论文总字数：21958字

摘 要

花生四烯酸（AA），是一种人体必须的高级不饱和脂肪酸，具有酯化胆固醇^[1]、促进婴幼儿大脑发育、抑制血小板聚集等作用。已被应用于保健和制药等领域^[2-4]。自然界中，深海鱼油中含有丰富的花生四烯酸。然而，从深海鱼油中提取花生四烯酸易受季节和地域等自然条件的影响，产量不稳定^[5]。因此，利用高山被孢霉菌发酵生产花生四烯酸是目前人类获取AA的最佳途径。

本文主要任务是设计年产100吨花生四烯酸车间分离工段。首先，介绍了花生四烯酸分离的主要步骤；然后对过滤、细胞破壁、萃取、毛油蒸馏、脱胶、碱练、脱色及脱臭八个步骤进行物料衡算和能量衡算；通过计算数据对AA分离工段的主要设备进行选型计算；最后设计出带控制点的工艺流程图、设备平面布置图与设备立面图。

关键词：花生四烯酸 分离纯化 车间设计

Process design of extracting Arachidonic acid with a capacity of 100 tons per year

Abstract

Arachidonic acid (AA) is one of the essential fatty acids for human , with the function of esterifing cholesterol , promoting the development of infant brain and inhibiting the aggregation of platelet , which has been applied to the field of health and medicine . In nature , fish oil is abundant in AA . However , the yield of extracting AA is unstable because of the influence of seasons and area and other natural conditions . Therefore , it is the best way to get AA for human that using mortierella alpina to produce AA , currently.

The main task of this article is designing the section of separating AA in the plant where producing 100 tons of AA every year . Fistly , it describes the main steps of AA’s separation . Secondly , material balance and energy balance are calculated for filtration , cell disruption , solvent extraction , crude oil distillation , degumming , alkali boil off , decolorization and decodorization . Nextly , it chooses the appropriate equipments by using the data of material balance and energy balance . Finally , flow chart with control points and the layout plan and elevation of the equipments are designed.

Key words : Arachidonic acid , Isolation and Purification，Designs for Workshop Production

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 设计概述 1

1.1 设计目标 1

1.2 产品简介 1

1.2.1 产品的一般性状 1

1.2.2 分离工段流程 1

1.2.3 年工作日 1

1.3 厂址 1

1.4 本工段的主要任务 2

1.5 主要原料消耗表 2

第二章 产品技术方案比较 3

2.1 菌体过滤段方案 3

2.1.1 方案一：板框压滤 3

2.1.2 方案二：沉降离心（澄清） 3

2.1.3 方案三：过滤离心 3

2.1.4 方案四：膜分离 3

2.1.5 方案确定 3

2.2 细胞破碎段方案 3

2.2.1 方案一：化学破碎法 3

2.2.2 方案三：机械破碎法 4

2.2.3 方案三：冻结-融化法 4

2.2.4 方案确定 4

2.3 萃取段方案 4

2.3.1 方案一：银离子络合法萃取 4

2.3.2 方案二：超临界流体萃取法 4

2.3.3 方案三：正己烷-乙醇混合溶剂萃取 4

2.3.4 方案确定 4

2.4 萃取剂回收段方案 5

2.4.1方案一：常压蒸馏 5

2.4.2方案二：减压蒸馏 5

2.4.3方案确定 5

2.5 脱胶段方案 5

2.5.1 方案一：酶法脱胶 5

2.5.2 方案二：干法脱胶 5

2.5.3 方案三：酸法脱胶 5

2.5.4 方案四：水化脱胶 5

2.5.6 方案确定 5

2.6 碱练段方案 6

2.6.1 方案一：低温浓碱法 6

2.6.2 方案二：高温淡碱法 6

2.6.3 方案确定 6

2.7 脱色段方案 6

2.7.1 大孔吸附树脂脱色 6

2.7.2 活性炭脱色 6

2.7.3 方案确定 6

2.8 过滤段方案 6

2.8.1 方案一：板框压滤机 6

2.8.2 方案二：离心过滤机 6

2.8.3 方案三：真空转鼓过滤机 6

2.8.4 方案确定 6

2.9 脱臭段方案 7

2.9.1 方案一：大孔吸附树脂脱臭 7

2.9.2 蒸汽脱臭 7

2.9.3 方案确定 7

第三章 工艺流程简述 8

3.1 工艺流程图 8

3.2 工艺流程 8

3.2.1 离心段工艺流程 8

3.2.2细胞破碎段的工艺流程 8

3.2.3 萃取段的工艺流程 9

3.2.4 减压蒸馏段工艺流程 9

3.2.5 脱胶段的工艺流程 9

3.2.6 碱练段工艺流程 9

3.2.7 脱色段工艺流程 9

3.2.8脱臭段工艺流程 9

第四章 物料衡算 10

4.1 总的物料衡算 10

4.2 过滤段的物料衡算 11

4.3 细胞破碎段的物料衡算 11

4.4 萃取段的物料衡算 11

4.5 减压蒸馏段的物料衡算 11

4.5.1 消耗正己烷的量的计算 11

4.5.2 消耗乙醇的量的计算 11

4.6 脱胶段的物料衡算 12

4.6.1 饱和食盐水用量的计算 12

4.6.2纯水用量的计算 12

4.7 碱练段的物料衡算 12

4.7.1 酸价的计算 12

4.7.2 氢氧化钠用量的计算 12

4.7.3 纯化水用量的计算 13

4.8 脱色段的物料衡算 13

4.9 过滤段的物料衡算 13

4.10 脱臭段的物料衡算 14

第五章 能量衡算 15

5.1 细胞破碎段的能量衡算 15

5.1.1 高压匀浆机的放热量计算： 15

5.1.2 油脂升温的计算 15

5.2 萃取段的能量衡算 15

5.2.1 水蒸气用量的计算 15

5.2.2换热面积的计算 16

5.3减压蒸馏段的能量衡算 16

5.3.1 预热段的能量衡算 16

5.3.2 减压蒸馏段的能量衡算 16

5.3.3 正己烷回收段的能量衡算 17

5.4 脱胶段的能量衡算 17

5.4.1 预热段水蒸气用量的计算 17

5.4.2 换热器面积的计算 17

5.5 脱臭段的能量衡算 18

5.5.1 导热油用量的计算 18

5.5.2换热器面积的计算 18

第六章 设备选型与计算 19

6.1 离心沉降机的选择与计算 19

6.1.1 离心机的选型 19

6.1.2 管道直径的计算与选择 19

6.2 高压匀浆机的选择与计算 19

6.2.1 高压均质机的选择与计算 19

6.2.2 进料管的计算与选择 19

6.3 萃取釜的选择与计算 20

6.3.1 罐体的选择与计算 20

6.3.2 进料管的选择与计算 20

6.4 减压蒸馏釜的选择与计算 20

6.4.1 罐体的计算与选择 20

6.4.2 进料管的计算与选择 21

6.5 脱胶段的设备选型与计算 21

6.5.1 罐体的选择与计算 21

6.5.2 进料管的选择与计算 21

6.6 碱练段的设备选型与计算 22

6.6.1罐体的选择与计算 22

6.6.2 进料管的选择与计算 22

6.7 脱色段的设备选型与计算 22

6.7.1罐体的选择与计算 22

6.7.2毛油进料管的选择与计算 22

6.8 板框压滤机的选择与计算 23

6.9 脱臭段的设备选型与计算 23

6.9.1罐体的选择与计算 23

6.9.2进料管的选择与计算 23

6.10 换热器的选型与计算^[15] 23

6.10.1萃取预热段的计算 23

6.10.2 减压蒸馏段的计算 23

6.10.3 脱胶段的计算 24

6.10.4 脱臭段的计算 24

6.11 设备一览表 24

第七章 分离工段的布置设计 25

7.1 生产厂区的布置 25

7.1.1 厂区的整体布置 25

7.1.2 厂房的平面布置 25

7.2 设备的布置 25

7.2.1 各罐体的布置 25

7.2.2 换热器的布置 25

7.2.3 泵的布置 25

7.2.4 离心机、匀浆机及板框压滤机的布置 25

第八章 存在的问题和解决方案 26

8.1 设计数据方面的问题及建议 26

8.2 设备选择方面的问题及建议 26

8.3 环境及废弃物的处理问题及建议 26

8.4 总结 26

展 望 27

参考文献 28

致 谢 29

请支付后下载全文，论文总字数：21958字