生物工厂设计

《生物工厂设计》课程设计任务书一、课程目的：在学生基本学完大学全部课程，掌握了基础理论，专业理论，专业知识的基础上，培养学生具备发酵工厂工艺、工程设计的能力，进行培养工程师的综合性基本训练。

已修课程：微生物学、生物化学、化工原理、啤酒工艺学、酒精工艺学、氨基酸工艺学、酶制剂工艺学(酶技术)、发酵工程与设备、生化工程、生物工程下游技术、建筑概论等。

时间：2012～2013学年第一学期第十二周至第十三周人员分组及分工以3～5人一小组，每组题目略有不同，每组完成部分工段的全部工艺设计，每人应当完成工段工艺流程设计和车间平面布置设计，一～二个主体设备的工艺设计及选型计算，若干典型辅助设备选型设计。

二、设计内容：1.啤酒厂生产车间工艺设计（年产1000、2000、3000、4000、5000到50000）2.酒精厂生产车间工艺设计（年产1000、2000、3000、4000、5000到50000）3.味精厂生产车间工艺设计（年产1000、2000、3000、4000、5000到50000）4.白酒厂生产车间工艺设计（年产1000、2000、3000、4000、5000到6000）5.红葡萄酒厂生产车间工艺设计（年产1000、2000、3000、4000、5000到50000）6.深层液态食用醋厂生产车间工艺设计（年产1000、2000、3000、4000、5000到10000）主要参考书：《发酵工厂工艺设计概论》、《化学工程原理》、《发酵工艺与设备》、《酿造洒工艺学》、《酒精工艺学》、《氨基酸工艺学》、《酶制剂工艺学》、《啤酒工业手册》、《酒精工业手册》、《化工工艺设备设计手册》。

三、设计说明书要求1.工艺设计说明书；内容为：设计任务书、产品方案、物料衡算、气、水计算、设备选择和计算、管路计算、车间面积、车间布置情况说明。

2.主要设备明细表；将所有设备用一览表表示出来。

四、设计图纸要求运用所掌握的制图基本知识，绘制规定量的图纸，图面清晰，表达准确，符合2002年中华人民共和国国家标准《房屋建筑制图统一标准》（GB/TJ 50001-2001）中的规范要求。

1.生产工艺流程图，要求为生产工艺流程草图。

2.生产车间设备平面图；按照施工图的画图标准进行绘制设备平面布置图。

内容有：定位轴线、车间建筑物和构件的轮廓、设备外形轮廓、设备在平面图上的安装定位尺寸、轴线尺寸、设备名称及相关的设计说明，字体采用仿宋体书写。

图之格式同机械制图。

3.剖视图至少要绘制一张设备车间布置剖视图，绘图要求同车间平面图。

4.管路布置图；在车间平面图的基础上，绘制车间管路的局部平剖图，线型按照标准绘制。

五、时间安排1、在2012-2013第一学期12、13周进行。

2、日期从11月5号-11月16号。

3、开始10月21号-11月7号进行计算、查找资料、选择设备。

4、11月8号-11月16号期间在综合楼10楼绘图纸。

在此期间每天点一次名。

5、11月16号每位学生自己收图纸，倒出绘图教室。

6、11月16-17号答辩。

评定成绩。

以下的设计条件可作为参考，同学也可查找新的工艺条件，自行设计。

一.啤酒厂生产车间工艺设计(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：车间的物料衡算；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。

设计要求：1.根据以上设计内容，书写设计说明书(参照《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.完成图纸三张(1号图纸)：完整产品工艺流程图(初步设计阶段) (1号图纸)，车间设备布置图(1号图纸)，车间局部剖面图和管路布置图(1号图纸)。

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)酒母醪的组成： 65％为液化蒸煮醪，35％为糖化剂与水发酵罐酒精捕集器用水：发酵成熟醪5％发酵罐洗罐用水：发酵成熟醪的2％生产过程淀粉总损失率： 9％蒸馏效率： 98％全年生产天数： 320天设计内容：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。

2.工艺计算：全厂的物料衡算；连续蒸煮及蒸馏蒸汽耗量的计算；蒸馏车间水用量的衡算。

3.蒸煮糖化车间(或蒸馏车间)的生产设备选型计算：包括设备的选型，容量，数量及主要的外形尺寸。

设计要求：1.根据以上设计内容，书写设计说明书(参照《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.完成图纸三张(1号图纸)：完整产品工艺流程图(初步设计阶段) (1号图纸)，车间设备布置图(1号图纸)，车间局部剖面图和管路布置图(1号图纸)。

三、味精工厂设计(重点为发酵车间)基础数据：生产规模： 1万吨／年(或2万吨／年)生产规格：纯度为99％的味精生产方法：以工业淀粉为原料、双酶法糖化、流加糖发酵，低温浓缩、等电提取生产天数： 300天／年倒罐率： O.5％发酵周期：40-42小时生产周期：48-50小时种子发酵周期：8-10小时种子生产周期：12-16小时发酵醪初糖浓度： 15％(W／V)流加糖浓度：45％(W／V)发酵谷氨酸产率： 10％糖酸转化率： 56％淀粉糖转化率： 98％谷氨酸提取收率： 92％味精对谷氨酸的精制收率：112％原料淀粉含量：86％发酵罐接种量： 10％发酵罐填充系数： 75％发酵培养基(W/V)：水解糖：15％，糖蜜：O.3％，玉米浆：O.2%，MgS04 0.04％，KCl.O.12％，Na2HP04：O.16%，尿素：4％，消泡剂：0.04％种子培养基(W/V)：水解糖：2.5％，糖蜜：2％，玉米浆：l %，MgS04 0.04％，K2HP04：0.1％，尿素：0.35％，消泡剂：、0.03％设计内容：1.根据设计任务查阅有关文献，收集必要的技术资料与工艺数据，进行生产方法的选择比较，生产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；发酵车间的热量蘅算（蒸汽耗量的计算)；无菌空气耗量的计算。

3.发酵车间(包括糖液连消)生产设备的选型计算(包括设备的容量、数量、主要外形尺寸)。

设计要求：1.根据以上设计内容，书写设计说明书(参照《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.完成图纸三张(1号图纸)：完整产品工艺流程图(初步设计阶段) (1号图纸)，车间设备布置图(1号图纸)，车间局部剖面图和管路布置图(1号图纸)。

四、酶制剂工厂设计(重点糖化酶车间)基础数据：生产规模：1000M3／年(或3000 M3／年)产品规格：食品级液体糖化酶(50,000U／m1)生产天数：180天(其他时间生产其他酶)罐发酵单位：25,000U／ml 提取总收率：82％发酵罐装料系数：85％生产周期：8天发酵培养基：玉米淀粉：22％；豆饼粉：4％；玉米浆： 1％；(NH4)2S04：O.4％；NaHP04：O：1％；接种量： 10%种子培养基： (培养周期4-6天)麦芽糊精：4％；玉米浆：1％；(NH4)2S04：0.2％ KHP04：O.2％设计内容：1.根据设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数，进行生产方法的选择比较，工艺流程与工艺条件确定的论证。

2.工艺计算：全厂的物料衡算，发酵车间的热量衡算，无菌空气用量的计算。

3.糖化酶生产设备的选型计算(包括设备的容量、数量、主要的外形尺寸)。

设计要求：1.根据以上设计内容，书写设计说明书(参照《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.完成图纸三张(1号图纸)：完整产品工艺流程图(初步设计阶段) (1号图纸)，车间设备布置图(1号图纸)，车间局部剖面图和管路布置图(1号图纸)。

附一、年产1万吨啤酒设计说明书实例1 设计任务书设计项目：年产10 000t啤酒厂设计设计规模：淡季日产20t，旺季日产60t原料：大麦麦芽、大米、酒花成品：12度淡色啤酒⑴产品质量标准感官指标：透明度清亮透明，无明显悬浮物和沉淀物浊度（保质期）/EBC单位≤1.0形态泡沫洁白细腻，持久挂杯泡持性/s ≥210色度/EBC单位 5.0～9.5香气和口味有明显的酒花香气，口味纯正，爽口，酒体谐调，柔和，无异香、异味理化指标：酒精含量/% ≥3.7原麦汁浓度/% 12±0.3总酸含量/0.1mL·L-1≤2.6二氧化碳含量/% ≥0.40双乙酰含量/mg·L-1≤0.13⑵产品卫生标准：卫生指标按GB2758执行产品用途：广泛用于食品及餐饮行业。

2 产品方案2.1.1 生产规模啤酒厂年产量为1.0×104t厂建设采取统一的规划布局，规范化建设，科学化管理，规模化生产，一体化经营，完全采用现代化企业管理模式将逐渐形成规模。

2.1.2 主要原料的规格本工艺采用符合我国啤酒麦芽标准QB1686—93的优质麦芽。

2.1.3 生产品种及数量生产品种为12度淡色啤酒。

年产量1.0×104t。

采用640mL瓶装生产。

设计淡季日产量为20t，旺季日产量为60t。

2.1.4 产品质量及标准GB191 包装储运图示标志GB2758 发酵酒卫生标准GB4544 啤酒瓶GB4789.1～4789.28 食品卫生检验方法微生物学部分GB4928 啤酒试验方法GB5739 啤酒塑料周转箱GB6543 瓦楞纸箱GB10344 饮料酒标签标准GB4927—91 啤酒质量标准质量特征：富有洁白、细腻又持久的泡沫，悦目明快的色泽，酒液清亮，饮后有爽口和醇厚感。