鎂、鉀、鈣等的無機鹽，選用的黑曲霉C0527對這些成分不

3、敏感, 故不必對原料做這方面的預處理。本設計采用液體深層好氧發酵、鈣鹽法提取技術生產檸檬酸。這兩種方法都是國內比較流行的生產方法，有著大量的實際經驗，易于操作，風險小。本設計對目前發酵生產檸檬酸的狀況及其主要的生產技術做了闡述，并對發酵生產檸檬酸的工藝技術方法、工藝流程及設計技術說明給出了明確設計。因為知識有限，在工藝計算方面，只做了物料衡算和發酵罐選型的有關計算。確定了檸檬酸生產的主要工藝設備選型以及全廠及車間布置。本設計還包括全廠平面圖，車間平面布置圖，工藝流程圖等。1. 前 言1.1 檸檬酸的簡介1.1.1 名稱檸檬酸，是一種重要的有機酸，又名枸櫞酸。化學名稱：2-羥基 -1,2,3-已

4、三酸結構式為：1.1.2 物理性質檸檬酸為白色結晶粉末，無臭。 熔點（ ）： 153 ； 密度： 1.542g/cm3 ； 溶解性：溶于水、乙醇、乙醚，不溶于苯，微溶于氯仿。1.1.3 化學性質從結構上講檸檬酸是一種三羧酸類化合物，并因此而與其他羧酸有相似的物理和化學性質。加熱至175 ° C 時它會分解產生二氧化碳和水，剩余一些白色晶體。檸檬酸是一種較強的有機酸，有3 個 H+可以電離；加熱可以分解成多種產物，與酸、堿、甘油等發生反應。1.1.4 主要用途檸檬酸是有機酸中第一大酸，由于物理性能、化學性能、衍生物的性能，是廣泛應用于食品、醫藥、日化等行業最重要的有機酸。在食品和醫學上

5、用作多價螯合劑，也是化學過程的中間體。檸檬酸在自然界中分布很廣，主要存在于檸檬、柑橘等。檸檬酸具有宜人風味、高的水溶性和強的金屬螯合力，長期以來占據食用酸味劑70%左右的市場份額，除可口可樂和純果汁以外，幾乎所有的飲料（包括固體和液體）都使用檸檬酸作為酸味劑，通常的添加量為0.25%-0.4%（ m/m） 。此外，食品加工和奶制品也添加檸檬酸或檸檬酸鹽。據不完全統計，使用檸檬酸的食品或藥品（如化學藥的枸櫞酸鹽）約有上千種之多。檸檬酸除用于食品和醫藥工業外，最大的用途是代替三聚磷酸鈉作為洗滌劑的助洗劑，20 世紀 90 年代初，國外還有人發現檸檬酸加入混凝土中可作為一種“減水劑”，并能提高混凝土

6、的凝固強度。可以認為，檸檬酸早已成為現代食品、醫藥業、日化行業及其他工業的通用原料1。1.2 目前檸檬酸發酵生產的狀況及其主要的生產技術。1.2.1 檸檬酸發酵生產的狀況1917年， 美國學者Currie發現了一株產檸檬酸的黑曲霉，并通過美國的Pfizer（輝瑞 ）公司于 1923 年采用淺盤發酵實現了工業化生產，原料主要是糖蜜。1952 年，美國的Miles 公司首先成功地采用液體深層發酵工業化規模生產檸檬酸。由于這種新工藝比傳統的淺盤工藝有更多的優越性，因而推動了世界檸檬酸工業的迅速發展，深層發酵法也成為檸檬酸發酵生產的主要工藝。到2000 年，全球檸檬酸的年生產能力在90 萬噸以上，并一

7、直保持比較平穩的發展速度1。我國檸檬酸發酵工業起步較晚，1969 年上海酵母廠成功利用薯干粉深層發酵檸檬酸。在20 世紀 80 年代，由于出口的需要，我國的檸檬酸生產發展速度，已成為世界上檸檬酸生產量最大的國家。全國有近90 家檸檬酸生產企業，年生產能力達近50 萬噸， 占世界總量的40%多。 2002年全國產量30多萬噸，2003年達 40 余萬噸。我國開發的以白薯干為原料的產酸菌種具有其獨到的特點，加之我國的許多地區對生產過程中排放的廢水要求較低，多數生產企業對生產過程中產生的廢水沒能進行比較有效的處理，因此，我國檸檬酸生產成本較低，在國際市場上具有較強的競爭力。近年來我國檸檬酸的年出口量

8、一直保持在10 萬噸以上 1。隨著生物技術的進步，檸檬酸工業有了突飛猛進的發展，全世界檸檬酸產量已達0.4Mt。在檸檬酸發酵技術領域，由于高產菌株的應用和新技術的不斷開拓，檸檬酸發酵和提取收率都有明顯提高，每生產1t檸檬酸分別消耗2.5 2.8t糖蜜，2.2 2.3t薯干粉或1.2 1.3t蔗糖。人們正在大力開發固定化細胞循環生物反應器發酵技術。1.2.2 主要的生產技術檸檬酸的發酵工藝可分為表面發酵、固體發酵和深層發酵三種。表面發酵是利用生長在液體培養基表面的微生物的代謝作用，將可發酵微生物轉化成檸檬酸的。這種技術出現最早，至今工業上仍有應用，主要用于糖蜜原料的發酵。固體發酵是將發酵原料及菌

9、體吸附在疏松的固體載體上發酵生產檸檬酸的過程。深層發酵的特點是微生物菌體均勻的分布在液相中，利用溶解氧，發酵時不產生分生孢子，全部菌體細胞都參與合成檸檬酸代謝。由于這種工藝具有明顯的有點，所以逐漸在檸檬酸工業上占據主導地位1。圖 1 我國深層發酵檸檬酸基本工藝流程簡圖2生產工藝2.1 生產方法本次生產工藝設計以薯干為原料，采用直接粉碎、調漿、液化，進行好氣液體深層發酵，鈣鹽法提取，最后結晶、干燥得到檸檬酸。2.2 工藝流程本次生產工藝的基本過程是：在接收糖漿后，根據糖漿組成作適當的處理或配制，配成發酵原料，進行連續殺菌并冷卻后，進入發酵罐，加入菌種和凈化壓縮空氣后進行發酵；發酵液經升溫、過濾處

10、理后，進入中和罐，用CaCO3中和處理；再經過過濾洗滌，得到檸檬酸鈣固體，送入酸解罐，再添加H2SO4酸解，并加入活性炭進行脫色；然后，通過帶式過濾機過濾、酸解過濾，除去CaSO4及廢炭；酸解過濾液經離子交換處理后，進行蒸發、濃縮，再進行結晶；結晶后，用離心機進行固液分離，對得到的濕檸檬酸晶體進行干燥與篩選，最后得到成品的檸檬酸2。2 檸檬酸生產工藝流程示意圖2.3操作工藝2.3.1 原料的處理根據發酵的要求，對薯干原料，采用直接粉碎、磨粉、調漿、液化、連續滅菌的處理方法；以薯干原料生產時，根據我國薯干粗料的特征，發酵工藝要求將薯干從平倉運至備料車間，經過磁選裝置除去原料中含鐵雜質，以保護設備

11、。然后進入粗粉碎機，將薯干先軋成1 3cm 大小的小塊，以提高磨粉機的效率，便于物料的輸送。粗碎后，由斗式提升機提送至中間粉倉，由粉倉落入磨粉機粉碎，粉碎后進入粉倉再經計量送至配料罐。配料罐內加水調漿，同時加入淀粉酶升溫液化。液化完成后送至連消裝置連續滅菌，再送至發酵車間3。圖 3 薯干原料液化工藝流程2.3.2 無菌空氣的處理目的：提高壓縮空氣的潔凈度；去除壓縮后空氣中的油水基本流程：吸入空氣前過濾空氣壓縮機壓縮空氣冷卻至適當溫度分離去除油和水加熱至實罐溫度，RH50-60%空氣過濾器無菌空氣要保持過濾器有比較高的過濾效率，應維持一定的氣流速度和不受油、水的干擾。則要有一系列冷卻、分離、加熱

12、的設備來保證空氣的相對濕度在50% 60%的條件下過濾，氣流速度可由操作來控制4。 高效前置過濾器 壓縮機 貯罐 冷卻器 絲網分離器 加熱器 過濾器圖 4 高效過濾空氣除菌流程2.3.3 種子的培養工藝流程：黑曲霉菌種的擴大培養一般要經過三個階段，相應但階段依次稱為一級、二級和三級種子培養。擴大培養但工藝流程和各級的培養方法因地而異，按照最終成品但形式可以區分為麩曲生產和孢子生產，前者時用固體醅培養，類似于我國白酒生產中但制曲，后者時液體表面培養或固體表面培養，經過收集生產出純粹但黑曲霉孢子5。麩曲生產工藝流程：麩曲生產方法在我國較為普遍，它的優點時操作簡便，成本低，但孢子不易收集。它的第一級

13、為斜面培養，第二級為茄子瓶培養（也有用大量斜面培養的），第三級為麩曲培養，麩曲中的孢子不單獨收集，全部曲用于發酵罐但接種。整個過程可以簡單表示如下：一級二級三級原種斜面茄子瓶麩曲種子罐孢子生產工藝流程：蘇聯等國家采用但接種物多是干孢子。它的第一級也是斜面培養，第二級時三角瓶液體表面培養，第三級也是液體表面培養，容器采用體積較大但鋁盆等。最后將表面培養但菌膜干燥，干孢子單獨收集起來備用。整個過程可簡單表示如下：一級二級三級原種斜面三角瓶鋁瓶收集2.3.4 發酵工序及醪液處理工序由備料車間提供的經連續滅菌并冷卻的料液，通過滅菌管道泵入已空消滅菌待料的發酵罐（ 或種子罐 ） ， 通過差壓法或零磅火焰

14、倒種法，接入已培養好的檸檬酸菌種，在通風、 攪拌情況下，進行發酵或培養。在發酵培養過程中，對罐溫、罐壓、通風量、攪拌轉速等實行連續記錄監控，并定期檢測原糖消耗情況、菌種生長狀態、pH值、泡沫等變化情況。根據發酵的工藝特性要求，及時調整控制發酵工藝過程，以獲得最佳工藝產酸率或種罐菌種活力，一般經66小時 （ 種罐約25小時） 培養，大罐在殘糖指標、產酸情況達到放罐條件即可放罐；種罐菌種活力及菌群數量達標后，即可移種。在發酵或培種過程的定期檢測中，若發現異常情況，如染菌等，應針對具體情況及時處理，對中、前期染菌，可加大種量形成主菌群生長優勢，或及時罐實消，補入適當營養源重新接種發酵；后期時可加強監

15、控，提前放罐；對倒罐等應予滅菌排放處理，并認真查找原因，進一步強化滅菌操作中的各個環節6。檸檬酸發酵完成后，應即時進行熱處理，以滅活發酵，絮凝蛋白、提高收率，為提高設備利用率，增設醪液貯罐，通過熱交換器，及時將醪液加熱至80后進入醪液熱貯罐，再經泵壓入過濾機，除掉固形物及菌體殘渣，將清醪液泵入下道工序6。5 發酵及醪液處理工藝流程2.3.5 提取工段鈣鹽法：由壓濾工段送來的檸檬酸清醪液泵入中和罐，在80下進行中和。碳酸鈣經密閉的輸送機送入車間，經無級調速下料螺旋分散投入中和罐，以防止局部濃度過高，使中和沉淀反應均勻，經終點檢測合格后，將檸檬酸鈣懸浮液排入帶式過濾機中，將固體檸檬酸鈣從懸浮液中分

16、離出來，為滿足玉米原料及薯干原料生產工藝的雙重要求，中和帶式過濾機用特定的加長、強洗型，生產原料操作靈活，以確保粗原料生產時的中和洗糖要求及成品的指標控制，要求并使中和廢水經分流至污水處理站。分離后的檸檬酸鈣經卸料螺旋送至酸解桶中，由熱水或酸解液調漿，濃硫酸由酸堿站泵入，再計量到酸堿桶中與檸檬酸鈣在80下生成硫酸鈣與檸檬酸的懸濁液送入酸解帶式過濾機進行過濾，清洗液即稀酸解液收集用于調漿，硫酸鈣運至渣場綜合利用，檸檬酸酸解送精制工段3。6 粗提的工藝流程2.3.6 精制工段離子交換與脫色檸檬酸液從暫貯灌中泵送離交純化工序，經由陽離于交換塔，陰離子交換塔和活性炭脫色塔，離交脫色除去色澤及影響成品質

17、量加速設備腐蝕的陰陽離子，陰陽樹脂需經過酸洗、堿洗再生處理，離交后的檸檬酸精制母液送入蒸發工序3。蒸發與結晶在提純溶液進入蒸發部分前，通過精過濾器除去清液中的微小樹脂顆粒。精濾后的溶液經熱交換器預熱后送至雙效真空濃縮器經濃縮至特定濃度后，轉入真空結晶器，或者低溫結晶器進行結晶。以確定產品（一水產品或無水產品），再經分離將檸檬酸晶粒從液相中分離出來，液相（母液 ）在分離后分別放至各級母液貯罐，根據其雜質離交濃度情況，送往重新蒸發式回流到前工序處理提純，晶體送往干燥機3。干燥與包裝從離心機分離出來的濕檸檬酸晶粒被送到流化床干燥器，根據生產品種控制干燥空氣、溫度及冷卻空氣量進行干燥，排空經濕式旋風分

18、離器處理排放，干燥后的檸檬酸晶粒通過傳送裝置運到篩選機，不合格顆粒被篩分出來，溶解后返回到結晶系統，檸檬酸成品進行定量、包裝，存放3 。7 精制的工藝流程2.3.7 污水處理工序生產工藝廢水通過格柵池進入污水處理段調節池，調節水質水量，氣浮池在絮凝劑和物理作用下，去除廢水中的懸浮物和膠體物質等污染物，降低后續處理單元的工作負荷。進入二相厭氧反應器之前用清水將污水進行1:1 的稀釋降低進入反應器的污水負荷，然后經泵定量提升進入二相厭氧反應器，在厭氧微生物的作用下，將廢水中的各種復雜有機物分解轉化成小分子有機物,甲烷和二氧化碳等物質，剩余污泥進入污泥沉淀池。消化后的廢水再進入延時曝氣池，與污泥中的

19、好氧微生物的進一步作用，去除剩余的有機物，部分隨水流帶出的懸浮物在斜管沉淀池中得以沉淀出來后廢水達標排放。厭氧接觸池、延時曝氣池及沉淀池的剩余污泥通過污泥泵進入污泥儲存池，加入絮凝劑后，經過板框壓濾機脫水處理后運走。濾液回流到調節池進行循環處理7。整個工藝具體分為如下三個階段：（ 1）廢水物理處理階段。廢水流經格柵池、調節池、氣浮池有效去除不溶性懸浮物，減輕后續生化處理的負荷。（ 2）廢水生化處理階段。經物理處理后的廢水，先流入二相厭氧反應器中，進行厭氧反應處理。水解酸化階段作為不完全厭氧過程,并沒有直接降低廢水中CODCr及 BOD5,而是使廢水中結構復雜的大分子有機物降解轉變成結構簡單的小

20、分子有機物,使它們易于生物降解。同進水相比,水解酸化階段其CODcr并沒有降低,而是pH值降低,揮發有機酸升高，BOD5/CODCr值提高。因此，二相厭氧工藝的引入,使廢水中難降解的污染物變為易降解的污染物,改變了廢水的可生化性,為后續好氧生物降解提供了保證。在這一過程中，采用了自行設計的二相厭氧器。在設計中利用了水力自流作用，使廢水進出反應器時，無需外加動力。采用二相厭氧 好氧組合工藝處理高濃度檸檬酸有機廢水，要保證最后出水水質，仍是好氧 階段起決定性的作用。在該項工程中，好氧處理采用了延時曝氣法，選用了供氧能力大、氧利用效率高的導流式機械曝氣機進行階段曝氣，曝氣機的開啟與停止，均是根據廢水

21、中的DO濃度自動實行在線控制，取得良好效果。通過現場測定,曝氣池內殘余溶解氧在1.52.5mg/l之間。經二沉后的廢水達標排放。（ 3）二次沉淀階段。向好氧反應器處理排出的廢水中投入微量絮凝劑，使廢水中的懸浮物在絮凝劑的作用下，經斜管填料進行最后沉淀。在工藝流程確定的過程中，主要考慮以下幾條原則：（ 1）檸檬酸生產廢水含有機質多，濃度，同時本工程中廢水排放要求較高。（ 2）檸檬酸生產廢水可生化性較好，易于生物降解。（ 3）本工程要求低運行成本。根據上述原則，確定采用圖1所示的處理工藝流程8。圖 8 檸檬酸廢水處理工藝流程圖3工藝計算書3.1 物料衡算3.1.1 工藝技術指標及基礎數據（ 1）生

22、產規模：30000t/a99.5%一水檸檬酸折合成27487.63t/a99.5%無水檸檬酸；（ 2）生產方法：外加耐高溫 -淀粉酶液化，深層液體發酵，鈣鹽干法提取；（ 3）生產天數：每年300 天；（ 4）食用99.5%無水檸檬酸日產量：27487.63÷ 300=91.63t/d，取整數為92t/d；（ 5）食用99.5%無水檸檬酸年產量：92× 300=27600t/a；（ 6）產品質量：國際食用檸檬酸99.5%（質量分數），實際產率98%，副產品約占2%；（ 7）薯干粉成分：含淀粉量75%，水分13%；（ 8） -淀粉酶用量：5U/g 原料；酶活力為3000u/g。

23、（ 9）操作參數：淀粉糖轉化率98.5%，糖酸轉化率95%，提取階段分離收率95%，精制階段收率98%，倒罐率1%則其得率為1 1% 99%；產酸率（即糖發酵液轉化率）13% 。（ 10）無水氯化鈣用量， 0.1% 。（ 11）碳酸鈉用量， 0.15% 。3.1.2 原料消耗計算（基準：一噸成品檸檬酸）年產 3 萬噸一水檸檬酸，折合無水檸檬酸，按1995 年 5 月，中國發酵工業協會檸檬酸分會制定的“檸檬酸行業統計辦法”9無水檸檬酸需要量為：30000÷ 1.0914=27487.63t/a（ 1）生產無水檸檬酸的總化學反應式：（C6H10O5）n nH2O 3n/2O2 nC6H8

24、O7 2nH2O162192X1000（ 2）生產1000kg 99.5%無水檸檬酸所需的理論淀粉消耗量：X=1000×（162÷ 192）×99.5%=839.53 kg（ 3）生產1000kg 99.5%無水檸檬酸所需實際淀粉消耗量：X 實際 = X÷ （98.5%× 95%× 95%× 98%× 99%）=973.4kg（ 4）生產1000kg 99.5%無水檸檬酸所需實際薯干粉原料消耗量：973.4÷ 75%=1297.87kg（ 5） -淀粉酶的消耗量：應用酶活力為3000u/g的 -淀粉酶使淀

25、粉液化。 -淀粉酶用量按5u/g 原料計算有：1297.87× 103× 5÷ 3000=2.16kg（ 6）無水氯化鈣用量， 0.1% 。 有：1297.87× 0.1%=1.30kg（ 7）碳酸鈉用量， 0.15% 。 有：1297.87× 0.15%=1.95kg3.1.3 發酵醪量的計算根據發酵液轉化率為13%：1000× 99.5%÷ （ 95%× 98%× 13%） =8221.1kg3.1.4 接種量接種量為發酵醪的10%，設接種量為x，則：x/（發酵醪量-x）× 100%=10%

26、即：8221.1× 10%÷ 110%=747.37 kg3.1.5 液化醪量計算成熟的蒸煮醪量計算：蒸煮醪量=發酵醪量- 接種量即： 8221.1-747.37=7473.73kg3.1.6 成品檸檬酸日產檸檬酸量為：27487.63÷ 300=91.63 t/d即結晶液中檸檬酸的含量為：91.63 t/d需精制液中檸檬酸含量為：91.63÷ 98%=93.5t/d需分離液中檸檬酸的含量為：91.63÷ （ 95%× 98%） =98.42t/d3.1.7 淀粉質原料年產3萬噸一水檸檬酸廠總物料衡算即對生產27487.63t/a99

27、.5%無水檸檬酸的薯干原料檸檬酸廠進行計算。（ 1）檸檬酸成品日產食用99.5% 無水檸檬酸量為91.63t，取整數為92t日產副產品為：92× 2%÷ 98%=1.88t則日產總量為：92+1.88=93.88t實際年產量為：食用檸檬酸量為：92× 300=27600t/a副產物為：1.88× 300=564 t/a總產量為：27600+564=28164 t/a（ 2）淀粉用量日耗量：973.4× 10 3× 93.88=91.38t年耗量：91.38× 300=27414t（ 3）主要原料薯干用量日耗量：1297.87

28、× 10 3× 93.88=121.84t年耗量：121.84× 300=36552t（ 4）根據以上計算，將物料衡算結果列于表3-1。表 30000t/a 料檸檬酸廠物料衡算表物料名稱每噸產品物料消耗量（ kg）年產3 萬噸物料消耗量每天（t/d）每年 (t/a)食用檸檬酸9809227600副產品201.88564薯干原料1297.87121.8436552淀粉973.491.3827414 -淀粉酶2.160.2060發酵醪8221.1771.80231540接種量747.3770.1621048成熟蒸煮醪7473.73701.63210489無水氯化鈣1.

29、30.1236碳酸鈉1.950.18544. 檸檬酸生產的主要工藝設備以薯干為原料生產檸檬酸是我國特有的檸檬酸粗料發酵工藝，原料預處理設備可全部采用國產定型的糧食及飼料處理機械，生產過程簡單、處理成本低、設備投資少。4.1 發酵罐的選型當前，我國檸檬酸發酵占統治地位的發酵罐仍是機械渦輪攪拌通風發酵罐，即通常所說的通用罐。選用這種發酵罐的原因主要是：歷史悠久，資料齊全，在比擬放大方面積累了較豐富的成功經驗，成功率高。此外在檸檬酸發酵生產設備方面，大型氣升式發酵罐仍處于試用攻關階段。從試用情況看，由于氣升式罐在生產周期、產酸率、供氧周期波動的影響、通風量增加的綜合能耗、生產的穩定性及可重復性等因素

30、，所以多數廠家目前仍延用機械攪拌通風式發酵罐。因而，就本項目而言，按技術成熟，可靠、穩妥的原則，結合檸檬酸工程中的設計經驗，通過對罐內空氣分配器進行適當改造，成為新型的通風式機械攪拌型發酵罐。其攪拌功率，比相同容積的通用發酵罐降低約10%10 ,11。從生物發酵行業醪液處理供料的均衡性考慮，發酵放罐間隔時間不宜大于8 小時，在技術可靠的前提下，大罐放料容積不大于400 m3。結合目前本行業發酵技術的現狀，目前國內行業成熟技術水平、加工技術水平，企業可能達到的發酵控制管理水平等，從生產的可靠性、可實施性等方面考慮，本設計擬采用放罐容積約200 m3 的新型通風發酵罐。4.1.1 發酵罐容積和臺數

31、的確定（ 1）發酵初糖濃度：由前面的計算可知，發酵液中檸檬酸的含量為92 t/d，則根據：C6H12O6C6H8O7180192可計算出葡萄糖量為：92× 180÷ 192=86.25 t/d則發酵初糖濃度為：86.25× 100%÷ 771.80=11.18%（ 2）生產能力的計算：現每天產99.5%純度的檸檬酸92t，檸檬酸發酵周期為75h（包括發酵罐清洗、滅菌、進出物料等輔助操作時間）。 則每天需糖液體積為V糖 。 每天產純度為99.5%的檸檬酸92t， 每噸 100%的檸檬酸需糖液7.58 m3；V 糖 =7.58× 92=697.36

32、m3設發酵罐的填充系數90% ，則每天需要發酵罐的總容積為Vo（發酵周期為48h） 。3VO=V÷ =697.36÷ 90%=774.84 m33）發酵罐個數的確定：現選擇公稱容積為200m3的六彎葉機械攪拌通風發酵罐為例，則需要發酵罐的個數為N1查表知公稱容積為200 m3的發酵罐，總容積為230m3，則：每臺罐的產量為：200× 0.9× 13%× 1.11× 95%× 98%=24.2t發酵罐所需個數日產量* 操作周期每臺設備產量2492/24.2)×(75/24) =11.88取公稱容積200 m3發酵罐1

33、2 個；每日投（放）罐次：92÷ 24.2=3.8 圓整到 4次，日運轉11.88× 66÷ 75=10.38 h。其中發酵時間為66h，發酵操作時間為75 h4.2 檸檬酸生產的主要工藝設備表表 2 年產 3 萬噸檸檬酸工廠主要工藝設備一覽表序號設備名稱規格與型號材料1調漿桶V=6 m 31Cr18Ni9Ti 鋼2噴射加熱器L=vt=4(m)1Cr18Ni9Ti 鋼3液化維持罐3V=12 m31Cr18Ni9Ti 鋼4板式換熱器F=12 m21Cr18Ni9Ti 鋼5磁力除鐵器6斗式提升機7錐式粉碎機9t/h8連消系統150m3/h9帶式過濾機過濾面積7.8 m

34、310發酵罐（六彎葉渦輪攪公稱容積200 m3，1Gr18Ni9Ti 鋼拌器） 5000mm11種子罐3公稱容積30 m3，A3鋼 2400mm12發酵醪貯罐V=367.2 m 31Cr18Ni9Ti 鋼13酸解桶全容積9 m314酸解液中轉罐3公稱容積10 m315硫酸高位槽公稱容積10 m316硫酸貯槽3容積40 m17稀酸解液貯槽有效容積15 m3玻璃鋼18硫酸銨溶液輸送泵IS80-50-200機體鑄鐵19硫酸銨貯罐3V=93.3 m 31Cr18Ni9Ti 鋼20中和罐全容積12 m321陰（陽）離子交換器總高5853mm22離子交換液貯罐工作容積5 m323真空濃縮器蒸發量6.8 t

35、/h24母液貯槽工作容積3 m325冷凝水槽V=10 m 326結晶罐3公稱容積1m27干燥設備產量 5 t/h28壓濾機過濾面積64 m329預過濾器JLS-Yu-045金屬鎳30蒸汽過濾器JLS-F-035金屬鎳31金屬過濾器JLS-045金屬鎳32液化醪泵IS80-50-200機體鑄鐵33水力噴射真空泵真空度 600mmHg34種子液輸送泵IS80-50-200機體鑄鐵35發酵醪液輸送泵IS80-50-200機體鑄鐵36自來水輸送泵IS80-50-200機體鑄鐵37離心機1000r/s0Cr18Ni9Ti 鋼38熱水箱V=20 m 339鹽酸貯槽3公稱容積20 m3玻璃鋼40燒堿高位槽V

36、=5m 35. 全廠及車間布置在本設計中，檸檬酸全廠的布局參考了某公司的各個車間的布局。此基礎上，又做了一定的修補，因為檸檬酸廠的廠區是上世紀建立的，布局以及各建筑的設計不盡合理，區的環境美化及工人的組織基本沒有。作為一個面向現代化的檸檬酸工廠，在設計中廠區的交通，衛生，環境要求都比較高，各車間的布局要合理，便于生產的順利進行，將生產區和辦公大樓分開建設，一個完善而先進的污水處理站也是必需的。同時，還應該有職工活動中心等。具體布局見附圖4車間布置設計的目的是對廠房的配置和設備的排列作出合理的安排，并決定車間，工段的長度，高度和建筑結構形式，以及各車間之間與工段之間的相互關系。車間布置設計必須在充分調查的基礎上，掌握必要懂得資料作為設計的依據或參考。這些資料包括：生產工藝流程圖，物料衡算數據及物料性質，設備資料，公用系統耗用量，土建資料和勞動安全，防火，防爆資料，車間組織及定員資料，廠區總平面布置，有關布置方面的一些規范資料。本設計負責年產30000 噸一水檸檬酸廠發酵車間工藝設計，其主要工序包括液化醪發酵醪發酵成熟醪至提取。車間布局包括三層樓。發酵罐因罐體較大貫穿于第 1、 2、 3 層；種子罐與硫酸銨貯罐貫穿于第1、 2層；泵體一般安裝于第1 層，除主物料液化醪的輸送泵置于第 2 層樓， （為了節省能耗，