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1、 海 南 大 学毕 业 设 计 题 目：1000吨/年海藻酸钠生产工艺初步设计 学 号： 310011 姓 名： 黄 晓 玲 年 级： 09 级 学 院： 材料与化工学院 系 别： 化学工程与工艺 专 业： 化学工程与工艺 指导教师： 张德拉，李嘉诚 完成日期： 2013年05 月10 日 摘要 海藻酸钠是从褐藻类海带或马尾藻中提取的一种天然多糖碳水化合物，由1-4聚-D甘露糖醛酸和-L古洛糖醛酸组成的一种线性聚合物，是海藻酸衍生物中的一种。海藻酸钠易溶于水，具有增稠，悬浮，乳化，稳定，形成凝胶和薄膜的优良特性，使其在食品、印染、医药、化妆品和其他化工行业有着广泛的应用。 本次设计采用钙凝-离
2、子交换法，从海南野生马尾藻中提取海藻酸钠。通过对海藻酸钠提取原理的阐述，设计出一套完整的海藻酸钠生产方案。设计对整个工艺流程进行了完整的物料衡算和热量衡算，并对主要设备进行具体的设计和选型。同时也对污水处理，环境保护和厂房设计进行了具体的说明和处理。本次设计还提供了工艺流程和主要设备的初步设计图纸。关键词：海藻酸钠；生产工艺；初步设计Abstract Sodium alginate is a natural carbohydrate extracted from Brown algae laminaria or is a kind of linear polymers which is com
3、posed of 1-4 poly - -D mannuronic acid and -L guluronic acid ,and it is a kind of alginic acid derivatives. Sodium alginate is soluble in water, with thickening, suspension, emulsion, stability, excellent properties of gel formation and films, it has been widely used in food, textile, medicine, cosm
4、etics and other chemical industry. This design uses calcium coagulation-ion exchange method to extract sodium alginate from Hainan wild sargassum. By describing the principle of sodium alginate extracting , we design a complete set of sodium alginate production plan. Which conclude the design of the
5、 material balance and heat balance calculation of the whole process, and design and selection of main equipment concretely. Also on the sewage treatment, environmental protection design and plant are described and deal with concrete. The design also provides preliminary design drawings of the proces
6、s flow and main equipment.Keywords:Sodium alginate; production technology; the preliminary design目录1.总论1概述1海藻酸钠的性质1产品用途2从马尾藻中提取海藻酸钠的意义4海藻酸钠的市场供需及价格情况4海藻酸钠发展前景5设计的目的和意义5设计的目的5设计的意义5设计依据和原则6设计依据6设计原则6设计范围6海藻酸钠生产能力及产品质量标准7生产能力7产品质量标准72. 生产方案选择8生产方法8酸凝-酸化法生产海藻酸钠8钙凝-酸化法生产海藻酸钠9钙凝-离子交换法生产海藻酸钠93.生产工艺流程设计及说明
7、11“钙凝-离子交换法”生产工艺流程设计11生产工艺流程说明114.工艺计算12物料衡算12原辅物料的计算12物料衡算汇总列表14水、电煤的用量计算15热量衡算16消化工段热量衡算16浓缩工段热量衡算16干燥工段热量衡算185.设备设计与选型20主要设备设计和选型20干马尾藻浸泡池设计20湿马尾藻粉碎机的选型20甲醛浸泡池的设计21消化锅的设计与选型216. 环境保护措施及污水处理方案26施工期环保措施情况26对施工扬尘采取的防治措施26对施工噪声采取的防治措施27固体废物防治措施27废水防治措施27环保设施、措施的落实情况27废水治理措施27固体废物的处置措施28环境噪声治理措施29危险化学
8、品的安放与处置29环保机构及其管理制度29今后的环保工作计划297.车间设计30 厂房布置设计的条件和依据30 常用的规范和规定30 设计的基本条件30 设计的基本依据31 车间厂房的布置设计31厂房的平面布置32厂房的空间布置32厂房布置时需注意的问题32厂房布置原则32厂房的整体布置设计33车间设备布置设计34消化车间348.厂址选择及厂区总平面设计34厂址选择34厂址选择的原则和指导思想34厂址选择及其依据34厂区总平面设计35工厂概况35主要设计构思35占地面积的确定36平面布置原则的指导思想369.设计评析与总结36致谢37参考文献371.总论概述海藻酸钠的性质 海藻酸钠，是从褐藻类
9、海带或马尾藻中提取的一种天然多糖碳水化合物，由1-4聚-D甘露糖醛酸和-L古洛糖醛酸组成的一种线性聚合物，是海藻酸衍生物中的一种。海藻酸钠易溶于水，具有增稠，悬浮，乳化，稳定，形成凝胶和薄膜的优良特性，使其在食品、印染、医药、化妆品和其他化工行业有着广泛的应用。 中文名称：海藻酸钠 英文名称：Sodium alginate别 名：褐藻酸钠；海带胶；海藻胶CAS 号：9005-38-3分 子 式：(C6H7O6Na)n结 构 式：结构单元分子量： 大分子量：32000-250000沸 点：C at 760 mmHg蒸 气 压： at 25C外观与性状：海藻酸钠为白色或淡黄色粉末，几乎无臭无味。溶
10、 解 性：海藻酸钠溶于水，不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。溶于水成粘稠状液体，1水溶液pH值为6-8。当pH6-9时粘性稳定，加热至80 以上时则粘性降低。毒 性：海藻酸钠无毒，LD505000mgkg。 安 全 性：刺激眼睛、呼吸系统和皮肤，避免与皮肤和眼睛接触；不慎与眼睛接触后，请立即用大量清水冲洗并征求医生意见； 凝 胶 性：螯合剂可以络合体系中的二价离子，使得海藻酸钠能稳定于体系中。 增稠性和成膜性： （1）作为饮料、乳品等的增稠剂海藻酸钠在增稠方面有独特的优势：海藻酸钠良好的流动性，使得添加后的饮品口感柔滑；并且可以防止产品消毒过程中的黏度下降现象。在利用海藻酸钠作为增稠剂时，应尽
11、量使用分子量较大的产品，适量添加Ca，可以大大提高海藻酸钠的黏度。 （2）作为冰淇淋等冷饮的稳定剂海藻酸钠是一种高档的稳定剂，它可使冰淇淋等冷饮食品产生平滑的外观、柔滑的口感。由于海藻酸钙可形成稳定热不可逆凝胶，因而在运输、储藏过程中不会变粗糙（冰晶生长），不会发生由于温度波动而引起的冰淇淋变形现象；同时这种冰淇淋食用时无异味，既提高了膨胀率又提高了融点，使得产品的质量和效益都有显著提高。产品口感柔滑、细腻、口味良好。添加量较低，一般为13，国外添加量为510。（3）作为乳制品及饮料的稳定剂用海藻酸钠稳定的冰冻牛乳具有良好的口感，无粘感和僵硬感，在搅拌时有粘性，并有迟滞感。产品用途（一）海藻酸
12、钠在食品工业具有以下用途 （1）稳定性 海藻酸钠用以代替淀粉、明胶作冰淇淋的稳定剂时，海藻酸钠可控制冰晶的形成，改善冰淇淋口感，海藻酸钠也可稳定糖水冰糕、冰果子露、冰冻牛奶等混合饮料。许多乳制品，如精制奶酪、掼奶油、干乳酪等利用海藻酸钠的稳定作用可防止食品与包装物的连粘性，可作为上乳制饰品覆盖物，海藻酸钠可使其稳定不变并防止糖霜酥皮开裂。 （2）增稠与乳化性 海藻酸钠用于色拉(一种凉拌菜)调味汁，布丁(一种甜点心)、果酱、番茄酱及罐装制品的增稠剂，海藻酸钠可提高制品的稳定性质，减少液体渗出。 （3）水合性 在挂面、粉丝、米粉制作中添加海藻酸钠可改善制品组织的粘结性，使其拉力强、弯曲度大、减少断
13、头率，特别是对面筋含量较低面粉，效果更为明显。在面包、糕点等制品中添加海藻酸钠，可改善制品内部组织的均一性和持水作用，延长贮藏时间。在冷冻甜食制品中添加海藻酸钠可提供热聚变保护层，改进香味逸散，提高熔点的性能。 （4）胶凝性 海藻酸钠可做成各种凝胶食品，保持良好的胶体形态，不发生渗液或收缩，所以海藻酸钠适合用于冷冻食品和人造仿型食品。还可用海藻酸钠来覆盖水果、肉、禽类和水产品作为保护层，使其与空气不直接接触，延长贮藏时间。海藻酸钠还可作为面包的糖衣、加馅填料、点心的涂盖层、罐头食品等自凝形成剂。在高温、冷冻和酸性介质中仍可维持原有的体。海藻酸还可代替琼胶制成具有弹性，不粘牙，透明的水晶软糖。（
14、二）海藻酸钠在医药行业具有以下用途 （1）牙科印模料 过去牙科印模主要用橡胶、石膏等混合物，近年来已被海藻酸钠印模料代替，海藻酸钠印模具有操作简便，印出的齿形准确等优点。海藻酸钠印模料凝固剂装两包，使用时将两者用水调合，数分钟后即可凝固成型，成型作用主要是海藻酸钠。 （2）止血剂 海藻酸钠溶液在酸性或钙盐溶液中具有纤维状沉淀，其分子结构呈线形，故用此机理，海藻酸钠可制成各种剂型止血剂，如止血纱布，止血海绵，烫伤纱布，喷雾止血剂等。对放射性元素及有害金属的阻、排作用：海藻酸钠具有对某些元素的特殊交换能力。不但有预防锶吸收的效果，而且还有一定的治作用，当被放射性锶染之后，口服一定量的海藻酸钠，可将消化道中的放射性锶很快吸收并排出体外。 （3）药膏、药片及其制剂。利用海藻酸钠增稠和凝胶的特性，作为药品各种剂型的添加剂，如海藻酸钠与羊毛脂调合制成硫磺软膏，可医治皮肤病，还可与磺胺药物混合作眼膏以及苯基醋酸等混合作避
