年产5000吨乳酸工厂提取车间设计

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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T浓缩冷却结晶洗晶离心分离乳酸钙结晶溶晶 酸

2、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

3、酸的用途及功能 21.1.4 乳酸的质量检验与储存 31.2 乳酸的发酵方法 42 生产工艺 42.1 发酵工艺 62.1.1 发酵工艺流程及特点 72.1.3 发酵工艺操作要点及注意事项 82.2 提取精制工艺 92.2.1 提取工艺流程及特点 92.2.2 提取工艺条件 102.2.3 提取注意事项以及工艺操作要点 103 工艺计算及设备选型 133.1 发酵工段 143.1.1 物料平衡计算 143.1.2 设备计算及选型 143.2 提取工段 153.2.1 生产平衡计算 153.2.2 设备平衡计算及选型 164 车间布置设计 194.1 设计依据 194.2 车间布置（厂房平面布置

4、）204.2.1 车间布置设计原则 204.2.2 车间平面布置 204.2.3 车间立面布置 204.2.4 设备布置 20 结论错误!未定义书签。1 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，并建成了干吨以上规模的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

5、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/c比旋光度叱0解离常数（25C）熔化热/（KJ

6、/mol）L25-26+ 3.31.37x10-416.87D25-26-3.31.37x10-416.87LD1801.37x10-411.35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

7、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1 5万吨。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丰原格拉特 乳酸，金丹乳酸，广水民族化工等。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。乳酸不仅对人畜 无害，而且有杀菌作用，可以用作手术室、病房

8、、实验室、车间等场所的喷雾杀菌。由于其 酸性稳定，因此被广泛用在食品工业中作为酸味剂和防腐剂以保存食品的味道。还可用于蔬 菜和鱼肉的加工和保存。在卷烟工业中，它用于提高烟草的品质，保持烟草湿度。由于乳酸 可以通过将钙转化成可溶性钙盐，让皮革变得柔软不粗糙，所以乳酸常被用于制革工业脱石 灰，从而制造出高级的皮革，使触感柔柔软。发酵工业上调节发酵液酸度也常用乳酸。乳酸盐、乳酸衍生物和聚合物的种类不下几千种，其用途之广是难以细述的。乳酸钠、 乳酸铁、乳酸铜、乳酸钙可以补充金属元素，以弥补某些东西金属元素的不足。乳酸铵则可 以作为反刍动物饲料的添加剂，从而把非蛋白氮转化为蛋白质供人类食用。乳酸乙酯是名

9、酒 香味的主要成分之一。乳酸丁酯能使硝酸纤维素、虫胶、色素等溶解。世界上约有 1/4 的乳 酸用来生产硬脂酰乳脂酸。它的钙盐，硬脂酰乳脂酸钙（CSL）,可以和面包团中的谷蛋白结合， 因而被用作面团的改良剂。它也可以与面粉中的淀粉作用，是面包质地柔软。硬脂酰乳脂酸 钠（SSL ）具有类似的作用，另外他们还可以作为乳化剂。两者都可以延长面包的保存期。用聚乳酸制作而成的生物塑料可以用于制作手术缝合线，它能将伤口愈合，并分解被人 体吸收，无需拆线。甚至有人推测可以用它来作生物植片，已修复骨折或其他机体损伤。 1.1.4 乳酸的质量检验与储存通过乳酸的用途和需求不同的划分，它包括食品添加剂级、药典级和工

10、业级三种，食品 添加剂标和药典级的标准是乳酸必须是由糖质或淀粉原料通过微生物发酵制成，检验乳酸质 量首先要观察其外观，要求为无色或者黄色、澄清、粘性液体。然后还要检验以下指标：1） Fe2+含量；（2）含量；（3）易碳化物;（4）乳酸含量;（5）CL含量；（6）砷含量；（7）重金属 （以Pb计）含量；（8）Ca2+含量；（9）灼烧含量。乳酸制作成乳酸钙一定要符合药品卫生标 准的规定，即每克乳酸钙中含有的细菌数量不能够超过 1000 个，霉菌数量不能够超过 100 个，并且不含有大肠杆菌。乳酸制品的存储主要是运输环节和销售环节，在这两个环节下必须保证乳酸制品处于冷藏 的环境，否则乳酸中的活性菌在

11、很短的时间里面会大量死亡，更有甚者会因为它的变质而造 成危害。因此重视乳酸的储存有极其重大的意义。1.2 乳酸的发酵方法 制造乳酸的原料国外常用玉米淀粉糖、糖蜜或乳清，而国常用大米或薯干作为碳源。 乳酸发酵原料包括葡萄糖、玉米淀粉、马铃薯淀粉、菊芋，使用淀粉类原料时需先用酸 或酶水解。保加利亚乳酸菌、干酪乳杆菌能同化乳糖，这些菌种能以乳清作为原料生产乳酸。但乳 清含有大量的盐类杂质，会影响乳酸的提取。糖蜜是乳酸发酵的重要原料之一。但糖蜜原料杂质多，发酵乳酸需要用溶剂抽提，才能 制备出纯净的乳酸。如果先用活性炭处理糖蜜或用其他方法纯化糖蜜则能减轻产品提取阶段 的负荷。纤维素经纤维素酶水解后也可作

12、为乳酸发酵原料。除培养基碳源、氮源、PH等条件显著影响乳酸发酵外，许多化学因子能促进或抑制乳酸 发酵。近年来还发现咖啡因、NaF、还原型谷胱甘肽对乳酸发酵有促进作用，而樟脑使乳杆菌 细胞体积增加，但抑制产酸。乳杆菌虽是一种微好氧菌，但乳酸的生物合成过程不需供氧，不需要连续搅拌与通气。乳酸发酵罐一般配有搅拌或通气装置作用间隙搅拌或通气，防止CaC03沉淀。乳酸发酵过程 中产生的CO2也有一定的搅拌作用。乳酸发酵事宜的PH值为5.56.0，在PH4o 培养基中的碳酸钙是中和剂，在发酵 开始的约6小时后，开始加 CaC 0进行中和，可以分批添加，但要注意不要使pH降到5.0以3下。CaCO添加的总量

13、为大米总量的75%，每8小时加一次，分6 次加完。每个班次要检查 323 次 p H值和残糖，以便于检测发酵过程是否一切正常。培养基不必灭菌，但要保持 501 C发酵。(3) 发酵后期管理：当测试残糖降至1 g/L以下，同时发酵醪带有一种特别的粘性时， 说明发酵结束，总发酵时间约 56天。由于此时乳酸菌活动减弱，而丙酸菌等开始活动，会 影响产品的产率和纯度。所以要往罐中添加石灰以中和，调节pH提高到10左右，在加石灰 时要通气搅拌均匀，待石灰完全溶解后停止通气，使菌体和其他悬浮物沉淀下来，澄清后将 上清液和沉淀物分别放出后，即可进入提取工序。2.2 提取精制工艺2.2.1 提取工艺流程及特点2

14、.2.1.1 提取工艺流程 发酵液预热罐压料罐板框过滤沉降罐板框过滤浓缩酸解 板框过滤浓缩脱色离子交换脱色浓缩成品2.2.1.2 提取工艺特点发酵结束后，加石灰调节pH至10左右，升温至80以上，放入沉降罐使菌体和其他悬浮 物沉淀下来，过滤后进行蒸发浓缩，冷却结晶后再在酸解罐中的加温加水溶解，再用硫酸中 酸解。过滤除去杂质，这时酸浓度为7-8 Be。蒸发浓缩至11 Be 后，先通过732#阳离子交 换柱，再通过701#阴离子交换柱，除去其中所含杂质，再次进行蒸发浓缩，同时加入活性炭 脱色处理，真空过滤，最后得到成品进行包装。2.2.2 提取工艺条件2.2.2.1 预热沉淀流程预热罐和沉降罐均不

15、能超过其容积的80%,保持预热罐液PH10.0,煮沸 5min,沉降罐温度调节至pH=12以上，温度达到85-90乜。MgCI加量不能超过2%。22.2.2.2 第一次板框过滤压料罐的进料不得超过其总体积的80%，压力不得超过40atm，滤渣中含钙量不得超过2%。2.2.2.3 双效蒸发工艺双效蒸发器蒸汽压不超过0.4atm，真空度不能超过0.8atm，放料浓度不能低于20%。2.2.2.4 浓缩工艺蒸汽压力不能超过0.4atm，真空度必须控制在0.4-0.6atm。温度必须控制在70r条件下 蒸发，脱色罐进料不得超过其总体积的 72%，脱色时间大于等于 24 小时，脱色活性炭的加 量不能得超

16、过 1%。2.2.3 提取注意事项以及工艺操作要点2.2.3.1 预热将放罐后的发酵液泵入预热罐进彳丁加热（从50C左右加热到80度。C搅拌，加碱调节至pH10, 防止五水乳酸钙晶体析出，同时也防止整个发酵醪固体化后，给后续的操作带来不必要的麻 烦。2.2.3.2 压料罐设计温度为140。6设计压力为0.3MPa，公称容积为2.78m3，外形尺寸为1780x2700，总 重量为 1.03 吨，工作介质为空气。预热液由压缩机从压料罐压入板框压滤机进行第一次板框 进行过滤。2.2.3.3 第一次板框过滤：压缩机先通入蒸汽预热至70C-80r,如不预热则会出现热料遇冷板框而析出乳酸钙结晶 体而造成损

17、失，同时也给过滤造成困难。铺好滤布后压紧板框，过热的料液先自流，形成一 层滤层后再慢慢加入物料，当滤液析出量逐渐减少，不能再进物料。通入热水冲洗滤渣，趁 热将滤液送到沉降罐中澄清，操作前要注意板框与滤布之间知否有破损，防止走液。2.2.3.4 沉降调节至pH=12以上，并加热至90r，并加入2%MgCI2，使菌体及其他悬浮物沉淀下来。2.2.3.5 第二次板框过滤操作同第一次板框过滤，此次过滤除去蛋白质、氨基酸等杂质，可大大降低杂质含量。 操作前要注意板框与滤布之间知否有破损，防止走液。2.2.3.6 双效蒸发在经过双效蒸发后，乳酸钙浓度可达到26% 。操作前要注意检查各阀门是否关闭，以保 证

18、操作正常进行。2.2.3.7 酸解将乳酸钙晶体加入到酸解罐，加入石膏洗涤水，直接通入蒸汽使其溶解，使乳酸钙的浓 度达到180g/kg,加入浓硫酸酸解。酸解时要注意控制温度不高于70。6即防止碳化，同时 防止对色度影响。在操作时要用0.1%甲基紫溶液检验，酸解合适时呈现橘黄色，在硫酸过量 时呈现绿色，在乳酸钙过量时呈现紫色。酸解结束后料液进入第三次板框过滤。.2.3.8 浓缩(1) 工艺条件：乳酸在常压下的沸点为190C。如在此温度下乳酸会完全分解而不能蒸 馏出来。如果把压力降低则可以使沸点降低，使其低于乳酸的分解点，则使乳酸蒸馏出来。 采用真空浓缩循环加热，真空浓缩又称减压浓缩，其原理是在较低

19、的真空度下利用水的沸点 较低将水蒸发掉。在操作时要将真空度控制在0.4-0.6atm左右，物料达到70C左右，蒸汽压 要控制在0.4atm以下。(2) 工艺操作：操作前要注意检查各阀门是否关闭，以保证操作正常进行。 检查完毕后打开真空系统，使蒸汽发生器工作一段时间后达到一定的真空度，到达指定真空 度后再泵入物料。加热时要特别注意真空度的变化，保持真空度在一定围之。到达浓缩后期 时首先检测浓缩液的密度，当密度到达1.18kg/cm3表示浓缩结束，先停止加热，再关闭真空 系统。(3) 产品纯度：乳酸钙酸解后经过初步净化，滤除去石膏渣，其浓度达到约110g/kg左 右，工业乳酸则需浓缩至500-60

20、0g/kg左右；药典级乳酸需达850g/kg以上。第一段浓缩在较 低的真空度下进行，在蒸发器抽真空达到80kPa浓缩后可得到工业级乳酸。色度浓缩是因为 酸度提高后杂质产生有色物质的反应，使色度增加，因此需活性炭脱色。第二次浓缩则是在 第一次浓缩后，需要在较高真空度下进行，以抵消浓缩液沸点升高。在3040kPa的压力下将 溶液浓缩至 90%。2.2.3.9 乳酸纯化(1) 离子交换法：离子交换色谱是通过带电的溶质分子与离子交换介质中的离子进行交 换以达到分离纯化目的的。该法的特点是分辨率高，容易操作而且工作容量大。离子交换的 目的是一是为了除去乳酸钙中的钙离子，二是净化乳酸使其达到工业级乳酸的标

21、准。( 2 )操作方法：将料液引入已装有732型阳离子交换树脂的交换柱，然后再流经701型阴离子交换柱。离子交换时要特别注意：经常检测流出液中的离子，不得含有Ca2+和Fe3+。(3) 离子交换树脂的再生离子交换树脂经常要多次使用，离子交换树脂的再生就是处理使用过的树脂，使其重新 具有使用性能的过程。再生过程包括离子交换树脂去杂，即用大量水清洗，然后再用酸和碱 处理，除去与功能基团结合的杂质，使离子交换树脂回复原有的静电吸附能力。(3) 离子交换工艺流程A.发酵液一一稀释并调pH45备用一一.灌注一一732型阳离子交换柱一一，水洗60C3N NaOH溶液洗脱( 8小时)一一701型阴离子交换柱

22、一一水洗一一60乜3份NaOH 溶液洗脱一一高纯度B树脂处理：离子交换柱一一水洗(正反洗)一一3N HCL再生一一水洗(4) 离子交换影响因素离子交换树脂选择有弱型和强型，虽然强型离子交换树脂可在比较大的pH围下操作, 但由于强型离子交换树脂吸附后难于解吸，一般需要较强烈的条件下，如强酸强碱等。因此 在实际应用中，人们会更多考虑用弱型离子交换树脂。3 工艺计算及设备选型主要容：1.物料衡算：(1) 原料计算(2) 成品、发酵醪。设计条件：( 1 )生产规模：年产乳酸量为5000吨，纯度为80%(2) 原料米含量为 10%；(3) 原料米淀粉含量为 70%；( 4 )淀粉葡萄糖的转化率为1 10

23、%；(5) 发酵周期：72小时；6)发酵转化率为 90%；(7) 生产天数：按 300 天计算；(8) 糊化温度：按90乜计算；(9) 提取总收率：80%；(10) 精制总收率：80%；3.1 发酵工段3.1.1 物料平衡计算3.1.1.1 原料米及麸皮的使用量(1) 原料米用量：G米=乳酸总量十(各步转化率x各步总收率)=(5000 x 80% )十(80% x 80% x 80% x 110% x 80% ) =8.877x103(2) 大米米麸皮比例按 4:1 计算；原料中麸皮的用量：G =8.877 x 103 十 4=2219.5t / 年麸皮3.1.1.2 液化酶及糖化酶的用量(1

24、) 以1g大米需要10个活力单位的液化酶投入2000活力单位1g的液化酶，则每天液化酶 tri 曰用量：G = ( 8.87x103X106X10 x 70% ) 一 ( 300x2000x1000 ) =103.6kg/天液化酶(2) 以1g大米需10 0活力单位的糖化酶，则每天糖化酶量为：G = ( 8.87x103X106X100 x 70% ) 一 ( 300x2000x1000 ) =1036kg/天糖化酶3.1.2 设备计算及选型3.1.2.1 发酵罐计算(1) 发酵罐容积发酵罐单只体积为60m3,(设装液系数75%)。2)发酵罐数目每只发酵罐生产乳酸的产量= Vx装液系数X糖浓度

25、X转化率X总收率x（l-染菌率）单=60 X 75% X l 0% X 70% X l l 0% X 90% X 80% X 80% X （l -0）=2.00吨（3）总发酵罐罐数年产80%的乳酸5000吨，则纯乳酸量为：5000 x 80%=4000吨N 二 4000 十（300 x 2x 24 十72）= 20个取体积为 60m 3的发酵罐20 个3.1.2.2 调浆罐计算（1）调浆罐容积调浆罐单只体积为6m3,（设装液系数75%）。（2）调浆罐数目N = （20 一 3 ） x V x发酵罐装液系数一调浆罐装液系数一 V 一 8= （20 一 3）x 60 x 75% 一 75% 一 6

26、 一 8=8.3个按 9 个调浆罐计算3.2 提取工段3.2.1生产平衡计算3.2.1.1 发酵液量发酵周期为 72小时，所以每天应处理的发酵液的量为：V =（20 十 3）x 60 x 75% = 300t / 天3.2.1.2 硫酸用量硫酸酸解时，每2分子乳酸会消耗1分子硫酸 每天所需硫酸量为：M =（22.23x98x75%）十（90x2）= 9.07t /天S3.2.1.3 碳酸钙用量每天产 80%乳酸量应为：M理论=5000 十 300 沁 16.67t / 天因提取和精制阶段乳酸会有损失，因而实际上每天生应产乳酸量为：M、= （16.67 x 80%）十（80% x 80%人 20

27、.83t/天实际使用碳酸钙中和乳酸时，中和 2分子的乳酸需要 1分子 CaCO。3所以每天所需碳酸钙量为：M = （20.83 x 100）十（90 x 2 ）11.57t/ 天Ca3.2.1.4 活性炭用量活性炭按每天乳酸产量的 25%计算）所以活性炭用量为：M =16.67x25% 沁 4.16t/天活3.2.2 设备平衡计算及选型3.2.2.1 预热罐计算（1）预热罐容积预热罐单只体积为12m3 （设装液系数为75%）（2）数量N =（20 十 3）x 60 x 75% 十（12 x 75% ）x 3 十 24 二 4.16个按5 个预热罐计算3.2.2.2 压料罐计算（1）压料罐容积压

28、料罐单只体积为15m3 （装液系数为80%）（2）压料罐数量第一次：N = （20 十 3）x 60 x 75% 十（15 x 80% ）十 8=3.125- 可修编 .第二次：N =（20 十 3）x 60 x 75% xl.2 十（15 x 80% ）十 8=3.75按 4 个压料罐计算3.2.2.3 板框压滤第一次（1）板框压滤机选型：选板框压滤机为：BMS10/635-10型；BMS10/635-10型单位面积单位时间的过滤能力为0.056（2）板框压滤机数量每个工作日所需过滤的总面积S 二 20 x 45 十（24 x 0.056）十 10 二 66.96m3N = 66.96 一

29、10 = 6.96 沁 7台按7台板框压滤机计算，型号为BMS10/635-10 型3.2.2.4 沉降罐计算（1）沉降罐体积沉降罐单只体积为15m3（装液系数为80%）（2）沉降罐数量N =（20十3）x60x75% x 1.2 十（15x80% ）-8=3.75 匕 4个3.2.2.5 板框压滤第二次（1）板框压滤机型号：同第一次板框压滤中选用的板框压滤机（2）板框压滤机数量：第一次洗水结束后液体量为V =（20 十 3）x 60 x 75% x 1.2 = 360m3每天过滤面积为360 十（24 x 0.056 ）十 10=26.78m 2N=26.78 十 10=2.367 -3（台

30、）按 3 台板框压滤机计算，型号为 BMS10/635-10 型3.2.2.6 双效塔（双效塔装填系数取 75%）出双效塔的液体体积为：V = （20 一 3） x 60 x 75% x 8.5% 一 26% x 3 一 24 = 12.26m3 浓缩罐单只体积为10m3，数量为1个。双效塔数量N = 12.26 +（12x75%）= 1.35 - 2个3.2.2.7 酸解锅（装填系数为 75%）（1）酸解锅总容积进入酸解锅总的的料液量为：V =（20 十3）x 60x 75% x 1.22 x 8.5% 十 26% 二 141.23m3每天的酸解料液量为：V = 141.23 + 75%=1

31、88.30m3（2）酸解锅单锅容积酸解锅单锅容积取为:10m3（3）单锅单锅数量N = 188.30 十 10 x 6 十 24 = 4.70 - 5按5个酸解锅计算3.2.2.8 板框压滤第三次（1）板框压滤机型号：同第一，第二次板框压滤中选用的板框压滤机（2）板框压滤机每天需过滤面积S = 188.30 一 （24 X 0.056） x 75% 一 10=10.51m3（3）板框压滤机数目N = 10.51 十 10 = 1.05 沁 2（台）4 车间布置设计车间布置设计的目的是对厂房的配置和设备的排列作出合理的安排，并决定车间、工段 的长度、宽度、高度和建筑结构型式，以及各车间之间与工段

32、之间的相互联系。车间布置设 计是设计中重要组成部分，车间布置的好坏直接关系到车间建成后是否符合工艺要求，能否 有良好的工作条件，使生产正常、安全地进行，设备的维护检修方面可行以及对建设投资、 经济效益等都有很大影响。所以在进行车间布置前必须掌握有关生产、安全、卫生等资料， 在布置时要做到深思熟虑，仔细推敲，以取得一个最佳方案。车间布置以工业为主导，并在 其它专业如总图、土建、设备安装、电力、暖风、外管等密切配合下完成。4.1 设计依据这次设计的课题是年产 4000 吨乳酸工厂提取车间，以下列资料为设计依据：（1）生产工艺流程图。（2）物料衡算数据及物料性质。（3）设备资料，包括外型尺寸、重量、

33、支撑型式等。（4）公用系统耗用量，耗冷，耗水、耗电等。（5）土建资料和劳动安全、防火防爆等。（6）车间组织及定员资料。（7）厂区总平面布置，包括车间与车间、辅助车间、生活设施等。8）有关布置方面的规资料。4.2 车间布置（厂房平面布置）4.2.1车间布置设计原则（1）车间布置应符合生产工艺的要求：车间设备不知必须按流程的流向顺序依次进行设 备的排列，按顺序进行加工处理。（2）车间布置应符合生产操作的要求：设备布置应考虑为操作工人能管理多台设备提供 操作条件，设备布置不宜过松或过紧。（3）设备布置应符合设备安装，检修的要求：应根据设备的大小及结构考虑设备安装 检修及拆卸所需的空间。（4）车间布置

34、应符合厂房建筑的要求同时要考虑车间的发展和扩建以及要考虑建厂地区 的气候、地理、水文等条件。（5）车间所采取的劳动保护、防腐措施是否符合要求。（6）车间布置应符合节约建设和投资的要求。4.2.2 车间平面布置整个厂采用 T 型，而提取车间和精制车间采用长方形布置，其宽度为10.7 米，这个有利 于设备排列、易于安排交通及出入口。4.2.3 车间立面布置因设备定位后最高也仅 7.9 米左右，所以采用单层布置，墙壁高取 9 米。4.2.4 设备布置设备定位，除根绝设计计算所得设备装配图定位外，对满住生产工艺有如下要求：（1）在布置设备时一定要满住工艺流程顺序，要保证水平方向和垂直方向的连续性；（2

35、）凡属相同的几套设备或同类型设备或操作性质相似的设备尽可能地布置在一起，这 样可以统一管理，集中操作，还可以减少备用设备或互为备用；（3）设备布置时除了要考虑设备本身所占有的地位外，必须有足够的操作、进行及检修需要的位置；（4）要考虑相同设备或相似设备呼唤使用的可能性，设备排列要整齐，避免过松过紧；（5）要尽可能的缩短设备间的管线；（6）车间要留有堆放原料、成品和包装材料的空地（能堆放一批或一天的量）以及必要 的运输通道，尽可能的避免固体物料的交叉运输；（7）传动设备要安装安全防护装置的位置；（8）要考虑物料特性对防火、防毒及控制噪音要求，譬如对噪音大的设备宜采用封闭式 阁间等。目前乳酸作为一

36、种在食品、医药、轻型化工、农业等各个领域广泛应用的有机酸，在国 外越来越受到更多的注意。对其及其衍生物的开发力度也在加强，其主要的研发方向为高品 质，高收率，同时也要尽可能降低成本，并且保证无污染。芬兰的 Linko 首先应用固定化细 胞技术来进行乳酸发酵生产、如徳氏乳杆菌用海藻酸钙爆麦后，再在循环分批反应塔进行葡 萄糖发酵，停留8小时后乳酸产率达到95%；产品为L-乳酸。上世纪80年代初，乳酸的总 需求量为40kt/a，到1994年已经突破120kt/a。欧洲的PURAC公司为世界上最大的乳酸发酵 生产公司，生产能力为40ktT/a，其他较大的公司还有美国的Monsanto公司、荷兰的CCA

37、生 化公司、日本的武藏野是亚洲最大的乳酸生产公司。目前制约乳酸及其聚合物应用的重要因素仍在其成本较高，因此通过设计合理的乳酸提 取工艺可以降低乳酸生产成本，对乳酸生产普及应用及现代社会的可持续发展具有重大的意 义。本次设计为年产 5 0 00吨乳酸工厂提取车间设计，采用如下设计指标：（1）发酵工艺：传统的微生物发酵法；（2）提取工艺：钙盐法粗提取以及离子交换法精制；- 可修编 .第一次板3）总工艺流程：原料调浆罐液化罐发酵罐预热罐框过滤一沉降罐一第二次板框过滤一浓缩罐一酸解罐一一第三次板框过滤一浓缩 脱色离子交换柱脱色浓缩成品（4）主要原料及用量：大米：8.87x103吨/年；麸皮：2219吨/年；液化1： 103.6kg/天；糖 化1： 1036kg/天 CaCO ：11.27 吨/天 硫酸：9.07 吨/天3活性炭：4.16吨/天5）主要设备数量及规格型号：名称数量单位规格型号发酵罐20个60m3调浆罐9个6m3预热罐5个12m3压料罐4个15m3沉降罐4个15m3浓缩罐2个10m3酸解锅5个10m3板框压滤机7台型号：BMS10/635-10工艺流程图、设备装配图以及工厂平面图见附图。