年产3万吨一水柠檬酸生产工艺设计课程设计(编辑修改稿)

年产3万吨一水柠檬酸生产工艺设计课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

活力及菌群数量达标后，即可移种。 在发酵或培种过程的定期检测中，若发现异 常情况，如染菌等，应针对具体情况及时处理，对中、前期染菌，可加大种量形成主菌群生长优势，或及时罐实消，补入适当营养源重新接种发酵；后期时可加强监控，提前放罐；对倒罐等应予灭菌排放处理，并认真查找原因，进一步强化灭菌操作中的各个环节 [6]。 柠檬酸发酵完成后，应即时进行热处理，以灭活发酵，絮凝蛋白、提高收率，为提高设备利用率，增设醪液贮罐，通过热交换器，及时将醪液加热至 80℃后进入醪液热贮罐，再经泵压入过滤机，除掉固形物及菌体残渣，将清醪液泵入下道工序 [6]。 图 5 发酵及醪液处理工艺流程 提取工段 钙盐法： 由压滤工段送来的柠檬酸清醪液泵入中和罐，在 80℃下进行中和。 碳酸钙经密闭的输送机送入车间，经无级调速下料螺旋分散投入中和罐，以防止局部浓度过高，使中和沉淀反应均匀，经终点检测合格后，将柠檬酸钙悬浮液排入带式过滤机中，将固体柠檬酸钙从悬浮液中分离出来，为满足玉米原料及薯干原料生产工艺的双重要求，中和带式过滤机用特定的加长、强洗型，生产原料操作灵活，以确保粗原料生产时的中和洗糖要求及成品的指标控制，要求并使中和废水经分流至污水处理站。 分离后的柠檬酸钙经卸料螺旋送至酸解桶中，由热水或酸解液调浆，浓硫酸由酸碱站泵入，再计量到酸碱桶中与柠檬酸钙在 80℃下生成硫酸钙与柠檬酸的悬浊液送入酸解带式过滤机进行过滤，清洗液即稀酸解液收集用于调浆，硫酸钙运至渣场综合利用，柠檬酸酸解送精制工段 [3]。 11 图 6 粗提的工艺流程 精制工段 离子交换与脱色 柠檬酸液从暂贮灌中泵送离交纯化工序，经由阳离于交换塔，阴离子交换塔和活性炭脱色塔，离交 脱色除去色泽及影响成品质量加速设备腐蚀的阴阳离子，阴阳树脂需经过酸洗、碱洗再生处理，离交后的柠檬酸精制母液送入蒸发工序 [3]。 蒸发与结晶 在提纯溶液进入蒸发部分前，通过精过滤器除去清液中的微小树脂颗粒。 精滤后的溶液经热交换器预热后送至双效真空浓缩器经浓缩至特定浓度后，转入真空结晶器，或者低温结晶器进行结晶。 以确定产品 (一水产品或无水产品 )，再经分离将柠檬酸晶粒从液相中分离出来，液相 (母液 )在分离后分别放至各级母液贮罐，根据其杂质离交浓度情况，送往重新蒸发式回流到前工序处理提纯，晶体送往干燥机 [3]。 干 燥与包装 从离心机分离出来的湿柠檬酸晶粒被送到流化床干燥器，根据生产品种控制干燥空气、温度及冷却空气量进行干燥，排空经湿式旋风分离器处理排放，干燥后的柠檬酸晶粒通过传送装置运到筛选机，不合格颗粒被筛分出来，溶解后返回到结晶系统，柠檬酸成品进行定量、包装，存放 [3]。 12 图 7 精制的工艺流程 污水处理工序 生产工艺废水通过格栅池进入污水处理段调节池，调节水质水量，气浮池在絮凝剂和物理作用下，去除废水中的悬浮物和胶体物质等污染物，降低后续处理单元的工作负荷。 进入二相厌氧反应器之前用清水将污水 进行 1:1 的稀释降低进入反应器的污水负荷，然后经泵定量提升进入二相厌氧反应器，在厌氧微生物的作用下，将废水中的各种复杂有机物分解转化成小分子有机物 ,甲烷和二氧化碳等物质，剩余污泥进入污泥沉淀池。 消化后的废水再进入延时曝气池，与污泥中的好氧微生物的进一步作用，去除剩余的有机物，部分随水流带出的悬浮物在斜管沉淀池中得以沉淀出来后废水达标排放。 厌氧接触池、延时曝气池及沉淀池的剩余污泥通过污泥泵进入污泥储存池，加入絮凝剂后，经过板框压滤机脱水处理后运走。 滤液回流到调节池进行循环处理 [7]。 整个工艺具体分为如下三个阶 段： （ 1）废水物理处理阶段。 废水流经格栅池、调节池、气浮池有效去除不溶性悬浮物，减轻后续生化处理的负荷。 （ 2）废水生化处理阶段。 经物理处理后的废水，先流入二相厌氧反应器中，进行厌氧反应处理。 水解酸化阶段作为不完全厌氧过程 ,并没有直接降低废水中 CODCr及 BOD5,而是使废水中结构复杂的大分子有机物降解转变成结构简单的小分子有机物 ,使它们易于生物降解。 同进水相比 ,水解酸化阶段其 CODcr并没有降低 ,而是 pH值降低 ,挥发有机酸升高，BOD5/CODCr值提高。 因此，二相 厌氧工艺的引入 ,使废水中难降解的污染物变为易降解的污染物 ,改变了废水的可生化性 ,为后续好氧生物降解提供了保证。 在这一过程中，采用了自行设计的二相厌氧器。 在设计中利用了水力自流作用，使废水进出反应器时，无需外加动力。 采用二相厌氧 — 好氧组合工艺处理高浓度柠檬酸有机废水，要保证最后出水水质，仍是好氧 13 阶段起决定性的作用。 在该项工程中，好氧处理采用了延时曝气法，选用了供氧能力大、氧利用效率高的导流式机械曝气机进行阶段曝气，曝气机的开启与停止，均是根据废水中的 DO浓度自动实行在线控制，取得良好效果。 通过现场测定 ,曝气池内残余溶解氧在 ～ 之间。 经二沉后的废水达标排放。 （ 3）二次沉淀阶段。 向好氧反应器处理排出的废水中投入微量絮凝剂，使废水中的悬浮物在絮凝剂的作用下，经斜管填料进行最后沉淀。 在工艺流程确定的过程中，主要考虑以下几条原则：（ 1）柠檬酸生产废水含有机质多，浓度，同时本工程中废水排放要求较高。 （ 2）柠檬酸生产废水可生化性较好，易于生物降解。 （ 3）本工程要求低运行成本。 根据上述原则，确定采用图 1所示的处理工艺流程 [8]。 图 8 柠檬酸废水处理工艺流程图 3． 工艺计算书 物料衡算 工艺技术指标及基础数据 （ 1）生产规模： 30000t/%一水柠檬酸折合成 ； （ 2）生产方法：外加耐高温α 淀粉酶液化，深层液体发酵，钙盐干法提取； （ 3）生产天数：每年 300 天； （ 4）食用 %无 水柠檬酸日产量： 247。 300=，取整数为 92t/d； （ 5）食用 %无水柠檬酸年产量： 92 300=27600t/a； （ 6）产品质量：国际食用柠檬酸 %（质量分数），实际产率 98%，副产品约占 2%； （ 7）薯干粉成分：含淀粉量 75%，水分 13%； （ 8）α 淀粉酶用量： 5U/g 原料；酶活力为 3000u/g。 （ 9）操作参数：淀粉糖转化率 %，糖酸转化率 95%，提取阶段分离收率 95%，精制阶段 14 收率 98%，倒罐率 1%则其得率为 1 1% 99% ；产酸率（即糖发酵液转化率） 13%。 （ 10）无水氯化钙用量 ， %。 （ 11）碳酸钠用量 ， %。 原料消耗计算（基准：一吨成品柠檬酸） 年产 3 万吨一水柠檬酸，折合无水柠檬酸，按 1995 年 5 月，中国发酵工业协会柠檬酸分会制定的“柠檬酸行业统计办法” [9] 无水柠檬酸需要量为： 30000247。 =（。