年产30000吨柠檬酸发酵设计..
年产30000吨柠檬酸发酵设计
生物工程设备课程设计年产30000吨柠檬酸发酵设计学院：化工与材料学院专业：姓名：指导老师：生物工程学号：职称：高级工程师中国·珠海二○一五年十一月北京理工大学珠海学院课程设计诚信承诺书本人郑重承诺：我所呈交的课程设计《年产30000吨柠檬酸发酵设计》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。
承诺人签名：日期：年月日北京理工大学珠海学院12级生化工程设备课程设计任务书题目：年产30000吨柠檬酸发酵设计专业学院：化工与材料学院专业：生物工程学生姓名：指导教师：一、主要研究内容：1、设备所担负的工艺操作任务和工作性质，工作参数的确定。
2、容积的计算，主要尺寸的确定，传热方式的选择及传热面积的确定。
3、动力消耗、设备结构的工艺设计。
二、主要任务及目标：1、工艺设计和计算根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算，热量衡算，主体设备工艺尺寸计算和简单的机械设计计算，汇总工艺计算结果。
主要包括：（1）工艺设计①设备结构及主要尺寸的确定（D，H，HL ，V，VL，Di等）②通风量的计算③搅拌功率计算及电机选择④传热面积及冷却水用量的计算（2）设备设计①壁厚设计（包括筒体、封头和夹套）②搅拌器及搅拌轴的设计③局部尺寸的确定（包括挡板、人孔及进出口接管等）④冷却装置的设计(包括冷却面积、列管规格、总长及布置等)2、设计说明书的编制设计说明书应包括设计任务书，目录、前言、设计方案论述，工艺设计和计算，设计结果汇总、符号说明，设计结果的自我总结评价和参考资料等。
3、绘制设备图一张设备图绘制，应标明设备的主要结构与尺寸。
指导教师签字：年月日工作小组组长签字：年月日年产30000吨柠檬酸发酵设计摘要本设计采用薯干原料发酵，只需将薯干磨成粉，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。
年产4万吨柠檬酸的工艺流程主要设备计算
柠檬酸是一种常用的食品添加剂，它广泛应用于食品、饮料、制药和化妆品等行业。
下面是年产4万吨柠檬酸的工艺流程和主要设备的详细计算。
一、工艺流程：1.柠檬酸发酵阶段：-酿造罐：用于柠檬酸的发酵过程。
-发酵槽：用于存放发酵液。
-发酵罐：用于固定发酵液的温度和pH值。
-发酵槽搅拌器：用于均匀搅拌发酵液。
2.柠檬酸制备阶段：-反应釜：用于柠檬酸的化学反应。
-过滤机：用于过滤得到纯净的柠檬酸溶液。
-浓缩机：用于浓缩柠檬酸溶液。
-结晶罐：用于柠檬酸的结晶过程。
-干燥机：用于将湿柠檬酸晶体干燥。
3.柠檬酸精制阶段：-脱色罐：用于去除柠檬酸中的杂质物质。
-活性炭过滤器：用于去除脱色剂和其他杂质。
-活性炭再生设备：用于重新激活使用过的活性炭。
-混凝剂槽：用于去除悬浮物。
二、设备计算：1.柠檬酸发酵阶段：假设柠檬酸发酵时间为10天，每天发酵8小时。
每小时发酵产量为4万吨/10天/8小时=500吨/小时。
-酿造罐：根据每小时发酵产量和标准酿造比例计算，可选择1000立方米的酿造罐。
-发酵槽：根据酿造罐的容量和发酵液的储存时间计算，可选择2000立方米的发酵槽。
-发酵罐：根据发酵液的体积和发酵温度容量计算，可选择500立方米的发酵罐。
-发酵槽搅拌器：根据发酵液的体积和搅拌效果计算，可选择高效搅拌器。
2.柠檬酸制备阶段：-反应釜：根据每小时发酵产量和反应时间计算，可选择10立方米的反应釜。
-过滤机：根据反应釜产生的柠檬酸溶液流量计算，可选择5吨/小时的过滤机。
-浓缩机：根据过滤后的柠檬酸溶液流量计算，可选择5吨/小时的浓缩机。
-结晶罐：根据浓缩后的溶液流量和结晶时间计算，可选择20立方米的结晶罐。
- 干燥机：根据结晶柠檬酸的湿度和干燥时间计算，可选择1500kg/小时的干燥机。
3.柠檬酸精制阶段：-脱色罐：根据柠檬酸溶液流量计算，可选择5立方米的脱色罐。
-活性炭过滤器：根据脱色罐产生的柠檬酸溶液流量计算，可选择5吨/小时的活性炭过滤器。
年产2万吨柠檬酸厂生产工艺的设计-毕业论文
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要本设计采用薯干为原料，薯干磨成粉，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。
其中薯干含水13%、淀粉75%、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。
本设计采用黑曲霉液体深层好氧发酵、钙盐法提取技术生产柠檬酸。
这两种方法都是国内比较常用的生产方法，有大量的实际经验，易操作，风险小。
本设计对发酵生产柠檬酸的工艺技术方法、工艺流程及涉及技术说明给出了明确设计。
因为知识有限，在工艺计算方面，只做了物料衡算和发酵罐选型的有关计算。
本设计还包括工艺流程图，车间平面布置图，全厂平面图等。
关键词：黑曲霉；深层发酵；钙盐法提取；设备选型annual output of 20000 tons citric acid factory Production processdesignAbstractIn this design, cassava is used as raw material. The dried tapioca is ground into powder, mixed with water, added with a small amount of α -amylase directly, sterilized and cooled after liquefaction, and then inoculated for fermentation. The dry cassava contains 13% water, 75% starch and about 6% protein. The protein in cassava dry material can be used as nitrogen source for thallus growth. Cassava dried raw materials contain inorganic salts of iron, magnesium, potassium, calcium, etc. Citric acid was produced by submerged aerobic fermentation of Aspergillus niger and calcium salt extraction. These two methods are commonly used production methods in China. They have a lot of practical experience, are easy to operate and have little risk.This design gives a clear design for the technological method, technological process and related technical description of citric acid production by fermentation. Due to limited knowledge, only the material balance calculation and the calculation of fermenter selection were done in the process calculation. This design includes the process flow chart, workshop layout, factory floor plan, etc.Key words:Aspergillus niger; Deep fermentation; Calcium salt extraction; Equipment selection目录1前言 (1)1.1柠檬酸的简述 (1)1.2柠檬酸的用途 (1)1.3国内柠檬酸的生产发展概况 (1)1.4世界柠檬酸的生产发展概况 (2)1.5柠檬酸工艺产生的“三废”处理 (2)2柠檬酸生产工艺 (3)2.1工艺流程 (3)2.2柠檬酸生产的工艺流程 (3)2.3原料预处理 (4)2.4糖化工序 (4)2.5无菌空气的处理 (5)2.6种子的培养 (5)2.7发酵工序 (5)2.8醪液处理工序 (6)2.9提取工段 (7)2.10精制工段 (7)2.10.1离子交换与脱色 (7)2.10.2蒸发与结晶 (8)2.10.3干燥预包装 (8)2.11污水处理工序 (9)3柠檬酸生产的物料衡算 (11)3.1柠檬酸生产工艺各项数据指标 (11)3.2原料消耗计算（基准：一吨成品柠檬酸） (12)3.2.1发酵醪量的计算 (12)3.3接种量计算 (12)3.3.1液化醪量的计算 (12)3.3.2成品柠檬酸 (13)3.3.3淀粉质原料年产2万吨无水柠檬酸厂总物料衡算 (13)4柠檬酸生产的主要工艺设备 (15)4.1发酵罐选型 (15)4.2种子罐选型 (16)4.3柠檬酸生产的主要工艺设备表 (16)5全厂及车间布置 (17)6结论 (18)参考文献 (19)谢辞 (20)附录 (21)1前言本工艺设计所生产的产品是无水柠檬酸。
年产1.1万吨柠檬酸生产工艺设计毕业论文
年产1.1万吨柠檬酸生产工艺设计毕业论文一、原始数据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。
）1、项目背景柠檬酸是比较常用的有机酸，外观呈无色透明、半透明晶体，或者呈粒状和微粒状粉末，具有很强的的酸味，同时入口爽快。
主要用于食品加工制造业、化学工业、医药业等，在其他很多领域也有很广阔的应用。
2、建设意义柠檬酸是重要的化工，医药，食品加工原料，目前柠檬酸生产已经基本满足人们的要求，但是对濮阳市来说，建设自己的大型柠檬酸生产基地，引进生物高科技人才，可以推动地方特色经济发展，吸纳当地剩余劳动力，缓解就业压力。
3、设计依据设计需要从全局考虑，其所需考虑的问题往往是很多的，像厂址选择，总图的布置，公用设备的安排，机械的安全和设备及员工的卫生问题，土建设计，自动控制，技术经济等。
这些问题都是建厂必须考虑的。
二、参考文献[1]高年发，杨枫，李颖宪．分离提纯柠檬酸工艺[P]．CN：96109807，1997-08-06．[2]高年发．“吸交法”提取柠檬酸新工艺[N]．中国教育报，2002-02-03．[3]刘世斋，张国志．一种提取柠檬酸的方法[P]．CN：94110642．X，1997-03-12．[4]魏凤鸣，刘世斋．一种柠檬酸提取方法[P]．CN：02135744．2003-03-29．三、设计（研究）内容和要求（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求。
）3.1研究内容（1）以玉米为原料，将玉米粉液化后取液化清液进行发酵。
与传统的薯干原料相比，可以利用原有的菌种提高现在的发酵水平，在发酵指数不变的情况下，其总收率至少可提高5个百分点，同时柠檬酸的粮耗有较明显的下降。
（2）用玉米为原料，可以得到含粗蛋白30%以上的玉米渣，同时可以作为饲料添加剂生产营养丰富的饲料。
1t玉米可生产出商品饲料130kg左右，这样可以降低柠檬酸的原料进价，使得工艺在原料上有很大的竞争力。
年产两万吨柠檬酸发酵车间工厂设计-开题报告
[1]吴思方：《发酵工厂工艺设计概论》[M]，中国轻工业出版社1995，第35-176页.
[2]吴思方：《生物工程工厂设计概论》[M]，中国轻工业出版社2008，第41-166页.
[3]王福源：《现代食品发酵技术》[M]，中国轻工业出版社1998，第1-205页.
[4]梁世中：《生物工程设备》[M]，中国轻工业出版社2005，第130-148页.
五、预期成果
合运用所学的生物工程设备、化工原理和生物工艺学，发酵工厂设计概论、计算机辅助设计绘图等方面的知识进行柠檬酸发酵车间的设计，掌握柠檬酸生产技术发展新趋势，为以后在化工、生物工程、生物医药领域从事设计、生产和新技术研发等方面工作打下一定的基础。
2013年4月8日
指导教师意见：
指导教师：年月日
多年来我国国内市场对柠檬酸的需求平稳，增长幅度缓慢。2001年国内市场柠檬酸消耗量为9.3万吨，2003年为11.8万吨，2005年为14.5万吨，目前为17.3万吨。人均年消耗量约为0.13公斤，而发达国家人均年消耗量为1.5～2公斤。一些国外应用量很大的领域在我国还较少应用，因此，大力拓展国内市场十分必要。柠檬酸在国内食品、饮料中的应用前景十分广阔。我国柠檬酸产品主要以低端产品为主，价格偏低。面对日趋激烈的市场竞争，生产企业应加大技术投入，向下游开发高档次产品。如无水柠檬酸具有不结块、利于运输、贮存和使用等特点，国外近年对无水柠檬酸需求增长迅速，是柠檬酸产品发展的方向之一。此外，我国柠檬酸深加工产品品种少，不及国外的一半。目前美国药典已经收载的柠檬酸下游产品有柠檬酸钙、柠檬酸铁、柠檬酸氢二胺、柠檬酸铁铵、柠檬酸锌等等。
[9]蔡继宁等：《化工设备机械基础课程设计指导书》[M]，化工工业出版社2000，第45-125页.
年产吨柠檬酸工厂设计
建厂可行性研究报告:林勤2015年 10 月 16 日目录第一章绪论 (1)1.1企业概况 (1)1.2目的和意义 (1)12333333344555663.2选址 (6)3.3总平面设计方案 (6)3.4车间生产过程设计 (7)3.4.1生产车间工艺布置原则 (7)3.4.2 生产所需建筑 (8)3.5 车间平面设计说明 (8)4.工艺计算 (10)4.1物料衡算 (10)4.1.1 全厂总物料衡算主要内容 (10)4.1.2 工艺技术指标和基础数据 (10)4.2 原辅料消耗及中间产品衡算 (11)4.2.1 总反应式 (11)4.2.2液化醪量的计算 (11)4.2.3 发酵液量的计算 (13)131415151517171717171717181818184.4.1.7提取车间其它用水 (18)4.4.1.8锅炉用水 (18)4.4.1.9其他用水 (19)4.4.1.10总用水量 (19)4.4.2 年产5000吨柠檬酸工厂水量衡算表 (19)4.5 电量衡算 (19)4.5.1 计算步骤 (19)4.5.1.1 原料粉碎液化工段 (19)4.5.1.2 发酵工段 (20)4.5.1.3 提取精制工段 (20)4.5.1.4其他设备 (21)4.5.2 年产5000吨柠檬酸工厂电量衡算表 (22)第五章主要设备选型 (23)5.1选择设备的原则 (23)232525252526262626262727272728288.1.1总投资估算 (28)8.2 经济效益评价 (28)8.2.1产品成本估算 (28)8.2.2副产品收入估算 (29)8.2.3收益估算 (29)参考文献： (30)年产5000吨柠檬酸发酵工厂设计食品科学与工程专业魏文姣指导老师蒲传奋Design of an annual output of 5000 tons of Citric acid fermentation factoryFood science and engineering major Wei Wen jiaoGuide teacher Pu Chuan fenAbstract: This paper is mainly for the annual output of 5000 tons of citric acid fermentationanalyzed.steamcorporatesewage第一章绪论1.1企业概况柠檬酸发酵工厂位于山东省潍坊，潍坊市安丘市位属暖温带大陆性气候，四季分明，光照充足，雨热同季。
年产10000吨柠檬酸发酵工厂的设计
第一章总论一、设计项目设计课题：年产10000吨柠檬酸发酵工厂的设计厂址：珠三角重点车间：糖化车间、发酵车间重点设备：发酵罐二、设计范围1、全厂初步设计2、重点车间的工艺设计3、环境保护、卫生和“三废”处理设施4、重点车间工艺流程图一张5、重点车间设备布置平面图一张6、重点车间设备布置立面图一张7、重点设备装配图一张三、设计依据1、广东轻工职业技术学院食品与生物工程系下达的毕业设计任务书2、我国现行的有关设计和安装的技术规范和标准3、参考资料：《现代发酵技术》、《新型发酵食品》、《发酵有机酸生产与应用》、《发酵工厂设备》、《发酵工厂工业设计概论》四、设计原则1、设计工作要体现国家有关方针、政策，切合实际，安全使用，技术先进，作到精心设计，千方百计把工厂设计得合理，力求作到投资省，技术新，质量好，收效快，使设计工作符合社会市场经济建设的总原则；2、设计工作必须从设计出发，认真调查研究，学会查阅文献，收集设计必须的技术基础资料，加强技术经济的分析工作。
设计的技术经济指标以达到或超过国内同类型工厂生产实际平均先进水平为宜；3、要积极采用新技术，力求设计在技术上具有现实性何先进性，尽可能提高劳动生产率，同时兼顾社会和环境效益；4、设计工作要贯彻经济的原则，反对盲目最求形式；厂房和厂区设计以适用、经济为主导，适当讲究美观。
注意节约用地，尽量少占耕地；5、生物产品的工厂设计要考虑其工厂的独特要求，既要注意到周围环境（包括空气、水源）的清洁卫生，又要注意到工厂内各车间对卫生、无菌条件、防火等的要求。
另外，食品类工厂还要贯彻国家食品卫生法有关规定，充分体现卫生、优美、流畅的原则。
6、设计过程中必须加强计划性，各阶段工作都要有明确的进度，使毕业设计工作能如期完成，最终通过毕业设计提高自身的分析和解决问题的能力。
五、厂址选择的要求1、符合国家方针政策，厂址满足生产需要尽量不占良田，节约用地，又有发展余地2、厂址的位置符合城市规划（供汽、供电、给排水、交通运输、职工文化生活、商业网点……）3、厂址周围有良好卫生环境，空气质量要好，选在城市主导风向的上风侧，不受其他单位的烟尘和污染影响4、厂址的地区要接近原料、燃料基地和产品销售市场，必须要充足近水源电源5、选在郊区不近民居的地段，不要在有传染病原区和污染的河流下游及可能导致饮用水污染的地段6、具有良好的交通运输条件7、场地有效利用系数较高，并有远景规划的最终总体布局8、有一定的基建施工条件和投产够的协作条件9、厂址选择要有利于三废处理，保证环境卫生10、防洪措施的防洪构筑物标高后场地设计正平标高应高出30 ~50年洪水重出期的0.3 ~0.5m六、建厂规模和产品方案：1、建厂的规模：年产10000吨，生产天数300天，三班制，连续操作生产2、生产方案：（1）以淀粉为原料，选用含淀粉比例为70%的薯干。
年产1500吨柠檬酸工艺设计
1、前言 (2)1.1柠檬酸简介 (2)1.2柠檬酸的发展简史 (2)1.2.1国外柠檬酸的历史 (2)1.2.2我国的柠檬酸发展历史 (3)1.3柠檬酸的用途和发酵方法 (4)1.3.1柠檬酸的用途 (4)1.3.2柠檬酸的发酵方法 (4)2、柠檬酸发酵工艺 (5)2.1菌种 (5)2.2物料衡算 (5)2.3发酵罐选型 (7)2.4封头选型 (8)2.5搅拌器的选型 (8)2.6搅拌器的轴功率计算 (9)2.7灭菌过程中的能量衡算 (10)2.7．1蒸汽用量 (10)2.7．2冷凝水用量 (11)2.8发酵时产热计算 (13)3、柠檬酸提取工艺 (15)4、体会与感想 (15)5、参考文献 (16)2年产1500吨柠檬酸发酵工段工艺设计1、前言1.1柠檬酸简介柠檬酸又名枸橼酸，学名α-羟基丙烷三羧酸，是生物体主要代谢产物之一。
化学名称：2-羟基丙三羧酸，英文俗名citric acid ，分子式786O H C 。
无色或白色晶体，无臭，味极酸，易溶于水和乙醇、微溶于乙醚、水溶液呈酸性反应。
1.2柠檬酸的发展简史1.2.1国外柠檬酸的历史1784年C.W.舍勒首先从柑橘中提取柠檬酸。
1922年，世界柠檬酸的总销售额的90％由美国、英国、法国等垄断。
1893年C.韦默尔发现青霉（属）菌能积累柠檬酸。
1913年B.扎霍斯基报道黑曲霉能生成柠檬酸。
1916年汤姆和柯里以曲霉属菌进行试验，证实大多数曲霉菌如泡盛曲霉、米曲霉、温氏曲霉、绿色木霉和黑曲霉都具有产柠檬酸的能力，而黑曲霉的产酸能力更强。
1950年前，柠檬酸采用浅盘发酵法生产。
1952年美国迈尔斯试验室采用深层发酵法大规模生产柠檬酸。
深层发酵法现已成为柠檬酸生产的主要方法。
1.2.2我国的柠檬酸发展历史1942年汤腾汉等作出了柠檬酸发酵的报告。
1952年陈声等开始用黑曲霉浅盘发酵制取柠檬酸。
1959年轻工业部发酵工业科学研究所完成了规模深层发酵制柠檬酸试验。
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生物工程设备课程设计年产30000吨柠檬酸发酵设计学院：化工与材料学院专业：姓名：指导老师：生物工程学号：职称：高级工程师中国·珠海二○一五年十一月北京理工大学珠海学院课程设计诚信承诺书本人郑重承诺：我所呈交的课程设计《年产30000吨柠檬酸发酵设计》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。
承诺人签名：日期：年月日北京理工大学珠海学院12级生化工程设备课程设计任务书题目：年产30000吨柠檬酸发酵设计专业学院：化工与材料学院专业：生物工程学生姓名：指导教师：一、主要研究内容：1、设备所担负的工艺操作任务和工作性质，工作参数的确定。
2、容积的计算，主要尺寸的确定，传热方式的选择及传热面积的确定。
3、动力消耗、设备结构的工艺设计。
二、主要任务及目标：1、工艺设计和计算根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算，热量衡算，主体设备工艺尺寸计算和简单的机械设计计算，汇总工艺计算结果。
主要包括：（1）工艺设计①设备结构及主要尺寸的确定（D，H，HL ，V，VL，Di等）②通风量的计算③搅拌功率计算及电机选择④传热面积及冷却水用量的计算（2）设备设计①壁厚设计（包括筒体、封头和夹套）②搅拌器及搅拌轴的设计③局部尺寸的确定（包括挡板、人孔及进出口接管等）④冷却装置的设计(包括冷却面积、列管规格、总长及布置等)2、设计说明书的编制设计说明书应包括设计任务书，目录、前言、设计方案论述，工艺设计和计算，设计结果汇总、符号说明，设计结果的自我总结评价和参考资料等。
3、绘制设备图一张设备图绘制，应标明设备的主要结构与尺寸。
指导教师签字：年月日工作小组组长签字：年月日年产30000吨柠檬酸发酵设计摘要本设计采用薯干原料发酵，只需将薯干磨成粉，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。
其中薯干含水13%、淀粉75%、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,故不必对原料做这方面的预处理。
本设计采用液体深层好氧发酵、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。
本设计对目前发酵生产柠檬酸的状况及其主要的生产技术做了阐述，并对发酵生产柠檬酸的工艺技术方法、工艺流程及设计技术说明给出了明确设计。
因为知识有限，在工艺计算方面，只做了物料衡算和发酵罐选型的有关计算。
确定了柠檬酸生产的主要工艺设备选型以及全厂及车间布置。
本设计还包括发酵罐，全厂平面图，车间平面布置图，工艺流程图。
关键词：柠檬酸发酵设备设计与选型目录摘要 (I)第一章引言 (1)1.1柠檬酸简介 (1)1.2柠檬酸发酵生产的现状及生产技术 (1)1.2.1柠檬酸发酵生产现状 (1)1.2.2主要的生产技术 (2)第二章工艺流程 (3)2.1生产方法 (3)2.2工艺流程 (3)2.3操作工艺 (4)2.3.1原料的处理 (4)2.3.2无菌空气的处理 (5)2.3.3种子的培养 (5)2.3.4发酵工序及醪液处理工序 (6)2.3.5提取工段 (7)2.3.6 精制工段 (7)2.3.7污水处理工序 (8)第三章工艺计算 (10)3.1物料衡算 (10)3.1.1工艺技术指标及基础数据 (10)3.1.2原料消耗计算（基准：一吨成品柠檬酸） (10)3.1.3发酵醪量的计算 (11)3.1.4接种量 (11)3.1.5接种醪量的计算 (11)3.1.6 成品柠檬酸 (11)3.1.7淀粉质原料年产3万吨一水柠檬酸厂总物料衡算 (12)第四章设备的设计及选型 (13)4.1发酵罐的选型 (13)4.1.1发酵罐容积和台数的确定 (13)4.2柠檬酸生产的主要设备表 (14)第五章车间布置 (16)总结 (17)参考文献 (18)结语 (19)第一章引言1.1柠檬酸简介柠檬酸是一种重要的有机酸，又名枸橼酸，无色晶体，常含一分子结晶水，无臭，有很强的酸味，易溶于水。
其钙盐在冷水中比热水中易溶解，此性质常用来鉴定和分离柠檬酸。
天然柠檬酸在自然界中分布很广，天然的柠檬酸存在于植物如柠檬、柑橘、菠萝等果实和动物的骨骼、肌肉、血液中。
人工合成的柠檬酸是用砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物质发酵而制得的，可分为无水和水合物两种。
纯品柠檬酸为无色透明结晶或白色粉末，无臭，有一种诱人的酸味。
很多种水果和蔬菜，尤其是柑橘属的水果中都含有较多的柠檬酸，特别是柠檬和青柠——它们含有大量柠檬酸，在干燥之后，含量可达8%（在果汁中的含量大约为47 g/L）。
在柑橘属水果中，柠檬酸的含量介于橙和葡萄的0.005 mol/L和柠檬和青柠的0.30 mol/L之间。
这个含量随着不同的栽培种和植物的生长情况而有所变化。
1.2柠檬酸发酵生产的现状及生产技术1.2.1柠檬酸发酵生产现状1917年，美国学者Currie发现了一株产柠檬酸的黑曲霉，并通过美国的Pfizer(辉瑞)公司于1923年采用浅盘发酵实现了工业化生产，原料主要是糖蜜。
1952年，美国的Miles公司首先成功地采用液体深层发酵工业化规模生产柠檬酸。
由于这种新工艺比传统的浅盘工艺有更多的优越性，因而推动了世界柠檬酸工业的迅速发展，深层发酵法也成为柠檬酸发酵生产的主要工艺。
到2000年，全球柠檬酸的年生产能力在90万吨以上，并一直保持比较平稳的发展速度[1]。
我国柠檬酸发酵工业起步较晚，1969年上海酵母厂成功利用薯干粉深层发酵柠檬酸。
在20世纪80年代，由于出口的需要，我国的柠檬酸生产发展速度，已成为世界上柠檬酸生产量最大的国家。
全国有近90家柠檬酸生产企业，年生产能力达近50万吨，占世界总量的40%多。
2002年全国产量30多万吨，2003年达40余万吨。
我国开发的以白薯干为原料的产酸菌种具有其独到的特点，加之我国的许多地区对生产过程中排放的废水要求较低，多数生产企业对生产过程中产生的废水没能进行比较有效的处理，因此，我国柠檬酸生产成本较低，在国际市场上具有较强的竞争力。
近年来我国柠檬酸的年出口量一直保持在10万吨以上[1]。
随着生物技术的进步，柠檬酸工业有了突飞猛进的发展，全世界柠檬酸产量已达0.4Mt。
在柠檬酸发酵技术领域，由于高产菌株的应用和新技术的不断开拓，柠檬酸发酵和提取收率都有明显提高，每生产1t柠檬酸分别消耗2.5～2.8t糖蜜，2.2～2.3t 薯干粉或1.2～1.3t蔗糖。
人们正在大力开发固定化细胞循环生物反应器发酵技术。
1.2.2主要的生产技术柠檬酸的发酵工艺可分为表面发酵、固体发酵和深层发酵三种。
表面发酵是利用生长在液体培养基表面的微生物的代谢作用，将可发酵微生物转化成柠檬酸的。
这种技术出现最早，至今工业上仍有应用，主要用于糖蜜原料的发酵。
固体发酵是将发酵原料及菌体吸附在疏松的固体载体上发酵生产柠檬酸的过程。
深层发酵的特点是微生物菌体均匀的分布在液相中，利用溶解氧，发酵时不产生分生孢子，全部菌体细胞都参与合成柠檬酸代谢。
由于这种工艺具有明显的有点，所以逐渐在柠檬酸工业上占据主导地位[1]。
图1-1 我国深层发酵柠檬酸基本工艺流程简图第二章 工艺流程2.1生产方法本次生产工艺设计以薯干为原料，采用直接粉碎、调浆、液化，进行好气液体深层发酵，钙盐法提取，最后结晶、干燥得到柠檬酸。
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，加入菌种和净化压缩空气后进行发酵；发酵液经升温、过滤处理后，进入中和罐，用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，再添加H2SO4酸解，并加入活性炭进行脱色；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[2]。
图2-1 柠檬酸生产工艺流程示意图 净化空气菌种 种子 发酵 消泡剂 过滤 废渣处理 中和 钙盐 干燥 湿柠檬酸 纯水 分离 次品回蒸发结品 过滤 废渣处理 酸解 酸液 活性炭 酸解液 离子交换处理 灭菌 配料 筛选淀粉糖2.3操作工艺2.3.1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[3]。
图2-1 薯干原料液化工艺流程2.3.2无菌空气的处理目的：提高压缩空气的洁净度；去除压缩后空气中的油水。
基本流程：吸入空气→前过滤→空气压缩机→压缩空气冷却至适当温度→分离去除油和水→加热至实罐温度，RH50-60%→空气过滤器→无菌空气。
要保持过滤器有比较高的过滤效率，应维持一定的气流速度和不受油、水的干扰。
则要有一系列冷却、分离、加热的设备来保证空气的相对湿度在50%～60%的条件下过滤，气流速度可由操作来控制[4]。
1-高效前置过滤器 2-压缩机 3-贮罐 4-冷却器 5-丝网分离器 6-加热器 7-过滤器图2-2 高效过滤空气除菌流程2.3.3种子的培养工艺流程：黑曲霉菌种的扩大培养一般要经过三个阶段，相应但阶段依次称为一级、二级和三级种子培养。
扩大培养但工艺流程和各级的培养方法因地而异，按照最终成品但形式可以区分为麸曲生产和孢子生产，前者时用固体醅培养，类似于我国白酒生产中但制曲，后者时液体表面培养或固体表面培养，经过收集生产出纯粹但黑曲霉孢子[5]。
麸曲生产工艺流程：麸曲生产方法在我国较为普遍，它的优点时操作简便，成本低，但孢子不易收集。
它的第一级为斜面培养，第二级为茄子瓶培养（也有用大量斜面培养的），第三级为麸曲培养，麸曲中的孢子不单独收集，全部曲用于发酵罐但接种。
整个过程可以简单表示如下：一级二级三级原种——→斜面——→茄子瓶——→麸曲——→种子罐孢子生产工艺流程：苏联等国家采用但接种物多是干孢子。
它的第一级也是斜面培养，第二级时三角瓶液体表面培养，第三级也是液体表面培养，容器采用体积较大但铝盆等。
最后将表面培养但菌膜干燥，干孢子单独收集起来备用。