目录第一章前言
1.1设计目的
1.2设计意义
第二章选址
2.1厂址选择原则
2.2厂址选择具体条件
2.3选择厂址
第三章厂区规划
3.1全厂总平面设计
3.2车间内发酵设备的布置
3.3车间内蒸馏设备布置
第四章工艺计算
第五章设备选型
第六章环保工程
6.1 废物总类
6.2 废物利用
6.3废气处理
6.4废水和废渣处理
第七章技术经济分析7.1 项目概算
7.2总投资估算
正文
第一章前言
1.2设计意义：
随着经济的发展，究竟这种重要的工业原料被广泛用于化工、塑料、橡胶、农药、化妆品及军工等工业部门。且石油资源趋于缺乏、全球环境污染的日益加剧，各国纷纷开始开发新型能源。燃料乙醇是目前为止最理想的石油替代能源，它的生产方法以发酵为主。菌种的优劣对发酵效果的影响非常大，能够筛选出具有优良性状的菌株及对菌株进行改良，对于降低生产成本，乃至实现酒精的大规模工业化生产，解决能源危机都有着重大意义。
在我国石油年消费以13%的速度增长，2004年进口原油量超过1亿吨，是世界第二大的石油进口国。我国燃料乙醇起步虽然较晚，但发展迅速，以成为继巴西美国之后世界第三大燃料乙醇生产国。2001年4月，原国家计委发布了中国实施车用汽油添加燃料乙醇的相关办法，同时国家质量技术监督局颁布了“变性燃料乙醇”和“车用燃料乙醇汽油”2个国家标准。作为试点，国家耗资50余亿元建立4个以消化“陈化粮”为主要目标的燃料乙醇生产企业。2006年，我国燃料乙醇生产能力达到102万t，已实现年混配1020万t燃料乙醇汽油的能力。2002年车用汽油消耗量占汽油产量的87.9%，如果按10%比例添加生产燃料酒精换算，需要燃料酒精381万吨，而全年酒精总产量仅为20.7万吨，如果在不久将来，能用燃料酒精替代500万吨等量的汽油，就可以为我国节省外汇15亿美元。在目前中国人均石油开采储量仅为2.6吨的低水平条件下，开发新能源成为社会发展，推动经济增长的动力，燃料酒精作为国家战略部署的新型能源之一，在我国具有广阔的市场前景。
第二章选址
③交通运输条件：交通便利
④协作条件
2.3 选择厂址
根据以上原则及要求，我们选择浙江省衢州市龙游县
依据：交通便利，空气清洁，无污染，水质好，水源丰富，原料（生产糖蜜的厂家）丰富
衢州市位于浙江省西部，钱塘江上游，东与金华、丽水、杭州三市相交，南接福建，西连江西，北邻安徽，是闽浙赣皖四省边际中心城市，公路、铁路交错纵横，水运、空运发达，交通便利，素有“四省通衢”
之称。同时衢州森林覆盖率达70%，环境优美，闲置土地资源丰富。而且龙游县为了招商引资，提供了一系列优惠政策，工业用地价格为6万元/亩，工业用电价格平均0.76元/度，工业用水1.1元/吨，五年内企业所得税全额补贴，所以，该地适合建厂。
第三章厂区规划
3.1全厂总平面设计
厂区总平面的布置采用联合式布置形式。生产车间集中建在厂区西南侧，属下风向，这样有利于物料的运输，节省管子材料。锅炉房配电站在厂区中央，有利于向各个部门输配电及供热，但热电厂和锅炉间则建在厂区最西侧。职工宿舍远离车间，在上风向。厂区周围设有花草，美化环境。
3.2车间内发酵设备的布置
由于酒精发酵周期长，发酵罐数量较多，发酵罐间的距离为4.0m，离墙的距离应大于1m，每两列发酵罐间应留有足够的人行通道和操作面，距离为3.0m。发酵罐用水泥支座落地安装，罐底有出料阀门，罐底离地面距离1.2m。
3.3车间内蒸馏设备布置
蒸馏设备为半露天布置。车间为一层，把较低的塔设备置于车间内，基本上处于一条线，再沸器、分凝器、预热器、泵等小设备也放在车间内。较高的塔露天布置，其中包括醪塔、精馏塔。塔顶布置一组冷凝器，利用重力回流，节省能源消耗，同时也节约厂房造价。塔与塔的间距为2m以上，塔距墙为1m以上。塔的人孔尽可能朝同一方，人孔的中心高度距楼面为1m左右。塔的视镜也尽可能朝同一方向。。
车间或部门的组成
车间内容
生产车间发酵车间，蒸馏车间
动力车间锅炉房、水泵房、变电房
辅助车间机修、污水处理站
仓库原料、成品
公共设备食堂、宿舍、医务所、车库、门卫、办公室
第四章工艺计算
第二章生产流程的确定
2.1 工艺指标和基础数据
1、生产规模:50000 t/a
2、生产方法:单浓度连续发酵、差压式二塔蒸馏、吸附脱水技术
3、生产天数:每年250天
4、酒精日产量:200 t
5、酒精年产量: 49998 t
6、副产品年产量:次级酒精占酒精总量的2%
7、杂醇油量:为成品酒精量的0.3%
8、产品质量：燃料酒精[乙醇含量为99.5%(v/v)]
9、糖蜜原料：含可发酵性糖50﹪
10、发酵率：90﹪
11、蒸馏率：98﹪
12、发酵周期：48小时
13、发酵温度：28～34℃
14、硫酸铵用量：1Kg/t糖蜜
15、硫酸用量：5Kg/t糖蜜
16、酒精质量标准根据国家标准生产（见表1-1）
表1-1 无水酒精质量标准GB678—90
检验项目计量单位或
符号
产品等级
优级分析化学
乙醇%(V/V)≥99.8 99.7 99.5
密度(20℃) g/ml 0.789-
0.791
0.789-
0.791
0.789-
0.791
与水混合试验合格
蒸发残渣% 0.0005 0.001 0.001 水份%(v/v) 0.2 0.3 0.5 酸度mmol/100g 0.02 0.04 0.1 碱度(以OH计) mmol/100g 0.005 0.01 0.03 甲醇% 0.02 0.05 0.2 异丙醇% 0.003 0.01 0.05 羰基化合物(以
CO计)
% 0.003 0.003 0.005 还原高锰酸钾
物质(以O计)
% 0.00025 0.00025 0.0006 外观清澈透明
易碳化物质合格
2.2 工艺流程
1、原料的预处理包括添加絮凝剂、静止澄清、加酸等过程；
2、糖蜜稀释采用连续稀释；
3、酵母菌发酵
4、分离纯化本
5、生产工艺流程图（见图2-1）
第三章工艺计算
3.1物料衡算
3.1.1 原料消耗量计算（基准：1吨无水乙醇）
1、糖蜜原料生产酒精的总化学反应式为：
C12H22O11＋H2O→2C6H12O6→4C2H5OH＋4CO2↑
342 360 184 176 X
1000
2、生产1000Kg 无水酒精的理论蔗糖消耗量： 1000×（342÷184）﹦1858.7（㎏）
3、生产1000Kg 燃料酒精(燃料酒精中的乙醇99.5%（V ）以上，相当于99.18%（m ）)的理论蔗糖消耗量：
1858.7×99.18％﹦1843.5（㎏）
4、生产1000Kg 燃料酒精实际蔗糖消耗量（生产过程中蒸馏率为98﹪，发酵率为90﹪）：
1843.5÷98﹪÷90﹪﹦2090（㎏）
5、生产1000Kg 燃料酒精糖蜜原料消耗量（糖蜜原料含可发酵性糖50%）： 2090÷50﹪=4180（Kg ）
6、生产1000Kg 无水酒精量（扣除蒸馏损失生产1000kg 无水酒精耗糖蜜量为）： 1858.7÷90﹪÷50﹪=4130.4（kg ） 3.1.2 发酵醪量的计算：
酒母培养和发酵过程放出二氧化碳量为：
968184
17698
99.18
10000
00
0=?
?
单浓度酒精连续发酵工艺，把含固形物88﹪的糖蜜稀释成浓度为25﹪的稀糖液经连续稀释器可得稀糖液量为： 4180×85﹪/25﹪=14212（kg ） 即发酵醪量为：14212kg
酒母繁殖和发酵过程中放出968Kg 的二氧化碳，且酒精捕集器稀酒精为发酵醪量的6﹪，则蒸馏发酵醪的量为：
（14212-968）×（1.00+6﹪）=14039（kg ） 蒸馏发酵成熟醪的酒精浓度为：
00
014
.714039
98
99.181000=??
3.1.3成品与废醪量的计算
糖蜜原料杂醇油产量约为成品酒精的0.25～0.35﹪，以0.3﹪计，则杂醇油量为1000×0.3﹪ =3（kg ）
醪液进醪温度为t 1=55℃，塔底排醪温度为t 4=85℃，成熟醪酒精浓度为
B 1=7.14﹪，塔顶上升蒸汽的酒精浓度50﹪（v ）即42.43﹪（w ），生产1000Kg 酒精则
醪塔上升蒸汽量为：
V 1=14039×7.14﹪÷42.43﹪=2363（kg ） 残留液量为：
W X =14039-2363=11676（kg ） 成熟醪量比热容为：
C 1=4.18×（1.019-0.95B 1） =4.18×（1.019-0.95×7.14﹪） =3.98[KJ/（Kg·K）] 成熟醪带入塔的热量为：
Q 1=F 1C 1t1=14039×3.98×55=3.08×106
（KJ ） 蒸馏残液内固形物浓度为： 0
011259
.811676
14
.714039=?=
=
X
W B F B
蒸馏残留液的比热：
[])/(04.4)59
.8378.01(18.4)378.01(18.40
022K kg KJ B C ?=?-?=-=
塔底残留液带出热量为：
)(1001.48504.411676642'4KJ t C W Q X ?=??=??=
查附录得42.43﹪酒精蒸汽焓为2045KJ/Kg 。故上升蒸汽带出的量为： )(1083.420452363613KJ i V Q ?=?==
塔底真空度为-0.05MPa （表压），蒸汽加热焓为2644KJ/Kg ，又蒸馏过程热损失Qn 可取传递总热量的1﹪，根据热量衡算，可得消耗的蒸汽量为：
)
(254299
)8518.42644(10
08.31001.41083.40
06
6
6
4
1
'
431kg t C I Q Q Q Q D W n =??-?-?+?=
--++=
若采用直接蒸汽加热，则塔底排出废醪量为：
=+1D W X 11676+2542=14218（kg ） 3.1.4 年产量为1万吨燃料酒精的总物料衡算 工厂年开工为250 天。
日产产品酒精量：10000／250﹦40（t ）
每小时酒精量：40×1000÷24=1667（Kg ）=1.667(t)
实际年产量（次级酒精忽略不计）：1.667×24×250=10002（t/a ） 主要原料糖蜜用量：
日耗量：4180×40==167200（kg）=167.2(t)
年耗量：167.2×250=41800（t）
每小时产次级酒精：1667×（2÷98）=34.02（kg）
实际年产次级酒精：34.02×24×250=204120(Kg)=204.12（t/a）表3-1 200000t/a糖蜜原料酒精厂物料衡算表
物料衡算
生产
1000Kg99.5%
酒精物料量
每小时
（Kg）
每天
（t）
每年
（t）
燃料酒精1000 1667 40 10002
糖蜜原料4180 6967 167.241800
次级酒精20 33.34 0.8 200
发酵醪14212 23687.8 568.48 142120
蒸馏发酵醪14039 23399.45 561.56 140390
杂醇油 3 5 0.12 30
二氧化碳968 1613.4 38.72 96800
醪塔废醪量14218 23701.4 568.7 142178.6
3.1.5稀释工段的物料衡算物料衡算
糖蜜稀释用水量（以每生产1000kg酒精计算）
稀释成25﹪稀糖液用水量为：
W1= 14212-4180=10032 (kg)
则生产1万吨酒精每小时需要稀释用水量：10032×1677÷1000=16723.4(kg/h) 生产1万吨酒精一年需要的稀释用水量：10032×10000=1.0032×108（t/a）
营养盐添加量:
选用氮量21﹪的硫酸铵作为氮源，每吨糖蜜添加1Kg，则每生产1000kg酒精：硫酸铵年耗量为：41800×1=41800（kg/a）=41.8（t/a）4.18t 4.18kg 41800t
日耗量：41800÷250=167.2（kg/d）
每小时耗量：167.2÷24=7（kg/h）
则生产1万吨酒精一年需要硫酸铵用量：41.8×10000=4.18×105（t/a）
3、硫酸用量]
稀释酒母稀糖液用酸5Kg/t 糖蜜：
年用量：41800×5=20900（kg/a ）=20.9（t/a ） 日用量：20900÷250=83.6（kg ）
每小时用量：83.6÷24=3.5（kg/h ）
则生产1万吨酒精硫酸铵一年用量：20.9×10000=2.09×105
表3-2 稀释工段各物料用量（5万吨产量计算） 物料 用量(t/a) 糖蜜稀释用水量 1.0032×108 营养盐添加量 4.18×105 硫酸用量 2.09×105 3.2 热量衡算 3.2.1 发酵工段
现生产10000t/a ，要每小时投入糖蜜量6967kg/h ，则无水酒精量为： 6867×1000÷4130.4=1686.76（kg/h ）
以葡萄糖为碳源，酒母发酵每生成1kg 酒精放出的热量约为1170KJ 左右，则发酵和培养酒母每小时放出的热量为： Q=1170×1667=1.97×106（KJ/h ）
发酵酒母冷却水初'1w t =20℃，终温'
'2w t =27℃，平均耗水量为：
)/(4.67327)
2027(18.410
97.1)
(6
''2
'
1
h kg t
t
C Q W w w e =-??=
-=
酒母发酵
酒母酒精捕集用水为：（待蒸馏发酵醪液量为F=23399.45kg/h ）
5﹪F÷1.06=5﹪×23399.45÷1.06=1103.7（kg/h ） 发酵洗罐用水为：（每15天洗一次）
2﹪F÷1.06=2﹪×23399.45÷1.06=441.5（kg/15天）
则在发酵工段总用水量W 发酵工段=1103.7+441.5+67327.4=68872.6（kg/h ）
3.2.2 蒸馏工段
按采用差压蒸馏两塔流程计算，进醪塔浓度为7.14﹪，出醪塔酒精蒸汽浓度为50﹪.
1、醪塔
图2-1 醪塔的物料和热量平衡图
醪液预热至55℃，进入醪塔蒸馏，酒精质量分数为7.14﹪，沸点92.4℃，取上升蒸汽浓度为50﹪（v ），即42.43﹪（w ）。塔顶温度75℃，塔底温度85℃。则塔顶上升蒸汽热焓量i 1=2045kJ/kg 。加热蒸汽取0.05MPa 绝对压力，则其热焓量I 1=2644KJ/kg 。 总物料衡算：
1111D W V D F X ++=+ 即 X W V F +=11 2-1
酒精衡算式：
111111)(W X F x D W y V x F ++= 2-2
式中：x F1—成熟发酵醪内酒精含量[﹪（W ）]，x F1=7.14﹪。 y 1—塔顶上升蒸汽中酒精浓度[﹪（W ）]，y 1=42.43 ﹪。
X W1—塔底排出废糟内的酒精浓度[﹪（W ）]，塔底允许逃酒在0.04﹪以下，取x W1=0.04﹪。热量衡算式：
11e 11111111)(n W W X F F Q t C D C W i V I D t C F +++=+ 2-3
设C F1=3.98KJ/（kg·h），C W =4.04KJ/（kg·k），C e =4.18KJ/（kg·k），并取热损失Q n1=1﹪D 1I 1，t F1=55℃，t W1=85℃，F 1=23399.45（kg/h ） 联解2-1、2-2、2-3求得
V 1=3914.45（kg/h ），W x =19485（kg/h ），D 1=5063（kg/h ） 一般醪塔采用直接蒸汽加热，塔底醪排出量为：
G 1=W X +D 1=19485+5063=24548（kg/h ）
表3-3 年产1万吨酒精厂蒸馏工段醪塔物料热量汇总表
进入系统
离开系统
项目 物料（kg/h ） 热量（kJ/h ） 项目 物料（kg/h ）
热量（kj/h ）
成熟醪F1
23399.45
F1C F1t F1
3.05×107
蒸馏
残液
W X
19485
W X C W t W1
2.8×107
加热蒸汽D1
5063
D1I1
1.34×107
上升
蒸汽
V1
3914.45
V1i1
8×106
加热
蒸汽
D1
5063
D1t W1C e
7.57×106
热损
失
Q n1
1.34×105
累计28462.45 4.39×107累计28462.45 4.37×107
2、精馏塔
塔顶温度105℃，塔底130℃，进汽温度130℃，出塔浓度为96﹪（v），即93.84﹪（w）。
出塔酒精量为：P=1667×99.18/93.84=1761.9(kg/h)
每小时醛酒量因为醛酒占出塔酒精的2﹪，则每小时的醛酒量为：A=2﹪×1761.9=35.24(kg/h)
（3）P′= P–A =1761.9－35.24=1726.66(kg/h)
图2-2 精馏塔的物料和热量衡算图
在精馏塔中，塔顶酒精蒸汽经粗馏塔底再沸器冷凝后，除回流外，还将少量酒精送到洗涤塔再次提净。据经验值，此少量酒精约为精馏塔馏出塔酒精的2%左右，则其量为：
Pe=P，×2%=1726.66×2%=34.5（kg/h）
酒精被加热蒸汽汽化逐板增浓,在塔板液相浓度55﹪(v)出汽相抽取部分冷
凝去杂醇油分离器,这部分冷凝液称杂醇油酒精,数量为塔顶馏出塔酒精的2﹪左右,其中包括杂醇油m 0=0.3﹪(P′+A)=5.3(kg/h),故H=(P′+P e )×2﹪=（1726.66+34.5）×2﹪=35(kg/h)
在杂醇油分离器内约加入4倍水稀释,分油后的稀酒精用塔底的蒸馏废水经预热到t H =80℃,仍回入精馏塔,这部分稀酒精量为: H′= (1+4)H–m 0 = 5H –m 0=5×35-5.3=169.7(kg/h) （6）物料平衡:
F 2 + D 2 + H′= P′+ P e + H + D 3 + W’x
则: W’x = F 2 + H′-P′-P e -H
=3914.45+169.7－1726.66－34.5－35 =2287.99 (kg/h) （7）热量平衡:
错误！未指定书签。P P e 22F2F22C t )P'P (R 'I D t C F ++++H H t C H
=2W2X
2H
P P 2Cw t )W D (Hi C t P'i )P'Pe )(1R (n Q +'++++++ 式中 R —精馏塔回流比一般为3～4，取3
I 2—精馏塔加热蒸汽热含量，0.6Mpa 绝对压力，I 2=2652(kJ/h) t H —为回流稀酒精进塔温度t H =80℃
C H —为杂醇油分离器稀酒精比热，稀酒精浓度为： 0
000'20
.137
.169)
3.535(2.75'
)
(=-?=
-=
H m H x x
H H
，
查得起比热为C H =4.43KJ/（kg·k），75.2﹪—为杂醇油酒精的重量百分浓度，与液相浓度55﹪（v ）相平衡。
t P —出塔酒精的饱和温度(78.3℃)
C P —出塔酒精的比热，应为2.80[kJ/（kg.K ）] i 2—塔顶上升蒸汽热含量,i 2=1163.2 (kJ/kg) i H —杂醇油酒精蒸汽热含量,应为i H =1496(kJ/kg) t w2—精馏塔塔底温度，取130℃
C w 取4.04KJ/（kg·k）
Q n2—精馏塔热损失,Q n3=2%D 2I 2
C F2—进塔酒精的比热，取C F3=4.16(kJ/kg) t F2—进料温度，取90℃ W’x 上面算得2287.99kg/h 计算可得：
D 2=2243(kg/h) 塔底排出的废水： G=D 2+W
，x=
2243+2287.99=4530.99（kg/h ）
计算蒸馏工段的蒸馏效率： %213.9845
.233997.14%9.176193.13%F x P x 1
F1P P =??=
=
η
表2-4 年产1万吨酒精工厂蒸馏工段精馏塔物料热量衡算汇总表
进入系统
离开系统
项目 物料（kg/h ） 热量（kJ/h ） 项目 物料（kg/h ） 热量（kj/h ） 脱醛液 F 2 3914.45 F 2C F2t F2 5.9×106
96﹪酒精 P′ 1726.66 P′C P t P 1.69×106
加热蒸汽 D 2 2243
D 2I 2 5.9×106
次级酒精 P e 34.5 — — 稀酒精 '
H
169.7 '
H C H t H
2.65 ×105 杂醇
油酒精蒸汽 H 35 Hi H 0.52×105 回流液
— —
R(P e + P`)C p t p
5.2×106
蒸馏废水 W x +D 2 4530.99 (W x +D 2) t W 2C w 7.37×106
上升
蒸汽 — — (R+1) (P e + P`) i 2 8.2×106 热损失
— — Q n2 0.12×106 累计 6327.15 1.72×107 累计
6327.15
1.74×107
3.3 供水衡算
利用酒母发酵的冷却废水进行冷却，这样可以节省冷凝水用量。 3.3.1精馏塔分凝器冷却用水 精馏塔分凝器热量衡算有：
（R 2+1）（P′+P e ）i 2= W 精馏C W （'
3H t -t H3）
W 精馏分凝)
'(P P 1R i 33e 2
H H W t t C -++=
））（（，
精馏塔回流比R 为3
塔顶上升蒸汽热焓i 2 =1163.2KJ/kg
冷却水进出口温度t H3、'3H t ，取t H3=20℃，'
3
H t =85℃ C w 取4.04kj/kg
则精馏塔冷凝器冷却用水为：
W 精馏分凝=31204.59 kg/h
3.3.2成品酒精冷却和杂醇油分离器稀释用水
成品酒精冷却使用20℃的河水，根据热量衡算，耗水量为：
)
()(P'2'
2
'
H H W P P P t t
C t t C W --=
成品
C P 为成品酒精比热容为2.90KJ/（kg·K）
P t 、'
P t 为成品酒精冷却前后的温度，分别为78.3℃、30℃
2H t 、'
2H t 为冷却水进出口温度，分别为20℃、40℃
C w =4.04 KJ/（kg·K） 则成品酒精冷却水用量为：
W 成品=2993.23kg/h
在杂醇油分离器内加入4倍的水稀释，则稀释用水量为：
W 杂醇油分离=4 H=4×35=140kg/h 3.3.3总用水量 蒸馏车间总用水量为：
W 蒸馏工段=W 精馏分凝+W 成品+W 杂醇油分离=34337.82（kg/h ）
表3-1各工段用水量及总用水量
工段 稀释工段 发酵工段 蒸馏工段 用水量（kg/h ） 16723.4
68872.6 34337.82
总计（kg/h ） 119933.82
3.4 其他衡算 3.
4.1供气衡算
由前面计算所得数据可知蒸馏工段蒸汽消耗：
D ＝D 1+D 2
＝5063+2243＝7306（kg/h ）
年耗蒸汽量为：
7306×24×250=43836(t)
酒精厂平均蒸汽用量：
酒精厂每小时平均蒸汽消耗量主要供给蒸馏工段，因此其消耗量由蒸馏量和损失组成，蒸汽总损失取蒸馏工段蒸汽消耗量的4%，则锅炉需要蒸发量为：7306×(100﹪+4%)=7598.24kg/h
使用热值为4000大卡的煤，假设锅炉效率为80%，则每吨煤能供生产使用50t新鲜蒸汽，则连续蒸馏煤消耗量为：
7598.24÷50000÷80﹪=0.189（t/h）
本设计选用的锅炉为工业中压（1.47—5.88Mp）中型（20—75t）的煤粉锅炉型号为YG80/3.82—M7 蒸发量为80t/h，额定温度为450℃
3.4.2供电衡算
根据我国糖蜜酒精连续发酵工艺技术指标[9]，设生产每吨酒精耗电40度，可估算酒精厂的用电：
40×10000=4×105（度/年）=1600（度/日）
考虑到此值为估算值，所以乘以一个富裕系数为120﹪：
1600×120﹪=1920（度/日）=4.8×105（度/年）
第六章设备计算
4.1发酵设备设计
采用连续发酵方式，根据物料衡算结果可知，每小时进入发酵罐的醪液体积流量为：23687.8kg/h，密度为1200 kg/m3[14]。
进入种子罐和1号发酵罐的醪液体积流量为W：
23687.8/1200=19.7=20m3/h
4.1.1发酵罐容积和个数的确定
（1）种子罐个数的确定：
为保证种子罐有足够种子，种子罐内醪液停留时间应在12h左右，则种子罐有效容积为：
V=20×12=240（m3）
取种子罐装料经验系数为80﹪，则种子罐全容积为：
V全=V/u=240/80%=300m3 取300m3
每个罐的容积为150m 3，则种子罐个数为：300/150=2（个）
(2)发酵罐体积。根据发酵罐现在的设备情况，从100 m 3
到500 m 3
，现在酒精厂一般采用300 m 3，按照有关情况和指导老师建议，我采用300 m 3，取H=2D ，h 1=h 2=0.1D
D —为发酵罐内径，（m ） H —为发酵罐高，（m ）
h 1、h 2—分别为发酵罐底封头高和上封头高，（m ）
发酵罐上均为标准椭圆形封头，下部为锥形封头，为了计算简便，假设其上下封头近似相同，则
)(500)6
1(h D 4
2H D 4
V 3
12
2
m D =+
?
+=
π
π
全
D=5.33m ，H=10.66m ，h 1=h 2=0.533m 发酵罐的表面积 圆柱形部分面积：
F 1=πDH=3.14×5.33×10.66=178m 2
由于椭圆形封头表面积没有精确的公式，所以可取近似等于锥形封头的表面积：F 2=F 3=
)m (23533
.0)2
33.5(
33.52
h )2
D (
D 22
2
22
22
=+??=
+ππ
发酵罐的总表面积：F=F 1+F 2+F 3=178+23+23=224m 2 （3）计算发酵罐数量：
上面已经写到，我设计的发酵罐规格为300 m 3
的规格，设总发酵时间为48小时,设发酵罐数为N 个，则发酵罐的有效容积[3] V 有效=WT/N---公式(1)
V 全容积×Ψ=V 有效--------公式（2） 式中W —每小时进料量；
T —发酵时间； N —发酵罐数
根据经验值，一样取发酵罐填充系数为Ψ=80%，则可以得到： 300×80%=20×(48-12)/N,
计算得到：N=3个)，则我们需要发酵罐N=3个 4.1.2糖蜜储罐个数的计算 糖蜜储罐采用800m 3
规格：
15天的糖蜜量为：V=167.2×15=2508 (t) 查得85Bx 的糖蜜密度为1450 kg/ m 3
则 V ＝2508×1000/1450＝1729.6（m 3） 设其装料系数为80﹪，则贮罐的全容积为： V 糖蜜 ＝1729.6/0.8＝2162（m 3） 2162/800=2.7（个） ，取3个 4.1.3冷却面积和冷却装置主要结构尺寸 （一）、总的发酵热：
Q=Q 1-(Q 2+Q 3) Q 1=GSq
)c
3B w t t F Q -=（α 式中 G —每罐发酵醪量（kg ） S —糖度降低百分值（﹪）
q —每公斤糖发酵放热（J ），查得418.6J Q 1—主发酵期每小时糖度降低1度所放出的热量
Q 2——代谢气体带走的蒸发热量，一般在5%—6%之间，我们估算时采用5% Q 3——不论发酵罐处于室内还是室外，均要向周围空间散发热量Q 3，具体计算看后面。
Q 1=（23399.45/3）×12×418.6×1﹪=3.92×105（KJ/h ） Q 2=5﹪Q 1=5﹪×3.923×105=1.96×104（KJ/h ）
发酵罐表面积的热散失计算：先求辐射对流联合给热系数，假定发酵罐外壁不包扎保温层，壁温最高可达35℃，生产厂所在地区夏季平均温度为27℃,则：
B
W 4
B 4W 4B W c t t ]
)100/T ()100/T [(C t t 1.7--+
-=+=辐对ααα
]
C h m kJ/[35]C h m kcal/[35.827
35]
100/)27732100/)35732[4.8827357.12
24
4
4
）（）
（（（???=???=-+-+?+
-?
=
可得：)h /kJ (62720)2735(35224Q 3=-??==6.30×104（kJ/h ）
需冷却管带走的单个发酵罐冷却热负荷为：
Q=Q 1-Q 2-Q 3=3.92×105-1.94×104-6.30×104=3.096×105
(kJ/h) 总发酵热为 ：Q 发酵=3.096×105×3=0.97×106(kJ/h)
（二）、冷却水耗量的计算
)/(1059.1)
2027(186.410
65.4)
(Q 5
6
12h kg t t C W P ?=-??=
-=
冷却
年产1000吨色氨酸发酵工厂的设计毕业论文 第一章绪论 色氨酸的分子式为:C11H12N2O2分子量为214.21,含氮13.72%,仅一氨基氮6.86%。色氨酸有三种光学异构体,L-色氨酸呈绢丝光泽、六角片状自色晶体,无臭,有甜味,水中溶解度1.14 g/l(25℃),溶于稀酸或稀碱,在碱液中较稳定,强酸中分解,微溶于乙醇,不溶于氯仿、乙醚。 色氨酸具有重要的生理作用。它是人体和动物生命活动中必需的氨基酸之一，对人和动物的生长发育和新代谢起着重要的作用。被称为第二必需氨基酸。广泛应用于医药、食品和饲料等方面。在生物体从L-色氨酸出发可合成4 一羟基色胺等激素以及色素、生物碱、辅酶、植物激素等生理活性物质。可预防和治疗糙皮病。同时具有消除精神紧、改善睡眠效果等功效。另外，由于色氨酸是一些植物蛋白中比较缺乏的氨基酸。用它强化食品和傲饲料添加剂对提高植物蛋白质的利用率具有重要的作用。它是继蛋氨酸和赖氨酸之后的第三大饲料添加氨基酸。 1.1 设计项目概述 （1）设计课题：年产1000t色氨酸工厂初步设计 （2）厂址：皖南地区 （3）重点车间：提取车间 （4）重点设备：发酵罐 （5）需要完成的设计图纸：全厂工艺流程图、全厂平面布置图、重点车间平面布置图，重点车间侧视图。 1.2 设计依据 （1）学校下达的毕业设计任务书和相关可行性报告，以及可靠的设计资料； （2）我国现行的有关设计和安装设计的规与标准； （3）其他氨基酸的发酵工艺及色氨酸的特性发酵。 1.3 设计围 （1）厂址选择及全厂概况介绍（地貌、资源、建设规模、人员）； （2）产品的生产方案、生产流程、及技术条件的制定； （3）重点车间详细工艺设计、工艺论证、设备选型及计算； （4）全厂物料、能量衡算； （5）车间布置和说明； .专业.专注.
35000吨味精工厂发酵车间设计
武汉轻工大学 《发酵(制药)工厂设计》课程计 说明书 设计题目：年产35000吨味精工厂发酵车间工艺设计 姓名 学号 10021 院 (系) 生物与制药工程学院 专业生物工程 指导教师陶兴无 2014 年 1月 10 日 35000吨味精工厂发酵车间工艺设计 xxx (武汉轻工大学生物与制药工程学院武汉430023)
摘要: 味精，学名“谷氨酸钠（C5H8NO4Na）”。谷氨酸是氨基酸的一种，也是蛋白质的最后分解产物。我们每天吃的食盐用水冲淡400 倍，已感觉不出咸味，普通蔗糖用水冲淡200 倍，也感觉不出甜味了，但谷氨酸钠，用于水稀释3000倍，仍能感觉到鲜味，因而得名“味精”。味精是采用微生物发酵的方法由粮食制成的现代调味品。本设计为年产味精厂35000吨味精工艺设计；以玉米淀粉为原料水解生成葡萄糖、利用谷氨酸生产细菌进行碳代谢、生物合成谷氨酸、谷氨酸与碱作用生成谷氨酸钠即味精为主体工艺，进行物料衡算、热量衡算、水衡算和设备选型计算，并绘制了发酵车间连续消毒工序流程图以及设备布置图。 关键词:味精，发酵车间，连消工序，工艺设计
Abstract: The design is an annual output of 40000 tons of monosodium glutamate for material balance calculation ， heat balance calculation， water balance calculation and the selection calculation of fermentor， process design; To hydrolysis of corn starch as raw materials to generate glucose， glutamic acid producing bacteria to use carbon metabolism， biosynthesis of glutamic acid ， glutamic acid and alkali to form a sodium glutamate or MSG is the main process， for material balance calculation ， heat balance calculation， water balance calculation and the selection calculation of fermentor， and mapped the structure of fermentation tank，fermentation process with control point map， the factory floor plan ，saccharification process map and the process map of extraction and purification . Key words: MSG， fermentation workshop， continuous disinfection processes，process design
一．啤酒工厂设计 (重点为糖化，发酵车间) 基础数据：生产规模：50，000吨／年(或100，000吨／年) 产品规格：12度(或10度)淡色啤酒 生产天数：300天／年 原料配比：麦芽：大米=70：30 原料利用率：98％ 麦芽水分：6％；大米水分：12％ 无水麦芽浸出率78％；无水大米浸出率：90％ 啤酒损失率(对热麦汁)：冷却损失：7％； 发酵损失：1.5％；过滤损失：1.5％： 装瓶损失：2％；总损失：12％ 糖化次数：生产旺季(150天) 8次／天 生产淡季(150天) 4次／天 工艺指标：由具体指导老师下达。 设计内容：1．根据以上设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与论证。 2．工艺计算：全厂的物料衡算；糖化车间的热量衡算(即蒸汽耗量的计算)；水用量的计算；发酵车间耗冷量计算。 3．糖化车间、发酵车间设备的选型计算：包括设备的容量，数量，主要的外形尺寸。 4．选择其中某一重点设备进行单体设备的详细化工计算与设计。 设计要求：1．根据以上设计内容，书写设计说明书(以《发酵工厂工艺设计概论》P．254车间初步设计说明书的编写要求书写)。 2．完成图纸两张(1号图纸)：全厂工艺流程图(初步设计阶段)，重点单体设备总装图。 二、酒精工厂设计 (重点为蒸煮糖化车间) 基础数据：生产规模：20，000吨／年（50，000吨／年） 产品规格：国标食用酒精 生产方法：以薯干为原料，双酶糖化，连续蒸煮，间歇发酵；三塔蒸馏 副产品：次级酒精(成品酒精的3％)杂醇油(成品酒精的O.6％) 原料：薯干(含淀粉68％，水分12％) 酶用量：高温一淀粉酶(20，000U／m1)：10 U／g原料 糖化酶(100，000U／m1)：150 U／g原料(糖化醪) 300 U／g原料(酒母醪) 硫酸铵用量：7kg／吨酒精 硫酸用量：5kg／吨酒精 蒸煮醪粉料加水比：1：2.5 发酵成熟醪酒精含量：11％(V) 酒母醪接种量：糖化醪的10％(V)
绪论 生物工程工厂设计概论：是一门以生物工艺学、生物制药学、ＧＭＰ和工程学及相关科学理论和工程技术为基础，综合性、实践性很强的应用性工程学科，是在学生基本学完大学全部课程，扎实掌握基本理论、工程技能及专业理论、专业知识的基础上开设的。其目的是培养学生具备生物工程工厂设计的工程能力和工程素质，结束毕业实习和毕业设计，完成工程师的综合性基本训练。 工厂设计基本的任务：是要作出体现国家有关方针政策，切合实际，安全适用，技术先进，经济效益和环境效益好的设计，为我国社会注意现代化建设服务。 工厂设计工作的内容包括参加建设项目的决策，编制各个阶段设计文件，配合施工和参加验收，进行总结的全过程。 第一章：基本建设程序 一个新建项目从计划建设到建成投产，按照建设项目发展的内在联系和发展过程，建设程序一般要经历：建设前期、建设期和交付使用期三个阶段。 建设前期的工程程序：１、项目建议书２、可行性报告３、设计任务书４、初步设计５、总概算 项目申请报告的主要内容：１、项目申请单位情况２、拟建项目情况３、建设用地及相关规划４、资源利用和能源耗用分析５、生态环境分析６、经济和社会效益分析７、建设与实施８、结论与建设９、有关附件 可行性研究报告内容：１、总类２、根据经济预测、市场预测确定项目建设规模和产品方案３、资源、原材料、动力、运输、供水等配套条件及公用设施落实情况４、建厂条件、厂址选择方案及总图布置方案５、工艺技术、主要设备选型、建设标准和相应的技术经济指标６、主要单项工程、公用辅助设备、总体布置方案和土建工程量估算７、环境保护、安全生产、劳动卫生、消防、ＧＭＰ等要求和采取的相应措施方案８、企业组织、劳动定员和人员培训设想９、建设工期和实施进度１０、投资估算和资金筹措１１、经济效益和社会效益评价１２、总论 设计任务书：是一个指令性的文件，是确定基本建设项目，编制设计文件的主要依据。 第二章：厂址选择与工厂总平面设计 厂址选择的总原则： 第一：厂址选择必须符合工业布局、符合所在地区、城市规划的要求，按照国家有关法律、法规及建设前期工作的规定进行。 第二：充分利用各地区的有利条件，避开或克服不利条件；充分利用当地人力、物力、财力和自然资源，环境保护；节约用地，不占用良田及经济效益高的土地，并符合国家现行土地管理、环境保护、水土保持等法规有关规定。 第三：使企业接近原料、能源产地和产品消费区，消除不合理运输；总体经济效益好，有利于加快国民经济发展和人民生活的提高。 具体厂址所在地点的选择，则要从场地的自然条件、技术经济条件及所在行业的特点三方面考虑，依次满足相应的条件
复习资料 1、简述酒精生产过程对淀粉原料进行糖化时的主要设备及作用。（1）主要设备：糖化工段主要设备由真空冷却气液分离器、真空泵、连续糖化罐及螺旋板式换热器。 （2）作用：①真空冷却气液分离器：蒸煮醪自接近常压的气液分离器出来经过减压阀，醪液产生大量的蒸汽，温度骤降，汽醪混合液流体以极高速度进入真空冷却气液分离器，醪液温度降至与容器真空度相对应的温度。因此气液分离器的设计主要是保证汽醪分离，输送曲液（糖化醪液稀释水）到喷射-蒸汽的湍流中是依靠发生引射的混合效果，使曲液与蒸煮醪充分接触。醪液冷却下来连续的流入糖化醪内。 ②真空泵：维持真空冷却气液分离器真空环境。 ③连续糖化罐：将已糖化醪或曲乳（液）混合，维持一定的发酵温度（60℃、30～45）,保持流动状态，淀粉在酶的作用下变成可发酵性糖。 ④螺旋板式换热器：螺旋板式换热器用于后冷却。 2、简述可行性研究的任务、意义和主要内容。 （1）任务：根据三级经济规划(包括国家、地区与行业的)要求，或根据市场经济的要求，对拟建(扩、改建)工程项目的技术性、经济性和工程实施性，进行全面调查、预测、分析和论证，做出是否合理可行的科学评价，最后写出可行性研究报告，为国家主管部门对项目做出决策提供可靠依据。
（2）意义：可行性研究实质是对投建的工程项目，进行全面的技术经济分析，从而避免和减少建设项目决策的失误，提高建设投资的综合效益，是决定项目投资命运的关键。如果没有可行性研究，或者有研究但不深入、分析预测不准确、经济评价不科学，都会对项目的投资与投产带来难以弥补的经济损失。 （3）主要内容：1、总论（项目背景，研究工作依据和范围） 2、根据经济预测、市场预测确定项目建设的规模和产品方案 3、资源、原材料、动力、运输、供水等配套条件及公用设施的落实情况 4、建厂条件、厂址选择方案及总图布置方案 5、工艺技术、主要设备选型、建设标准及相应的技术经济指标 6、主要单项项目、公用辅助设备、总体布置方案和土建工程量估计 7、环境保护、安全生产、劳动卫生、消防、等要求和采取的相 应措施方案 8、企业组织、劳动定员和人员培训设想 9、建设工期和实施进度 10、投资估算和资金筹措 11、经济效益和社会效益评价 12、结论
生物工程工厂设计概论（考试题） 一、名字解释 柱网：柱子的纵向和横向定位轴线垂直相交，在平面上排列所构成的网格线，称为柱网 柱距：柱距是由横向定位轴线间的尺寸表示的 跨度：跨度是由纵向定位轴线间的尺寸表示的，跨度在18m和18m以下时，应采用3m的倍数，跨度在18m以上时，应采用6m的倍数。设备布置图：设备布置图是用来表示设备与建筑物、设备与设备之间的相对位置，并能直接指导设备的安装的重要技术文件。 相对标高：相对标高是把室内首层地面高度为相对标高的零点，用于建筑物施工图的标高标注。 GMP：药品生产管理规范，是药品生产质量管理的基本准则，适用于药品制剂生产的全过程和原料药生产中影响成品质量的关键工序。公称直径：管子的公称直径是指管子的名义直径，即不是管子内径，也不是它的外径，而是与管子的外径相近又小于外径的一个数值。公称压力：通称压力，一般应大于或等于实际工作的最大压力。 清洁生产：是实现可持续发展战略的需要，它彻底改变了过去被动的、滞后的污染控制手段，从根本上扬弃了末端治理的弊端，强调在污染产生之前就予以削减，即在产品及其生产过程并在服务中减少污染物的产生和对环境的不利影响。 二、填空题 1、生物工程工厂生产车间一般由、、等部分组成。 2、厂房的框架结构是由和组成。 3、生物制药的车间布置设计必须达到对洁净厂房的要求。
4、空气洁净的含义，其一是指，其二是指。 5、生物工程工厂建筑物按厂房的层数分类，可分为，和厂房三类，主要由生产工艺特点和工艺设备布置要求所决定。 6、生物工程工厂厂房外形一般有、、、和型等数种。 7、生物工程工厂常用的管材有、、、。 8、管道布置设计的主要依据是带控制点的、、、等。 9、按锅炉燃用的燃料可分为：、和。 三、简答题 1、车间布置设计的任务 （1）确定车间火灾危险类别、爆炸和火灾危险性场所等级、GMP洁净度等级、卫生等级等 （2）确定车间的结型式及主要尺寸，并对生产区、辅助区、行政生活区位置进行布局； （3）确定车间所有设备在车间建筑平面和空间的相对位置。 2、车间布置设计的内容 （1）厂房整体布置和轮廓设计 厂房边墙的轮廓、车间建筑的轮廓、跨度、柱距等；门窗楼梯的位置；吊装孔、预留孔、地坑等位置尺寸；标高 （2）设备的排列和布置 设备外形的几何轮廓；设备的定位尺寸；操作台位置及标高
例 题 计 算 过 程 1.某厂年产100万m 2釉面砖，产品规格152×152×5mm ，物料平衡计算的主要参数及结果见表1及表2。 解：A 计算过程如下 ⑴年产量 年出窑量=100×104m 2×10kg/m 2×10-3kg=10000 （t ） ⑵釉烧 年装窑量= 烧成废品率 年出窑量 -1 = )/(7.108%8110022 年万万m m =- =年/10870 t ⑶装窑、施釉 年施釉量=% 11/7.10812-= -年 万施釉废品率年装窑量m =年年/10980/10983 2t m = 年需釉料量10980×6%=658.8t/年
⑷素烧、干燥 年干燥量（釉+坯）= % 1518 .109,1-= -干燥损失率素烧年施釉量 =年万/2.1292m 换算成t/年： 坯：釉=94:6 ∴坯重9.4kg/m 2 坯年干燥量= 灼减 坯重 坯釉年干燥量-?+1)( % 8110/4.9102.1293224-???=-m kg m =)/(13198 年t ⑸成型 年成型量=% 1012.12912-= -年 万成型损失率坯年干燥量m )/(6.1432年万m = = )/(14665% 10113198 年t =- 规格152×152×5mm 的釉面砖1m 2以44片计 成型量（万片/年）=143.6×44=6314(万片/年) ⑹喷雾干燥 年喷雾干燥量= 年喷干损失率年成型量/15437% 5114665 1t =-=- ⑺新坯料加工量（干基） 新坯料加工量（干基）年回坯量年喷雾干燥量-= )(成型回坯率年成型量喷干回坯率年喷干量年喷雾干燥量?+?-= =)/%](814665%315437[)/(15437 年年t t ?+?==)/(13800年t 表2 坯用原料加工量计算表（干基）
第一章 1、建设程序的三阶段：建设前期、建设期和交付使用期。 简述发酵工厂建设基本程序 1）建设前期项目建议书可行性研究报告设计任务书初步设计和总概算 2）建设期阶段批准的初步设计和总概算→设计单位、筹建单位、施工单位准备→施工安装总进度表→开工报告→上报→开工建设→单项工厂验收→调试→试运行→主管部门验收→移交生产 3）生产期阶段 2、项目申请报告的内容 1）项目申报单位情况； 2）拟建项目情况； 3）建设用地及相关规划； 4）资源情况利用和能耗分析； 5）生态环境影响分析； 6）经济效益和社会效益分析； 7）建设与实施； 8）结论与建议； 9）有关附件。 3、可行性研究的任务和意义 可行性研究，是按照批准的项目建议书，由上级主管部门组织，也可委托咨询机构或者设计单位进行。其任务是对拟建项目的技术性、经济性和工程可实施性进行全面的调查、分析和论证，做出是否合理可行的科学评价，最后写出可行性研究报告，为国家主管部门对项目做出决策提供可靠依据。 意义是对拟建工程项目进行全面的技术经济分析，从而避免和减少建设项目决策的失误，提高建设投资的综合效益，是决定项目投资命运的关键。 4、可行性研究的内容 1 总论 1）研究工作的目的、依据和范围； 2）项目提出的背景、投资的必要性和经济意义； 3）研究工作概况及结论。 2 市场需求预测和建设规模 1）国内外市场需求情况的预测； 2）国内现有工厂生产能力的估计； 3）销售预测、价格分析、产品竞争能力； 4）产品方案和发展远景的技术经济比较及分析； 5）拟建工程的最佳规模 3 原材料、燃料及资源情况及公共设施落实情况 1）原料、辅助材料、燃料的种类、数量、来源和供应情况； 2）公用资源设施的数量、供应方式和供应条件。 4 建厂条件和厂址方案及总图布置方案 1）厂址地理自然条件（指位置、地形、海拔、地质、气象、水文等）以及社会经济现状； 2）交通、运输及水、汽、电等现状和发展趋势； 3）生活设施状况和协作条件； 4）厂址比较和选择意见。 5 设计方案
生物工程工厂设计概论复习思考题 1、项目建议书与可研报告一般应分别包括哪些内容？ 项目建议书的内容:1、项目名称2、项目建设的必要性与依据3、产品方案、市场预测、拟建规模与建设地点的初步设想;4、资源情况、建设条件、协作关系与技术、设备可能的引进国别、厂商的初步分析;5、环境保护;6、投资估算与资金筹措设想,包括偿还贷款能力的大体预算;7、项目实施规划设想;8、工厂组织与劳动定员估算;9、经济效果与社会效益的初步估算。 可行性研究报告的内容:1、总论2、市场需求预测与建设规模3、原材料、燃料及资源情况4、建厂条件与厂址方案5、设计方案6、环境保护调查环境情况,预测项目对环境的影响,提出环境保护与三废治理的初步方案7、企业组织、劳动定员与人员培训8、投资估算与资金筹措 2、初步设计可以分为哪三种情况？初步设计阶段包括哪些内容？ 按工程规模的大小、工程的重要性、技术的复杂性、设计条件的成熟度及设计水平的高低分为三阶段设计、两阶段设计、一阶段设计三种情况。 主要内容有:1、设计文件(1)、设计依据及设计范围(2)、设计的指导思想、建设规模与产品方案(3)、生产方法及工艺流程的比较、选择与阐述(4)、主要生产技术经济指标与生产定额(5)、主要设备的选型及计算(6)、车间布置的说明(7)、存在的问题及解决问题的建议2、设计图纸(1)、生产流程图(2)、车间设备布置图(3)全厂总平面布置图(4)、主要生产设备与电动机一览表(5)、主要材料估算表等。 3、厂址选择的重要性。厂址选择应当考虑哪些因素？ 厂址选择正确与否,不仅关系到建厂过程中能否以最省的投资费用,按质按量按期完成工厂设计中所提出的各项指标,而且对投产后的长期生产、技术管理与发展远景,都有着很大的影响,并同国家地区的工业布局与城市规划有着密切的关系。因此,厂址选择就是百年大计问题,至关重要。 厂址选择的概念包括地点选择与场地选择两个层次。地点选择就是对所建厂在某地区内的方位(即地理坐标)及其所处的自然环境状况,进行勘测调查,对比分析。场地选择就是对所建厂在某地点处的面积大小、场地外形及其潜在的技术经济性,进行周密的调查、预测、对比分析,作为确定厂址的依据。 (1)、厂址位置要符合城市规划与微生物发酵工厂对环境的特殊要求(2)、厂址要接近原料、燃料基地与产品销售市场,还要接近水源与电源(3)、具有良好的交通运输条件(4)、场地有效利用系数高,并有远景规划的总体布局(5)、有一定的基建施工条件与投产后的协作条件(6)、厂址选择要有利于“三废”处理,保证环境卫生。 4、厂址选择工作一般分为准备工作、现场勘查与编写报告三个阶段,请简单介绍这三个阶段分别应当做些什么工作？ 准备工作阶段:1、组织准备:由主管建厂的国家部门组织建设、设计、勘测等单位有关人员组成选厂工作组。2、技术准备:选厂工作人员在深入了解设计任务书内容与上级机关对建设的指示精神的基础上,拟订选厂工作计划,编制选厂各项指标及收集厂址资料提纲,包括厂区自然条件、技术经济条件的资料提纲。 现场勘查工作阶段:1、选厂工作组向厂址地区有关领导机关说明选厂工作计划。要求给予支持与协助,听取地区领导介绍厂址地区的政治、经济概况及可能作为几个厂点的具体情况。 2、进行踏测与勘探,摸清厂址厂区的地形、地势、地质、水文、场地外形与面积等自然条件,绘制草测图等。同时摸清厂址环境情况、动力资源、交通运输、给排水、可供利用的公用、生活设施等技术经济条件,以使厂址条件具体落实。
现代生物制药工厂设计理念 姓名：许忠福学号：201011805125 班级：生工101班 1、我国生物制药工厂发展概况 新中国成立后，制药工业取得了有目共睹的巨大成绩，1980年全国制药工厂共有800家，到1996年增至8000多家，2004年通过GMP达标的制约工厂有5000多家。尤其是生物制药异军突起，发展迅速。1953年青霉素在上海第三制药厂正式投产，1958年中国最大的抗生素生产厂华北制药厂建成，随后全国各地陆续建成一批抗生素生产厂，主要品种都能生产，不仅能满足国内需求，还能实现出口创汇。改革开放后，各地又建设了一批高新生物制药工厂，开发生产重组乙肝疫苗、痢疾疫苗、甲肝疫苗、狂犬疫苗、干扰素、重组人生长激素、促红细胞生成素、白细胞介素—2、各种诊断试剂等产品。 我国生物制药企业可分为如下三大类型： 1.1 中小型生化制药企业 在20世纪50--60年代逐步建成和发展起来，主要生产脏器制品和生化药物，如从猪胰脏中生产胰酶和胰岛索，从猪脑垂体中生产后叶针、缩宫素和加压素等。到20世纪80年代以后，随着生物分离工程技术的发展与应用，这类企业逐步壮大、整合、发展成为现代生化制药企业，如生产肝素钠和各种治疗酶的常州干红生化制药公司、生产胰岛素及其制剂的徐州万邦生化制药厂和生产玻璃酸钠及其制剂的山东正大福瑞达制药有限公司。 1.2 大型微生物制药企业 应用发醉工程和晦工程技术生产抗生素、有机酸、维生素和氨基酸类药物，如生产青霉素v甲、7—氨基—3—去乙酰氧基头孢烷酸(7—ADCA)和万古霉素等的华北抗生素制药厂，生产7—氨基头抱烷酸(7—ACA)、辛伐他汀和美伐他汀的浙江海正药业，生产大观霉素和头孢地嗪的山东鲁抗制药，以及中国维生素产业“四大家族”：东北制药总厂、江苏江山制药、维尔康药业和维生药业。氦基酸工业年生产能力已达20多万吨．其生产企业近百家，如湖北八峰氨基酸公司、浙江亚美生物化工股份有限公司、南昌化工(集团)有限责任公司和安徽科苑股份有限公司等。 1.3 现代生物工程制药企业 国内目前至少有3000多家单位从事生物工程研究，有200余家现代生物医药企业，50多家生物工程技术开发公司，已上市近30种生物技术药物，主要有基因工程药物、疫苗和单克隆抗体，并开始步人自主创新研发阶段。企业格局正向群落化、集约化转变，形成生物谷、生物城、生物岛等新模式。这类较大型的生产企业有长春生物制品研究所、成都科奥生物工程有限公司、上海生物制品研究所、沈阳三生制药股份有限公司、海南新大洲药业有限公司、长春长生基因药业股份有限公司、安微安科生物工程有限公司、深圳海王药业有限公司、珠海丽珠医药集团股份有限公司、北京四环生物制药有限公司等。 2、现代生物制药工厂设计理念 生物制药工厂工艺设计是指工艺工程师在一定工程目标的指导下，根据对拟建工程的要求，采用科学方法统筹规划，制定方案，对生物制药工厂进行扩建与技术改造时，从事的一种创造性工作。生物制药工厂工艺设计，不仅要具有一般制药工厂工艺设计知识．如生产工艺流程设
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计说明书 引言 味精是人们熟悉的鲜味剂，是L—谷氨酸单钠盐(Mono sodium glutamate)的一水化合物(HOOC-CH2CH(NH2)-COONa·H20)，具有旋光性，有D—型和L—型两种光学异构体。味精具有很强的鲜味(阈值为0. 03%)，现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。1987年3月，联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十九次会议，宣布取消对味精的食用限量，再次确认为一种安全可靠的食品添加剂［1］。早期味精是由酸法水解蛋白质进行制造的，自从1956年日本协和发酵公司用发酵法生产以后，发酵法生产迅速发展，目前世界各国均以此法进行生产。 谷氨酸发酵是通气发酵，也是我国目前通气发酵产业中，生产厂家最多、产品产量最大的产业［2］。该生产工艺和设备具有很强的典型性，本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍，以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。 设计内容为，了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程，根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程，并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大体分成三部分，第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择；第二部分包括发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型；第三部分是工艺流程和平面布置图。 由于我的水平有限，加之对先进设计的了解甚少，设计中有好多不足的地方敬请各位老师和同学批评指正。 1 味精生产工艺 1.1 味精生产工艺概述 味精生产全过程可划分为四个工艺阶段:(1)原料的预处理及淀粉水
第一章：基本建设程序和前期工作 基本建设程序的三个阶段：准备阶段，设计阶段，建厂阶段 三个阶段设计指：初步设计、技术设计和施工图设计。两阶段设计指：初步设计、施工图设计 项目建议书：1.项目名称、项目的主办单位及负责人2.项目内容、设立项目的理由及相关情况分析3.建厂地区或承办企业的基本情况4.产品名称、规格、生产能力及销售方向5.主要原料、燃料、材料、电力、交通运输和协作配套等方面的要求或者已经具备的条件6.资金的估算和来源7.项目的进度安排8.初步的技术、经济分析 可行性研究报告（1）总论（2）承办单位或企业的基本情况和条件（3）需求预测和产品规划（4）资源、原材料、燃料及公用设施情况（5）厂址方案和建厂条件（6）技术方案（7）环境保护（8）企业组织、劳动定员的人员培训（9）项目实施进度的建议（10）投资估算好资金筹措（11）产品成本估算（12）社会及经济效果评价 市场需求是前提，工艺技术是手段，效率利润是关键 设计任务书：（1）根据经济预测和市场预测确定项目建设规模和产品方案（2）资源、原材料、燃料和公用设施的落实情况（3）建厂条件和厂址方案（4）技术工艺、主要设备选型、建设标准和相应的技术经济指标（5）主要单项工程、公用辅助设施、协作配套工程的构成，全厂布置方案和土建工程量估算（6）环境保护、城市规划、防震、防洪、防空和文物保护等要求和采取相应措施方案（7）企业组织、劳动定员和人员培训设想（8）建设工期和实施进度（9）投资估算和资金筹措（10）经济效果和社会效益（11）附近 厂址选择：选择建厂的地区位置和选择建厂的具体厂址。建厂地区的选择：（1）靠近销售地区和原料基地，并有良好的燃料、电力供应（2）考虑当地运输和资源条件建厂地址的选择：（1）考虑地质条件，注意地下水位及侵蚀性等问题（2）尽量避免地形起伏变化过大，有一定坡度（大于21°），便于排水（3）避免在农业生产区建厂（风向）（4）无污染源 设计的方案：工艺流程方案、交通运输安排、人流跟物流的分流、环境评价 第二章总平面及运输设计 设计任务：在满足生产要求条件下将厂区划分及确定各建筑物相对位置（面积、形状） 设计程序：（1）确定建筑物的层数；（2）厂区内外交通形式，产品原料运输，车间与车间之间的运输、连通；（3）建筑物间的相互位置，按生产工艺流程走；（4）绘制总平面图，竖向图；（5）方案对比，两种或两种以上的方案。 总平面布置基本原则：①满足工艺条件下，周期短，资金周期短；②设置两个以上的门，人、货分开；③同类建筑集中布置；④建筑物外形简单、紧凑；⑤辅助设施靠近服务对象；⑥电源靠近负荷中心；⑦尽量直道少拐弯⑧采光、通风、风向；⑨考虑扩建，车间内预留、车间外预留，整个生产线全部预留；⑩合理利用地势，生产线从上往下布置；满足运输线路环保卫生要求；厂内生产区不设服务设施；合理布置的更美观。 主要措施：(1)厂区划分：生产区、辅助生产区、厂前区；(2)合理组织人流、物流、主厂门、货物门
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计 说明书 1 2020年4月19日
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计说明书 引言 味精是人们熟悉的鲜味剂,是L—谷氨酸单钠盐(Mono sodium glutamate)的一水化合物(HOOC-CH2CH(NH2)-COONa·H20),具有旋光性,有D—型和L—型两种光学异构体。味精具有很强的鲜味(阈值为0. 03%),现已成为人们普遍采用的鲜味剂,其消费量在国内外均呈上升趋势。1987年3月,联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十九次会议,宣布取消对味精的食用限量,再次确认为一种安全可靠的食品添加剂［1］。早期味精是由酸法水解蛋白质进行制造的,自从1956年日本协和发酵公司用发酵法生产以后,发酵法生产迅速发展,当前世界各国均以此法进行生产。 谷氨酸发酵是通气发酵,也是中国当前通气发酵产业中,生产厂家最多、产品产量最大的产业［2］。该生产工艺和设备具有很强的典型性,本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简 2 2020年4月19日
要介绍,以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。 设计内容为,了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程,根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程,并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后,画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。 整个设计内容大致分成三部分,第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择;第二部分包括发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型;第三部分是工艺流程和平面布置图。 由于我的水平有限,加之对先进设计的了解甚少,设计中有好多不足的地方敬请各位老师和同学批评指正。 1 味精生产工艺 1.1 味精生产工艺概述 3 2020年4月19日
目录第一章前言 1.1设计目的 1.2设计意义 第二章选址 2.1厂址选择原则 2.2厂址选择具体条件 2.3选择厂址 第三章厂区规划 3.1全厂总平面设计 3.2车间内发酵设备的布置 3.3车间内蒸馏设备布置 第四章工艺计算 第五章设备选型 第六章环保工程 6.1 废物总类 6.2 废物利用 6.3废气处理 6.4废水和废渣处理
第七章技术经济分析7.1 项目概算 7.2总投资估算
正文 第一章前言 1.2设计意义： 随着经济的发展，究竟这种重要的工业原料被广泛用于化工、塑料、橡胶、农药、化妆品及军工等工业部门。且石油资源趋于缺乏、全球环境污染的日益加剧，各国纷纷开始开发新型能源。燃料乙醇是目前为止最理想的石油替代能源，它的生产方法以发酵为主。菌种的优劣对发酵效果的影响非常大，能够筛选出具有优良性状的菌株及对菌株进行改良，对于降低生产成本，乃至实现酒精的大规模工业化生产，解决能源危机都有着重大意义。 在我国石油年消费以13%的速度增长，2004年进口原油量超过1亿吨，是世界第二大的石油进口国。我国燃料乙醇起步虽然较晚，但发展迅速，以成为继巴西美国之后世界第三大燃料乙醇生产国。2001年4月，原国家计委发布了中国实施车用汽油添加燃料乙醇的相关办法，同时国家质量技术监督局颁布了“变性燃料乙醇”和“车用燃料乙醇汽油”2个国家标准。作为试点，国家耗资50余亿元建立4个以消化“陈化粮”为主要目标的燃料乙醇生产企业。2006年，我国燃料乙醇生产能力达到102万t，已实现年混配1020万t燃料乙醇汽油的能力。2002年车用汽油消耗量占汽油产量的87.9%，如果按10%比例添加生产燃料酒精换算，需要燃料酒精381万吨，而全年酒精总产量仅为20.7万吨，如果在不久将来，能用燃料酒精替代500万吨等量的汽油，就可以为我国节省外汇15亿美元。在目前中国人均石油开采储量仅为2.6吨的低水平条件下，开发新能源成为社会发展，推动经济增长的动力，燃料酒精作为国家战略部署的新型能源之一，在我国具有广阔的市场前景。 第二章选址
年产一万吨味精发酵工厂设计摘要：味精是一种家常调味品，它采用面筋或淀粉用微生物发酵的方法制 成。别名又叫：味素、味粉、谷氨酸钠。味精又称味素，是调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠。 一．设计的任务及主要设计内容 1.生产工艺阶段 味精生产全过程可划分为四个工艺阶段：（1）.原料的预处理及淀粉水解糖的制备（2）.种子扩大培养及谷氨酸发酵（3）.谷氨酸的提取（4）.谷氨酸制取味精及味精成品加工 2.设计内容 主要设计内容包括（1）.工艺流程设计（2）.物料衡算（3）.设备的设计与选型（4）.车间布置设计及物料管道设计 二．工艺流程设计
三．物料衡算 1.计算指标 （2）二级种子培养基（g/L ）：水解糖50m ，糖蜜20，磷酸二铵钾1.0，硫酸镁0.6，玉米浆8，泡敌0.6，生物素0.02mg ，硫酸锰2mg/L ，硫酸亚铁2mg/L 。 （3）发酵初始培养基（g/L ）：水解糖150，糖蜜4，硫酸镁0.6，氯化钾0.8，磷酸0.2，生物素2μg ，泡敌1.0，接种量为8%。 2.物料衡算 首先计算生产1000Kg 纯度为100%的味精需耗用的原材料及其他物料量。 （1）设发酵初糖和流加高浓糖最终发酵液总糖浓度为220kg/m 3，则发酵液量为： 31 6.55m 122% 99.8%95%60%2201000 v =????= （2）发酵液配置需水解糖量 以纯糖计算：)(1441220m 11kg V == （3）二级种液量） （312m 0.5248%v v == （4）二级种子培养液所需水解糖总量）（kg 26.250v m 22== （5）生产1000kg 味精需水解糖总量） （kg 1467.2m m m 21=+= （6）耗用淀粉原料量 理论上，100kg 淀粉转化生成葡萄糖量为111kg ，故耗用淀粉量为： ）（淀粉kg 1529.9111% 108%80%1467.2 m =??= （7）液氨耗用量 发酵过程用液氨调pH 和补充氮源，耗用260-280kg ；此外，提取过程耗用160-170kg ，合计每吨味精消耗420-450kg 。 （8）甘蔗糖蜜耗用量 二级种液耗用糖蜜量为：）（kg 10.4820v 2= 发酵培养基耗糖蜜量为：） （kg 26.24v 1=
第一章总论 一、设计项目 设计课题：年产10000吨柠檬酸发酵工厂的设计 厂址：珠三角 重点车间：糖化车间、发酵车间 重点设备：发酵罐 二、设计范围 1、全厂初步设计 2、重点车间的工艺设计 3、环境保护、卫生和“三废”处理设施 4、重点车间工艺流程图一张 5、重点车间设备布置平面图一张 6、重点车间设备布置立面图一张 7、重点设备装配图一张 三、设计依据 1、广东轻工职业技术学院食品与生物工程系下达的毕业设计任务书 2、我国现行的有关设计和安装的技术规范和标准 3、参考资料： 《现代发酵技术》、《新型发酵食品》、《发酵有机酸生产与应用》、《发酵工厂设备》、《发酵工厂工业设计概论》 四、设计原则 1、设计工作要体现国家有关方针、政策，切合实际，安全使用，技术先进，作到精心设计，千方百计把工厂设计得合理，力求作到投资省，技术新，质量好，收效快，使设计工作符合社会市场经济建设的总原则； 2、设计工作必须从设计出发，认真调查研究，学会查阅文献，收集设计必须的技术基础资料，加强技术经济的分析工作。设计的技术经济指标以达到或超过国内同类型工厂生产实际平均先进水平为宜； 3、要积极采用新技术，力求设计在技术上具有现实性何先进性，尽可能提高劳动生产率，同时兼顾社会和环境效益； 4、设计工作要贯彻经济的原则，反对盲目最求形式；厂房和厂区设计以适用、经济为主导，适当讲究美观。注意节约用地，尽量少占耕地； 5、生物产品的工厂设计要考虑其工厂的独特要求，既要注意到周围环境（包括空气、水源）的清洁卫生，又要注意到工厂内各车间对卫生、无菌条件、防火等的要求。另外，食品类工厂还要贯彻国家食品卫生法有关规定，充分体现卫生、优美、流畅的原则。 6、设计过程中必须加强计划性，各阶段工作都要有明确的进度，使毕业设计工作能如期完成，最终通过毕业设计提高自身的分析和解决问题的能力。 五、厂址选择的要求 1、符合国家方针政策，厂址满足生产需要尽量不占良田，节约用地，又有发展余地 2、厂址的位置符合城市规划（供汽、供电、给排水、交通运输、职工文化生活、商业网点……） 3、厂址周围有良好卫生环境，空气质量要好，选在城市主导风向的上风侧，不受其他单位的烟尘和污染影响
味精工厂发酵车间设计 目录 前言 (3) 第一章全厂工艺论证 (7) 1.1 味精生产工艺 (7) 1.1.1味精生产工艺概述 (7) 1.1.2味精生产全厂工艺流程图 (8) 1.2原料预处理 (9) 1.3淀粉水解糖制备 (9) 1.4淀粉的液化 (9) 1.5淀粉的糖化 (10) 1.6种子扩大培养 (10) 1.7谷氨酸的发酵 (11) 1.8谷氨酸的提取 (12) 1.9谷氨酸制取味精 (12) 第二章物料衡算及热量衡算 (13) 2.1味精工厂发酵车间的物料衡算 (14) 2.1.1工艺技术指标及基础数据 (14) 2.1.2谷氨酸发酵车间的物料衡算 (15) 2.1.3 8000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果 (16) 2.1.4谷氨酸提取车间的物料衡算 (16) 2.1.5 8000t/a味精厂提取车间物料衡算表 (17) 2.2 谷氨酸提取车间热量衡算 (18) 2.2.1提取车间热量衡算的意义和具体计算 (18) 2.2.2 提取车间热量衡算表 (19) 第三章设备的设计与选型 (20) 3.1 发酵罐 (20) 3.1.1发酵罐的选型 (20) 3.1.2生产能力、数量和容积的确定 (20) 3.1.3主要尺寸的计算 (21) 3.1.4冷却面积的计算 (21) 3.1.5搅拌器计算 (22) 3.1.6搅拌轴功率的计算 (23) 3.1.7设备结构的工艺计算 (24) 3.1.8设备材料的选择 (26) 3.1.9发酵罐壁厚的计算 (26) 3.1.10接管设计 (27) 3.1.11支座选择 (28) 3.2 种子罐 (28) 3.2.1二级种子罐容积和数量的确定 (28) 3.2.2一级种子罐 (34) 3.3 空气分过滤器 (34)
生物工程设备课程设计任务书 -----年产X吨糖化酶发酵车间工艺设计一、课程教学目标 生物工程课程设计是生物工程专业学生在毕业设计（论文）前进行的一次综合训练。通过本课程设计培养学生综合运用所学知识解决工程问题的能力，为毕业设计（论文）打好应有的理论基础。通过生物工程课程设计的训练，学生要达到的基本要求如下： 1、进一步巩固加深所学《生物工艺学》、《生物工程设备》、《生物分离工程》、《生物工程设备及工厂设计》、《机械制图》、《化工原理》等专业课程的基本理论和知识，使之系统化、综合化。树立正确的设计思想，掌握生物工程设备及工厂设计的基本方法和步骤，为今后创造性设计生物工程设备和相关技术改造工作打下一定的基础。 2、培养学生综合运用基础理论和专业知识解决工程实际问题的能力。 3、培养学生熟悉、查阅并综合运用各种有关的设计手册、规范、标准、图册等设计技术资料；进一步培养学生识图、制图、运算、编写设计说明书等基本技能；完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的设计能力的基本训练。二、课程设计题目（任选一） 年产X吨味精发酵车间设计：2000吨、3000吨、4000吨、5000吨、6000吨 三、课程设计任务： 1、根据设计任务，查阅有关资料、文献,搜集必要的技术资料及工艺参数，进行生产方法的选择与比较，工艺流程与工艺条件的确定和论证，确定工艺过程的重要参数。 2、工艺流程图，按工艺流程图绘制要求完成有一定控制工点的流程详图，包括设备、物料管线、主要管件、控制仪表等内容。 3、发酵罐主要结构尺寸、搅拌装置及冷却装置计算，根据工艺要求选取相应发酵罐类型，进行发酵罐种子罐数量计算，发酵罐几何结构尺寸计算，同时完成发酵罐搅拌装置及冷却装置的选型和计算。 4、根据计算结果按相应比例尺寸绘制发酵罐及冷却装置示意图,并完成发酵
年产10万吨酒精发酵车间设计01
摘要 酒精在我国酿酒行业、化工行业等，都发挥着重要作用。食用酒精作为硬饮料中不可缺少的添加成分，它的品质越来越受到人们的重视，特别是我国做为世界白酒消费大国，食用酒精品质的好坏，就显得更重要了。 本设计是对年产10万吨酒精工厂发酵车间工艺设计。主要包括酒精生产的工艺流程设计、工艺计算、全厂物料衡算（工艺技术指标及基础数据）、各个工段物料和热量衡算（蒸煮工段、糖化冷却工段、发酵工段、蒸馏工段以及酒精生产过程中的供水供气衡算）、设备的设计与选型（包括发酵罐、预发酵罐、酒精捕集器、酒母培养罐，泵），厂房的整体布置和轮廓设计、发酵车间的布置设计。绘制酒精生产工艺流程图、发酵车间带控制点工艺流程图和发酵车间平面、立面布置图。 关键词：酒精；工艺；设计；设备
目录 摘要 ............................................................... I 目录 .............................................................. II 前言 .............................................................. VI 第1章全厂工艺论证. (1) 1.1 生产原料：木薯（淀粉质原料） (1) 1.1.1木薯的主要成分 (1) 1.1.2木薯作为酒精原料的特点 (1) 1.1.3生产过程中的木薯干相关工艺参数 (2) 1.2 原料的预处理 (2) 1.2.1原料的除杂 (2) 1.2.2原料的粉碎和输送 (2) 1.3 原料蒸煮工艺 (4) 1.3.1蒸煮目的 (4) 1.3.2粉浆的预煮 (4) 1.3.3间歇蒸煮与连续蒸煮工艺相比较其优缺点 (4) 1.4 糖化工艺 (5) 1.4.1糖化的目的 (6) 1.4.2糖化工艺 (6) 1.4.3测定糖化醪质量的方法 (6) 1.5 糖化醪的发酵 (8) 1.5.1糖化醪发酵目的 (8)