论文总字数：18126字

摘 要

柠檬酸，一般存在于植物的水果中，是一种无毒无色无臭的结晶或粉末，易溶于水、乙醇等溶剂，广泛应用于食品、化工、医药等工业领域。柠檬酸主要通过发酵法生产。随着经济发展速度的加快，柠檬酸的需求量也在逐步提高，而如今柠檬酸的提取方法和现行的技术水平，却远远跟不上当今柠檬酸需求量的飞速发展。

尽管我国柠檬酸发酵技术处于世界领先水平，但我国柠檬酸工业的发展被其落后的提取工艺严重制约。因此，对于柠檬酸提取方法的研究，受到了业内专家的广泛关注。

本设计采用传统的钙盐法提取发酵液中的柠檬酸。先通过酸碱中和得到柠檬酸钙，再用硫酸酸解得到粗柠檬酸，最后通过脱色、离子交换、浓缩结晶、干燥等工艺，得到柠檬酸成品。

本文通过对钙盐法提取发酵液中的柠檬酸进行物料衡算、能量衡算、设备选型、厂址选择等，设计出了年产10000吨柠檬酸的提取生产车间。

关键词：柠檬酸 分离提取 钙盐法 蒸发浓缩 干燥

Design of citric acid separation process with an annual production of 10,000 tons

Abstract

Citric acid, commonly found in fruits of plants, is a non-toxic, colorless and odorless crystal or powder, soluble in water, ethanol and other solvents, widely used in food, chemical, pharmaceutical and other industrial fields. Citric acid is mainly produced by fermentation. With the acceleration of economic development, the demand quantity of citric acid also gradually improve. However, the extraction method of citric acid and the current technical level are far behind the rapid development of citric acid demand nowadays.

Although the fermentation technology of citric acid in our country is in the world leading position, but it is limited by backward extraction technology. So, many experts in the industry are studying the extraction method of citric acid.

In this design, citric acid was extracted from fermentation broth by traditional calcium salt method. Calcium citrate was obtained by acid-base neutralization, then crude citric acid was obtained by acid hydrolysis with sulfuric acid. Finally, the finished product of citric acid was obtained by decolorization, ion exchange, concentrated crystallization and drying.

Through material balance, energy balance, equipment selection and site selection of citric acid extracted from fermentation broth by calcium salt method, a production workshop with an annual output of 10,000 tons of citric acid was designed.

Key words: Citric acid, Separation, method of precipitation by calcium salt , Vaporation concentration, Drying.

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 设计概述 1

1.1 项目名称 1

1.2 产品简介 1

1.2.1 产品性质 1

1.2.2 生产时间 1

1.2.3 产品标准 2

第二章 柠檬酸提取工艺简介 3

2.1柠檬酸的分离方法 3

2.1.1钙盐提取法 3

2.2离子交换吸附法 3

2.3溶剂萃取法 3

2.2柠檬酸的脱色方法 4

2.3柠檬酸的浓缩方法 4

2.4柠檬酸的结晶方法 4

2.5柠檬酸的干燥方法 4

第三章 物料衡算 6

3.1所需原料的物料核算 6

3.1.1生产能力 6

3.1.2发酵液需求量工艺计算 6

3.1.3其他原料需求量 7

3.2中和过滤洗涤阶段的物料衡算 7

3.3酸解及过滤阶段的物料衡算 7

3.4脱色阶段的物料衡算 8

3.5离子交换阶段的物料衡算 9

3.6浓缩结晶阶段的物料衡算 10

3.7干燥阶段的物料衡算 11

第四章 能量衡算 12

4.1中和过滤洗涤阶段的能量衡算 12

4.2酸解及过滤阶段的能量衡算 12

4.3脱色阶段的能量衡算 13

4.4蒸发浓缩阶段的能量衡算 13

4.5冷却结晶阶段的能量衡算 14

4.6干燥阶段的能量衡算 14

第五章 设备选型 17

5.1中和过滤洗涤阶段的设备选型 17

5.1.1中和罐 17

5.1.2柠檬酸钙过滤机 17

5.1.3碳酸钙调浆桶 17

5.1.4碳酸钙高位储罐 18

5.1.5滤渣洗水储罐 18

5.2酸解及过滤阶段的设备选型 18

5.2.1酸解罐 18

5.2.2硫酸钙洗水罐 18

5.2.3硫酸钙过滤机 19

5.3脱色阶段的设备选型 19

5.4离子交换阶段的设备选型 20

5.5蒸发浓缩阶段的设备选型 20

5.5.1 一效蒸发器设备选型计算 20

5.5.2 二效蒸发器设备选型计算 21

5.5.3 三效蒸发器设备选型计算 22

5.5.4 抽气泵的设备选型 22

5.5.5 三效蒸发器选型 22

5.6冷却结晶阶段的设备选型 22

5.7干燥阶段的设备选型 23

5.8 设备一览表 24

第六章 厂址选择 25

6.1基本原则 25

6.2厂址位置 25

展望 26

参考文献 27

致谢 28

第一章 设计概述

1.1 项目名称

年产10000吨柠檬酸提取生产车间设计

1.2 产品简介

1.2.1 产品性质

中文名称：柠檬酸

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