针对具体情况及时处理,对中、前期染菌,可加大种量形成主菌群生长优势,或及时罐实消,补入适当营养源重新接种发酵;后期时可加强监控,提前放罐;对倒罐等应予灭菌排放处理,并认真查找原因,进一步强化灭菌操作中的各个环节。 <3)醪液处理工序
柠檬酸发酵完成后,应即时进行热处理,以灭活发酵,絮凝蛋白、提高收率,为提高设备利用率,增设醪液贮罐,通过热交换器,及时将醪液加热至80℃后进入醪液热贮罐,再经泵压入过滤机,除掉固形物及菌体残渣,将清醪液泵入下道工序。
<4)提取工段
由压滤工段送来的柠檬酸清醪液泵人中和罐,在80℃下进行中和。碳酸钙经密闭的输送机送入车间,经无级调速下料螺旋分散投入中和罐,以防止局部浓度过高,使中和沉淀反应均匀,经终点检测合格后,将柠檬酸钙悬浮液排入带式过滤机中,将固体柠檬酸钙从悬浮液中分离出来,为满足玉M原料及薯干原料生产工艺的双重要求,中和带式过滤机用特定的加长、强洗型,生产原料操作灵活,以确保粗原料生产时的中和洗糖要求及成品易碳的指标控制,要求并使中和废水经分流至污水处理站。分离后的柠檬酸钙经卸料螺旋送至酸解桶中,由热水或酸解液调浆,浓硫酸由酸碱站泵入,再计量到酸碱桶中与柠檬酸钙在80℃下生成硫酸钙与柠檬酸的悬浊液送入酸解带式过滤机进行过滤,清洗液即稀酸解液收集用于调浆,硫酸钙运至渣场综合利用,柠檬酸酸解送精制工段。 <5)精制工段
离子交换与脱色柠檬酸液从暂贮灌中泵送离交纯化工序,经由阳离于交换塔,阴离子交换塔和活性炭脱色塔,离交脱色除去色泽及影响成品质量加速设备腐蚀的阴阳离子,阴阳树脂需经过酸洗、碱洗再生处理,离交后的柠檬酸精制母液送入蒸发工序。
蒸发与结晶在提纯溶液进入蒸发部分前,通过精过滤器除去清液中的微小树脂颗粒。精滤后的溶液经热交换器预热后送至双效真空浓缩器经浓缩至特定浓度后,转入真空结晶器,或者低温结晶器进行结晶。以确定产品(一水产品或无水产品>,再经分离将柠檬酸晶粒从液相中分离出来,液相(母液>在分离后分别放至各级母液贮罐,根据其杂质离交浓度情况,送往重新蒸发式回流到前工序处理提纯,晶体送往干燥机。
干燥与包装从离心机分离出来的湿柠檬酸晶粒被送到流化床干燥器,根据生产品种控制干燥空气、温度及冷却空气量进行干燥,排空经湿式旋风分离器处理排放,干燥后的柠檬酸晶粒通过传送装置运到筛选机,不合格颗粒被筛分出来,溶解后返回到结晶系统,柠檬酸成品进行定量、包装,存放。
3. 工艺计算书 3.1 物料衡算
3.1.1工艺技术指标及基础数据
<1)生产规模:40000t/a99.5%一水柠檬酸折合成36650.17t/a99.5%无水柠檬酸;
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<2)生产方法:外加耐高温α-淀粉酶液化,深层液体发酵,钙盐干法提取; <3)生产天数:每年300天;
<4)食用99.5%无水柠檬酸日产量:36650.17/300=122.17t,取整数为123t; <5)食用99.5%无水柠檬酸年产量:123×300=36900t;
<6)产品质量:国际食用柠檬酸99.5%<质量分数)实际产率为98%,副产品约占2%;
<7)薯干粉成分:含淀粉量 70%,水分13%; <8)α-淀粉酶用量:8U/g原料;
<9)操作参数:淀粉糖转化率98.5%,糖酸转化率95%,提取阶段分离收率95%,精制阶段收率98%,倒罐率1%则其得率为1?1%?99%;产酸率<即糖发酵液转化率) 13%;发酵周期75h,发酵温度<35?1)℃,发酵通风量10v/?v发酵液?h?。
3.1.2原料消耗计算<基准:1吨成品柠檬酸)
年产4万吨一水柠檬酸,折合无水柠檬酸,按1995年5月,中国发酵工业协会柠檬酸分会制定的“柠檬酸行业统计办法”:
无水柠檬酸需要量为:40000/1.0914=36650.17t/a <1)生产无水柠檬酸的总化学反应式:
(C6H10O5)n?nH2O?3n/2O2?nC6H8O7?2nH2O
162192
X 1000
<2)生产1000kg99.5%无水柠檬酸所需的理论淀粉消耗量:
X=1000*<162/192)*99.5%=839.53 kg
<3)生产1000kg99.5%无水柠檬酸所需实际淀粉消耗量:
X/?98.5%*95%*95%*98%*99%??973.4kg
<4)生产1000kg99.5%无水柠檬酸所需实际薯干粉原料消耗量:
973.4/70%?1390.57kg
<5)α-淀粉酶的消耗量:应用酶活力为20000u/g的α-淀粉酶使淀粉液化。α-淀粉酶用量按8u/g原料计算;有:
1390.57×103×8/20000=0.56kg
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3.1.3发酵醪量的计算
根据发酵液转化率为13%:
1000*99.5%/<95%*98%*13%)=8221.1 3.1.4接种量
接种量为发酵醪的10%,则:
8221.1*10%/110%?747.37kg
3.1.5液化醪量计算
因为成熟蒸煮醪为:8221.1-747.37-0.56=7473.17kg 则调浆浓度为: 1390.57*100%/7473.17=18.6%
粉浆的干物质浓度为:973.4*100%/7473.17=13.02% 蒸煮直接蒸汽加热,采用连续液化工艺: 操作流程:
(1)混合后粉浆温度为50℃,应用喷射液化器迅速使粉浆升温至100℃.升温后进入维持罐,使料液保温20~30min以完成液化,进蒸汽压力保持在0.3~0.4Mpa表压
(2)液化完成的醪液由板式换热器降温至35+1℃备用。 (3)调浆及液化灭菌时产生的泡沫可用少量泡敌消泡。 工艺计算:
干物质含量B0=70%的薯干原料比热容为: C0=4.18(1-0.7B0>=2.13kJ/(kg·K> 粉浆的干物质浓度为B1=13.02%
液化醪的比热容为:C1=B1C0+(1.0-B1>Cw
=13.02%×2.13+(1.0-13.02%>×4.18 =3.91kJ/(kg·K> Cw-水的比热容取4.18kJ/(kg·K>
为简化计算,假定液化醪的比热容在整个过程中维持不变. (1)经喷射液化器前的液化醪量为X:
X+X×3.91(100-50>/(2731.2-100×4.18>=7473.17(kg>
解得X=6890.79 其中2731.2-喷射液化器加热蒸汽0.3Mpa的焓 7 / 25 3.1.6 成品柠檬酸 日产柠檬酸量为:36650.17/300=122.17 即结晶液中柠檬酸的含量为:122.17t/d 需精制液中柠檬酸含量为:122.17/98%=124.66t/d 需分离液中柠檬酸的含量为:122.17/95%*98%=126.03t/d 3.1.7 淀粉质原料年产4万吨一水柠檬酸厂总物料衡算 即对生产36650.17t/a 99.5%无水柠檬酸的薯干原料柠檬酸厂进行计算。 <1)柠檬酸成品 日产食用99.5% 无水柠檬酸量为122.17t,取整数为123t 日产副产品为:123*2/98=2.51t 则日产总量为:125.51t 实际年产量为:食用柠檬酸量为:123*300=36900t/a 副产物为:2.51*300=753t/a 总产量为:37653t/a <2)主要原料薯干用量 日耗量:1390.57*10-3*125.51=174.5304t 年耗量:174.5304*300=52359t <3)根据以上计算,将物料衡算结果列于表3.1。 表3.1 40000t/a薯干原料柠檬酸厂物料衡算表 物料名称 食用柠檬酸 副产品 薯干原料 淀粉 α-淀粉酶 发酵醪 接种量 成熟蒸煮醪 薯干浆量 每吨产品耗物量 年产4万吨耗物量 每天 123 2.51 174.53 122.17 0.070 1031.83 93.80 937.96 864.86 36900 753 52359 36651.43 21.09 309549.08 28140.72 281387.27 259458.92 ?kg? 980 20 1390.57 973.4 0.56 8221.1 747.37 7473.17 6890.79 8 / 25