柠檬酸是一种非常重要的有机酸,被广泛应用于食品工业、制药、纺织、日用化工、建筑等工业部门。在采用固态发酵法生产柠檬酸时,麸曲菌种制备传统工艺的过程劳动量大,麸曲染菌几率高。为了改善传统柠檬酸制备过程中的问题,研制一套柠檬酸麸曲制备设备,对实现黑曲霉菌种生产的标准化,实现麸曲菌种的规模化制备有重大意义。而一整套的麸曲制备系统由蒸汽灭菌系统,通风系统,接种系统,发酵罐体,混料设备,温度控制系统,湿度控制系统等许多子系统组成。这些环节多且复杂,先分别做相应研究很有必要。本文主要对发酵罐的接种工艺,搅拌器的结构及混合效果以及温度控制系统进行了相关研究,完成了如下工作：确定了柠檬酸麸曲的制备材料及菌种；通过比较实验确定了采用液体接种方式来替代传统的固体接种方式制备柠檬酸麸曲,并将两种不同接种方式产生的麸曲的质量做了产酸检验的对比。最终,确定了整套柠檬酸麸曲制备的工艺流程。设计了一套带有双螺带式搅拌器的发酵罐。为了研究搅拌器对颗粒的混合效果,采用EDEM软件建立了中试规模的混合设备模型,通过考察组分浓度,混合度,混合速率,以及Ashton混合指数来研究搅拌器对颗粒的混合效果,并根据模拟的结果对螺带的宽度做了相应的改进,研究了如何提高颗粒的混合效果。选用恒温水夹套来控制发酵过程中的温度,并采用MATLAB软件完成了控温水夹套的结构及其分程型式的设计及优化。根据夹套控温的热流原理,建立了发酵罐温度控制系统的数学模型。采用PID控制器作为发酵罐温度控制的控制策略,利用MATLAB的Simulink仿真模块实现了夹套温度控制系统的仿真,确定了PID控制器参数Kp,Ti,Td的值。为发酵罐罐体的温度控制提供了一定的依据。