年产5000吨乳酸工厂提取车间设计.doc

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1、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CaCO3作为乳酸中和剂和发酵液稳定剂，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→

2、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

3、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52.1发酵工艺62.1.1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83工艺计算及设备选型113.1发酵工段113.1.1物料平衡计算113.1.2设备计算及选型123.2提取工段123.2.1生产平衡计算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

4、车间立面布置174.2.4设备布置17结论1711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

5、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：D(-)-乳酸L(+)-乳酸图1乳酸的结构式表1乳酸的理化性质构型熔点/℃比旋光度[α]D20解离常数（25℃）熔化热/（KJ/mol）L25-26﹢3.3°1.37×10-416.87D25-26﹣3.3°1.37×10-

6、416.87LD1801.37×10-411.35第18页共19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

7、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司，湖北广水民族化工有限公司等。1.1.3乳酸的用途及功能乳酸及其盐类和衍生物在医疗、农业和许多工业部门都有广泛的用途。乳酸不