青岛农业大学学士学位论文 年产5000吨柠檬酸发酵工厂设计

年产5000吨柠檬酸发酵工厂设计

食品科学与工程专业 魏文姣

指导老师 蒲传奋

摘 要：本论文主要是进行年产量5000吨柠檬酸发酵工厂设计，在设计过程中进行了详细的工艺论证，对每个工艺过程进行了分析。并且在此基础上制定产品方案，设计生产工艺，对柠檬酸生产加工过程中的物料平衡进行计算，对主要设备进行选型以及水、电、汽平衡，劳动力平衡进行计算，最后进行车间设计。设定企业管理组织构架，实施环境保护规划并进行污水处理，对投资成本、利润、盈亏平衡点等进行估算。生产总投资为2080万元，年利润可达1913.7万元，投资回收期1.3年左右。

关键词：柠檬酸； 发酵； 工厂设计

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青岛农业大学学士学位论文 年产5000吨柠檬酸发酵工厂设计

Design of an annual output of 5000 tons of Citric acid fermentation factory

Food science and engineering major Wei Wen jiao

Guide teacher Pu Chuan fen

Abstract: This paper is mainly for the annual output of 5000 tons of citric acid fermentation

factory design, process has been proved in the design process, for each process are analyzed. Develop product solutions and on this basis, design and production process, the material balance of citric acid production in the process of calculation, selection and water, electricity, steam balance of main equipment, labor balance calculation, the workshop design. Set the corporate management structure, the implementation plan for environmental protection and sewage treatment, to estimate the investment cost, profit, profit and loss balance point.The production of a total investment of 20800000 yuan, annual profit of 19137000 yuan, the investment recovery period is 1.3 years or so.

Keywords: citric acid; fermentation; plant design

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第一章 绪论

1.1企业概况

柠檬酸发酵工厂位于山东省潍坊，潍坊市安丘市位属暖温带大陆性气候，四季分明，光照充足，雨热同季。无霜期年平均213天，年均降雨量650余毫米，年平均气温18℃，适宜多种动植物生长。靠近原料生产基地，空气清新，水质清纯，环境幽雅无污染，经济发展环境良好。交通便利，利于材料以及产品的运输。

1.2目的和意义

1.2.1立项的目的

有机酸是微生物的初级代谢产物，与工业和人们的日常生活有着十分密切的关系，也是发酵产业中历史最悠久、吨位最大、价格最低廉的产品。微生物能够产生多种有机 酸，能够大规模生产的只有少数，主要包括柠檬酸、葡萄糖酸、衣康酸和乳酸。目前产量最高两种有机酸分别是柠檬酸和葡萄糖酸，根据2005年的数据显示，2005年全世界的柠檬酸产量达到了100万吨，其中近50%的产量来自于中国。

由于柠檬酸的酸性、风味以及能够与金属离子形成复合物的能力，在工业中有着广泛的用途。据统计，目前75%的柠檬酸用于食品以及饮料工业，10%用于制药行业，15%用于其他行业。

柠檬酸具有酸味圆润滋美的特点，并且无毒，安全性高，又因为柠檬酸具有溶解性好、螯合能力强的特性，因此被广泛应用于食品工业中，常被用作酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂、螯合剂等，此外，柠檬酸还可以作为冷冻水果和水果加工品种维生素的稳定剂以及作为软饮料、冷饮等食品的增香剂。

在医药工业中，由于酸根具有直接被吸收的特性，经常被作为某些医药的合成原料。医药中合成的柠檬酸盐被广泛用用于医学临床。医生在采取新鲜血液的时候，需要加入一些消毒过的柠檬酸钠就能起到防止血液凝固的作用，因此被称为抗凝血剂。作为抗氧化剂还可以防止维生素的氧化[1]。

在化学工业中柠檬酸也有着举足轻重的地位。作为一种弱有机酸，同时又具有螯合作用，可以引起金属表面层的轻微损坏，但是作为金属离子螯合剂又可以加速金属氧化物的迁移。因此现在多采用柠檬酸来取无机强酸用于金属表面氧化物的清洁。它还能增加去污性能，可以替代磷酸盐，作为无磷洗衣粉的重要原料，绿色环保。柠檬酸盐是最常用的电镀缓冲液和络合剂，其螯合作用使电镀操作稳定，产品质量较好。

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虽然目前柠檬酸的世界年产量超过200万吨，柠檬酸的需求逐年迅速递增，但是仍然不能满足人们日益增长的物质需求。其中消耗量最大的国家是美国，年需求量近70万吨。随着全世界经济的发展和人民生活水平的提高，柠檬酸的市场需求也在快速增长，因此，柠檬酸市场就全世界而言具有较大的发展潜力。 1.2.2项目投资的意义

从广义上说，任何含有淀粉和糖的农产品、农产品加工品以及副产品，某些有机化合物，以及石油中的某些成分都是柠檬酸的原料。在我国，柠檬酸生产以薯干、玉米等淀粉质原料为主。传统的柠檬酸生产都是以薯干作为原材料，经过生物发酵和钙盐提取工艺制作的，这种方法生产的产品质量差而且成本高，环境污染严重，为了进一步扩大经济效益，提高生产效率，实现清洁无污染的生产，需要对柠檬酸生产提取工艺加以改进。在原料方面，目前研究出了玉米粉、稻米以及秸秆等，工艺上采用工业离子色谱法、母液净化处理以及循环利用废糖液技术，这样不仅有效地降低了成本，而且对于柠檬酸生产剩余的副产物，通过优化工艺的方式加以合理的利用，废物排放量少有利于环境保护[2]。

玉米中含有丰富的营养物质，以纯碳水化合物的淀粉为主，还存在一些蛋白质，纤维素，脂肪，无机盐灰分等非纯碳水化合物。

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