年产5000吨乳酸工厂提取车间设计
35页1、年产5000吨乳酸工厂提取车间设计年产5000吨乳酸工厂车间设计乳酸是世界上应用广泛的三大有机酸之一,目前生产乳酸主要采取的方法有传统发酵工艺以及固定化微生物法、电渗析连续发酵法、萃取发酵法、膜法发酵法、吸附发酵法、同时糖化发酵法等新工艺,在工业生产中多采用微生物发酵法生产L-乳酸。乳酸的提取精制是乳酸生产中非常重要的步骤,工业生产中常用的乳酸提取工艺主要有:钙盐法、锌盐法、离子交换法、溶剂萃取法和电渗析法等。本设计采用德式乳杆菌为菌种,以大米为主要原料,麸皮为辅助原料经糖化发酵并行式来生产乳酸。在发酵时加入CaCO乍为乳酸中和剂和发酵液3稳定剂,得到的发酵液经预处理?浓缩?冷却结晶?洗晶?离心分离?乳酸钙结晶?溶晶?酸解?过滤?脱色等一系列步骤得到粗乳酸;粗乳酸先经浓缩再经离子交换法(先通过732阳离子交换柱再通过331阴离子交换柱)得到纯乳酸。根据上述工艺流程,在进行乳酸工厂提取车间设计时,根据工厂的实际生产工艺和产能采取最优的提取工艺,通过对乳酸生产平衡、设备平衡和能量平衡等的计算,选取相应的生产设备,合理布局设计,使生产操作可靠性、方便性达到生产要求,降低成本,最终使生产效益最
2、大化,并设计出合理的工艺流程图、设备结构和布置图以及全厂平面布置图。关键词:发酵工艺;乳酸提取车间;工厂设计1目录1绪论. 11.1 乳酸的概况11.1.1 乳酸的理化性质11.1.2 乳酸的工业生产21.1.3 乳酸的用途及功能21.1.4 乳酸的质量检验与储存31.2 乳酸的发酵方法32生产工艺42.1 发酵工艺#2.1.1 发酵工艺流程及特点62.1.3 发酵工艺操作要点及注意事项72.2 提取精制工艺82.2.1 提取工艺流程及特点82.2.2 提取工艺条件82.2.3 提取注意事项以及工艺操作要点93工艺计算及设备选型113.1 发酵工#3.1.1 物料平衡计113.1.2 设备计算及选型123.2 提取工123.2.1 生产平衡计123.2.2 设备平衡计算及选型134车间布置设计154.1 设计依据164.2 车间布置(厂房平面布置)164.2.1 车间布置设计原则164.2.2 车间平面布置174.2.3 车间立面布置174.2.4 设备布置17结论错误未定义书签21 绪论作为被世界使用最广泛的有机酸之一的乳酸,它在医药、食品等轻化工领域应用甚多,环保领域尤为突出。目前
3、在所有的工业化生产乳酸方法中,我国主要采用的方法是微生物发酵法,还对米根霉深层发酵产L-乳酸的研究工作,在生产、转化率、发酵周期等方面达到了国际水平,并建成了千吨以上规模的L-乳酸生产数十家。但目前乳酸的普及应用人有较大的瓶颈,尤其是在乳酸提取精制方面,乳酸的提取精制占到了乳酸生产成本的一半以上,因此,以最低成本提取最优质的乳酸新技术是目前亟待解决的问题,近年来,很多国家在研究提取乳酸方面提出了新的方法,主要有:乳酸锌提取技术,离子交换法提取技术,电渗析发提取技术等。在设计乳酸提取车间工厂时根据生产工艺极其产能的实际情况,选用合适的生产设备和最优的生产工艺,对工厂进行合理布局,在达到生产要求的基础上降低生产成本,从而实现效益的最大化。1.1 乳酸的概况1.1.1 乳酸的理化性质乳酸分子中有一个不对称硫原子,因此有旋光性。L-乳酸为左旋性,D-乳酸为右旋性.分子量90.08。结构式表示如下:OOHOHOOHOHHCH3HC3HD(-)-乳酸L(+)-乳酸图1乳酸的结构式表1乳酸的理化性质熔点/?比旋光度解离常熔化热/构型20a数(25?)(KJ/mol)D-4L25-26,3.3?1.3
4、7X1016.87-4D25-26,3.3?1.37X1016.87-4LD1801.37X1011.35第1页共35页乳酸与水的互溶性很强,非常不容易从水中结晶出来。但是当浓溶液达到60%以上时,就会具有很强的吸湿性。基于此原理,商品乳酸几乎都是60%的溶液。其中食品级乳酸含量为80%以上,药典级多为85%-90%。通过在67-133Pa的真空环境下反复进行分馏,便可获得纯品乳酸结晶。1.1.2 乳酸的工业生产乳酸是一种广泛存在于自然界的羟基羧酸。1881年Avery在美国马萨诸塞州进行乳酸生产性试验获得成功,1895年德国的Ingelhein建立了第一家乳酸生产工厂,此技术随后传至欧洲其他国家。1963年美国Monsanto公司在美国德克萨斯建立了第一家乳酸化学合成工厂,便出现了化学合成法生产乳酸。世界每年生产乳酸超过20万吨,实际消耗量超过15万吨。我国2004年乳酸产量约4.5万吨左右,2005年达到10万吨,成为世界上第一的乳酸生产大国。我国主要采用传统的微生物发酵法生产,产品有DL-乳酸,L-乳酸。我国比较大的乳酸生产厂家主要有安徽丰原格拉特乳酸有限公司,河南金丹乳酸有限公
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