年產5噸香菇多糖的工藝設計畢業設計(論文)-資料下載頁

【導讀】本設計包含設計說明書和圖紙兩部分。說明書主要包括香菇多糖的提取工藝、工藝流程；建廠可。電系統、采暖、通風、照明、安全、衛生、防腐、三廢處理及環境保護等說明。工藝計算及其輔助設備的計算選型。在這一部分中用到了物料衡算、熱量衡算及其大量的相關的經驗公式。導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致。含我為獲得及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。明并表示了謝意。以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內容。何其他個人或集體已經發表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢。獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的。法律后果由本人承擔。本人授權大學可以將本學位論文的全部或部。涉密論文按學校規定處理。

　　

【正文】 和 二次蒸汽的蒸發潛熱。所以上式可簡化為： D=[Wr+FC(t1 t0)+q′]/R 式中： C— 溶液的比熱容， kJ/mol k D— 加熱蒸汽的消耗量， kJ/h I— 加熱蒸汽的熱含量， kJ/mol i— 二次蒸汽的熱含量， kJ/mol R— 加熱蒸汽的蒸發潛熱， kJ/mol r— 二次蒸發的蒸發潛熱， kJ/mol ?— 冷凝水的溫度， K t0， t— 溶液最初溫度與最終溫度（沸點）， K q′— 損失于外界的熱 由于多糖含量為 %20%，則溶液比熱容 C 近似為： C=C2(1B) 則， C=(%)=K。 料液溫度為 30℃ ，出口為 100℃ ，蒸發器蒸發的壓力： ，極熱蒸汽是 KPa 下的飽和溫度，在此溫度下，可知 r=2257kJ/kg， R=2230kJ/kg 故， 39。10() 13 0 22 57 20 0 4. 18 70 15 7. 8k g /h2230W r F C t t qD R? ? ? ? ? ? ?? ? ? 蒸 汽 因為 Q=DR=2230=97758W 所以傳熱面積： A=Q/KT 已知 K=1704W/m2K 則傳熱面積 A=97758/170470= ③ 蒸發器的主要尺寸 加熱室主要尺寸：選用 Ф15mm3mm，長為 1m 的不銹鋼管作為加熱管，則管數為： 01 .6 343 .1 4 0 .0 1 5An dl?? ? ?? 根。 為了安全，取 n=34=38 根。 加熱管按正三角形排列，則管束中心線上的管子數約為： nC=381/2=7 根 取管心距 S 為 50mm，取管束中心線上最外層的中心至殼體內部的距離 b′為 ，則極熱室直徑為： di=S(nc1)+2b′=50(71)+2(15)=345mm 陜西理工學院畢業設計 第 13 頁 共 63 頁 圓整后去 di=400mm 循環管尺寸計算：根據經驗，循環管的截面積取 80%的加熱管總面積，即循環管總面積為：2 2 200 . 8 0 . 8 3 8 0 . 7 8 5 ( 1 5 3 ) 0 . 0 0 3 5 m4f n d?? ? ? ? ? ? ? 所 以循環管直徑為： 4 4 0 . 0 0 3 5 0 . 0 6 6 8 m3 . 1 4fd ? ?? ? ? 圓整后取 d=70mm 分離室尺寸計算：取分離室高度為 1m。假設蒸發時的真空度為 ，相當于絕對壓強的20KPa，二次蒸汽的密度 ρ 為 ，則二次蒸汽的體積流量為： 3130 m /s36 00 36 00 31S WV ?? ? ?? 取允許蒸發體積強度為 VS,y=1m3/m3s ，則： ,4 4 0 .4 0 .7 3 1 m3 .1 4SZSyVD V? ?? ? ?，取 DZ=800mm 所設計的外循環蒸發器主要尺寸如下表 ： 表 外循環蒸發器主要尺寸表 加熱管 加熱室 分離室 循環管 規格 長度 /m 根數 直徑 /mm 長度 /m 直徑 /mm 高度 /m 直徑 /mm Ф15mm3mm 1 38 400 約 1 800 1 70 醇析罐設計計算 醇析過程主要是將水提后的多糖溶液進一步進行醇析提取，已得到純度較高的多糖。醇析過程主要在常溫下進行操作，因為乙醇容易揮發，溫度過高會使乙醇大量揮發而產生浪費，并且高溫操作也會帶來危險。 （ 1）醇析罐體積計算 物料衡算： 由于整個過程為間歇操作，按照任務量可知每次進料為 20xxkg，含糖量為 %，經過蒸發器蒸發濃縮后濃度達 %，可計算出每次投入醇析罐的量為： 20xx%=1%m 則 ， m=7/ kg =700kg 由于加入的糖溶液中 99%為水，則溶液密度近似可按水密度計算，則： V 水 =700/1000 m3= 按照物料衡算可計算得到加入 95%乙醇的體積，計算如下： （ V 水 +V） 70%=95%V V≈ 2m3 所以，每次加入 95%乙醇的量為 2 m3。 因為可按體積加和性來計算，所以可近似認醇析時的體積為 2 .7m3。 取裝填系數為： 則， V 實 =，查文獻 [16]可取醇析罐 H/D=(按反應器類型選擇 )。 所以， 2311 1 .144V D H D??? ? ? 陜西理工學院畢業設計 第 14 頁 共 63 頁 334 4 3 . 1 = 1 . 5 m3 . 1 4 1 . 1 3 . 1 4 1 . 1VD ?????， H=== （ 2）醇析罐材料選擇 設計選用三個提取罐， 取其壁厚為 20mm，材料為 20R（ GB6654） ； 許用溫度為 20℃ ； 厚度 20mm34mm； 壓力位 。 脫蛋白罐設計計算 脫蛋白過程主要是為了使多糖里含有的蛋白類物質脫除掉，因為蛋白存在將對多糖的保健及醫療效果有較大影響。在脫蛋白過程中按照 1:1 的物料與 氯仿 正丁醇的比例混合脫除 ，脫除溫度在常溫下進行 。 （ 1） 脫蛋白罐體積計算 加入的過濾后的多糖經過與水 1:10 溶解后加入到脫蛋白罐，則加入體積可得： m=710kg=70kg V1=m/ρ=70/1000= 所以 V=2 V1=2= m3 取裝填系數為： 則， V 實 =，查文獻 [18],可取醇析罐 H/D=(按反應器類型選擇 )。 所以， 2311 1 .144V D H D??? ? ? 334 4 0 . 1 7 m = 4 4 4 m m3 . 1 4 1 . 1 3 . 1 4 1 . 1VD ?????，圓整后取 D=450mm， H==450mm=495mm （ 2） 脫蛋白罐 材料選 擇 設計選用三個提取罐， 取其壁厚為 10mm，材料為 20R（ GB6654） ； 許用溫度為 20℃ ； 厚度 10mm34mm； 壓力位 。 干燥器的計算及選擇 設計處理的多糖液體含水量為 %（濕基），環境溫度 t0=20℃ ，相對濕度為 80%，加熱蒸汽的壓力為 ，進風溫度 t1=160℃ ，排風溫度 t2=80℃ ，產品的含水量為 2%。 （ 1）水分蒸發量 12128 5 . 7 28 . 7 5 7 . 5 k g / h1 0 0 1 0 0 2WWWG W? ?? ? ? ??? （ 2)多糖產量 1212100 1 0 0 8 5 . 78 . 7 5 1 . 2 8 k g / h1 0 0 1 0 0 2WGG W? ?? ? ? ??? （ 3）進風量 根 據 t0=20℃ ，相對濕度為 80%，在 I—H 圖上查得 x0= 水蒸氣 /kg 干空氣 陜西理工學院畢業設計 第 15 頁 共 63 頁 I0= 當 t1=160℃ ， t2=80℃ 時， 在 I—H 圖上查得 I1=I2= kJ/kg 干空氣 x= 水蒸氣 /kg 干空氣 所以，207 . 5 2 4 4 . 30 . 0 4 2 5 0 . 0 1 1 8WL xx? ? ???kg 干空氣 /h 根據計算求得空氣在 20℃時比容 γ0=所以進風量為： V0=Lν0==（ 4）排風量 根據計算， 80℃ 時 ，尾氣排出時的含濕空氣比容 γ2=所以排風量為： V2=Lν2==（ 5）總熱耗 理論熱耗： Qt=I(I2I0)=()=因為在運行中有設備的熱量損耗，這里設定熱量損耗為 8%，則 3 0 4 6 7 .6 3 3 1 1 7 k J / h0 .9 2PnQtQ ?? ? ? （ 6）空氣加熱管面積 查飽和水蒸汽性質表得，當表壓為 時，飽和蒸汽溫度為 T=℃ ，飽和 蒸汽的比熱焓為： I=2778kJ/kg，冷凝水比熱焓 i= kJ/kg。 對數平均溫度為：00101( ) ( ) ( 1 7 4 . 5 2 0 ) ( 1 7 4 . 5 1 6 0 ) 5 9 . 2 C1 7 4 . 5 2 0lnln1 7 4 . 5 1 6 0mT t T ttTtTt? ? ? ? ? ?? ? ? ????? 則，極熱面積 233117 6 .7 m8 4 5 9 .2P mQA Kt? ? ??? （ 7）蒸汽消耗量 33117 1 6 . 1 k g /h2 7 7 8 7 3 4 . 1PQV Ii? ? ??? 蒸 汽 所以，可選擇噴霧干燥器型號為： PD2 型，其主要技術參數如下 表 ： 表 噴霧干燥器主要參數表 型號 水分蒸發量 /kg 所需功率 /kw PD2 14 35 儲罐的選擇 ① 儲罐（ Ⅰ ）的用途是用來暫存原料，主要起到緩沖作用然后送入下一步處理。 設計按一天提取的任務量來計算，則所需要的體積為： V=33=9m3； 填充系數： 罐實際容積： V 實 =10m3 查文獻 [16],可選儲罐型號為： HG5157485 計算容積為 10m3，儲罐內徑為 20xx mm，罐壁高度為： 3185mm，拱頂高度為： 260mm，總高：陜西理工學院畢業設計 第 16 頁 共 63 頁 3445mm，拱頂厚度： mm。 所用材料為： 20R（ GB66547） 儲罐的液位計選擇： 鋼與玻璃燒結液位計（ HG21606— 1993） 其適用范圍：鋼與玻璃燒結液位計用于觀察化工、石化、醫藥等。 使用溫度： 0~180℃ 設計壓力： ~ 其儲罐主要參數見下表 （ a） 表 （ a）提取后原料儲罐主要參數表 公稱容積 /m3 公稱直徑 /mm 拱頂高度 /mm 拱頂厚度 /mm 總高度 /mm 管壁高度 /mm 10 20xx 8 3445 3185 ② 儲罐（Ⅱ）的用途是存儲乙醇 本儲罐標準系列的設計壓力為常壓，設計溫度為 0℃ ≤t≤200℃ ，公稱容積 Vg 為 ~8m3。 所以根據乙醇儲罐的大小可選擇儲罐型號為： HG515738519，其主要參數如下表 ： 表 （ b） 乙醇儲罐主要參表 公稱容積 /m3 全容積 /m3 公稱直徑 /mm 厚度 /mm 高度 /mm 允許腐蝕裕度 /mm 儲罐質量 /kg 6 20xx 8 20xx 1160 主要設備工藝計算及選型 精餾過程原理和條件 精餾是多級分離過程，即多次而且同時運用部分氣化和部分冷凝的方法，使混合液得到較完全分離，以分別獲得接近純組分的操作。 利用 txy 相圖，可以對精餾 原理作具體的分析說明。 如 圖 將組成為 xF，溫度為 tF 的混合液加熱到 t1，使其部分氣化，并將氣相與液相分開，可得到氣相組成為 y1，液相組成為 x1 產品。 圖 多次部分汽化和冷凝的 txy 理論上多次部分氣化在液相中可獲得高純度的難揮發組分，多次部分冷凝在氣相中可獲得高純度的易揮發組分，但因產生大量中間組分而使產品量極少，且設備龐大。工業生產中的精餾過程是在精餾塔中將部分氣化過程和部分冷凝過程有機結合而實現操作的。 如下圖 所示為一精餾塔。下面由加熱釜 (再沸器 )供熱，使釜中殘 液部分汽化后蒸汽逐板上升，塔中各板上液體處于沸騰狀態。頂部冷凝得到的餾出液部分作回流入塔，從塔頂引人后逐板下流，使各板上保持一定液層。上升蒸汽和下降液體呈逆流流動，在每塊板上相互接觸進行傳熱和傳質。原料液于中部適宜位置處加入精餾塔，其液相部分也逐板向下流入加熱釜，汽相部分則上升經 各板至塔頂。由于塔底部幾乎是純難揮發組分，因此塔底部溫度最高，而頂部回流液幾乎是純易揮發組分，因此塔頂部溫度最低，整個塔內的溫度由下 向上逐漸降低。 陜西理工學院畢業設計 第 17 頁 共 63 頁 圖 精餾塔中物料流動示意圖 精餾操作分析可知，為實現精餾分離操作，除 了具有足夠層數塔板的精餾塔以外，還必須從塔頂引人下降液流 (即回流液 )和從塔底產生上升蒸汽流，以建立汽液兩相體系。因此，塔底上升蒸汽流和塔頂液體回流是精餾過程連續進行的必要條件。 精餾操作對塔設備的要求 精餾所進行的是氣 (汽 )，液兩相之間的傳質，而作為氣 (汽 )，液兩相傳質所用的塔設備，首先必須要能使氣 (汽 )，液兩相得到充分的接觸，以達到較高的傳質效率。但是，為了滿足工業生產和需要，塔設備還