年产1000吨乳酸的生产工艺设计

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兰州交通大学毕业设计(论文)

G2是指经提取工艺后的乳酸含量

G3=乳酸量÷提取工艺阶段的总转化率

=3.389÷(0.92×0.9×0.9) =4.548吨/天 G3指发酵工艺后的乳酸含量

因为淀粉转化为葡萄糖的转化率为111%,理论转化率是100%,除去损耗后实际转化率是98%;

G4=发酵后乳酸含量÷(发酵转化率×葡糖转化率×实际转化率×淀粉含量) =4.548÷(0.93×1.11×0.98×0.7) =6.422吨/天 G4为每天消耗的大米量

年消耗量为6.422×300=1926.6吨 ②原料中大米与麸皮的比例4:1; 原料中麸皮的用量:

G麸皮=大米用量×0.25

=6.422×0.25 =1.601吨/天

年总用量为1.601×300=480.3吨 (2)液化酶和糖化酶的用量

①以1克大米需要10个活力单位的液化酶液化,投入的液化酶中1克含有2000活力单位,则液化酶每天的用量为:

G液化酶=(6.422×106×10×70%)÷(2000×1000)=22.477kg/天

年用量为22.477×300=6743.1 kg

②以1克大米需要糖化酶的量为100活力单位,则糖化酶的量为:

G糖化酶=(6.422×106×100×70%)÷(2000×1000)=224.77kg/天

糖化酶的年用量为:67431吨

3.3.2 提取过程的物料衡算

(1)碳酸钙的用量

由前面计算可知发酵后每天乳酸的生产量为4.548吨,碳酸钙中和乳酸的反应中,1分子乳酸与2分子乳酸完全反应。

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所以 M碳酸钙÷100=4.548÷(2×90) M碳酸钙=2.527吨/天 年用量为2.527×300=677.7吨 (2)硫酸用量

硫酸酸解的时候,每2分子乳酸会与1分子硫酸完全反应。 则每天所需硫酸量为:

(M硫酸钙×0.75)÷100=4.548÷(2×90)

M硫酸钙=3.369吨/天 年总用量为3.369×300=1010.7吨 (3)活性炭的用量

活性炭按每天生产乳酸的产量的0.25计算 所以其活性炭的用量为:

M活=3.389×0.25=0.847吨/天

年用量为254.1吨。

3.4 生产过程的能量衡算 3.4.1 发酵过程的能量计算

(1)蒸汽使用量的计算(间接加热) ①每日成熟乳酸发酵液的量: 每天投料为:

6.422×(1-70%)÷10%=19.266吨/天

每天投料时一罐发酵液中水的用量为:

4×60×75%=180吨/天

每天成熟的发酵醪总量为19.266+180=199.266吨/天

w=180÷199.266

=90.3% ②发酵醪的比热

C比热=4.18w+(1-w)C0

=4.18w+(1-w)×(4.18×(1-0.7w1)) =3.775+0.405×0.368

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=3.924KJ/(Kg·K) 蒸汽与发酵之间的热平衡为

C比热×G×△T1=C水蒸气G1△T

△T1为发酵的温差,其值=80-50=30 △T为水蒸气升温,值为120-20=70 代入数据可知

G1=3.924×30×199.266÷(70×4.2)

=79.8吨/天

3.4.2 提取过程的能量衡算

(1)沉降罐蒸汽量G2

过滤水为80摄氏度左右,用量为: 240×0.75×0.2=36吨/天

G0=199.266+36-(1000×0.8) ÷(0.8×0.75×300)×0.1

= 234.822吨/天 △T2为10

C比热×G0×△T2=C水蒸气G2△T

G2=31.34吨/天 ⑵双效塔和浓缩塔的蒸汽量G3

双效塔的总进入量为240×0.75×1.22=259.3,装填系数为0.750。 需要罐的体积为:259.2÷0.75=345.6。

出双效塔的料液为=240×0.75×0.085×0.75÷0.26=51.5 蒸发量为V=345.6-44.13=215.17

0.4atm的蒸汽压下水的沸点为76℃,水和蒸汽的汽化热分别为69.99和629.1kcal/Kg。

蒸汽量G3=215.17×(629.1-69.98)×4.182÷298

=1711吨/天

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4 效益评估

4.1 员工工资

年生产时间为300天,每天24小时,实行四班三到制度。每班有投料工2人,发酵工1人,提取工1人,精制工作人员2人,包装工2人,泵工1名,其他工作人员(包括技术员、安全人员、维修工等)2名,每班总人数为11人,本厂总人数44人。人均年工资为4万元,年总工资为44×4=256万元。

4.2 概算过程 4.2.1 建筑工程费

表3:建筑工程费用图表

名称 一层楼房 二层楼房 仓库

面积

50×30=1500m2 50×30=1500 m2 15×20=300 m2

2700 m2

单价 1500元/ m2 1500元/ m2 1000元/ m2 1000元/ m2

总价 325万元 325万元 30万元 30万元 510万元

休息、操作、管理室 15×20=300 m2 总计

工厂总占地面积为2700m2,楼房以1500元/ m2估计,仓库和其他地方按1000元/ m2估计,建厂工程费用预估计为510万元。

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