工厂设计
设计题目：年产10万吨一水柠檬酸工厂设计
姓院专年学名 系 业 级 号 生命科学学院 生物工程 2011-5-31
指导教师 1
目 录
1.绪论 .................................................................................................................................................................. 5
1.1项目建设的背景 .................................................................................................................................... 5
1.1.1项目提出的依据 ......................................................................................................................... 5 1.1.2投资的必要性 ............................................................................................................................. 5 1.1.3研究范围及过程 ......................................................................................................................... 5 1.2市场需求预测 ........................................................................................................................................ 6
1.2.1国际市场分析 ............................................................................................................................. 6 1.2.2国内市场分析 ............................................................................................................................. 6 1.2.3市场销售与价格 ......................................................................................................................... 7 1.3厂区选择 ................................................................................................................................................ 7
1.3.1厂址的地理位置 ......................................................................................................................... 7 1.3.2工程地址基本情况 ..................................................................................................................... 7 1.3.3交通状况 ..................................................................................................................................... 8
2.厂区平面设计 .................................................................................................................................................. 9
2.1总平面设计 ............................................................................................................................................ 9 2.2设计说明书 ............................................................................................................................................ 9
2.2.1设计依据 ..................................................................................................................................... 9 2.2.2总平面设计说明 ....................................................................................................................... 10 2.3主要设计指标 ...................................................................................................................................... 10 3. 产品方案及工艺流程 .................................................................................................................................. 10
3.1产品方案 .............................................................................................................................................. 10 3.2工艺流程 ............................................................................................................................................... 11 3.3操作工艺 .............................................................................................................................................. 12
3.3.1 原料的处理 .............................................................................................................................. 12 3.3.2 发酵工序 .................................................................................................................................. 12 3.3.3 醪液处理工序 .......................................................................................................................... 12 3.3.4 提取工段 .................................................................................................................................. 12 3.3.5 精制工段 .................................................................................................................................. 13
4.工艺计算 ........................................................................................................................................................ 13
4.1物料衡算 .............................................................................................................................................. 13
4.1.1工艺技术指标及基础数据 ....................................................................................................... 13 4.1.2原料消耗计算（基准：一吨成品柠檬酸） ........................................................................... 14 4.1.3发酵醪量的计算 ....................................................................................................................... 14 4.1.4 接种量 ...................................................................................................................................... 15 4.1.5 液化醪量计算 .......................................................................................................................... 15 4.1.6 成品柠檬酸 .............................................................................................................................. 15 4.1.7淀粉质原料年产10万吨一水柠檬酸厂总物料衡算 ............................................................. 16 4.2热量衡算 .............................................................................................................................................. 17
4.2.1液化热平衡计算 ....................................................................................................................... 17 4.2.2发酵过程中的蒸汽耗量的计算 ............................................................................................... 17
2
4.2.3发酵过程中的冷却水耗量计算 ............................................................................................... 19 4.2.4发酵过程中的无菌空气耗用量的计算 ................................................................................... 19
5.糖化车间设备设计与选型 ............................................................................................................................ 20
5.1调浆桶的选型 ...................................................................................................................................... 20 5.2喷射加热器的选型 .............................................................................................................................. 21 5.3液化维持罐的选型 .............................................................................................................................. 22 5.4板式换热器的选型 .............................................................................................................................. 22 6.发酵车间设备设计与选型 ............................................................................................................................ 23
6.1发酵罐的选型 ...................................................................................................................................... 23
6.1.1发酵罐容积和台数的确定 ....................................................................................................... 23 6.1.2主要尺寸的计算 ....................................................................................................................... 24 6.1.3发酵罐冷却面积的计算 ........................................................................................................... 25 6.1.4发酵罐搅拌器的设计 ............................................................................................................... 25 6.1.5发酵罐设备结构的工艺设计 ................................................................................................... 27 6.1.6发酵罐设备材料的选择 ........................................................................................................... 29 6.1.7发酵罐壁厚的计算 ................................................................................................................... 29 6.1.8发酵罐接管设计 ....................................................................................................................... 30 6.1.9发酵罐支座的选择 ................................................................................................................... 31 6.2种子罐的选型 ...................................................................................................................................... 31
6.2.1种子罐容积和数量的确定 ....................................................................................................... 31 6.2.2种子罐主要尺寸确定 ............................................................................................................... 31 6.2.3种子罐型号确定 ....................................................................................................................... 32 6.3贮罐选型 .............................................................................................................................................. 32
6.3.1发酵成熟醪贮罐 ....................................................................................................................... 32 6.3.2硫酸銨贮罐 ............................................................................................................................... 32
7.水电平衡 ........................................................................................................................................................ 34
7.1全年用水量计算 ................................................................................................................................. 34
7.1.1生产用水 ................................................................................................................................... 34 7.1.2锅炉用水 ................................................................................................................................... 34 7.1.3生活用水 ................................................................................................................................... 34 7.2全年用电量计算 ................................................................................................................................. 34
7.2.1生产用电 ................................................................................................................................... 34 7.2.2照明用电 ................................................................................................................................... 35 7.2.3生活用电 ................................................................................................................................... 35
8.公用工程和辅助设施 .................................................................................................................................... 36
8.1 工厂运输 ............................................................................................................................................. 36
8.1.1货物运输量及运输方式的确定 ............................................................................................... 36 8.1.2货物运输方案的确定 ............................................................................................................... 36 8.2贮运设施 .............................................................................................................................................. 36
8.2.1各种物料贮存天数及贮存量根据以下原则确定 ................................................................... 36 8.2.2各种物料贮存天数、贮存量的确定 ....................................................................................... 36 8.2.3 物料贮存方案的确定 .............................................................................................................. 37 8.3 给水排水 ............................................................................................................................................. 37
8.3.1给水 ........................................................................................................................................... 37 8.3.2循环水系统 ............................................................................................................................... 37
3
8.3.3排水 ........................................................................................................................................... 38 8.4采暖通气系统 ...................................................................................................................................... 38 8.5 供电及电讯 ......................................................................................................................................... 38
8.5.1 供电 .......................................................................................................................................... 38 8.5.2电讯 ........................................................................................................................................... 38 8.6供热 ...................................................................................................................................................... 38 9.企业组织和劳动定员 .................................................................................................................................... 39
9.1建制及组织 ......................................................................................................................................... 39 9.2岗位定员情况 ...................................................................................................................................... 39 10.环境保护与劳动安全 .................................................................................................................................. 40
10.1环境保护 ............................................................................................................................................ 40
10.1.1主要污染源 ............................................................................................................................. 40 10.1.2环境保护措施 ......................................................................................................................... 40 10.2劳动保护与安全卫生 ........................................................................................................................ 41
10.2.1编制依据及采用的技术规范 ................................................................................................. 41 10.2.2工业安全卫生规程 ................................................................................................................. 41 10.2.3职业安全卫生防护的措施 ..................................................................................................... 42 10.2.4事故时抢救及应急措施 ......................................................................................................... 42 10.2.5防机械损伤及烫伤措施 ......................................................................................................... 42 10.3消防 .................................................................................................................................................... 43
10.3.1工程的消防环境 ..................................................................................................................... 43 10.3.2工程的火灾区危险性类别 ..................................................................................................... 43 10.3.3消防设施和措施 ..................................................................................................................... 43
11.技术经济分析与设计概算 .......................................................................................................................... 43
11.1工厂成本产品成本概算 .................................................................................................................... 43 11.2设备的总投资概算 ............................................................................................................................ 44 11.3经济技术分析 .................................................................................................................................... 45
参考文献 ............................................................................................................................................ 45 致谢 .................................................................................................................................................... 46 附录 .................................................................................................................................................... 46
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1.绪论
1.1项目建设的背景 1.1.1项目提出的依据
随着国民经济的持续高速发展和人民生活水平的提高，柠檬酸在饮料、食品和饲料工业中用量将以5%～10%速率递增；另外，对柠檬酸深加工产品开发和应用推广工作力度的加大，其应用范围将进一步扩展，并在其他行业中的使用份额也将增加；在国外随着对环保的呼声越来越高，柠檬酸在洗涤剂中所占份额增长较快，而我国目前代替三聚磷酸钠用于洗涤剂生产中的柠檬酸数量较小，相信随着我国环保法规的日趋严格和人们环保意识的增强，用柠檬酸替代对环境和水质有污染的三聚磷酸钠的数量逐年增加。目前美国人均消费柠檬酸为1千克/年，而我国人均消费仅为0.05千克/年，市场潜力巨大。
1.1.2投资的必要性
1) 柠檬酸用途广泛，市场容量大，市场前景好。
2) 公司是我国较早专业，生产柠檬酸的企业，积累丰富的生产和研发经验，
培养了一批技术、管理骨干和熟练操作的员工。
3) 品牌优势，产品在国内外市场有一定知名度，有较稳定的市场和客户。 4) 区位、资源优势明显，有生产柠檬酸得天独厚的有利条件。
5) 盘活存量，热电结合，工程优化，可实现投资少，成本低，产品具有较
强竞争力。
6) 强强联合、优势互补，做大规模，做优品质，具有很强的竞争优势，力争行业领
先。
1.1.3研究范围及过程
本可行性研究针对年产10万吨柠檬酸的工艺计算选型方案、投资估算、全厂 概况等进行全面分析论证。
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