年產(chǎn)1萬噸維生素C發(fā)酵工藝設(shè)計(jì)

1、目錄1 緒論11.1 維生素C簡介11.2 維生素C主要作用12 工藝流程設(shè)計(jì)32.1 空氣除菌過程32.2 第一步發(fā)酵過程32.3 第二步發(fā)酵過程42.4 2-酮基-L-古龍酸的提取分離過程42.5 堿轉(zhuǎn)化法合成Vc52.6 發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化53 物料衡算及能量衡算63.1 物料衡算63.2 能量衡算64 重點(diǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)84.1 選擇設(shè)備的原則84.2 主要設(shè)備選型與計(jì)算84.3 輔助設(shè)備選型144.4 提取工序設(shè)備選型164.5 包裝18參考文獻(xiàn)201 緒論1.1 維生素C簡介維生素C（Vitamin C，Ascorbic Acid）是種水溶性維生素，水溶液具有定的酸性又抗壞血病，所以又叫

2、抗壞血酸。分子式：C6H8O6；分子量：176.13。結(jié)構(gòu)式：由于維C分子中存在兩個(gè)不對稱碳原子，決定了維C有四個(gè)同分異構(gòu)體，其中L（+）VC的抗壞血病效力最強(qiáng)。維生素C分子中的烯二醇結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定容易被氧化，并且氧化作用隨著熱、光、重金屬的催化作用和溶液堿性的增加而增強(qiáng)。人類不能自身合成維C，只能從食物中攝取。其中水果和蔬菜中含有較多的維生素C，維生素C通常被小腸上段吸收，然后分布于身體的所有水溶性結(jié)構(gòu)中，正常人體內(nèi)維生素C代謝活性池中約有1500mg維生素C，最高儲(chǔ)存峰值為3000mg維生素C。正常情況下，維生素C在體內(nèi)經(jīng)代謝分解成草酸或與硫酸結(jié)合生成抗壞血酸-2-硫酸由尿排出。有時(shí)也會(huì)有少量

3、的維C直接由尿排出體外。1.2 維生素C主要作用1.2.1 維生素C用于治療壞血病維生素C能促進(jìn)膠原蛋白的合成，膠原蛋白又參與細(xì)胞的連接。當(dāng)維生素C缺乏時(shí)，膠原不能正常合成，導(dǎo)致細(xì)胞連接障礙，微血管容易破裂，血液流到鄰近組織，人體各部位易出血，呼吸惡臭，牙齦脫落，皮膚表面易產(chǎn)生瘀斑和紫斑，關(guān)節(jié)脹痛，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致死亡?？赏ㄟ^補(bǔ)充維生素C加以治療。1.2.2 維生素C的解毒作用維生素C具有強(qiáng)還原性、酸性，能與體內(nèi)氧化性有毒物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，堿性有毒物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)降低物質(zhì)毒性。維生素C能有效抑制體內(nèi)的氧化作用，還能輔助淋巴單核細(xì)胞及白血球?qū)σ胰?、磺胺、普魯卡因、巴比妥、水楊酸等藥物的解毒作用?/p>

4、此外維生素C還能對重金屬鉛、鎘、貢等具有較強(qiáng)解毒作用。1.2.3 維生素C能增強(qiáng)免疫力具測定，人體在患病狀態(tài)維生素C的含量會(huì)急劇減少；維生素C可提高CI補(bǔ)體酯酶活性，增加補(bǔ)體CI的產(chǎn)生，促進(jìn)干擾素的產(chǎn)生，干擾病毒mRNA的轉(zhuǎn)錄，抑制病毒的增生；維生素C可參與免疫球蛋白的合成，調(diào)節(jié)人體物質(zhì)代謝和能量代謝的平衡，增強(qiáng)人體白血球的吞噬能力，提高機(jī)體免疫力。1.2.4 維生素C具有治療心血管病的作用維生素c有降低血中甘油三酯和膽固醇的作用。它可促進(jìn)膽固醇在肝臟轉(zhuǎn)移，從而降低血中膽固醇含量并減少動(dòng)脈粥樣斑塊的形成。實(shí)驗(yàn)觀察到維生素c可增加心肌收縮力、增加心排血量、增強(qiáng)心室舒張性能，抑制心律失常等。1.2

5、.5 維生素C具有治療腫瘤的作用有文獻(xiàn)報(bào)道維生素C能影響腫瘤凋亡相關(guān)基因p53、c-myc及Bcl-2的表達(dá)1，抑制腫瘤細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)合物合成，干擾腫瘤細(xì)胞代謝周期，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的分化，限制腫瘤細(xì)胞的生長，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。 1.2.6 維生素C在食品領(lǐng)域的應(yīng)用維生素C在腌肉中的作用 抗壞血酸鈉應(yīng)用于香腸制品和傳統(tǒng)肉制品的加工中，能促進(jìn)腌肉色素的合成，擬制肉毒桿菌生長和亞硝基胺的合成；維生素C在水果和蔬菜中的作用 因?yàn)榫S生素C易被空氣中的氧氧化，所以對含有空氣的密封包裝產(chǎn)品具有特殊意義，維生素C含量低的水果和蔬菜添加抗壞血酸后，可以有效的阻止氧化作用，保持水果的顏色和風(fēng)味；維生素在釀造制品中的

6、作用 啤酒在儲(chǔ)藏期間易產(chǎn)生渾濁，產(chǎn)品的顏色、香味和滋味都會(huì)有變化，維生素C是一種合乎要求的食品添加劑，在啤酒中用作抗氧化劑，提高啤酒的澄清度。 1.2.7 維生素C還被廣泛應(yīng)用于食料和化妝品領(lǐng)域維生素C對畜禽、魚類的生長發(fā)育起著非常重要的作用，在應(yīng)用中我們一定要選擇穩(wěn)定性、緩釋性好，利用率高的維生素C添加劑產(chǎn)品，使養(yǎng)殖業(yè)獲得最佳收益。維生素C用于化妝品中具有抗衰老、美白的作用。還有祛斑美白的效果。2 工藝流程設(shè)計(jì)我國兩步發(fā)酵工藝是20世紀(jì)70年代由中國科學(xué)院微生物研究所和北京制藥廠共同建立的，包括2個(gè)發(fā)酵步驟，故稱兩步發(fā)酵法。第一步是在醋酸桿菌作用下將D-山梨醇氧化為L-山梨糖，俗稱醇糖轉(zhuǎn)化；

7、第二步是在混合菌系的作用下將L-山梨糖進(jìn)一步氧化為2-酮基-L-古龍酸，俗稱糖酸轉(zhuǎn)化。我國Vc混合菌發(fā)酵技術(shù)具有很大的優(yōu)勢和潛力，其突出優(yōu)勢就是第二步糖酸轉(zhuǎn)化效率非常高?；旌暇l(fā)酵法在國內(nèi)的成功應(yīng)用也引起了國外的廣泛關(guān)注，并與上世紀(jì)80年代向瑞士Hoffmann LaRoche公司進(jìn)行了技術(shù)轉(zhuǎn)讓2。此法切實(shí)可行，整個(gè)過程的工藝流程：D-山梨醇 L-山梨糖 2-酮基-L-古龍酸 L-抗壞血酸說明：第一步發(fā)酵：D-山梨醇由微生物氧化成L-山梨糖； 第二步發(fā)酵：L-山梨糖由大菌、小菌轉(zhuǎn)化為2-酮基-L-古龍酸；然后把2-酮基-L-古龍酸通過化學(xué)方法合成維生素C。2.1 空氣除菌過程維生素C的發(fā)酵過程

8、屬于好氧發(fā)酵，因此需要大量的無菌空氣。本設(shè)計(jì)采用兩級冷卻、分離、加熱的空氣除菌流程：空氣粗過濾器空壓機(jī)儲(chǔ)罐冷卻器旋風(fēng)分離器冷卻器絲網(wǎng)分離器加熱器過濾器（滅菌空氣）這種流程的特點(diǎn)：2次冷卻、2次分離、適當(dāng)加熱。2次冷卻、2次分離油水的主要優(yōu)點(diǎn)是可節(jié)約冷卻用水，油和水污分離除去比較完全，保證干過濾。經(jīng)過第一級冷卻后，大部分的水油都已結(jié)成較大的霧粒，且霧粒濃度比較大，故適宜于用旋風(fēng)分離器分離。第二級冷卻器使空氣進(jìn)一步冷卻后析出較小的霧粒，易采用絲網(wǎng)分離器分離，這類分離器可分離較小直徑霧粒且分離效果高。經(jīng)2次分離后，空氣帶的霧沫就較小，兩級冷卻可以減小油膜污染對傳熱的影響3。2.2 第一步發(fā)酵過程2.

9、2.1 菌種生黑葡萄糖酸桿菌R-304，細(xì)胞橢圓至短桿狀，G+，無芽孢，顯微鏡下淺褐色；最適培養(yǎng)溫度34，pH 5.05.2，經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)，接入發(fā)酵罐。2.2.2 培養(yǎng)基 種子和發(fā)酵培養(yǎng)基成分一致，主要包括D-山梨醇、玉米漿、酵母膏、碳酸鈣等成分，添加適量維生素B增加產(chǎn)量。D-山梨醇濃度過高容易產(chǎn)生抑制，一般控制在20%，超過250g/L產(chǎn)生抑制。2.2.3 發(fā)酵過程 控制溫度34，pH 5.05.2。該反應(yīng)耗氧比較大，同氣比要求1:1。10h后發(fā)酵結(jié)束，發(fā)酵液經(jīng)80 10min低溫滅菌，移入第二步發(fā)酵罐作原料。D-山梨醇轉(zhuǎn)化L-山梨糖的生物轉(zhuǎn)化率達(dá)98%以上。2.3 第二步發(fā)酵過程2.3.1

10、菌種由小菌【氧化葡萄糖酸桿菌(Gluconobacter oxydans)】和大菌【巨大芽孢桿菌(Bacillus rnegaterium)】組成的混合菌株進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。其中小菌為產(chǎn)酸菌，單獨(dú)培養(yǎng)時(shí)生長微弱，產(chǎn)酸較少；大菌為伴生菌，不產(chǎn)酸，但促進(jìn)小菌生長或產(chǎn)酸。大小菌之間是一種協(xié)同共生關(guān)系，即大茵促進(jìn)小菌生長和產(chǎn)酸，小菌也使大菌生長加快。2.3.2 培養(yǎng)基 種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基成分類似，主要有L-山梨糖、玉米漿、尿素、碳酸鈣、磷酸二氫鉀等，pH值為6.8。L-山梨糖初始濃度對產(chǎn)物生成影響較大，一般初糖濃度控制在3050g/L。超過80g/L產(chǎn)生抑制。2.3.3 發(fā)酵過程 由于大菌、小菌最適培

11、養(yǎng)條件不同5，如小菌2530，大菌2837，所以發(fā)酵過程要兼顧兩種菌的最適條件。通常操作溫度為30，pH值為6.8左右，溶氧濃度控制30%?；旌暇N經(jīng)二級種子擴(kuò)大培養(yǎng)，接入含有第一步發(fā)酵液的發(fā)酵罐中，通入無菌空氣攪拌，初始810h菌體快速增長6。當(dāng)作為伴生菌的大菌開始形成芽孢時(shí)，小菌開始產(chǎn)酸。在2024h開始補(bǔ)加培養(yǎng)L-山梨糖，總濃度達(dá)到140g/L7。當(dāng)大菌完全形成芽孢后，產(chǎn)酸達(dá)到高峰，發(fā)酵結(jié)束8。大約72h左右，L-山梨糖生成2-酮基-L-古龍酸的轉(zhuǎn)化率可達(dá)70%80%。2.4 2-酮基-L-古龍酸的提取分離過程經(jīng)過兩次發(fā)酵以后，發(fā)酵液中2-酮基-L-古龍酸含量僅約6%8%，殘留的菌絲體、

12、蛋白質(zhì)和懸浮微粒等雜質(zhì)存在于發(fā)酵液中9，需要將Vc前體2-酮基-L-古龍酸提取出來。工藝流程（圖2-1）：2.5 堿轉(zhuǎn)化法合成Vc將2-酮基-L-古龍酸與甲醇反應(yīng)生成2-酮基-L-古龍酸甲酯，該酯在NaHCO3的作用下內(nèi)酯化生成VC鈉鹽，該鈉鹽經(jīng)陽離子交換柱酸化后轉(zhuǎn)變?yōu)閂C，再經(jīng)脫色、濃縮、結(jié)晶等工序得到純VC10。工藝流程（圖2-2）：2.6 發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化對于任何一種發(fā)酵產(chǎn)品，肯定存在著抑制該物質(zhì)大量積累的影響因素11。除了從代謝調(diào)控、微生物生理等角度研究這些因素對產(chǎn)酸積累的影響規(guī)律外，在發(fā)酵工藝的設(shè)計(jì)中我們還可以從加速底物消耗，縮短發(fā)酵時(shí)間，降低能耗，降低生產(chǎn)成本的角度來提高生產(chǎn)效率

13、12。進(jìn)而提出相應(yīng)的控制方法或策略，可望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高產(chǎn)量、高產(chǎn)率和高生產(chǎn)強(qiáng)度的相對統(tǒng)一。3 物料衡算及能量衡算3.1 物料衡算根據(jù)維生素C的生產(chǎn)工藝:維生素C的年產(chǎn)量為10000噸，因此生產(chǎn)維生素C的原料使用量(以最高使用量計(jì))如下:倒灌率：1%；D-山梨醇（M=182）到L-山梨糖轉(zhuǎn)化率4：98%；L-山梨糖轉(zhuǎn)化率到2-酮基-L-古龍酸（M=194）轉(zhuǎn)化率：80%；2-酮基-L-古龍酸到維生素C（M=176）的轉(zhuǎn)化率：95%；則D-山梨醇到維生素C的理論轉(zhuǎn)化率為：=98%*80%*95%=74.48%D-山梨醇的年需求量：X=(1/176)*182/ =1.3884wt;D-山梨醇的日需求量

14、：1.384*10000/300=46.28t;（一年按300個(gè)工作日計(jì)算）表3-1 投料清單物料名稱每周期原料消耗量全年原料消耗量/t山梨醇13.8841388.4玉米漿2.6322632硫酸銨1.981980磷酸氫二鉀0.68680磷酸二氫鉀1.1271127蛋白胨酵母膏28.46328463可溶性淀粉20.34820348尿素7.36m³7360m³3.2 能量衡算3.2.1 殺菌系統(tǒng)消耗冷水量2-酮基-L-古龍酸在發(fā)酵液中的濃度：6%；每天2-酮基-L-古龍酸（M=194）的產(chǎn)量： (46.28*98%*80%)/182*194=38.68t；每天處理發(fā)酵液總量：3

15、6.68t/6%=644.60t；第一步發(fā)酵完成后發(fā)酵液經(jīng)80，10分鐘低溫滅菌，然后冷卻到30進(jìn)行第二步發(fā)酵，因此菌種系統(tǒng)冰水日耗量計(jì)算如下:發(fā)酵液的比熱：3.82KJ/Kg；冷水比熱容4.20 KJ/Kg，冷卻前后溫度變化20-50。Q=CMT；Q冰水=Q發(fā)酵液3.82*644.60t*(80-30)=4.2*M*（50-20）；M=977.1t3.2.2 CIP系統(tǒng)蒸汽消耗量每天清洗需要加熱清洗介質(zhì)，根據(jù)清洗用管式換熱器的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，但是基本上不會(huì)同時(shí)消耗蒸汽，因此可以按照70%，進(jìn)行計(jì)算，即平均消耗蒸汽5000Kg/天。3.2.3其他電力、壓縮空氣等耗量電耗和壓縮空氣的耗量與設(shè)備的生產(chǎn)能

16、力有關(guān)，將設(shè)備清單中設(shè)備的消耗量累計(jì)，即可得到能源的消耗，由于工廠不會(huì)所有設(shè)備同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以該數(shù)據(jù)總量的70%對其進(jìn)行計(jì)算。4 重點(diǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)4.1 選擇設(shè)備的原則從設(shè)備的設(shè)計(jì)選型上，可以反映出所設(shè)計(jì)工廠的先進(jìn)性和生產(chǎn)的可靠性。因此在設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)和選型時(shí)應(yīng)考慮如下原則:(1)保證工藝過程實(shí)施的安全可靠。(2)經(jīng)濟(jì)上合理，技術(shù)上先進(jìn)。(3)投資省，耗材料少。(4)運(yùn)行費(fèi)用低，水電汽消耗少。(5)操作清洗方便，耐用易維修，備品配件供應(yīng)可靠，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)施機(jī)械化和自動(dòng)化方便。(6)結(jié)構(gòu)緊湊，盡量采用經(jīng)過實(shí)踐考驗(yàn)證明確實(shí)性能優(yōu)良的設(shè)備。(7)考慮生產(chǎn)波動(dòng)與設(shè)備平衡，留有一定余量。(8

17、)考慮設(shè)備故障及檢修的備用。4.2 主要設(shè)備選型與計(jì)算 發(fā)酵罐選型發(fā)酵罐無疑是本設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵的設(shè)備,目前國內(nèi)一般使用機(jī)械渦輪攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐，具有技術(shù)成熟可靠、穩(wěn)妥且成功率高等特點(diǎn)。生物反應(yīng)發(fā)酵罐一般有20m³、30m³、50m³、60m³、75m³、150m³、200m³等，國內(nèi)一般為100-500m³，而國外則都在400-500m³，最大可能為1000m³以上。一般單罐體積越大則可以縮短生產(chǎn)周期提高產(chǎn)效，但同時(shí)也增大了風(fēng)險(xiǎn)以及加大了對設(shè)備系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)的要求。本設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)使用公稱體積200m&#

18、179;的發(fā)酵罐。 圖4-1 發(fā)酵罐圖有前面運(yùn)算知單次周期內(nèi)需發(fā)酵2000m³液體，而罐的填充系數(shù)為=0.75，故所需總體積為： V1=2000/0.75=2700m³查表知公稱容積為200m³發(fā)酵罐總?cè)莘e為230m³從而需要n=其中，V0晝夜需要加工的發(fā)酵液量，m³ 生產(chǎn)周期,h Va罐的總體積，m³ 填充系數(shù)由于 V0=2000×24/96 =96 所以 n=2000/（230×0.75)=11.59 圖4-2發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)圖取整12個(gè)，由于是二步發(fā)酵共取24個(gè) 從而可保證生產(chǎn)量發(fā)酵罐主要尺寸計(jì)算V=V筒+2V封

19、由于上封口體積可忽略 V封= V封= V=+而200m³的徑高比為2故V=+=230 m³ D=5009mm取D=5m H=10m根據(jù)發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)概論通用發(fā)酵罐系數(shù)表查得封頭高H=300mm從而定容積 V=V筒+2V封 =+ =0.785×2×53+3.14×53/12 =229 m³ 230m³ 從而滿足設(shè)計(jì)由于為保證發(fā)酵在最旺盛、微生物消耗基質(zhì)最多及環(huán)境溫度也最高時(shí)計(jì)算冷卻下的發(fā)酵熱。對于每罐實(shí)際裝液量 V液=V全·=230×0.75=172.5m³查閱相關(guān)經(jīng)驗(yàn)值表抗菌素類 =冷卻面積/發(fā)酵

20、液體積 在1-1.5間為保證足夠換熱面積 =1.5從而 A=V全=230×0.75×1.5=258.8或?qū)τ诰S生素C酶1m³發(fā)酵液每1h傳給冷卻器最大熱量約為4.18×3300 KJ/(m³·h),而K 值約為4.18×50026 2620 23-6 3tm=(6-3)/(6/3)=4.33從而A=262.9與258.8較為接近采用六彎葉渦輪攪拌器 攪拌器葉徑 D1=D/3=1.67m D=5m 擋板寬度 B=0.2D=1m攪拌葉間距 S=2D1=3.74m攪拌葉距罐底距離 C=D1=1.67m而C+2S=9.15<1

21、0 取3層攪拌器同時(shí) 10-9.15=0.85>D1/2即滿足工業(yè)上要求最上層攪拌槳葉到液面距離在0.5D1-2D1之間對于發(fā)酵液 =1050Kg/m³ =0.1Pa·S而根據(jù)查資料知 N=100 r/min對雷諾數(shù) Re=4.88×104>104從而為湍流，查閱發(fā)酵設(shè)備知攪拌功率準(zhǔn)數(shù)Np=4.7不通氣時(shí)攪拌功率Pr=Np·N3·D5·=4.7×(100/60) 3×1.675×1050 =2.968×105 W =296.8 Kw而3層功率 Po=P1+0.6×(3-1)

22、=652.96 Kw通氣時(shí)軸功率P2P2=2.25×10-3×(P12×N×D3/Q0.08) 0.39其中，N=100r/min D5m Q通風(fēng)量，mL/min. 通風(fēng)比VVm=0.08-0.15mL/min,取0.10若風(fēng)速增大，P2會(huì)減小Q=172.5×0.1=17.25m³/minP2=2.25×10-3×0.39=504.2 Kw4.2.2 種子罐選型種子罐作為二級發(fā)酵設(shè)備是負(fù)責(zé)將一級種子進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)并隨后接入三級發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，故一般為便于生產(chǎn)一個(gè)三級發(fā)酵罐配套一個(gè)二級發(fā)酵罐，由前面運(yùn)算知應(yīng)需要12個(gè)

23、三級發(fā)酵罐，故種子罐則也需要12個(gè)。一般種子罐有5m³、20m³、50m³等。由前文描述知種液接種量為發(fā)酵液的15%，同時(shí)罐的填充系數(shù)為0.6，因此需要的種子罐容積為： 15%×230/0.6=57.5m³取整為60m³。種子罐主要尺寸計(jì)算V=V罐+2V封+ =60取徑高比為2從而 +=60 ，D=3.2m從而 H=6.4m實(shí)際容積為 V=0.785×2×3.23+3.12×3.23/12 =60.02m³>57.5m³故滿足工業(yè)設(shè)計(jì)要求而對于種子罐的換熱面積根據(jù)前文描述及查閱相

24、關(guān)資料種子罐=1.2從而 A=V全·· =60×0.6×1.2 43.2而關(guān)于種子罐的攪拌器尺寸計(jì)算攪拌器葉徑 D1=D/3=1.0671.07m擋板寬度 B=0.2D=0.64m擋板葉間距 S=2D1=2.14m攪拌葉距罐底距離 C=D1=1.07m而C+2S=5.35<6.4同時(shí)， 6.4-5.35=1.05>D1/2故滿足工業(yè)上要求（D1/2-2D1）4.2.3 配料罐配料罐又名攪拌罐、配料桶，為上開啟式，下斜底三層結(jié)構(gòu)，具有可加熱自動(dòng)控溫、保溫、攪拌功能；傳熱快、適應(yīng)溫差大、清洗方便等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于食(乳)品、制藥、日化、飲料、油脂

25、、化工、顏料等行業(yè)做為中間緩沖、儲(chǔ)液、攪拌、調(diào)配設(shè)備(在物料無須加熱可調(diào)配均勻的的狀態(tài)下，該設(shè)備為最經(jīng)濟(jì)實(shí)用)、加熱、混合調(diào)配或殺菌處理。特別適合于無蒸汽熱源的單位與科研機(jī)構(gòu)的小、中試使用。并可按工藝需要采用全封閉式結(jié)構(gòu)、保溫結(jié)構(gòu)。 圖4-3 配料罐配液罐是在夾套內(nèi)由蒸汽進(jìn)行加熱，熱量通過罐體內(nèi)壁傳熱給物料，保持所需溫度，同時(shí)靠磁力攪拌器的攪拌轉(zhuǎn)動(dòng)，不斷翻滾物料而使藥液達(dá)到混合均勻的目的。有節(jié)能、耐蝕、生產(chǎn)能力強(qiáng)、清洗方便，結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，是制造乳品、飲料、制藥廠家不可缺少的設(shè)備。結(jié)構(gòu)：本設(shè)備由罐體、夾套、內(nèi)膽、封頭、磁力攪拌裝置及公用系統(tǒng)管道組成。主體材質(zhì)為進(jìn)口不銹鋼，按GB741-80技術(shù)

26、條件進(jìn)行，罐體內(nèi)外拋光，罐內(nèi)有攪拌槳，工作時(shí)起攪拌作用；上蓋有溫度計(jì)，顯示罐內(nèi)溫度；頂部有擺線針輸行星減速器，帶動(dòng)攪拌槳；并可裝拆與清洗，并是一扇可開式罐蓋供清洗用，另加兩個(gè)進(jìn)料口，可與管道連接，便于連接進(jìn)各種配料，下面帶有出料口，并裝上旋塞閥大等攪拌均勻后、旋轉(zhuǎn)旋塞閥手柄90°即可放料，放料完畢關(guān)閉，達(dá)到攪拌均勻目的；可配有液位計(jì)或稱重設(shè)備，對罐內(nèi)的物料體積或重量進(jìn)行計(jì)量。配料罐有以下幾種類型：1上活動(dòng)蓋、下斜底結(jié)構(gòu) 2上活動(dòng)蓋、下錐底(或橢圓、蝶形封頭)結(jié)構(gòu) 3上下錐形封頭結(jié)構(gòu)(封閉式） 4上下橢圓(或蝶形)封頭結(jié)構(gòu)配料罐的主要性能及結(jié)構(gòu)性能：1、容積：50L、100L、200L

27、、300L、500L、600L、1000L5000L。2、加熱方式：采用電熱棒插入夾套內(nèi)，加熱均勻無冷區(qū)。夾套內(nèi)注入導(dǎo)熱油或水為加熱介質(zhì)，產(chǎn)生熱能對罐內(nèi)物料進(jìn)行加熱。3、物料加熱溫度：100；物料加熱時(shí)間：10min(視工藝需要)。4、溫度控制：采用電熱偶測量溫度與溫控儀連接進(jìn)行測控溫度(溫差±1°C)，并可調(diào)節(jié)物料溫度的高低。溫控儀安裝在電控箱內(nèi)，溫度傳輸桿直插至罐內(nèi)底部，使料液用到最低位置也能指示出溫度。5、罐體：內(nèi)表面鏡面拋光處理，粗糙度Ra0.4&micro;m。6、上蓋：為兩扇可開式活動(dòng)蓋，便于清洗，內(nèi)外表面鏡面拋光處理(粗糙度Ra0.4&micr

28、o;m)。7、內(nèi)罐底結(jié)構(gòu)：經(jīng)旋壓加工成R角，與內(nèi)罐體焊接、拋光后無死角，并向出料口方向呈5°傾斜，便于放凈物料無滯留。8、夾套形式：全夾套，用于加入導(dǎo)熱油或水，使工作時(shí)達(dá)到最佳升溫和降溫的目的。9、保溫材料：采用填充珍珠棉、巖棉或聚氨酯澆注發(fā)泡，保持與外界的溫差，達(dá)到隔熱保溫效果。10、外殼體表面處理方式：鏡面拋光或2B原色亞光或2B磨砂面亞光處理。11、攪拌裝置：頂部中心攪拌，減速機(jī)輸出軸與攪拌槳軸采用活套連接，方便拆裝與清洗。12、攪拌轉(zhuǎn)速：15120r/min(定速)；攪拌槳形式：框式、錨式、槳葉式、渦輪式等(按工藝要求)。13、設(shè)備配置：電氣控制箱、溫度儀、料液進(jìn)出口、介質(zhì)進(jìn)

29、出口(進(jìn)、排油)、放空口(溢油孔)等。14、材質(zhì)：內(nèi)罐體SUS304或SUS316L；夾套為Q235B或SUS304；外保護(hù)殼體為SUS304。15、各進(jìn)出管口工藝開孔與內(nèi)罐體焊接處均采用翻邊工藝圓弧過渡，光滑易清洗無死角，外表美觀。表4-1 配料罐相關(guān)參數(shù)容量(L)L=300L=500L=800L=1000真空度 (MPa)< - 0.09< - 0.09< - 0.09< - 0.09工作壓力(MPa)常壓常壓常壓常壓工作溫度()0100010001000100電機(jī)功率 (KW)345.55.5攪拌轉(zhuǎn)速 (r/min)35-5135-5135-5135-51外型尺寸

30、 (mm)1100 X20501200 X23901400 X26501500 X2750 補(bǔ)料罐在一般抗生素藥品、食品、酒類等發(fā)酵生產(chǎn)過程中，給發(fā)酵液補(bǔ)充多種營養(yǎng)劑是生產(chǎn)過程中不可缺少的工藝步驟，我中心研制的定量補(bǔ)料罐與“連續(xù)脈沖流加補(bǔ)料”的方法共同應(yīng)用可使發(fā)酵罐內(nèi)菌絲生產(chǎn)環(huán)境保持穩(wěn)定，維持適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)平衡，利于菌株生長。通過視窗可直觀地顯示補(bǔ)料過程。本產(chǎn)品安裝方便、動(dòng)作可靠、對導(dǎo)電和非導(dǎo)電介質(zhì)均可計(jì)量。補(bǔ)料罐的特點(diǎn)包括：1. 耐腐蝕 不染菌 2. 耐蒸汽消毒3. 密封性好4.3 輔助設(shè)備選型4.3.1 原料預(yù)處理工序設(shè)備選型維生素C生產(chǎn)過程中需要大量玉米漿，而玉米漿從玉米加工制備得到。在收獲

31、、儲(chǔ)藏和運(yùn)輸中常會(huì)混入各種雜物，因此需經(jīng)過除鐵、篩選、精選、粉碎等過程來提高蒸煮、水解和發(fā)酵等工序的效率。 磁力除鐵器選用永磁滾筒,由進(jìn)料裝置、滾筒、磁芯、機(jī)殼和傳動(dòng)裝置等部分組成。磁芯由鍶鈣鐵氧體永久磁鐵和鐵隔板按一定順序排列成圓弧形并安裝在固定的軸上，形成多極頭開放磁路。磁芯圓弧表面與滾筒內(nèi)表面間隙小而均勻（一般小于2mm），滾筒由非磁性材料制成，外表面敷有無毒且耐磨的聚氨酯涂料作保護(hù)層，以延長使用壽命。滾筒通過蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，磁芯固定不動(dòng)。滾筒質(zhì)量小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。永磁滾筒能自動(dòng)地排除磁性雜質(zhì)，除雜效率高（98%以上），特別適合于除去粒狀物料中的磁性物質(zhì)。 篩選設(shè)備選用振動(dòng)篩

32、（S-1）.振動(dòng)篩是原料加工中應(yīng)用較廣泛的一種。篩選與風(fēng)選相結(jié)合的清理機(jī)械，多用于清除谷物原料中小或輕的雜質(zhì)。振動(dòng)篩主要由進(jìn)料裝置、篩體、吸風(fēng)除塵裝置和支架等部分組成。 生物質(zhì)原料的粉碎裝置選用濕式粉碎機(jī)，主要包括：加料器、粉碎機(jī)和加熱器等幾部分。粉碎可采用一級或二級粉碎（兩臺(tái)粉碎機(jī)串聯(lián)使用）。從粉碎機(jī)出來的粉漿進(jìn)入加熱器，利用蒸煮工段放出的二次蒸汽預(yù)熱至一定溫度后備用。濕式粉碎過程主要是分散微粒化的過程，可分為把顆粒團(tuán)破碎、解集、潤濕、分散和穩(wěn)定等步驟。德國DRAISWERKE公司推出的PM-DCP型砂磨機(jī)主要由轉(zhuǎn)子、定子、分離裝置、傳動(dòng)裝置及液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。其工作原理為：懸浮狀物料

33、和研磨介質(zhì)在研磨室內(nèi)混合，由于轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子銷棒、定子銷棒向研磨介質(zhì)傳遞大量的能量。砂磨機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)，使研磨室里具有很高的能量密度，多無物料產(chǎn)生強(qiáng)烈的、相對平均的撞擊力，使物料在短時(shí)間內(nèi)得到粉碎，由于連續(xù)進(jìn)料，物料從外研磨室自上向下經(jīng)底部通道進(jìn)入內(nèi)研磨室，在內(nèi)研磨室自下向上流動(dòng)，最后經(jīng)過濾后出料。操作時(shí)，物料在泵的作用下從上部進(jìn)料口均勻連續(xù)進(jìn)料，迅速投入研磨介質(zhì)，進(jìn)入正常工作階段。研磨介質(zhì)主要集中在外研磨室，外研磨室是主要研磨區(qū)域。PM-DCP型砂磨機(jī)的特點(diǎn)：砂磨機(jī)巧妙運(yùn)用了離心力作用，分離物料時(shí)很少帶出研磨介質(zhì)；設(shè)備能量密度高，產(chǎn)品粒度分布均勻；生產(chǎn)能力大，可實(shí)現(xiàn)小設(shè)備大生產(chǎn)；定子磨室

34、可升降、轉(zhuǎn)動(dòng)，操作方便。4.4 提取工序設(shè)備選型4.4.1 過濾維生素C由大菌小菌發(fā)酵而得，發(fā)酵液中含有大量的菌絲（2-10m）以及殘余培養(yǎng)基固體組分，約占發(fā)酵液體積的1/10。此外發(fā)酵液中還有可溶性雜質(zhì)，如很多發(fā)酵代謝產(chǎn)物及有機(jī)雜酸色素等，其中對提取影響最大的是蛋白質(zhì)和鈣、鎂、鐵等高價(jià)無機(jī)離子等，它們的存在會(huì)給以后的提取帶來困難。發(fā)酵液預(yù)處理和過濾的目的不僅在于分離菌絲除去雜質(zhì)，還在于改變?yōu)V液的性質(zhì)除去蛋白質(zhì)，以利于后續(xù)各步操作，保證成品質(zhì)量。因維生素C在水溶液中穩(wěn)定性差，易于降解，故要求在預(yù)處理及過濾操作中，做到快速、保溫、合理使用絮凝劑，使濾液澄清。一般維生素C放罐后，立即冷卻到10以下

35、，加入絮凝劑，采用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)除去菌絲及其他固體雜質(zhì)，并適量噴水洗滌回收菌絲體上的單位。必要時(shí)，可在過濾前用硅藻土等介質(zhì)作為助濾劑涂層，提高過濾效果。料液處理量每罐為162m³選用真空轉(zhuǎn)鼓式過濾機(jī)。主要技術(shù)參數(shù)：過濾面積2.5m³；轉(zhuǎn)鼓直徑800mm；工作壓力-0.2到-0.4Bar;過濾溫度常溫；濾液管進(jìn)出口徑DN40；外行尺寸2500mm×1650mm×1700mm 圖5-8 真空轉(zhuǎn)鼓式過濾機(jī)過濾機(jī)通過與轉(zhuǎn)鼓同步運(yùn)轉(zhuǎn)的濾布，在真空（負(fù)壓）作用下實(shí)現(xiàn)懸浮液的固液分離，經(jīng)折帶裝置卸除濾餅并實(shí)現(xiàn)濾布的清洗再生。具有自動(dòng)化程度高、操作連續(xù)、濾布易再生等特點(diǎn)

36、，被廣泛用于化工、制藥、環(huán)保等行業(yè)。 結(jié)晶結(jié)晶是提純維生素C的有效方法。例如在二次丁酯提取液中，維生素C的純度只有50%-70%，但潔凈后純度可提高至90%以上。維生素C結(jié)晶方法很多包括維生素C鉀鹽結(jié)晶、維生素C普魯卡因鹽結(jié)晶、維生素C鈉鹽結(jié)晶等。結(jié)晶罐選用蛇管加熱箱，用100飽和水蒸氣加熱，查化工工藝設(shè)計(jì)手冊，K=2940Kg/（·h·），結(jié)晶時(shí)間為60min。 干燥采用帶式3合1干燥機(jī)。該機(jī)器具有以下特點(diǎn)：過濾效率高、洗滌效果好、濾餅厚度可調(diào)節(jié)、含濕量小、干燥質(zhì)量好、濾布可在線正反面同時(shí)清洗、操作靈活、維修費(fèi)用低、真空盤固定，可避免由于往復(fù)運(yùn)動(dòng)而引起相鄰區(qū)域?yàn)V液混合，根據(jù)物料及洗滌特性，可分別采用全封閉、半封