年產(chǎn)50噸羧乙基殼聚糖的工藝設(shè)計
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- 年產(chǎn)50噸羧乙基殼聚糖的工藝設(shè)計殼聚糖是甲殼素脫乙酰基產(chǎn)物,是一種天然氨基多糖,因其獨特的結(jié)構(gòu)具有多種優(yōu)良性質(zhì),諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。雖其與甲殼素相比,其溶解性能有所改善,但也只能溶于一些稀酸中,不能直接溶于水中,這在一定程度上限制了它的應(yīng)用。目前,采用對殼聚糖分子內(nèi)重復(fù)基團氨基和羥基基團進行修飾的方法,來改善殼聚糖的溶解性,并使殼聚糖具有了更多的特殊功能。制備水溶性殼聚糖的研究較多的方法有殼聚糖的酰化、烷基化、醚化、羥基化、醛亞胺基化、硫酸酯化、羧基化、季銨化等。本次設(shè)計采用殼聚糖羧乙基化的方法,進行水溶性改性。
本課題以殼聚糖和丙烯酸為原料,在水溶劑中利用邁克爾加成方法制備了羧乙基殼聚糖。該工藝無副產(chǎn)物生成,符合綠色化學(xué)的標(biāo)準(zhǔn),但產(chǎn)品的取代度較小,溶解度不高,限制了其應(yīng)用,經(jīng)研究人員對反應(yīng)條件進行改良,獲得不錯的效果,為工業(yè)生產(chǎn)羧乙基殼聚糖提供了實驗依據(jù)。
本設(shè)計旨在確定羧乙基殼聚糖的生產(chǎn)工藝流程;對生產(chǎn)過程進行工藝衡算;對生產(chǎn)設(shè)備進行工藝設(shè)計;對車間的公用工程進行設(shè)計;確定廠房布置、設(shè)備的布置,為工業(yè)化生產(chǎn)羧乙基殼聚糖提供參考。
關(guān)鍵詞:羧乙基殼聚糖;物料衡算;設(shè)備選型
Abstract
Chitosan is a deacetylated product of chitin. It is a natural aminopolysaccharide, Because of its unique structure, it has many excellent properties and has been widely used in many fields. Although its dissolution performance has been improved compared with chitin, it can only dissolve in some dilute acids and cannot be directly dissolved in water, which limits its application to a certain extent. At present, the method of modifying the active amino and hydroxyl groups in the chitosan molecule is used to improve the solubility of chitosan and make chitosan more specific. The most popular methods for preparing water-soluble chitosan include chitosan acylation, alkylation, etherification, hydroxylation, aldimine synthesis, sulfation, carboxylation, and quaternization. This design adopted the method of carboxyethylation of chitosan for water-solubility modification.
In this study, chitosan and acrylic acid were used as raw materials, and carboxyethyl chitosan was prepared by Michael addition method in water solvent. The process has no by-products and meets the standards of green chemistry. However, the degree of substitution of the product is relatively small and its solubility is not high, which limits its application. The researchers have improved the reaction conditions and obtained good results. Chitosan provides the experimental basis.
This design aims to determine the production process of carboxyethyl chitosan; process balance of the production process; process design of the production equipment; design of the public works of the workshop; determine the layout of the plant, equipment layout, for industrial production Carboxyethyl chitosan provides a reference.
Key Words:Carboxyethyl chitosan; Material balance; equipment selection
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 殼聚糖的概述 1
1.1.1殼聚糖的來源 1
1.1.2殼聚糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 1
1.2殼聚糖的化學(xué)改性 2
1.3羧乙基殼聚糖國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4
1.4本課題的設(shè)計內(nèi)容 5
第2章 生產(chǎn)工藝及流程 6
2.1生產(chǎn)工藝 6
2.2工藝流程圖 6
第3章 物料衡算 7
3.1 物料衡算的任務(wù) 7
3.2 衡算的依據(jù) 7
3.3物料衡算過程 8
3.3.1 反應(yīng)工序 8
3.3.2中和工序 9
3.3.3洗滌工序 10
3.3.4離心工序 10
3.3.5烘干包裝工序 10
第4章 熱量衡算 12
4.1 衡算任務(wù) 12
4.2 衡算依據(jù) 12
4.3 衡算過程 12
4.3.1升溫過程 12
4.3.2 反應(yīng)過程 12
4.3.3 冷卻過程 12
4.3.4 蒸汽和冷卻水用量 13
第5章 主要設(shè)備的選型和計算 14
5.1 設(shè)備的選型原則 14
5.1.1 反應(yīng)釜的選型原則 14
5.1.2 攪拌器的選型原則 14
5.1.3 輔助設(shè)備選型原則 14
5.2反應(yīng)釜的選型和計算 14
5.2.1釜體及傳熱裝置 14
1.設(shè)計任務(wù) 14
2.設(shè)計依據(jù) 14
3.反應(yīng)釜幾何尺寸的確定 14
4.夾套幾何尺寸的確定 15
5.釜壁厚的計算 16
6.夾套厚度的計算 17
7.水壓試驗應(yīng)力校核 18
8.傳熱面積校核 18
9.釜相關(guān)數(shù)據(jù) 20
10.支座的選型 20
5.2.2攪拌裝置 21
1.設(shè)計任務(wù) 21
2.設(shè)計依據(jù) 21
3.攪拌器型式及轉(zhuǎn)速 21
4.攪拌器軸功率 21
5.2.3 釜的傳動裝置 22
1.電動機的選用 22
2.減速機的選用 22
3.凸緣法蘭 22
4.安裝底座 22
5.機架 22
6.軸封裝置 22
5.3中和釜的選型和計算 23
5.3.1釜體 23
1.設(shè)計任務(wù) 23
2.設(shè)計依據(jù) 23
3.中和釜幾何尺寸的確定 23
4. 釜壁厚的計算 24
5.水壓試驗應(yīng)力校核 24
6.釜相關(guān)數(shù)據(jù) 24
7.支座的選型 25
5.3.2攪拌裝置 25
1.設(shè)計任務(wù) 25
2.設(shè)計依據(jù) 25
3.攪拌器型式及轉(zhuǎn)速 25
4.攪拌器軸功率 25
5.3.3釜的傳動裝置 26
1.電動機的選用 26
2.減速機的選用 26
3.凸緣法蘭 26
4. 安裝底座 26
5.機架 27
6.軸封 27
5.4洗滌釜的選型和計算 27
5.4.1釜體 27
1.設(shè)計任務(wù) 27
2.設(shè)計依據(jù) 27
3.洗滌釜幾何尺寸的確定 27
4.釜壁厚的計算 28
5.水壓試驗應(yīng)力校核 28
6.釜相關(guān)數(shù)據(jù) 29
7.支座的選型 29
5.4.2攪拌裝置 29
1.設(shè)計任務(wù) 29
2.設(shè)計依據(jù) 29
3.攪拌器型式及轉(zhuǎn)速 29
4.攪拌器軸功率 29
5.4.3釜的傳動裝置 30
1.電動機的選用 30
2.減速機的選用 30
3.凸緣法蘭 31
4.安裝底座 31
5.機架 31
6.軸封 31
5.5原料計量槽 31
5.5.1丙烯酸計量槽 31
5.5.2氫氧化鈉計量槽 31
5.5.3殼聚糖計量槽 31
5.5.4碳酸氫鈉計量槽 31
5.5.5乙醇計量槽 31
5.6離心機 32
第6章 其他設(shè)備的選型和計算 33
6.1反應(yīng)釜的附屬設(shè)備 33
6.1.1筒體法蘭 33
6.1.2人孔 33
6.1.3設(shè)備接口 33
6.1.4視鏡 33
6.2輔助設(shè)備 34
物料輸送泵 34
第7章 車間布置 35
7.1 車間布置設(shè)計依據(jù) 35
7.1.1 應(yīng)該遵守的設(shè)計規(guī)范和規(guī)定 35
7.1.2 基礎(chǔ)資料 35
7.2 車間布置設(shè)計原則 35
7.3 車間布置設(shè)計內(nèi)容 36
7.3.1 車間整體布置 36
7.3.2 車間設(shè)備布置 36
第8章 三廢處理 37
8.1 設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn) 37
8.2 三廢處理 37
結(jié) 論 39
致 謝 40
參考文獻 41
附錄 42
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