年產(chǎn)噸檸檬酸鈉食品工廠設(shè)計

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1、武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計年產(chǎn)15000噸檸檬酸鈉食品工廠設(shè)計年產(chǎn)15000噸檸檬酸鈉食品工廠設(shè)計第一章綜述1.1檸檬酸鈉簡介檸檬酸鈉，別名為枸櫞酸鈉，學(xué)名為2-羥基丙三羧酸三鈉，分子式：C6H5O7Na3·2H2O，相對分子質(zhì)量：294．10，含有兩個分子的結(jié)晶水，白色立方系結(jié)晶或者粉末，無嗅清涼味咸；易溶于水，不溶于乙醇，常溫下狀態(tài)穩(wěn)定，在潮濕空氣中微有潮解性，屬無毒品，加熱至150℃失去結(jié)晶水。水溶液為弱堿性。聯(lián)合國糧農(nóng)與世界衛(wèi)組織對其每日允許攝入量不作任何限制，被認(rèn)為無毒品。目前，檸檬酸鈉的根據(jù)原料和工藝的不同大致有如下幾種生產(chǎn)工藝：檸檬酸-純堿法、鈣鹽一步法（復(fù)分

2、解法）、中和法、檸檬酸-小蘇打法、發(fā)酵法。工業(yè)上生產(chǎn)檸檬酸鈉的傳統(tǒng)工藝過程是：先用硫酸對檸檬酸鈣進(jìn)行酸解，通過雙管法判斷酸解終點，再進(jìn)行過濾、脫色及離子交換，得到檸檬酸。將檸檬酸與碳酸鈉進(jìn)行中和反應(yīng)，即得到檸檬酸鈉。該生產(chǎn)工藝生產(chǎn)成本高、周期長、副產(chǎn)品硫酸鈣及二氧化碳不能有效利用，造成環(huán)境污染。檸檬酸鈉是目前工業(yè)上最重要的一種檸檬酸鹽，用途極其廣泛，可用于食品、醫(yī)藥、環(huán)保、電鍍和釀造等行業(yè)，安全無毒、金屬離子絡(luò)合能力強、易降解等。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，目前國內(nèi)有十幾家企業(yè)生產(chǎn)，年產(chǎn)量約1O萬t；市場需求量逐年增加，1999年出口2．54萬t；2000年出口3．28萬t，同比出口量

3、年增長22．5%，2001年出口量達(dá)3．7萬t[1]。1874年首次從檸檬汁中提出檸檬酸并結(jié)晶成固體；1913年首次實現(xiàn)利用黑曲霉發(fā)酵生成檸檬酸。由于社會的環(huán)保意識的逐漸增強，有學(xué)者利用發(fā)酵原理進(jìn)行檸檬酸鈉的生產(chǎn)，該工藝無污染，成本低，生產(chǎn)周期視發(fā)酵時間而定。其基本原理為：由淀粉水解液或糖質(zhì)原料在適宜的條件下由酶的作用得到混合發(fā)酵清液，將發(fā)酵清液經(jīng)過離子樹脂交換，再用氫氧化鈉溶液洗脫吸附的檸檬酸，所得清液經(jīng)濃縮結(jié)晶而獲得檸檬酸鈉。隨著生物技術(shù)的進(jìn)步，檸檬酸鈉工業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,全世界檸檬酸鈉產(chǎn)量已達(dá)3×105噸40武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計年產(chǎn)15000噸檸檬酸鈉食品工

4、廠設(shè)計。在檸檬酸發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，由于高產(chǎn)菌株的應(yīng)用和新技術(shù)的不斷開拓，檸檬酸發(fā)酵和提取收率都有明顯提高，每生產(chǎn)1t檸檬酸分別消耗2.5～2.8t糖蜜,2.2～2.3t薯干粉或1.2～1.3t蔗糖。人們正在大力開發(fā)固定化細(xì)胞循環(huán)生物反應(yīng)器發(fā)酵技術(shù)。1.2檸檬酸鈉的性質(zhì)及用途1.2.1檸檬酸鈉的性質(zhì)檸檬酸鈉是目前最重要的檸檬酸鹽，它不僅大量用于糖果、飲料、化妝品、抗凝血劑等的制造生產(chǎn)，目前檸檬酸鈉的生產(chǎn)工藝主要由淀粉等糖類物質(zhì)經(jīng)發(fā)酵生成檸檬酸，再跟堿類物質(zhì)中和而產(chǎn)生，具有多種獨特的優(yōu)良性能，且無污染[2]。（1）安全無毒的性能。由于制備檸檬酸鈉的原料基本來源于糧食，因而絕對安全

5、可靠，對人類健康不會產(chǎn)生危害。聯(lián)合國糧農(nóng)與世界衛(wèi)生組織對其每日攝人量不作任何限制，可認(rèn)為該品屬于無毒品。（2）金屬離子絡(luò)合能力強。檸檬酸鈉對Ca2+、Mg2+等金屬離子具有良好的絡(luò)合能力，對其他金屬離子，如Fe2+等離子也有很好的絡(luò)合能力。（3）良好的緩沖性能。檸檬酸鈉是一種弱酸強堿鹽，與檸檬酸配伍可組成較強的pH緩沖劑，因此在某些不適宜pH大范圍變化的場合有其重要用處。另外，檸檬酸鈉還具有優(yōu)良的穩(wěn)定性能。（4）溶解性大，并且其溶解性隨水溫升高而增加。（5）生物降解性。檸檬酸鈉經(jīng)自然界大量的水稀釋后，部分變成檸檬酸，兩者共存于同一體系中。檸檬酸在水中經(jīng)氧、熱、光、細(xì)菌以及

6、微生物的作用，很容易發(fā)生生物降解。1.2.2檸檬酸鈉的用途檬酸鈉具有上述多種優(yōu)良的性能，使得其具有十分廣泛的用途。在食品方面檸檬酸鈉用作食品添加劑，需求量最大，主要用作調(diào)味劑、緩沖劑、乳化劑、膨脹劑、穩(wěn)定劑（使用量0.2％-0.3％）和防腐劑等；檸檬酸鈉常與檸檬酸配伍，用作各種果醬、果凍、果汁、飲料、冷飲、奶制品、糕點、乳酪和熟火腿等的營養(yǎng)增補劑，膠凝劑及風(fēng)味劑，用量約2g/Kg。在用于食品加工時，應(yīng)正確調(diào)節(jié)其pH值。40武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計年產(chǎn)15000噸檸檬酸鈉食品工廠設(shè)計在醫(yī)藥方面，檸檬酸鈉的用途也很廣泛。利用檸檬酸根與鈣離子能形成可溶性絡(luò)合物的特性，可用作抗凝

7、血劑和輸血劑，保存和加工血制品。檸檬酸鈉作為防腐劑，用于保存糖漿等藥物。檸檬酸鈉注射時和甲鹽一樣，用于矯正血液、體液及尿液的酸度，作為化痰劑、利尿劑化痰劑等[3]。檸檬酸鈉作為防腐劑，用于保存糖漿等藥物。檸檬酸鈉與別的試劑配伍，可用于提取、純化動物肝臟核糖核酸[4]。檸檬酸鈉的水溶性好，分散污垢能力和抗再沉積能力強，軟化水質(zhì)效果好等特點，被選作磷酸三鈉替代品，生產(chǎn)無磷洗衣粉。尤其適用于制造液體洗滌助劑。隨著環(huán)保工業(yè)的發(fā)展，世界范圍內(nèi)無磷洗衣劑的大量使用，無疑促進(jìn)檸檬酸鈉的生產(chǎn)和發(fā)展。檸檬酸鈉在水中經(jīng)氧、熱、光、細(xì)菌和微生物作用