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年产5吨2苯乙醇工厂设计(附件)

2021-05-13 15:11编辑: www.jxszl.com景先生毕设
2-苯乙醇是一种应用广泛的食品添加剂,由于它具有玫瑰气味并且属于芳香醇,所以被应用于许许多多的食品和日用品当中,用来增加它们的气味和风味。目前,有非常多的方法来制备2-苯乙醇,不仅有许多古老的制备方法,如物理提取法,化学合成法等,生物技术,分子蒸馏技术的不断推陈出新也促进了产业的进一步发展。本设计主要生物转化的方法来制备2-苯乙醇,这种方法成本不高并且易于操作,通过将培养后的酵母菌发酵,用乙酸乙酯萃取并经过浓缩的步骤之后,得到高浓度的2-苯乙醇来完成的此次工厂设计,避开了直接提取自然中2-苯乙醇的一系列难处,通过将生物转化天然,实现高利润回报。关键词 2-苯乙醇,工厂设计,生物转化
目 录
1 引言 1
1.1 2苯乙醇性质及用途 1
1.2 2苯乙醇的合成 1
1.2.1 物理提取法 1
1.2.2 化学合成法 1
1.2.3 生物转化法 2
2 生物转化法制备2苯乙醇 3
2.1 发酵工序设计 3
2.2 萃取工序设计 3
2.3 浓缩工序设计 4
2.4 发酵工序物料衡算 4
2.4.1 计算要求 4
2.4.2 物料计算及结果 4
2.5 萃取物料衡算 5
2.5.1 计算要求 5
2.5.2 物料计算及结果 5
2.6 浓缩工序物料衡算 7
2.6.1 计算要求 7
2.6.2 物料计算及结果 7
2.7 发酵工序设备选型与计算 10
2.8 萃取工序设备选型与计算 15
2.8.1 发酵液贮罐 15
2.8.2 滤液池 16
2.8.3 萃取罐 16
2.8.4 反萃罐 19
2.8.5 车间设备一览表 20
2.9 浓缩工序设备选型与计算 21
2.9.1 蒸发器选型 21
2.9.2 蒸发器的传热面积计算 21
2.9.3 加热管的选择和管数的估算 23 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: @351916072

2.9.4 循环管的选择 23
2.9.5 加热室直径的确定 24
2.9.6 分离室直径和高度的确定 24
2.9.7 蒸发器的辅助设备 26
2.9.8 减压蒸馏设备 28
2.9.9 关键设备主要数据汇总 29
3 生产车间布置说明 29
3.1 车间布置的任务和原则 29
3.2 车间布置图 30
4 厂址选择与工厂总平面设计 30
4.1 厂址布置的重要性和原则 30
4.2 总平面设计 31
5 三废处理 31
5.1 废水的处理 31
5.2 废气的处理 32
5.3 废渣的处理 32
6 经济核算 32
6.1 成本构成 32
6.2 利润 33
结论 33
致谢 34
参考文献 35
1 引言
1.1 2苯乙醇性质及用途
2苯乙醇(简称PEA) 是一种芳香醇,它有着令人着迷的玫瑰香气,存在于例如茉莉、丁香、橙花、茶叶、水仙和蔷薇等许多的植物精油中。PEA在玫瑰精油中的含量可以达到60%。可以被吃下去的香精和香料都属于食品添加剂的范畴,他们可以增加食物的香气,风味,使食物更加诱人更加美味,它们可以被加入如蜂蜜、面包、干酪、苹果酒和酱油中,使我们吃到的味觉更加鲜美。
并且2苯乙醇还是可以增加发酵类食品风味的物质之一,人们在生活中非常喜爱有这种特殊添加剂的食品,正因如此它被广泛应用于食品中。此外它还被应用于化妆品,烟草和日用品中。PEA不仅含有玫瑰的香味香气,同时又具有协同效应,还是各种其他类型香精配方所需的组件之一。
1.2 2苯乙醇的合成
这几年来,生物工程技术,超临界萃取技术,分子蒸馏技术等新型的技术在制造香料工业中被应用的越来越多,这些新兴技术的应用,给古老的香料工业带来了新的活力与生机。目前市场销售中主要采用的物理提取法、化学合成法和生物制取法虽然有效但是不够高效。
1.2.1 物理提取法
2苯乙醇存在于各种各样的花草和植物的精炼油中,如丁香、橙花、水仙等,正因如此,我们可以从这些精炼油中将2苯乙醇提取出来,但是大部分花草和植物中的2苯乙醇浓度非常低,提取出来以后还远不能满足市场需要,并且提取的成本又过于昂贵,提取的周期很长,如果要进行规模很大的工业化生产从而盈利的话将会非常困难。
1.2.2 化学合成法
截至目前为止,在市场上寻找生产2苯乙醇的方法,能找到的最主要用来生产2苯乙醇的方法就是氧化苯乙烯加氢法和苯环氧乙烷合成法,它们是联合固定化酶发展出来的产物,而固定化酶又是酶,辅酶,和细胞固定化技术结合在一起发展以后得出来的技术。在这里我们可以充分利用它们各自的特点,把它们的特点结合在一起,把不同来源的酶和整个生物催化的性能结合在一起。目前的国际市场中通过苯环氧乙烷合成法合成的2苯乙醇占总量的40%,通过氧化苯乙烯加氢法合成的2苯乙醇占比约为60%。但可惜的是苯环氧乙烷合成法生产出的产品质量参差不齐,产品香气不稳定,如果是想要将它运用在香料里面的话会十分困难。正因如此,国内大多数厂家会选择采用氧化苯乙烯加氢法生产2苯乙醇,这是因为通过苯环氧乙烷合成法生产出的2苯乙醇产品质量离国家标准还有很大的差距。
1.2.3 生物转化法
2苯乙醇是组成杂醇油的很重要的组成成分其中的一个,酵母菌中的大多数都可以在发酵的时候产生杂醇油,而产出杂醇油的质量也是决定发酵食品的质量的其中一个关键因素。如果想要大幅度的提升微生物合成香料化合物的能力,我们可以在微生物培养基中添加少许不经过加工的前体化合物,这也是通过生物转化法生产无添加无加工的香料的基础操作。在培养酵母细胞的过程中,培养基里含有的氮源的情况决定了2苯乙醇合成将会进入哪一条途径,只有当L苯丙氨酸是这个培养基里独一无二的氮源时,艾氏途径才会占有相对的优势。如果在这个培养基当中,整个环境里还有更便于利用的除了L苯丙氨酸以外的其他的氮源存在的话,那么即使L苯丙氨酸在这个整个培养基里面的浓度是比较高的,培养过程中的L苯丙氨酸依旧有一些可以进入其他途径然后被代谢,比如进入肉桂酸途径以后,可以被降解为3酮基乙二酸,最后进入TCA循环,但是遗憾的是,以目前的技术还不可以彻底阻断这个途径的进行。如果要将L苯丙氨酸彻底的转化成2苯乙醇可能还需要进行更多的实验和研究,以目前的水平应该是无法达成的。

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