PAGEPAGE98年產(chǎn)3.5萬噸檸檬酸工廠設(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)的是昆明理工大學(xué)2008屆應(yīng)屆畢業(yè)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，題目是年產(chǎn)3.5萬噸檸檬酸工廠工藝設(shè)計(jì)，在參觀了楚雄市檸檬酸廠后，結(jié)合我國檸檬酸生產(chǎn)情況，進(jìn)行了項(xiàng)目可行性論證、廠址選擇論證、工藝流程選擇和論證，輔助車間、主要車間平面布置說明、全廠總平面布置說明、環(huán)境保護(hù)與綜合利用等方面的論述。本次生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)以木薯為原料，采用直接粉碎、調(diào)漿、液化，進(jìn)行好氣液體深層發(fā)酵，鈣鹽法提取，最后結(jié)晶、干燥得到檸檬酸。由于本設(shè)計(jì)為糖化、發(fā)酵、提取、精制車間的設(shè)計(jì)，著重于這幾個(gè)車間的工藝計(jì)算、設(shè)備選型。通過全廠物料衡算、車間熱量衡算，確定糖化、發(fā)酵車間主要設(shè)備發(fā)酵罐、種子罐、車間管道的設(shè)計(jì)和選型以及全廠及車間布置。采用兩級冷卻加熱空氣除菌流程制備無菌空氣，培養(yǎng)基連續(xù)滅菌。詳細(xì)論述提取、精制車間工藝流程，繪制提取、精制車間設(shè)備布置圖及發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)圖。關(guān)鍵詞：木薯、深層好氧發(fā)酵、黑曲霉、檸檬酸、設(shè)計(jì)、選型。ABSTRACT?Thedesignis2008sessionfreshgraduatedgraduatedpapersdesignofKunmingUniversityofScienceandTechnology,topicsisannual35,000tonscitricacidfactorytechnologydesign,afterhasvisitcitricacidfactoryinChuxiongcity,combinationinChinacitricacidproductionsituation,forprojectfeasibilitydemonstration,andsiteselectdemonstration,andprocessselectanddemonstration,secondaryworkshop,andmainworkshopplanelayoutdescription,andplanttotalplanelayoutdescription,andenvironmentalprotectionandComprehensiveutilizationbExposition.Designoftheproductionprocesstodrypotatoasrawmaterials,directcrushing,pulp,liquefaction,aerobicsubmergedfermentation,extractionofcalciumsalt,finallybecitricacidwithcrystallization,drying.?Duetothisdesignassaccharification,fermentation,extraction,andrefiningworkshopdesign,focusedontheworkshopprocesscalculation,equipmentselection.Throughthewholematerialbalance,plantheatbalance,determinedsaccharification,fermentationworkshopmaindeviceoffermentationtank,seedingtank,plantpipingdesignandtheselectionandlayoutoffactoryandworkshop.?Usingtwo-stagecoolingandheatingairpreparationofsterileairsterilizationprocesses,continuoussterilizationmedium.Detailextractionandrefinementworkshopprocess,drawthelayoutofworkshopequipmentandfermentationofextraction,refiningtankmap.Keywords:Cassava、?Deepaerobicfermentation、AspergillusNiger、Citricacid、design、selection.目錄TOC\o"1-4"\h\z\u前言 1一、檸檬酸的性質(zhì) 1二、檸檬酸的用途 21.用于食品工藝 22.用于化工、制藥和紡織業(yè) 23.用于環(huán)保 24.用于化妝品 25.用于殺菌 2三、檸檬酸的來源和發(fā)展情況 3第一章總論 5一、項(xiàng)目可行性論證 51.項(xiàng)目可行性研究的重要性及其意義[2] 52.項(xiàng)目可行型論證 52.1我國檸檬酸工業(yè)日益走向成熟 62.2原料供給情況 72.3工藝流程選擇情況 82.4環(huán)境保護(hù) 92.5結(jié)論 9二、設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)范圍 9三、設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則 10四、設(shè)計(jì)特點(diǎn) 101.生產(chǎn)工藝特點(diǎn) 112.節(jié)能特點(diǎn) 113.清潔生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)特點(diǎn) 11五、主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 12六、廠址選擇論證 121.選擇檸檬酸廠廠址的原則[2] 132.宣威作為廠址 142.1宣威概況 142.2自然概貌 142.3氣候特點(diǎn) 142.4農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 152.5主要物產(chǎn) 152.6經(jīng)濟(jì)發(fā)展 162.7交通狀況 17七、工藝流程選擇原則 17八、車間平面布置原則 18九、全廠總平面布置原則 18第二章工藝流程選擇和論證 20概述 20一、糖化車間 221.生產(chǎn)目的 222.流程方框圖 233.流程說明 233.1原料的預(yù)處理 233.2液化 243.3連續(xù)滅菌[2] 254.流程論證 254.1原料的選擇 254.2液化方法的選擇 274.3酶的選擇 284.4培養(yǎng)基滅菌方法的選擇 28二、發(fā)酵車間 291生產(chǎn)目的 291.1發(fā)酵的定義 291.2發(fā)酵的目的 292流程方框圖 303.流程說明 304.流程論證 314.1檸檬酸發(fā)酵機(jī)理 314.2發(fā)酵方法的選擇 324.3檸檬酸生產(chǎn)菌種的選擇 334.4發(fā)酵菌株種子制備流程選擇 344.5菌種的擴(kuò)大培養(yǎng) 354.6發(fā)酵罐選擇 35三、提取車間 361.生產(chǎn)目的 362.流程方框圖 363.流程說明 373.1發(fā)酵液的預(yù)處理 383.2中和 393.3酸解 403.4酸解操作規(guī)程 424.檸檬酸溶液的凈化 424.1凈化作用原理 424.2本工序的主要目標(biāo) 434.3凈化的基本概念 444.4離子交換工作流程 444.5凈化操作規(guī)程 445.流程論證 455.1檸檬酸提取方法 455.2除草酸的方法 46四、精制車間 471.生產(chǎn)目的 472.流程方框圖 473.流程說明 48五、輔助車間 491.供水系統(tǒng) 492.供熱系統(tǒng) 503.制冷系統(tǒng) 514.空氣除菌系統(tǒng) 52第三章物料及水、電，汽、冷、壓空等衡算 55一、計(jì)算基本參數(shù) 55二、檸檬酸生產(chǎn)能力的計(jì)算 551.生產(chǎn)能力計(jì)算 552.總物料衡算[4] 553.產(chǎn)酸率核算[5] 574.發(fā)酵罐數(shù)的確定[6] 585.實(shí)際年產(chǎn)量核算 58三、各工段物料衡算 591.液化工段 592.發(fā)酵工段[4] 593.提取工段[8] 61四、熱量衡算 651.液化工段[6] 662.提取工段[4][6] 69五、水衡算 721.液化工段用水量 722.發(fā)酵工序用水量（采用新鮮水） 73３.提取工段用水量（采用新鮮水） 734.精制工段用水量 74六、無菌空氣消耗量 741.單罐發(fā)酵無菌空氣消耗量V1 742.種子培養(yǎng)和其他無菌空氣消耗量V2 753.發(fā)酵車間高峰期無菌空氣消耗量 754.發(fā)酵車間年空氣消耗量 75第四章主要設(shè)備選型計(jì)算 76一、發(fā)酵罐 761.冷卻面積的計(jì)算 762.攪拌器設(shè)計(jì) 773.攪拌軸功率的計(jì)算 774.設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì) 795.設(shè)備材料的選擇 796.發(fā)酵罐壁厚的計(jì)算 807.冷卻裝置的設(shè)計(jì) 818.接管設(shè)計(jì) 839.支座選擇 84二、發(fā)酵液預(yù)處理設(shè)備 85三、中和設(shè)備 86四、酸解設(shè)備 87五、離交工段設(shè)備 88六、結(jié)晶工段設(shè)備 89第五章主要車間平面布置說明 90一、廠房布置[6] 901.廠房的整體布置 902.單個(gè)廠房的具體布置 912.1廠房的立面布置 912.2廠房的平面布置 922.3廠房的柱網(wǎng)布置 922.4廠房的建筑結(jié)構(gòu) 932.5車間大門及側(cè)門的設(shè)置 932.6窗的設(shè)置 932.7生產(chǎn)車間的通風(fēng)、采暖、保溫 94二、設(shè)備布置[9] 94第六章全廠總平面布置說明 96第七章環(huán)境保護(hù)與綜合利用 97一、環(huán)境保護(hù)的定義[10] 97二、三廢排放情況 97三、廢水的處理 98四、廢渣處理 991.檸檬酸發(fā)酵廢渣處理 992.濕石膏處理 100五、廢氣的處理 101第八章技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 102一、工廠組織形式及定員 1021.機(jī)構(gòu)組成及人員配置 1022.生產(chǎn)車間人員配置(按崗位) 102二、產(chǎn)品車間生產(chǎn)成本構(gòu)成 103結(jié)論 106總結(jié)與體會 107參考文獻(xiàn) 108謝辭 109前言一、檸檬酸的性質(zhì)檸檬酸是無色半透明晶體或白色結(jié)晶性粉末，無臭，有強(qiáng)烈的令人愉快的酸味，其在溫暖空氣中漸漸風(fēng)化，在潮濕空氣中有潮解性。根據(jù)結(jié)晶條件不同，它的結(jié)晶形態(tài)有無水檸檬酸和含結(jié)晶水檸檬酸。商品檸檬酸主要是無水檸檬酸(C6H8O7)和異檸檬酸(C6H8O7·H2O)。異檸檬酸由低溫(低于36.6℃)的水溶液中結(jié)晶析出，經(jīng)分離干燥后的產(chǎn)品，分子量210.14，熔點(diǎn)70—75℃，密度1.542。放置在干燥的空氣中，異檸檬酸中的結(jié)晶水會逸出風(fēng)化。無水檸檬酸是在高于36.6℃的水溶液中結(jié)晶析出的，分子量192.12，密度1.665。異檸檬酸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o水檸檬酸的臨界溫度為36.6檸檬酸(citricacid)，學(xué)名2-羥基丙烷三羧酸，分子式C6H8O7。為無色透明斜方晶系晶體顆粒，或白色結(jié)晶性粉末。無臭，有很強(qiáng)的酸味，味閾值為0.0025%。在溫暖的空氣中漸漸風(fēng)化，在潮濕空氣中微有潮解性。檸檬酸易溶于水，能溶于乙醇，而不溶于乙醚、氯仿、苯、CS2、CCl4及脂肪酸[1]。檸檬酸的分子結(jié)構(gòu)式如下二、檸檬酸的用途1.用于食品工藝因?yàn)闄幟仕嵊袦睾退斓乃嵛叮毡橛糜诟鞣N飲料、汽水、葡萄酒、糖果、點(diǎn)心、餅干、罐頭果汁、乳制品等食品的制造。2.用于化工、制藥和紡織業(yè)檸檬酸在化學(xué)技術(shù)上可作化學(xué)分析用試劑，用作實(shí)驗(yàn)試劑、色譜分析試劑及生化試劑，用以配制緩沖溶液。采用檸檬酸或檸檬酸鹽類作助洗劑，可改善洗滌產(chǎn)品的性能，可以迅速和沉淀金屬離子，防止污染物重新附著在織物上，保持洗滌必要的堿性，使污垢和灰分散和懸浮。3.用于環(huán)保檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液由于其蒸氣壓低、無毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、對SO2吸收率高等原因，是極具開發(fā)價(jià)值的脫硫吸收劑。4.用于化妝品檸檬酸屬于果酸的一種，主要作用是加快角質(zhì)更新，常用于乳液、乳霜、洗發(fā)精、美白用品、抗老化用品、青春痘用品等。角質(zhì)的更新有助于皮膚的中黑色素的剝落，毛孔的收細(xì)，黑頭的溶解等。5.用于殺菌檸檬酸與80℃溫度聯(lián)合作用具有良好殺滅細(xì)菌芽孢的作用，并可有效殺滅血液透析機(jī)管路中污染的細(xì)菌芽孢。享有“西餐之王”三、檸檬酸的來源和發(fā)展情況1784年瑞典科學(xué)家Scheele首次從檸檬汁中結(jié)晶出固體檸檬酸。1860年意大利開始用添加石灰乳的方法從果汁中得到檸檬酸，從而進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn)。直到20世紀(jì)初，檸檬酸主要是從檸檬中提取產(chǎn)量很低，主要應(yīng)用于食品工業(yè)和洗滌劑，主要產(chǎn)地以意大利的西西里島為主。1893年德國微生物學(xué)者Wehmer發(fā)現(xiàn)一種青霉能夠積累檸檬酸，但未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。1917年，美國學(xué)者Currie發(fā)現(xiàn)了一株產(chǎn)檸檬酸的黑曲霉，并通過美國的Pfizer(輝瑞)公司于1923年采用淺盤發(fā)酵實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，原料主要是糖蜜。1952年，美國的Miles公司首先成功地采用液體深層發(fā)酵工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)檸檬酸。由于這種新工藝比傳統(tǒng)的淺盤工藝有更多的優(yōu)越性，因而推動了世界檸檬酸工業(yè)的迅速發(fā)展，深層發(fā)酵法也成為檸檬酸發(fā)酵生產(chǎn)的主要工藝。到2000年，全球檸檬酸的年生產(chǎn)能力在90萬噸以上，并一直保持比較平穩(wěn)的發(fā)展速度[1]。目前，全國檸檬酸年產(chǎn)能已達(dá)100萬噸，占世界的70%左右；年產(chǎn)量達(dá)70余萬噸，占世界的65%左右；年出口量50萬噸，占世界貿(mào)易量超過了50%。檸檬酸全球市場近年來年均增長率在7%左右。德國和美國是世界上兩個(gè)最大的檸檬酸進(jìn)口國，年進(jìn)口量約為10萬噸和8萬噸。我國是世界上最大的檸檬酸出口國，主要出口到美國、歐洲、日本等地。近年來我國檸檬酸出口量年均增幅達(dá)15%左右。我國檸檬酸生產(chǎn)企業(yè)眾多，廠家遍布全國各地，2001年之前，檸檬酸企業(yè)的數(shù)量達(dá)到了最高峰，多達(dá)120多家，其中不乏產(chǎn)能低下、污染嚴(yán)重的小型企業(yè)。從2003年開始，經(jīng)過數(shù)年市場調(diào)整，產(chǎn)能不斷向大企業(yè)集中?，F(xiàn)在全國有20多家企業(yè)生產(chǎn)，銳減了80%以上。從生產(chǎn)成本看，生產(chǎn)檸檬酸的主要原料是玉米、紅薯等。由于生活水平的不斷提高，前幾年我國市場上玉米、薯干等粗糧呈供大于求的狀況，價(jià)格十分低廉，用它們生產(chǎn)檸檬酸原料具有價(jià)格優(yōu)勢。但近年來，我國玉米等糧食價(jià)格有較大幅度上漲。此外，我國勞動力工資、環(huán)保支出等費(fèi)用也有較大上升。檸檬酸生產(chǎn)及運(yùn)輸還需耗用大量能源，而能源價(jià)格也漲幅驚人。因此，檸檬酸低成本辦廠的優(yōu)勢在不斷減少。從國內(nèi)市場看，我國是一個(gè)有13億人口的大國，有廣闊的市場，但多年來，國內(nèi)檸檬酸市場需求量增長緩慢。近年來國內(nèi)需求不斷增長，2005年市場年消耗量約為14.5萬噸，目前的年消耗量增加至17萬噸。更主要的是，近年來我國檸檬酸產(chǎn)能增長過快，前幾年很多地方為解決當(dāng)?shù)赜衩椎燃Z食深加工問題，紛紛擴(kuò)大檸檬酸產(chǎn)能。僅2005年，全國就新增12萬噸產(chǎn)能，2006年產(chǎn)能又?jǐn)U大10噸，市場已形成供遠(yuǎn)大于求的局面。目前，全國檸檬酸產(chǎn)能已過剩30%～40%，2002年，我國檸檬酸開工率為63%，現(xiàn)在僅為50%上下。多年來，我國檸檬酸生產(chǎn)企業(yè)一直是靠低價(jià)推銷產(chǎn)品，不但出口產(chǎn)品價(jià)格比國際市場平均低20%，國內(nèi)市場各企業(yè)也壓價(jià)促銷，從目前產(chǎn)銷形式看，2009年產(chǎn)能過剩的狀況還將持續(xù)下去。多年來我國國內(nèi)市場對檸檬酸的需求平穩(wěn)，增長幅度緩慢。面對日趨激烈的市場競爭，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加大技術(shù)投入，向下游開發(fā)高檔次產(chǎn)品。如無水檸檬酸具有不結(jié)塊、利于運(yùn)輸、貯存和使用等特點(diǎn)，國外近年對無水檸檬酸需求增長迅速，是檸檬酸產(chǎn)品發(fā)展的方向之一。此外，我國檸檬酸深加工產(chǎn)品品種少，不及國外的一半。目前美國藥典已經(jīng)收載的檸檬酸下游產(chǎn)品有檸檬酸鈣、檸檬酸鐵、檸檬酸氫二胺、檸檬酸鐵銨、檸檬酸鋅等等。這些產(chǎn)品在國內(nèi)的生產(chǎn)和應(yīng)用已經(jīng)起步，我國企業(yè)應(yīng)借此契機(jī)向精細(xì)化、多元化、系列化方向發(fā)展。第一章總論一、項(xiàng)目可行性論證1.項(xiàng)目可行性研究的重要性及其意義[2]項(xiàng)目可行性研究作為投資項(xiàng)目中的前期工作的重要內(nèi)容，對項(xiàng)目具有十分重要的作用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）、可行性研究是堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀、建設(shè)節(jié)約型社會的需要；（2）、可行性研究是建設(shè)項(xiàng)目投資決策和編制設(shè)計(jì)任務(wù)書的依據(jù)；（3）、可行性研究是項(xiàng)目建設(shè)單位籌集資金的重要依據(jù)；（4）、可行性研究是建設(shè)單位與各有關(guān)部門簽訂各種協(xié)議和合同的依據(jù)；（5）、可行性研究是建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備購置的重要依據(jù)；（6）、可行性研究是向當(dāng)?shù)卣?、?guī)劃部門和環(huán)境保護(hù)部門申請有關(guān)建設(shè)許可文件的依據(jù)；（7）、可行性研究是國家各級計(jì)劃綜合部門對固定資產(chǎn)投資實(shí)行調(diào)控管理、編制發(fā)展計(jì)劃、固定資產(chǎn)投資、技術(shù)改造投資的重要依據(jù)；（8）、可行性研究是項(xiàng)目考核和后評估的重要依據(jù)。2.項(xiàng)目可行型論證一個(gè)項(xiàng)目究竟可行還是不可行，有兩個(gè)最為關(guān)鍵的因素：一是技術(shù)的完善程度，包括工藝條件和設(shè)備條件等；另一個(gè)是市場需求狀況。在市場經(jīng)濟(jì)條件下，市場需求在很大程度上決定了一個(gè)項(xiàng)目的可行與否。2.1我國檸檬酸工業(yè)日益走向成熟我國的檸檬酸產(chǎn)業(yè)，較早地進(jìn)入了國際市場，經(jīng)過多年的努力和奮斗已成為世界第一的生產(chǎn)和出口大國。特別是經(jīng)歷了近幾年的競爭與整合，全行業(yè)的面貌大為改觀。盡管市場形勢嚴(yán)峻，效益滑坡，但行業(yè)同仁知難而進(jìn)，骨干企業(yè)砥柱中流，仍然呈現(xiàn)了持續(xù)健康的發(fā)展態(tài)勢。（1）、總產(chǎn)量穩(wěn)定增加，品種不斷延伸，集約化程度大幅提高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2006年全國檸檬酸總產(chǎn)量突破60萬噸。（2）、技術(shù)水平不斷提高，消耗一降再降，生產(chǎn)成本壓縮到新的水平，全面提升了中國檸檬酸的競爭力。（3）、產(chǎn)品品質(zhì)越來越為企業(yè)所重視，較幾年前有了很大改善，中國檸檬酸產(chǎn)品的形象逐漸好轉(zhuǎn)。豐原集團(tuán)經(jīng)過幾年的培育，bbca的品牌逐步被國際市場認(rèn)可，享有很好的信譽(yù)。不少新建企業(yè)，從開工之日起，就堅(jiān)持很高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和以自己獨(dú)立的品牌進(jìn)入市場，這是富有遠(yuǎn)見的戰(zhàn)略決策。（4）、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備的應(yīng)用有了很多新的收獲。不少相關(guān)行業(yè)的成果，如酶技術(shù)、膜技術(shù)、微機(jī)技術(shù)和先進(jìn)裝置等越來越多地被采用。特別是提取技術(shù)的重大突破和新提取生產(chǎn)線的建成投產(chǎn)，在檸檬酸工業(yè)史上，具有劃時(shí)代的意義。（5）、三廢治理技術(shù)日漸完善，大多數(shù)企業(yè)建設(shè)了有效的廢水處理裝置，正常運(yùn)行并注重實(shí)效。自2005年三部委92號公告發(fā)布后，更促進(jìn)了業(yè)內(nèi)企業(yè)對環(huán)境保護(hù)工作的高度重視。已有18家檸檬酸生產(chǎn)企業(yè)為省級環(huán)保部門驗(yàn)收，被國家環(huán)?？偩终焦紴檫_(dá)標(biāo)企業(yè)。2006年3月，國家環(huán)保總局、中國發(fā)酵工業(yè)協(xié)會組織有關(guān)專家對部分達(dá)標(biāo)企業(yè)進(jìn)行了首次調(diào)研檢查，結(jié)果基本滿意，有的企業(yè)做得很好?？梢哉f，全行業(yè)已從建立處理設(shè)施進(jìn)入有效治理階段。（6）、對于新建、擴(kuò)建項(xiàng)目，逐漸走出盲目發(fā)展、重復(fù)建設(shè)、大起大落的誤區(qū)。西部大開發(fā)以來，我們曾經(jīng)十分擔(dān)心，不少地方為解決糧食出路，發(fā)展出口商品，會利用政策傾斜，置生態(tài)環(huán)境于不顧，一哄而起大上檸檬酸，然而由于市場經(jīng)濟(jì)體系走向成熟，檸檬酸市場長期低迷，國內(nèi)投資體制漸趨完善，地方政府較為理智，過去所謂的形象工程逐漸淡化，這種局面并未出現(xiàn)?，F(xiàn)在雖然有一些新建、擴(kuò)建工程在進(jìn)行，大都經(jīng)過認(rèn)真的評估和論證，具有很強(qiáng)的比較優(yōu)勢。2.2原料供給情況本次設(shè)計(jì)擬采用木薯作為發(fā)酵原料。木薯為世界三大薯類(木薯、甘薯、馬鈴薯)之一。木薯屬有100多個(gè)種，木薯為唯一用于經(jīng)濟(jì)栽培的種，其他均為野生種。木薯可分為甜、苦兩個(gè)品種類型。木薯是灌木狀多年生作物。莖直立，木質(zhì)，高2-5m，單葉互生掌狀深裂，紙質(zhì)，披針形。單性花，圓錐花序，頂生，雌雄同序。雌花著生于花序基部，淺黃色或帶紫紅色，柱頭三裂，子房三室，綠色。雄花著生于花序上部，吊鐘狀，植后3-5個(gè)月開始開花，同序的花，雌花先開，雄花后開，相距7-10天。蒴果，矩圓形，種子褐色，根有細(xì)根、粗根和塊根。塊根肉質(zhì)，富含淀粉。木薯適應(yīng)性強(qiáng)，耐旱耐瘠。在年平均溫度18℃以上，無霜期8個(gè)月以上的地區(qū)，山地、平原均可種植；降雨量600～6000mm，熱帶、亞熱帶海拔2000m以下，土壤pH3.8～8.0的地方都能生長，最適于在年平均溫度27℃左右，日平均溫差6～7℃，年降雨量1000～2000mm且分布均勻，pH6.0～7.5，陽光充足，土層深厚，排水良好的土地生長。木薯的主要用途是食用、飼用和工業(yè)上開發(fā)利用。塊根淀粉是工業(yè)上主要的制淀粉原料之一。世界上木薯全部產(chǎn)量的65%用于人類食物，是熱帶濕地低收入農(nóng)戶的主要食用作物。作為生產(chǎn)飼料的原料，木薯粗粉、葉片是一種高能量的飼料成分。在發(fā)酵工業(yè)上，木薯淀粉或干片可制酒精、檸檬酸、谷氨酸、賴氨酸、木薯蛋白質(zhì)、葡萄糖、果糖等，這些產(chǎn)品在食品、飲料、醫(yī)藥、紡織（染布）、造紙等方面均有重要用途。在中國主要用作飼料和提取淀粉。木薯是耐旱、高產(chǎn)的塊根作物。其塊根富含淀粉，是節(jié)糧型的淀粉資源，在飼料、食品、化工、醫(yī)藥、紡織、造紙等方面均有重要用途。可生產(chǎn)酒精、葡萄糖、麥芽糖、乳酸、山梨醇、降解塑料等，系列產(chǎn)品上百種，國計(jì)民生不可缺少。如用木薯生產(chǎn)酒精，比同量甘蔗可多生產(chǎn)三倍酒精，被世界公認(rèn)是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ脑偕茉醋魑?。又如用其生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白則相當(dāng)于二級進(jìn)口魚粉。做為飼料，木薯粗粉可代替配合飼料中的玉米等所有的谷類成份，且喂養(yǎng)效果與玉米無異，但價(jià)格比玉米降低1/3以上。木薯起源于美洲熱帶，已有近5000年栽培歷史，廣泛分布于南北緯30度之間。約于1820年傳入我國，至今已有180年的栽培歷史。50年代前，木薯在我國多為零星種植，主要作為食糧，普遍種植食用的甜品種(氫氰酸含量在5毫克/100克以下者)，如面包木薯和糯米木薯等，但畝產(chǎn)250～400公斤，50年代后，除代替部分糧食外，木薯主要做為飼料和淀粉原料，工廠化加工加快了木薯生產(chǎn)發(fā)展。高產(chǎn)的苦品種華南205和華南201開始大面積推廣，栽培面積迅速擴(kuò)大，至60年代全國木薯的栽培面積由原來10.3萬畝增加到520多萬畝，畝產(chǎn)提高到540公斤。目前全國700萬畝，畝產(chǎn)900公斤，以廣東、廣西和海南栽培最多，云南、福建次之，江西、湖南、貴州、四川亦有少量栽培。近40年間，我國木薯的面積增長了6倍，單產(chǎn)番一番，總產(chǎn)增長了14倍，年均增長28.3％。目前全國共有木薯加工廠400多家，其中年產(chǎn)淀粉萬噸以上的有40多家。如廣東有20多家，主要有恩平、高明、清遠(yuǎn)、云浮、英德、徐文、陽春、羅定、陽江、增城等淀粉加工廠以及東莞、廣寧葡萄糖廠和郁南酒廠。廣西有24家，主要有武鳴、明陽、寧明和左江等淀粉廠。海南有南坤、瓊中、毛陽、多文、大致坡等淀粉廠。綜上所述，根據(jù)我國木薯的分布情況，選用木薯作為本次設(shè)計(jì)的發(fā)酵原料。2.3工藝流程選擇情況本世紀(jì)60年代各國開始采用深層液體通風(fēng)發(fā)酵工藝生產(chǎn)檸檬酸，是采用機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐，罐材質(zhì)為不銹鋼或搪瓷或涂樹脂的碳鋼。目前國內(nèi)的檸檬酸生產(chǎn)一般采用薯干和甘薯原料進(jìn)行深層發(fā)酵，然后經(jīng)過過濾、沉淀、酸解、凈化、濃縮、結(jié)晶等過程進(jìn)行后加工，即傳統(tǒng)的鈣鹽法進(jìn)行檸檬酸的生產(chǎn)。該生產(chǎn)技術(shù)在國內(nèi)相當(dāng)成熟。傳統(tǒng)的鈣鹽沉淀法提取檸檬酸工藝上也比較成熟。因此，此次設(shè)計(jì)擬采用木薯原料深層發(fā)酵，采用鈣鹽法提取檸檬酸。2.4環(huán)境保護(hù) 檸檬酸生產(chǎn)的三廢排放中，尤以有機(jī)廢水對環(huán)境的影響最大。因此，在環(huán)保工作中，各廠都將廢水的治理放在首位。對于有機(jī)廢水的處理，現(xiàn)在比較成熟可靠的工藝就是厭氧、好氧二級生化處理技術(shù)。這是國家環(huán)境保護(hù)局重點(diǎn)推薦的治理方法，已在檸檬酸和其他發(fā)酵行業(yè)中大力推廣，獲得成功。2.5結(jié)論根據(jù)以上分析就可得出結(jié)論，在我國，檸檬酸酸行業(yè)還是十分具有前景的，尤其是目前檸檬酸的生產(chǎn)采用深層發(fā)酵法。其發(fā)酵、提取及精制工藝成熟，市場潛力巨大。而我國對檸檬酸的生產(chǎn)是可行的，也是必要的。所以我認(rèn)為我的建廠方案是可行的。二、設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)范圍畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)大綱、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書、楚雄市檸檬酸廠生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告、書本知識及查閱相關(guān)的資料。三、設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則設(shè)計(jì)工作要圍繞現(xiàn)代化建設(shè)這個(gè)中心，為這個(gè)中心服務(wù)。首先要有加速社會主義四個(gè)現(xiàn)代化早日實(shí)現(xiàn)的明確的指導(dǎo)思想，做到精心設(shè)計(jì)，投資省、技術(shù)新、質(zhì)量好、收效快、回收期短，使設(shè)計(jì)工作符合社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的總原則。設(shè)計(jì)工作必須認(rèn)真進(jìn)行調(diào)查研究。要學(xué)會查閱文獻(xiàn)，收集設(shè)計(jì)必需的技術(shù)資料，加強(qiáng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析工作，深入調(diào)查，與同類型廠的先進(jìn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作比較，要善于從實(shí)際出發(fā)去分析問題。設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以達(dá)到或超過國內(nèi)同類型工廠的生產(chǎn)實(shí)際平均先進(jìn)水平為宜。要解放思想，積極采用新技術(shù)，力求設(shè)計(jì)上具有現(xiàn)實(shí)性和先進(jìn)性，在經(jīng)濟(jì)上具有合理性。并根據(jù)設(shè)備和控制系統(tǒng)在資金和供貨可能的情況下，盡可能提高勞動生產(chǎn)率，逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化。設(shè)計(jì)必須結(jié)合實(shí)際，因地制宜，體現(xiàn)設(shè)計(jì)的通用性和獨(dú)特性相結(jié)合的原則，不能千篇一律。工廠生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品品種的確定，要適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的需要，要考慮資金來源，建廠地點(diǎn)，時(shí)間，三廢綜合利用等條件，并適當(dāng)留有發(fā)展余地。發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮采用微生物發(fā)酵的工廠的獨(dú)特要求，既要注意周圍環(huán)境（包括空氣、水源等）的清潔衛(wèi)生，又要注意到工廠內(nèi)車間之間對衛(wèi)生、無菌、防火等條件的相互影響。另外，食品類發(fā)掘工廠，還應(yīng)該貫徹國家食品衛(wèi)生法有關(guān)規(guī)定，充分體現(xiàn)衛(wèi)生、優(yōu)美、流暢，并能讓參觀者放心的原則。設(shè)計(jì)工作必須加強(qiáng)計(jì)劃性，各個(gè)階段要用明確的進(jìn)度。四、設(shè)計(jì)特點(diǎn)本次設(shè)計(jì)在各個(gè)環(huán)節(jié)中均有內(nèi)在的特點(diǎn)，具體如下：1.生產(chǎn)工藝特點(diǎn)傳統(tǒng)與現(xiàn)代的結(jié)合是整個(gè)生產(chǎn)工藝的一大特點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)中充分考慮了我國在無水檸檬酸生產(chǎn)領(lǐng)域的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)水平，提出了利用傳統(tǒng)方法發(fā)酵，現(xiàn)代方法提取的生產(chǎn)工藝路線。發(fā)酵法在我國有著結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)，且對生產(chǎn)的周邊農(nóng)副經(jīng)濟(jì)有良好的促進(jìn)作用。同時(shí)，由于我國后處理工藝差。因此，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高競爭力，在后處理工段大量引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)及提高設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量。2.節(jié)能特點(diǎn)在發(fā)酵生產(chǎn)中，需耗用大量能源和動力，因此，降低能耗就是降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)利潤的有效途徑。在本次設(shè)計(jì)中在技術(shù)和節(jié)能方面做了大量考慮，如在濃縮蒸發(fā)工段，就選用了三效蒸發(fā)這一先進(jìn)技術(shù)，三效蒸發(fā)的節(jié)能效果十分明顯，比單效蒸發(fā)明顯節(jié)省了60%的蒸汽，這是比較可觀的數(shù)目。在動力車間，采用比較先進(jìn)的鍋爐，并將煤粉碎成粉末后再進(jìn)行燃燒，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。3.清潔生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)特點(diǎn)清潔生產(chǎn)是現(xiàn)代企業(yè)的一個(gè)重要特點(diǎn)，特別是在食品工業(yè)中，在本次設(shè)計(jì)中將清潔生產(chǎn)的特點(diǎn)更加顯現(xiàn)出來。在以甘薯為原料的無水檸檬酸的生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生如甘薯渣、菌體渣及石膏渣等廢棄物，在傳統(tǒng)生產(chǎn)中，一般很少對這些廢品進(jìn)行回收利用，而此次設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了廢渣的綜合利用設(shè)施，如甘薯渣、菌體渣用來生產(chǎn)飼料，對石膏渣、煤渣進(jìn)行加工，變廢為寶。因此在生產(chǎn)中，既能創(chuàng)造價(jià)值又能保護(hù)環(huán)境。五、主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn)3.5萬噸原料：木薯產(chǎn)品質(zhì)量：純度為99.5％的檸檬酸生產(chǎn)方法：

液體深層發(fā)酵生產(chǎn)天數(shù)：300天／年

淀粉糖轉(zhuǎn)化率：

98％

糖酸轉(zhuǎn)化率：

95%

檸檬酸提取精制收率：90％染菌率：1％發(fā)酵周期：60小時(shí)

生產(chǎn)周期：72小時(shí)種子發(fā)酵周期：24小時(shí)種子生產(chǎn)周期：30小時(shí)發(fā)酵罐接種量：10％發(fā)酵罐填充系數(shù)：75％六、廠址選擇論證廠址的選擇是建設(shè)前期必學(xué)做的一項(xiàng)政策性很強(qiáng)的綜合性工作，它關(guān)系到工廠投產(chǎn)后的生存和發(fā)展。因此新建味精廠必須認(rèn)真做好廠址選擇工作。1.選擇檸檬酸廠廠址的原則[2]（1）、符合國家的方針政策，廠址要滿足生產(chǎn)需求，但盡量不占用良田，節(jié)約用地，又留有發(fā)展余地。（2）、要有充足可靠的水源，水質(zhì)應(yīng)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和味精生產(chǎn)需求。廠址可靠近江河，但要防止水災(zāi)威脅，主廠房標(biāo)高要高于歷史最高洪水位。（3）、所選廠址周圍要有良好的衛(wèi)生環(huán)境，空氣質(zhì)量要好，選在城市主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，不受其他單位的煙塵和污染源影響，以滿足發(fā)酵味精生產(chǎn)的需求。不要再居民密集區(qū)、文物風(fēng)景區(qū)、通訊設(shè)備和機(jī)場附近建廠。（4）、要有可靠的供電設(shè)備。味精廠用電量大，而且是連續(xù)生產(chǎn)，在供電距離、容量和保安電方面需得到供電部門保證。廠址不應(yīng)選擇在跨高壓輸電線路和各種市政工程管線地區(qū)。（5）、有良好的工程地質(zhì)的行和水文條件。廠址地耐力應(yīng)不低于15t／㎡，地下避免有流沙、流泥、礦床、斷層和溶洞等。廠址地型宜平坦或稍帶傾斜。在山坡上建廠要避免滑坡、塌方。建筑冷庫的地方，地下水位不能過高。（6）、應(yīng)有方便的交通運(yùn)輸條件。因味精生產(chǎn)的物資吞吐量大，工廠應(yīng)靠近公路、鐵路或水運(yùn)碼頭?？拷牧?、燃料供應(yīng)地及產(chǎn)品銷售地區(qū)，縮短運(yùn)距。避免或減少架設(shè)橋梁和開鑿隧道。（7）、有利于“三廢”的處理和綜合利用。廢水、爐渣、淤泥有去向，有處理場地。（8）、注意專業(yè)化協(xié)作，靠近動力供應(yīng)中心。在選擇廠址時(shí)，應(yīng)注意盡量多選幾個(gè)進(jìn)行分析比較，從中選出佳者，最后編制完成廠址選擇報(bào)告。用成熟的、先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，提高原料利用率，提高生產(chǎn)率，有完善的三廢處理措施。2.宣威作為廠址2.1宣威概況宣威市地處云南省東北部。地處東經(jīng)103°35′～104°40′，北緯25°53′～26°44′，東與貴州省盤縣相鄰，南與沾益縣毗鄰，西隔牛欄江與會澤縣相望，北與貴州威寧縣接壤，距省會昆明市260公里?？偯娣e6069.88平方公里。約占云南省總面積的1.58%。市區(qū)距曲靖市政府駐地102千米，距昆明204千米。其為云南省曲靖所轄一縣級市。2.2自然概貌宣威地處云南高原東北部，為云南高原向貴州高原過渡的斜坡地帶。地勢西北高，東南低。境內(nèi)最高點(diǎn)為東山主峰滑石板，海拔2868米，最低點(diǎn)清水河與木冬河交匯處的臘龍岔河，海拔920米，相對高差1948米。橫亙市境的山脈屬烏蒙山系，分兩支穿境而過。西部和中北部為烏蒙山的中列山系，呈東北—西南走向。嶺脊海拔一般在2300－2400米。東部為烏蒙山東列山系，海拔一般在2500米以上，最高峰2868米，嶺脊高程變化稍大，相對高差500～700米，多屬中切割山地，山體大部分由碳酸鹽巖構(gòu)成，下部陡峭，坡度30～35度。2.3氣候特點(diǎn)宣威地處云南高原東北部，高山深谷縱橫交錯(cuò)，海拔高差大，夏秋和冬春分別受海洋性和大陸性氣團(tuán)影響，形成北亞熱帶、南溫帶、中溫帶多種氣候帶并存的低緯高原季風(fēng)氣候。其主要特點(diǎn)：冬無嚴(yán)寒，夏無酷署，年溫差小，日溫差大，四季不分明；冬春干旱，夏秋濕潤，降水集中，干濕分明，年變率大；光照充足，積溫偏低，區(qū)域差異大。多年平均氣溫13.4℃，最高年平均溫14.6℃，最低年平均溫12.7℃，年際相差1.9℃。多年平均日照2018.5小時(shí)，日照百分率為47%。日照最多年為2369.1小時(shí)，最少1805.1小時(shí)，極差564小時(shí)；最多月是3月229.9小時(shí)，最少月是9月126.2小時(shí)。宣威降水空間分布差異較大。東南部到東北部年降水1200～1400毫米；冷涼山區(qū)在1600毫米以上；西部地區(qū)年降水850～1000毫米；西北部1000～1200毫米。以宣威城為中心的壩區(qū)，多年平均降水量為975.2毫米。宣威多偏南風(fēng)，年均風(fēng)速3.9米/秒。由于宣威海拔較高，且山脈多呈南北走向，故多大風(fēng)。2.4農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全市農(nóng)作物有玉米、稻谷、薯類、小麥、小豆；經(jīng)濟(jì)作物有烤煙、油菜。森林覆蓋率為32.4%，立木蓄積量430萬立方米，主要樹種以云南松、華山松、青崗櫟為主。草山面積6.94萬畝。主要飼養(yǎng)羊、牛、馬。家畜以飼養(yǎng)豬為主。野生動物有百余種。2.5主要物產(chǎn)（1）、糧食。宣威氣候宜人，土肥水美，適宜水稻、玉米、馬鈴薯、木薯、麥類、豆類等多種糧食作物生長，是云南重要的量糧生產(chǎn)基地。尤其是馬鈴薯，年產(chǎn)量達(dá)十億斤以上，而且品質(zhì)優(yōu)良，曾贏得國際馬鈴薯協(xié)會專家的高度贊譽(yù)。隨著科學(xué)種田的不斷普及，優(yōu)良品種的進(jìn)一步推廣，宣威的糧食生產(chǎn)有著廣闊的前景。（2）、烤煙。宣威的烤煙栽培歷史悠久，自然條件得天獨(dú)厚。全市的24個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均大面積種植，年產(chǎn)煙葉達(dá)億斤以上，中上等煙葉占80%以上，暢銷全國二十多個(gè)省、市、自治區(qū)的幾十個(gè)煙廠，在國內(nèi)外享有較高的聲譽(yù)。（3）、果品。產(chǎn)量可觀的梨、桃、蘋果、板栗、核桃，為發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品加工和水果、干果加工提供了廣闊前景。（4）、經(jīng)濟(jì)林。主要經(jīng)濟(jì)林有云南松、華山松、杉木等，享有聲譽(yù)的宣威生漆，光澤度極好，附著力強(qiáng)，耐磨、抗腐，是家俱、建筑、機(jī)械上的優(yōu)質(zhì)涂料，遠(yuǎn)銷全國各地，極受好評。（5）、宣威火腿。宣威火腿的主要特點(diǎn)是：形似琵琶，只大骨小，皮薄肉厚肥瘦適中；切開斷面，香氣濃郁，色澤鮮艷，瘦肉呈鮮紅色或玫瑰色，肥肉呈乳白色，骨頭略顯桃紅，似血?dú)馍性谧虧櫋Ｆ淦焚|(zhì)優(yōu)良，足以代表云南火腿，故常稱“云腿”。宣威火腿歷史悠久，馳名中外，是中國三大名腿之一，是國優(yōu)名特產(chǎn)品，因而，宣威成了著名的云腿之鄉(xiāng)。宣威火腿至今已有幾百年的歷史，馳名中外。早在一九一五的國際巴拿馬博覽會上榮獲金質(zhì)獎(jiǎng)，成為云南省最早進(jìn)入國際市場的名特食品之一，并在國際上享有盛譽(yù)。1923年，浦在廷兄弟食品罐頭公司加工的宣威火腿曾獲孫中山先生親筆題詞：“飲和食德”，并贈優(yōu)美獎(jiǎng)?wù)?。?）、礦產(chǎn)。除豐富的煤炭(21.8億噸)資源外，水能蘊(yùn)藏量98萬千瓦，鐵礦蘊(yùn)藏量8000萬噸，錳礦蘊(yùn)藏量600萬噸，依利石為云南省最大礦藏，高嶺土、石英沙、瓷沙各具特色，極富開發(fā)價(jià)值，豐富的資源是宣威發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)取之不盡的源泉。2.6經(jīng)濟(jì)發(fā)展2008年全年實(shí)現(xiàn)市內(nèi)生產(chǎn)總值114億元，比上年增13%。其中，一產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)26.1億元，增8%；二產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)53億元，增15%；三產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)34.9億元，增14%。三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由上年的21.6:47.9:30.5調(diào)整為22.9:46.5:30.6。完成財(cái)政總收入16.43億元，比上年增16.59%，其中地方一般預(yù)算收入7.27億元，比上年增15.12%；財(cái)政總支出20.51億元，比上年增37.52%，其中地方一般預(yù)算支出19.79億元，比上年增35.74%。金融機(jī)構(gòu)各項(xiàng)存款余額95.7億元，比上年增26.94%；貸款余額55.2億元，比上年增12.2%。完成固定資產(chǎn)投資70億元，比上年增27%。實(shí)現(xiàn)社會消費(fèi)品零售總額39.92億元，比上年增27.2%。城鎮(zhèn)居民人均可支配收入12036元，比上年增15.17%。農(nóng)民人均純收入3118元，比上年增22.72%。第八屆中國西部縣域經(jīng)濟(jì)基本競爭力百強(qiáng)縣（市）評比排名第26位，比上年前進(jìn)5位。2.7交通狀況入滇第一關(guān)”的宣威，自秦時(shí)開通五尺道，寫下了交通史上輝煌的一頁。中華人民共和國成立至今，宣威的公路已由101.3公里發(fā)展到2000多公里，全市24個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、342個(gè)村公所（辦事處）都已開通了公路。如今，貴昆電氣化鐵路、326國道穿而過，以宣威市區(qū)為中心，形成了鐵路貫通南北，公路連接城鄉(xiāng)的交通網(wǎng)絡(luò)。市區(qū)內(nèi)公共汽車、出租車穿梭其間，極大地方便了旅客。綜合以上的氣候特點(diǎn)適合生產(chǎn)木薯，交通方便，本次設(shè)計(jì)廠址選擇在宣威。七、工藝流程選擇原則（1）、保證產(chǎn)品質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)，外銷產(chǎn)品必須滿足銷售地區(qū)的質(zhì)量要求。（2）、盡量采用成熟的、先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。努力提高原料利用率，提高生產(chǎn)率，降低水、電、汽及其其他能量的消耗，降低生產(chǎn)成本，使工廠建成后能迅速投產(chǎn)，在短期內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量要求，并做到生產(chǎn)穩(wěn)定、安全、可靠。（3）、實(shí)施清潔生產(chǎn)，有完善的三廢處理措施，以減少或消除對環(huán)境的污染，并做好三廢的回收和綜合利用。（4）、確保安全生產(chǎn)，以保證呢過人生和財(cái)產(chǎn)的安全。（5）、上產(chǎn)過程盡量采用機(jī)械化和自動化，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。八、車間平面布置原則車間布置設(shè)計(jì)的目的是對廠房的配置和設(shè)備的排列作出合理的安排，并決定車間，工段的長度，高度和建筑結(jié)構(gòu)形式，以及各車間之間與工段之間的相互關(guān)系。（1）應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝要求，試生產(chǎn)流線合理（2）既有利于生產(chǎn)，又使占地面積小，運(yùn)輸線最短，以求縮短周期，提高生產(chǎn)率和單位面積產(chǎn)量。（3）保證操作方便，安全生產(chǎn)和工人健康。（4）使人行道與工作線平行，避免金屬（原料與成品）流線與金屬廢料流線以及其他材料的運(yùn)輸線的相互交叉。（5）考慮將來的發(fā)展，要留有余地。九、全廠總平面布置原則(1)、符合企業(yè)總體布置要求，保證工藝流程順暢、生產(chǎn)系統(tǒng)完整；(2)、力求外部運(yùn)輸、供水、供電等線路的進(jìn)廠方向合理；(3)、充分利用當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和地形、地質(zhì)條件的差異，化不利為有利；(4)、為通風(fēng)、排水、安全、衛(wèi)生、綠化、美化等的布置創(chuàng)造有利條件；(5)、合理確定各功能區(qū)的邊界與面積；(6)、主要貨流與主要人流避免交叉?？傊M(jìn)行功能分區(qū)時(shí)，要從實(shí)際出發(fā)，既要滿足工藝技術(shù)需要，又要有利于揚(yáng)長避短、合理布局，發(fā)揮整體最佳效益。廠區(qū)總平面布置與工廠的規(guī)模、生產(chǎn)發(fā)展、管理體制、廠區(qū)自然條件、地區(qū)協(xié)作條件、運(yùn)輸方式、安全、衛(wèi)生、環(huán)保等技術(shù)條件與要求有直接關(guān)系，除應(yīng)遵循上述布置原則外，還須考慮如下的主要技術(shù)要求。(1)、生產(chǎn)要求。工廠總平面布置必須首先滿足生產(chǎn)工藝及物料流程的要求，要充分了解生產(chǎn)工藝要求，做到流程合理，負(fù)荷集中，運(yùn)輸通暢。(2)、安全要求。在滿足生產(chǎn)要求的同時(shí)，還必須采取適宜的布置手段滿足防火、防爆、衛(wèi)生、環(huán)保、防地質(zhì)病害等安全要求。(3)、發(fā)展要求。工廠總平面布置應(yīng)滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求。工廠的發(fā)展要求包括兩個(gè)方面的含義：一方面是明確的遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃；另一方面是預(yù)計(jì)工廠投產(chǎn)后由于工藝流程的革新改造、市場需求變化帶來產(chǎn)品產(chǎn)量和品種的增加以及綜合利用的提高等而引起的工廠擴(kuò)建和發(fā)展。總平面布置應(yīng)該對這兩個(gè)方面的發(fā)展予以充分估計(jì)，合理留有發(fā)展用地，不可限制過死。(4)、濕陷性黃土地區(qū)的布置要求。濕陷性黃土具有在一定壓力下受水浸濕產(chǎn)生附加下沉的特點(diǎn)，從而給建(構(gòu))筑物帶來濕陷事故。在濕陷性黃土地區(qū)建廠時(shí)，總平面布置應(yīng)充分考慮其特點(diǎn)。(5)、節(jié)約用地的措施。工廠總平面布置要在既定的場址位置，在滿足生產(chǎn)要求、安全要求、發(fā)展要求、保護(hù)環(huán)境等條件下，精心設(shè)計(jì)，合理規(guī)劃，最大限度地節(jié)約用地。第二章工藝流程選擇和論證概述本次設(shè)計(jì)擬采用黑曲霉Co827作為生產(chǎn)菌株，以木薯為主原料，用液體深層通風(fēng)發(fā)酵的方法生產(chǎn)檸檬酸，工藝流程包括原料的預(yù)處理，（粉碎、液化、連消）發(fā)酵、提取精制（發(fā)酵醪液預(yù)處理、過濾、中和、酸解、脫色、離子交換、蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥）、包裝等。工藝流程如下：廢糖水廢糖水一、糖化車間1.生產(chǎn)目的采用淀粉質(zhì)的原料生產(chǎn)檸檬酸，黑曲霉不能直接利用木薯，只能將其糖化為葡萄糖，方能供發(fā)酵使用。通過糖化劑中的曲霉菌體里所具有的各種酶系作用，將淀粉、糊精進(jìn)行水解。其中所含的α-淀粉酶(又叫做液化酶)能使淀粉液化，醪液粘度下降，有利于醪液輸送和酵母的發(fā)酵，它還能將淀粉中的直鍵淀粉最終水解，生成87％的麥芽糖和13％的葡萄糖。2.流程方框圖3.流程說明3.1原料的預(yù)處理原料的處理包括前處理和后處理兩個(gè)階段，前處理是指木薯收獲后，由生產(chǎn)者負(fù)責(zé)將其處理成木薯?xiàng)l或片，曬干，粗選后送工廠進(jìn)行生產(chǎn)，這一步由農(nóng)民負(fù)責(zé)。而后處理則是在工廠中完成，包括除雜、除鐵、除石、粉碎、液化、滅菌等過程[3]。（1）除雜質(zhì)為了防止收購的薯干原料中含有鐵、石一類的雜質(zhì)損壞設(shè)備，在原料進(jìn)行粉碎之前，一般用磁介質(zhì)除去其中的鐵雜質(zhì)。在生產(chǎn)過程中，為了保證操作的連續(xù)性，一般選用永磁筒進(jìn)行分離，另外采用重力分級除石器除去石塊等，在原料進(jìn)入粉碎機(jī)前有旋風(fēng)除塵器，用來除去灰塵。（2）粉碎薯干原料為條狀或片狀，必須先進(jìn)粗碎，粉碎在工廠中常稱為磨粉。原料放在皮帶運(yùn)輸機(jī)上，在使用永磁筒和重力分級除石器除雜質(zhì)后（以保護(hù)設(shè)備），原料就送入粉碎機(jī)進(jìn)行粗碎，這樣可以提高磨粉的效率，便于物料的運(yùn)輸，粗碎后將粗碎的原料用斗式提升機(jī)送至儲倉，然后再用錘式粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，細(xì)粉由螺旋輸送機(jī)送入薯粉儲倉。薯干粉粉碎度的大小由后面采用的處理工藝來決定，如果采用液化法處理，則粉碎度要求要細(xì)，一般粒度在0.4mm左右，即選用40目篩網(wǎng)，如果采用糖化法處理則要求粒度在0.8mm左右，即選用20目篩網(wǎng)。本次設(shè)計(jì)選用黑曲霉進(jìn)行發(fā)酵，黑曲霉本身產(chǎn)生糖化酶，因此，在此過程中不設(shè)置糖化流程，而采用液化流程，這就要求采用第一種方法粉碎，即選用40目篩網(wǎng)。薯干的粉碎由于粉碎前顆粒較大，一般選用錘式粉碎進(jìn)行粉碎，操作時(shí)，要先打開洗塵系統(tǒng)和提升機(jī)，以免提升機(jī)底部積料過多，造成粉碎系統(tǒng)無法正常工作。投料時(shí)速度要保持均勻，適當(dāng)，以防止粉碎機(jī)負(fù)荷過大或堵塞。在需要配置培養(yǎng)基時(shí)，確定需要的量，由風(fēng)力輸送設(shè)備進(jìn)行輸送，再用旋風(fēng)分離器分離物料，稱重后送入攪拌桶。3.2液化（1）在配料桶里加水，在攪拌下加入薯干粉和α-淀粉酶，加水量為3.5~4倍粉重，加酶量為5~8單位/（g淀粉），攪拌均勻。（2）通過泥漿泵打入噴射加熱器。與蒸汽混合，升至80~85℃（3）從維持罐中出來后的葉液化液進(jìn)入套管式冷卻器進(jìn)行冷卻，然后用泵送至發(fā)酵罐進(jìn)行滅菌。3.3連續(xù)滅菌[2]（1）連續(xù)泵送至連消塔滅菌，并流入易溶于水的其他培養(yǎng)基成分，（這些成分也可以單獨(dú)流入發(fā)酵罐）。連消塔的操作溫度控制在130℃（2）維持罐的壓力控制為0.1MPa，即溫度115℃（3）冷卻到32~34℃連續(xù)液化和滅菌應(yīng)注意以下事項(xiàng)：（1）液化時(shí)適宜的PH在6.0左右，一般不需要調(diào)節(jié)，而滅菌前可以將PH降低，以增強(qiáng)滅菌效果。一般用H2SO4調(diào)至PH5，因?yàn)榘l(fā)酵開始時(shí)的適宜PH在4.5~5之間。但PH過低會造成設(shè)備的腐蝕增加培養(yǎng)基中的鐵含量，對發(fā)酵不利。（2）液化和滅菌會產(chǎn)生大量的泡沫，這樣可以加入少許消泡劑來消除。消泡劑可用植物油、高級醇、泡敵等。4.流程論證4.1原料的選擇檸檬酸發(fā)酵生產(chǎn)可使用的原料品種很多。原材料的選擇主要取決于項(xiàng)目的技術(shù)要求及原材料供應(yīng)市場的狀況，但其決定因素應(yīng)是環(huán)境因素，如資源的枯竭、污染問題以及項(xiàng)目目標(biāo)(如最大限度地降低供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)和投人物的成本等)。通過分析原材料的需求量、來源、成本和風(fēng)險(xiǎn)等關(guān)鍵問題，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和工藝技術(shù)指標(biāo)，劃分原材料的種類，確定需要量，研究可能的來源并進(jìn)行費(fèi)用估算。

一般在選擇原料時(shí)應(yīng)從下述三個(gè)方面考慮：因地制宜，就地取材，價(jià)格低廉；原料中可利用成分高，未遭污染，抑制生長和產(chǎn)酸的物質(zhì)要少或能夠除去，能滿足工藝上的要求；原料資源豐富，便于采購運(yùn)輸，適宜于大規(guī)模儲藏，能保證供應(yīng)生產(chǎn)。目前工業(yè)上使用的原料及處理方法有下述幾類：（1）木薯原料木薯粉的碳水化合物含量和甘薯粉相近，但蛋白質(zhì)含量較甘薯粉低，木薯中含有少量的氰化物，通過加熱、滅菌、發(fā)酵等操作被轉(zhuǎn)變?yōu)闅淝杷岫粨]發(fā)除去，因此不會影響菌體生長和產(chǎn)酸，在發(fā)酵產(chǎn)物中檢測不出氰化物。用木薯原料生產(chǎn)檸檬酸的技術(shù)水平與用薯干原料生產(chǎn)接近。（2）薯干原料采用薯干原料發(fā)酵，只需將薯干片磨粉，加水調(diào)漿，直接或加少量α-淀粉酶液化后，滅菌、冷卻，即可接種發(fā)酵。國內(nèi)薯干原料發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸水平較高，產(chǎn)酸12%以上，轉(zhuǎn)化率95%以上，周期低于96小時(shí)，發(fā)酵指數(shù)大于30kg/(d.m3發(fā)酵罐)（3）甘薯原料甘薯的特點(diǎn)是脂肪含量高。甘薯子粒含淀粉73％，蛋白質(zhì)8.5％，脂肪4.3％,維生素（硫胺素、核黃素等）含量很高。甘薯一般由