生产吨柠檬酸工艺设计

年产20000吨柠檬酸工艺设计

目录第一部分文献综述

1. 柠檬酸0

1.1 简介0

1.2应用0

2柠檬酸的生产工艺1

2.1生产工艺概述1

2.2 工艺流程2

2.3基本步骤3

2.3.1 原料预处理3

2.3.2 玉米粉调浆和液化3

2.3.3 发酵4

2.3.4 提取和精制4

2.3.5 成品包装5

3 国内外柠檬酸生产情况及展望5第二部分课程设计部分

1物料衡算8

1.1 全厂总物料衡算主要内容8

1.2 工艺技术指标和基础数据8

1.3原辅料消耗及中间产品衡算9

1.3.1总反应式9

1.3.2 液化醪量的计算10

1.3.3 发酵液量的计算10

1.3.4 离子交换树脂的计算11

1.3.5阳离子交换树脂12

2 热量衡算14

2.1 液化工段耗热量14

2.2 提取工段所耗热量15

2.3总耗热量16

2.4 蒸汽用量16

3 水量衡算16

3.1 调浆用水17

3.2冷却水17

3.2.1 液化清液冷却用水17

3.2.2 发酵冷却用水17

3.3 清洗用水18

3.3.1发酵罐清洗用水18

3.3.2 洗滤布用水18

3.4提取工段解脱液煮沸后降温所用冷耗量18

3.5 其他用水19

3.5.1 提取车间其它用水19

3.5.2 锅炉用水19

3.5.3 清洁用水19

3.6 总用水量19

4工艺设备的选型20

5总结体会29

参考文献30

第一部分文献综述

1. 柠檬酸

1.1 简介

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(C6H8O7·H2O)。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，分子量210.14，熔点70—75℃，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℃[1]。

1.2应用

柠檬酸是当今利用微生物生产的一种极为重要的有机酸，广泛应用于食品、饮料、医药、化工、冶金等领域。柠檬酸的用途主要分为食品工业、医药工业和化学工业三个方面。在食品工业上的应用：柠檬酸具有令人愉快的酸味，入口爽快，无后酸味，安全无毒，因此被称为第一食用酸味剂，被广泛用于饮料、果酱、果冻、酿造酒、冰激凌和人造奶油、淹制品、罐头制品、豆制品及烟草中。在医药工业上的应用：医药上广泛用到柠檬酸及其盐类。柠檬酸盐用于补充相应元素时，具有溶解度高，生理宽容性大，酸根直接被吸收代谢而无羁留等优点。柠檬酸糖浆、柠檬酸铁铵、柠檬酸钾、柠檬酸钠、柠檬酸铜、柠檬酸镁被广泛应用于临床。

在化学工业上的应用：柠檬酸及其盐类在工业上的应用发展得最快。柠檬酸被广泛用于缓冲剂、催化剂、激活剂、增塑剂、螯合剂、清洗剂、吸附剂、稳定剂、消泡剂等。其中在洗涤剂方面的应用增长最大。柠檬酸钠盐的螯合作用很有特异性，可以替代三聚磷酸钠，作为绿色环保的无磷洗衣粉的原料[2]。

2柠檬酸的生产工艺

2.1生产工艺概述

本项目采用玉米为原料，玉米粉碎调浆后利用喷射液化工艺进行玉米浆的液化，液化醪过滤除渣得液化清液，液化清液再进入发酵工段。在提取工段，本项目采用国内先进的“吸交法”提取柠檬酸工艺。

柠檬酸的生产全过程可划分为四个工艺阶段：(1)发酵原料的的预处理；(2)玉米粉调浆和液化；(3)发酵生产柠檬酸；(4)柠檬酸的提取和精制。及这四个工艺流程相适应，需要配置原料制备车间、发酵车间、分离纯化车间。

2.2 工艺流程

以玉米为原料，经粉碎、调浆、液化、过滤、发酵、阴离子交换、解脱液煮沸、脱色、阳离子交换、二次脱色、蒸发浓缩、结晶、离心分离、干燥后得成品。

工艺流程如下：

玉米渣菌丝体

↑↑

玉米→ 除杂→ 粉碎→调浆→ 液化→过滤→ 发酵→过滤

↓

阳柱转型←过滤←活性炭脱色←解脱液煮沸←阴离子交换附

↓

二次脱色→蒸发浓缩→冷却结晶→离心分离→干燥→包装→柠檬酸成品

2.3基本步骤

2.3.1 原料预处理

将原料玉米除杂后进行粉碎，60 目过筛得合格的玉米粉。

2.3.2 玉米粉调浆和液化

向调浆罐通过物料输送机输送玉米粉；按质量比（玉米粉：水）为1:4.5 的比例加入65℃的水，利用碱性盐Na2CO3溶液调节浆料pH在5.0～7.0范围内，并加入0.1%氯化钙，作为淀粉酶的保护剂和激活剂。最后加入粉耐高温α-淀粉酶（酶活力20000U/g，加入量为10U/g 玉米粉），混合均匀，将物料打入高压喷射器，在喷射器中粉浆和蒸汽可直接瞬间接触，出料温度105℃。从喷射器中喷出的液料，经过冷却降温系统使液料温度降至97℃，并将其倒入层流罐保温30分钟，保温罐温度维持在95℃[3-5]。然后进行二次喷射，在第二只喷射器内液料和蒸汽直接接触使温度迅速上升至130℃，并在维持罐内维护8 分钟左右，彻底杀死耐高温α-淀粉酶，进一步凝固聚沉蛋白质，对处理后的物料进行过滤处理，