论文总字数：34353字

摘 要

L-赖氨酸是八大氨基酸之一，它对于人体免疫功能的增强，机体的正常发育，以及人类神经组织功能的提高具有显著作用。但是，L-赖氨酸并不能在人体内自我合成，必须从外界摄取，若缺乏L-赖氨酸，则会引起蛋白质代谢障碍和机体障碍，故又称为“第一必需氨基酸”。因此，L-赖氨酸在工业生产中分离提取工艺流程的设计就显得尤为重要。

本文的主要任务是设计L-赖氨酸硫酸盐的分离提取工艺流程。对于L-赖氨酸硫酸盐的分离，首先应该选择合适的工艺，对目前工业生产的各个工艺进行相应的比较，选择适合的操作单元；其次是对各工艺进行详细的叙述并设计合适的工艺流程；然后根据所选择的的工艺以及设计的工艺流程进行相应的物料衡算和能量衡算，以及主要设备选型的相应计算；最后，对于L-赖氨酸硫酸盐厂房的设置进行相应的设计，并画出带控制点的工艺流程，设备平面图以及设备立面图。

关键词： L-赖氨酸硫酸盐 固液分离 离子交换 蒸发浓缩 干燥

An annual production of 10,000 tons of sulfate separation process was designed

Abstract

L - lysine is one of the eight amino acids, which has a significant effect on the enhancement of human immune function, the normal development of the body, and the improvement of the function of human nerve tissue. But, L - lysine and not in the human body through its synthesis, must start from the outside world to absorb, if lack of L - lysine, will cause the body protein metabolism disorder and the person oneself obstacle, so it is also referred to as "the first essential amino acids. Therefore, it is very important for L-lysine to separate and extract the technological process in industrial production.

The main task of this paper is to design the separation and extraction process of L-lysine sulfate. For the separation of L-lysine sulfate, the appropriate process should be selected firstly, and the appropriate operation units should be selected for the current industrial production processes. Secondly, the process is described in detail and the appropriate process flow is designed. Then, according to the selected process and the design process flow, the corresponding material balance and energy balance, and the corresponding calculation of the main equipment selection; Finally, the design of L-lysine sulfate plant is designed and the process flow, equipment plan and equipment elevation are drawn.

Key words: L-lysine sulfate microfiltration, Solid-liquid separation, Ion exchange,

Evaporative concentration, Drying.

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 设计概述 1

1.1 项目名称 1

1.2 产品简介 1

1.2.1 产品性质 1

1.2.2 生产时间 1

1.2.3 产品标准 1

1.3 主要原料消耗量 2

第二章 L-赖氨酸分离工艺选择 3

2.1 L-赖氨酸固液分离 3

2.1.1 固液分离工艺简介 3

2.1.1.1 工艺一 膜分离技术 3

2.1.1.2 工艺二 过滤分离技术 3

2.1.2 工艺的选择 3

2.2 L-赖氨酸的提取纯化 4

2.2.1 提取纯化技术工艺简介 4

2.2.1.1 工艺一 离子交换技术 4

2.2.1.2 工艺二 沉淀分离技术 4

2.2.2 工艺的选择 4

2.3 L-赖氨酸的浓缩 4

2.3.1 浓缩工艺简介 4

2.3.1.1 蒸发浓缩法 4

2.3.1.2 冷冻浓缩法 5

2.3.1.3 膜浓缩技术 5

2.3.2 工艺的选择 5

2.4 L-赖氨酸的脱色 5

2.4.1 脱色技术简介 5

2.4.1.1 工艺一 溶析剂滴加技术 5

2.4.1.2 工艺二 吸附分离技术 6

2.4.2 工艺的选择 6

2.5 L-赖氨酸的结晶 6

2.5.1 结晶技术简介 6

2.5.1.1 工艺一 冷冻结晶技术 6

2.5.1.2 工艺二 溶析结晶技术 6

2.5.1.3 工艺三 蒸发结晶技术 6

2.5.2 工艺的选择 7

2.6 L-赖氨酸的干燥 7

2.6.1 干燥技术简介 7

2.6.1.1 对流式干燥技术 7

2.6.1.2 喷雾式干燥技术 7

2.6.2 工艺的选择 7

2.7 工艺流程的确定 8

第三章 L-赖氨酸各工艺概述 9

3.1 L-赖氨酸各工艺概述 9

3.1.1 膜分离工艺概述 9

3.1.2 微滤分离工艺概述 9

3.1.2.1 微滤工艺的操作原理 9

3.1.2.2 微滤工艺的操作过程 9

3.1.3 超滤分离工艺概述 10

3.1.3.1 超滤工艺的操作原理 10

3.1.3.2 超滤工艺的操作过程 10

3.1.4 离子交换提纯工艺概述 10

3.1.4.1 离子交换提纯工艺的操作原理 10

3.1.4.2 离子交换工艺的树脂预处理阶段 11

3.1.4.3 离子交换工艺的吸附阶段 11

3.1.4.4 离子交换工艺的洗杂阶段 11

3.1.4.5 离子交换工艺的洗脱阶段 11

3.1.4.6 离子交换工艺的树脂再生阶段 11

3.1.5 蒸发浓缩工艺概述 12

3.1.5.1 蒸发浓缩工艺的操作原理 12

3.1.5.2 蒸发浓缩工艺的操作过程 12

3.1.6 吸附脱色工艺概述 12

3.1.6.1 活性炭脱色工艺的操作原理 12

3.1.6.2 活性炭脱色工艺的操作过程 12

3.1.7 冷冻结晶工艺概述 12

3.1.7.1 冷冻结晶工艺的操作原理 12

3.1.7.2 冷冻结晶工艺的操作过程 13

3.1.8 对流干燥工艺概述 13

3.1.8.1 流化床干燥工艺的操作原理 13

3.1.8.2 流化床干燥工艺的操作过程 13

3.2 最终工艺的确定 13

3.3 原材料的使用说明 14

3.3.1 氨水 14

3.3.2 溶液 14

3.3.3 乙醇 14

3.3.4 硫酸 14

3.3.5 溶液 14

3.3.6 溶液 14

3.3.7 活性炭 14

第四章 物料衡算 16

4.1 物料衡算 16

4.1.1 年产10000吨L-赖氨酸硫酸盐分离提取工艺各步骤的物料衡算 16

4.1.2 微滤工艺的物料衡算 17

4.1.3 超滤工艺的物料衡算 18

4.1.4 离子交换工艺的物料衡算 19

4.1.4.1 吸附阶段的物料衡算 19

4.1.4.2 洗杂阶段的物料衡算 20

4.1.4.3 洗脱阶段的物料衡算 21

4.1.4.4 再生阶段的物料衡算 21

4.1.5 蒸发浓缩工艺的物料衡算 22

4.1.6 活性炭脱色工艺的物料衡算 23

4.1.7 冷冻结晶工艺的物料衡算 24

4.1.8 流化床干燥工艺的物料衡算 25

第五章 能量衡算 26

5.1 能量衡算 26

5.1.1 微滤阶段的能量衡算 26

5.1.2 超滤阶段的能量衡算 27

5.1.3 浓缩阶段的能量衡算 28

5.1.4 脱色阶段的能量衡算 28

5.1.5 结晶阶段的能量衡算 29

5.1.6 干燥阶段的能量衡算 30

第六章 设备选型 32

6.1 微滤工艺的设备选型 32

6.2 超滤工艺的设备选型 33

6.3 离子交换工艺的设备选型 34

6.4 蒸发浓缩工艺的设备选型 35

6.4.1 一效蒸发器设备选型计算 35

6.4.2 二效蒸发器设备选型计算 36

6.4.3 三效蒸发器设备选型计算 38

6.4.4 抽气泵的设备选型 39

6.4.5 三效蒸发器选型 39

6.5 吸附脱色工艺的设备选型 40

6.6 冷冻结晶工艺的设备选型 41

6.7 对流干燥工艺的设备选型 43

6.8 设备一览表 43

第七章 分离工段的厂房设计 45

7.1 厂房的选址 45

7.1.1 厂房选址的基本原则 45

7.1.2 厂址的选择 45

7.2 厂房的设计 45

7.2.1 厂房的整体设计 45

7.2.1.1 厂房外部布局 45

7.2.1.2 厂房内部布局 46

7.2.2 厂房的平面设计 46

7.2.2.1 厂房的整体结构 46

7.2.2.2 厂房的宽度 46

7.2.2.3 厂房的跨度 46

7.2.3 厂房的立面设计 46

7.3 设备的布置 46

7.3.1 设备的排布 46

7.3.2 换热器的排布 47

7.3.3 泵的排布 47

展 望 48

参考文献 49

致 谢 50

附图一：能量衡算图 51

附图二：物料衡算图 52

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