文档介绍：年产3万吨柠檬酸项目
工
艺
设
计
摘要本文从柠檬酸及其用途,总体工艺建设方案,原料及其处理,发酵
及醪液处理工艺。粗提与精制工艺蒸发、结晶、分离、干燥等几个方面,简介工艺设计中的基本方法。
关键词柠檬酸无水柠檬酸工艺设计玉米深加工
本工程的产品有两种: 无水柠檬酸与一水柠檬酸。在这两种产品中, 无水柠檬酸是目前国际市场比较紧缺的化工产品之一。在医药、食品、化妆品等各方面有着广泛的用途。
一、总体工艺方案
目前, 在国内外柠檬酸生产技术路线中液体深层发酵、钙盐提取技术仍是柠檬酸工业生产中的主导工艺路线。随着生物工程及其下游技术的发展,精料、高糖发酵正成为柠檬酸发酵工艺的发展趋势,萃取工艺及色谱( 树脂) 分离技术也在柠檬酸提取精制工艺中得到进一步的研究和发展。就目前柠檬酸发酵技术情况看,以玉米为原料的柠檬酸精料发酵已在国内得到较广泛的应用。玉米原料经初步的脱胚后,磨粉液化制成发酵精料,使后续产品回收率提高近 5个百分点, 同时为精料高糖发酵打下了较好的开发基础。另一方面,玉米处理的糖渣及胚芽等副产品收入又降低了玉米原料的成本。
在本工程的设计中,原料处理及发酵工艺的确定。既要结合当地原料特性,也要考虑甲方已有的技术实力,使其生产技术路线不仅适应以薯干为原料的生产需要,也满足以玉米作为精制原料生产的要求。因而采用了玉米干法脱胚粉碎或薯干直接粉碎调浆、液化( 玉米液化浆) 压滤、低压连续喷射灭菌。液体深层发酵的工艺路线。
在提取精制工艺方面。溶媒法生产工艺因其生产技术、溶媒回收、生产成本、产品质量及产品的市场接受关念等多方因素,一直未形成大的工业生产方式,而色谱( 树脂) 分离技术却有一定发展。从 ME S S O公司与美国 A S T U( Ad v a n c e d S e p a r a t i o n T e c h n o l o g l e s l n c . ) 公司对中国柠檬酸工程的技术报价资料看,利用 R e i l l e x H P树脂,采用I S E P连续法分离柠檬酸,在产品达标的情况下。具有生产成本低、三废排放少、生产过程简化等优势,但该装置对醪液中的残糖、胶体、蛋白质等有机杂质及阴阳离子等有一定限制, 对柠檬酸发酵醪液特性及预处理工艺有较高要求,其“可操作性必需通过现场使用原始发酵醪液试验后,方可得到证实。”
由于上述原因, 并结合本项目多方面的具体情况, 综合权衡项目的实施时限、投资总量等多方因素, 本着工艺合理先进的原则, 在本工程提取工艺中仍确定采用钙盐提取的总体工艺方案。且在中和工艺上, 结合原料特点、水资源状况、污水排量及产品收率等情况, 在考虑机械输送、负压除尘、螺旋无级变频投料的前提下选用干法中和工艺。在后续工序上则以目前国内外普遍采用的离交纯化、蒸发结晶、分离干燥为其基本工艺过程
在生产过程的自动控制方面,以经济可靠为原则,利用医用抗生素大型发酵系统微机控制技术,结合行业特点,重点对发酵温度、P H值、罐压、通风量及机械运行状况实施微机监控管理;对蒸发结晶系统的蒸汽流量、罐温、罐压( 真空度)、物料回流量等实行自动控制,从而使工程整体技术装备从硬件到软件, 都上升到一个新的技术水平。
综上所述, 在本工程的设计中, “工艺合理、成熟, 设备先进、适用, 投资成本低”是我们确定生产技术方案中应当遵循的最基本原则。
根据这一原则, 确定本项目在原料处理以后的工艺流程如图 1 所示。
由图 1 可见, 其生产工艺的基本过程是:
——在接收糖浆后, 根据糖浆组成作适当的处理或配制,配成发酵原料,进行连续杀菌并冷却后,进入发酵罐加入菌种及净化压缩空气进行发酵;
——发酵液经升温、过滤处理后, 进入中和罐加 C a t 0 3中和处理;
——再经过过滤洗涤,得到柠檬酸钙固体,送入酸解罐,再加 H 2 S O 4酸解,并加入活
性炭脱色;
——然后,通过带式过滤机过滤、酸解过滤, 除去 GI S O 4及废炭;
——酸解过滤液经离子交换处理后, 进行蒸发、浓缩,再进行结晶;
——结晶后,用离心机进行固液分离,对得到的湿柠檬酸晶体进行干燥与筛选,最后
得到成品的柠檬酸。
二、原料及其处理
1 .原料
目前, 国内外生产柠檬酸的基本原料分为两类: 淀粉类与糖蜜类。
关于淀粉类原料, 过去, 我国长期仅仅使用各种薯干, 如: 马铃薯、甘薯、木薯等, 技术比较成熟。事实上, 本项目的建设方山西汾河生化有限公司的前身山西汾河制药厂, 就是以薯干为原料, 年产 5 0 0 0吨一水柠檬酸( 采用容积为 l O O m3的机械通风搅拌发酵罐) 。自9 0年代起, 我国安徽蚌埠柠檬酸厂( 现安徽丰原生物化