发酵工厂工艺设计概论-3
发酵工程设计概论
= 4465 kg
总重 G = G1+ G2 + G3 = 29789.5 kg
（三）发酵罐个数
N = V0z/24V总Ф+1 = (667*480)/(24*575*0.85) +1 = 28.3
V=20736/1018=20.4 m3
Q=V/t=20.4*60/20=60.12 m3/h 可求得 d1=93 mm 查表12，取无缝钢管外径108mm，壁厚4mm。
（2）出料管直径d2
糖化醪
G=54518kg
体积
V=54518/1068=51 m3
设糖化醪在30分钟内打入过滤槽，速度w=2m/s.
V = V圆柱+V封+V底
=πD2/4 *H+πD3/24+π/3（D2/4）(D/2)ctg(73°/2)
=462.364/0.85
经计算 D = 6 m
H = 3D=18 m
罐顶 h1 =0.25*D = 1.5 m
罐底 h2 =D/2*ctg(73/2) = 4.05 m
发酵罐总高 H 总= 18+1.5+4.05 = 23.55 m
二、糖化锅旳设计计算
1、主体尺寸旳拟定
设一批糖化过程中：
麦醪质量G=33792kg
米醪质量G=20726kg
麦醪密度ρ=1068kg/m3 米醪密度ρ=1018kg/m3
糖化锅填充系数ψ=0.65
所以
V有效=G麦醪/ρ麦醪+ G米醪/ρ米醪
V总=V有效/ψ
= 33792/1068+20726/1018
发酵工厂设计(Design of Ferment Factory )PPT课件 第三章 工艺流程设计
二、工艺流程的设计原则
1．保证产品质量符合国家标准，外销产品 还要必须满足销售地区的质量要求。
2．尽量采用成熟的、先进的技术和设备。 3．尽量减少三废排放量，有完善的三废治 理措施。 4．确保安全生产，以保证人身和设备的安 全。 5．生产过程尽量采用机械化和自动化，实 现稳产、高产。
烛式过滤机
板框压滤机
一、生产方法的选择 主要依据：
1．原料来源、种类和性质 2．产品的质量和规格 3．生产规模 4．技术水平 5．建厂地区的自然环境 6．经济合理性
啤酒、 酒精
两塔、三塔 或多塔式蒸
馏 分批、连续
投资省、效率高、能耗低
在选择时应遵循的原则：
(1)注意经济效益：尽量选投资少、消耗低、 成本低、产品收效率高的生产工艺。
酱油低盐固态发酵法（北方）
在标注管道说明时麦芽
大米
热凝固物
粉碎机
麦糟
糊化锅
回旋沉淀槽
过滤槽
糖化锅
酒花
煮沸锅
冷却器
冷凝固物
杀菌机
发酵罐
酵母
CO2
灌装机
过滤机 清酒罐
熟啤
鲜啤
(二)生产工艺设备流程图
生产工艺设备流程图包括： 有关设备的基本外形(主视图) 工序名称、物料流向等。 必要时，还应表示各设备间位置距离及 其高度。 图中粗实线箭头表示主要物料流动方向， 细实线箭头表示余料、废料流动方向，设备 外形以简单、直观为准。
(2)将设备外形轮廓以一定比例按厂房内布置的高低位置 用细线画上，而平面位置按流程采用自左至右展开，设备之 间应留有一定的间隔距离；
(3)将物料流程管线用粗实线条画出，并画出流向箭头；
（4）将动力（水、蒸汽、压缩空气等）管线用细实线画出， 并画上流向箭头；
发酵工厂设计概论课程设计模版
发酵工厂设计概论课程设计模版空气系统：1．空气压缩机：无菌空气消耗量：（150*0.7*18+10*0.7*6）*0.2= 386.4（ m 3/min ），查《化工工艺设计手册》（第二版）初选固定式空气压缩机72－100/8型。
排气量100 m 3/min ，外形尺寸2950×1850×2890，取四台并联工作 2．空气贮罐：V ＝0.2W ＝0.2×（100×4）＝80m 3拟选用两台相同容积的空气贮罐，各40 m 3 ，设高径比2.5：1则40D 5.2D 42＝π⨯，则D ＝2.74m ，H ＝2.5D ＝6.85m 3．第一冷却器：压缩空气温度 125℃ 35℃ 冷却水温度 33℃ 28℃ △t 1=92℃ △t 2＝7℃0.33792ln 792=－＝△平均t 取总传热系数K ＝7.5 kcal/(m 2·h ·℃)＝87.20 w/(m 2·℃)换热面积：23m 299.333.087.20108.6105=⨯⨯∆=＝平t K Q A（据各厂经验，每1m 3空气需冷却空气0.75～1m 2） 拟选用公称换热面积为40m 2的列管式换热器8台。
附：40m 2的列管式换热器的设计计算。
采用Φ25×2的无缝钢管，取每根管长为3米。
⑴．管子的排列及管体直径： 管子数目：ld An 平π=A=40m 2，d 平＝1／2×(25+21)＝23mm ＝0.023m ，l=3m)(1853023.014.340根≈⨯⨯=n管子采用三角形排法。
取管中心距t=1.3×d 外＝1.3×0.025＝0.0325米 取32mm经绘图试排，得管中心一排管子为15根，即n l =15壳体直径 D 内＝t(n l －1)+d 外+2＝0.032×(15－1)＋0.025+2×0.032＝0.537m取D 内为0.55m ⑵．壳体壁厚及长度： 按内压圆筒计算壁厚 []l pPD S +=－内ϕδ2取设计压力P=0.5MPa ，内径D 内＝0.55m ＝55cm[δ]=127MPa ，φ＝1焊缝系数 ，l ＝0.28cm （《发酵工厂设计概论》 P108）)(39.028.03.011272555.0cm S =+-⨯⨯⨯=取为S=4mm壳体长度 L=6 D 内＝6×0.55＝3.3m（壳体长度与直径之比以4～6为宜 （《发酵工厂设计概论》）） 管板厚度（不带法兰） l d S +=8外d 外＝25mm ，取l=12mm （腐蚀裕度（《发酵工厂设计概论》）） S=25／8+12=15mm 若是带法兰，则按法兰规定取S=2mm ⑶．挡板：采用圆缺形挡板，取缺口高度为直径的25％，(10%~40%) 则切去的弓形高度＝0.55×1／4＝0.1375m 取为0.137m挡板距 0.55×1／2＝0.275m （壳体直径的1／3～1／2（《化工设计手册》）） 挡板块数＝3／0.275－1＝10块 4．第二冷却器： 平均温度差 Δt 平压缩空气温度 35℃ ───→ 25℃ 冷却水温度 23℃ ───→ 18℃Δt 1＝12℃ Δt 2＝7℃ Δt 平＝(12－7)／Ln(12／7)＝9.3℃取总传热系数 K=150千卡／米2·时·℃＝174.40W/m 2·℃换热面积 23m 3.889.3174.4010432.1=⨯⨯∆=＝平t K Q A拟选用公称换热面积为40m 2的列管式换热器3台。
2023年智慧树知道网课《发酵工厂设计概论(山东联盟)》章节测试满分答案.
第一章测试1【推断题】(2 分)发酵工厂设计是一门综合性、实践性很强的专业课，是在学生入学就开头的课程。
A.对B.错2【单项选择题】(2 分)发酵工厂设计培育的根本功中要求最高的哪个？A.表达B.计算C.绘图D.表格3【推断题】(2 分)小试工艺也要与工厂设计相结合。
A.错B.对4【多项选择题】(2 分)学习工厂设计可以帮助学生胜任哪些生产岗位？A.岗位操作能手B.工程研发人员C.车间治理人员D.技术骨干5【推断题】(2 分)工厂设计既有总体设计又有局部设计A.对B.错6【多项选择题】(2 分)以下哪些专业是工厂局部设计的范围？A.技术经济B.土建C.给排水D.自控E.工艺7【多项选择题】(2 分)专业设计单位进展工厂设计的任务有哪些？A.编制设计文件B.工程立项审批C.协作施工验收D.工程设计总结8【多项选择题】(2 分)评判一个生产工艺先进性要看这几个方面？A.先进性B.经济合理性C.简洁性D.安全牢靠性9【单项选择题】(2 分)以下哪一项不能做为工厂设计的依据A.可行性报告B.设计单位的人数C.总工的技术打算D.试验争论报告10【推断题】(2 分)设计的安全性和牢靠性是设计工作的第一要务，是设计人员进展生物工程工程设计的动身点和落脚点。
A.对B.错其次章测试1【单项选择题】(2 分)根本建设程序是指根本建设工程在整个建设过程中各项工作必需遵守的什么？A.先后挨次B.分类程序C.级别D.道德标准2【推断题】(2 分)建设前期完全是工程申报阶段的工作A.对B.错3【多项选择题】(2 分)工程申报阶段要完成以下哪些工作A.环境评价B.厂址选择C.能源评价D.地质勘探E.安全评价F.可行行争论4【单项选择题】(2 分)以下哪一项工作不属于筹建单位的工作范围？A.设备材料订货B.人员培训C.征地D.修改设计图纸5【多项选择题】(2 分)工程申报书中资源利用和能源耗用耗用分析包括哪些内容？A.工程产品质量要求B.原材料来源、数量C.节能节水措施D.煤、电、气、汽、油的用量6【推断题】(2 分)可行性争论的意义在于避开和削减建设工程决策的失误，提高建设投资的综合效益。
第十三章 发酵工厂设计概论
✓ 选择并确定生产流程，确定技术经济指标 ✓ 进行生产工艺的各种计算 ✓ 设备的选型和计算 ✓ 车间设备布置的方案比较和设备配置的平面和空间关系的确定及设计制图 ✓ 向配套专业提出设计要求和有关资料 ✓ 正式绘制车间生产设备布置图、工艺流程图、编制设备表和主要材料估算表 ✓ 编写初步设计有关生产工艺部分的文件
发酵过程生产周期较长，且为半连续过程，设备布局 和管道系统设计应规范、顺畅.
提炼过程多使用酸，碱及有机溶剂，土建设计需要采 取防腐和防火防爆措施。
发酵生产车间放热量大，排气点多，须重点考虑自然 通风、采光等措施。
须严格控制染菌，对生产环境须定期消毒灭菌并经常 更换所使用的消毒剂。
一、设计任务
发酵工厂基本建设程序 设计工作的基本内容
1、发酵工厂基本建设程序
项目决策期 建设期 生产期
2、发酵工厂工程设计的基本内容
两阶段 初步设计 施工图设计
（1）、初步设计阶段的内容
初步设计文件（初步设计说明书）
✓ 文字说明部分 ✓ 图纸：
工艺流程、车间设备布置图、主要生产设备和电动机一览表及主要材料估算表 ✓ 总概算
销售成本=工厂成本+销售费 单位产品成本=销售成本/年产量
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4、借款利息和还款能力预测
➢ 借款利息
➢ 还款能力预测 还款资金来源： 利润：利润=销售收入-成本-税金 折旧费
5、项目投资的经济评价
综合经济评价 ✓ 借款偿还期 ✓ 投资回收期 ✓ 投资利润率 ✓ 投资利税率 ✓ 内部收益率 ✓ 净现值 盈亏平衡点分析 敏感性分析
本车间为戊类厂房，其中更衣室、变电间等局 部为丙类，卫生等级属3、4 级。
发酵工艺概论
发酵工艺概论发酵已经从过去简单的生产酒精类饮料，生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学，化学工程，基因工程，细胞工程，机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。
现代发酵工程不但生产酒精类饮料，醋酸和面包，而且生产各种食品添加剂：谷氨酸，柠檬酸，苹果酸，核苷酸，多糖等；医疗保健药物如胰岛素，干扰素，生长激素，抗生素和疫苗；农用生产资料：天然杀虫剂，细菌肥料，微生物除草剂；在化学工业上生产AA，酶，维生素和单细胞蛋白等。
Use of microorganisms：适应性强消化能力强繁殖能力强1857年，法国化学家，微生物学家巴斯德提出了著名的发酵理论“一切发酵工程都是微生物作用的结果”。
巴斯德认为：酿酒是发酵，是微生物在起作用。
酒变质也是发酵，是另一类微生物在作祟。
可用加热的方法来杀死有害微生物，也可将纯种微生物分离出，获得所需发酵产品。
一、发酵工程（fermentation engineering）1．直接利用微生物的机能将物料加工以提供产品的过程，又称微生物工程。
在最适发酵条件下，大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。
2．发酵工业简介Fermentation Industry发酵食品Fermented Foods有机酸Organic Acids氨基酸Amino Acids核酸类物质Nucleotides酶制剂Enzymes医药工业（抗生素…）Pharmaceutical (Antibiotics…)饲料工业（单细胞蛋白) Feedstuff (eg. SCP)环境工程（废物处理）Environmental Application (Waste Treatment)其它（冶金工业…）Others (eg. Metallurgical industry)二、微生物（一）为什么要利用微生物？微生物繁殖非常迅速微生物培养易于控制微生物本身也容易改造（二）抗生素、氨基酸、酶制剂等产品为什么能通过微生物发酵来生产？这与微生物的生长和代谢特点有什么关系？1、某些微生物因争夺生存环境或营养物，会产生抗生素将其他种类的微生物杀死。
2017发酵工厂设计概论_复习题资料
发酵工厂设计概论复习题1．名词解释1）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络线，称为柱网2）柱距柱距是由横向定位轴线间的尺寸表示的3）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4）采光系数“采光率”，它是窗面积和地板面积的比值5）带控制点工艺流程图是表示全部工艺设备、物料管道、阀门、设备附件以及工艺和自控仪表的图例、符号等的工艺流程图。
6）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。
7）工艺流程图工艺流程图是用图表符号形式，表达产品通过工艺过程中的部分或全部阶段所完成的工作。
典型的流程图中包括的资料有数量、移动距离、所做工作的类别以及所用的设备，也可以包括工时”。
8）坐标网地理测量坐标网——X、Y坐标系，此坐标规定南北向增减以横坐标X表示，东西向以Y表示。
A、B坐标系。
由于厂区和厂房的方位不一定都是正南正北向，即与地理测量坐标网不是平行的9）相对标高相对标高是把室内首层地面高度定为相对标高的零点，用于建筑物施工图的标高标注。
10）无功功率补偿在需要无功功率的地方或附近产生(发出)无功功率, 即无功功率补偿2．问答题1)简述发酵工厂建设基本程序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→移交生产生产期阶段2)简述厂址选择的原则自然条件地理位置、地形、地势与地质、水文、气象、地震、技术经济条件原料供应与产品销售、能源供应、给排水、足够的面积、节约用地、交通运输、城市规划3)工厂总平面设计包含哪些内容？a)平面布置设计。
先进行厂区划分，后合理确定全厂建筑厂房、构筑物、道路、堆场、管路管线及绿化美化设施等在厂区平面上的相互位置。
生物工程发酵工厂设计概论精选全文
可编辑修改精选全文完整版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11、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。
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选择生产方法的主要依据： 1．原料来源、种类和性质 2．产品的质量和规格 3．生产规模 4．技术水平 5．建厂地区的自然环境 6．经济合理性
第三节 工艺流程的设计步骤
三个阶段：
(1)生产工艺流程示意图；
(2)生产工艺流程草图；
(3)生产工艺流程图。
二、工艺流程草图的设计
工艺流程示意图
—→
物料平衡计算
—→
得出原料、半成品、 产品、副产品、废水、 废料等规格、重量和 体积
—→
计算、确定计量和贮存设备的容积、 —→ 工艺流程草图的设计 决定容积型设备的尺寸和台数
水、电、汽、能量计算；确定单元操作参数，如过滤面积、 —→ 传热面积等，对专业设备和通用设备进行设计或选型
—→
得出所有设备的规格、 对工艺流程草图 —→ 进行修改和充实 型号、尺寸、台数
7．由已知数据，根据Gm＝Gp＋Gt进行物料衡算。
根据物料衡算式和待求项的数目列出数学关 联式，关联式数目应等于未知项数目。当关联式 数目小于未知项数时，可用试差法求解。
8．校核与整理计算结果，列出物料衡算表 在整个物料衡算过程中，对主要计算结果都 必须认真校核，确保无误。发现差错，必须及时 重算更正，以免错误延续，导致大量返工重算， 甚至延误设计进度。最后，把整理好的计算结果 列成物料衡算表。
(二)主要技术经济指标内容 ：
1．生产规模(t/a)
2．生产方法 3．生产天数(d/a)
4．产品日产量(t/d)
5．产品年产量(t/a)
6．副产品年产量(t/a)
7．产品质量 8．总回收率(％)
9．原材料单耗 (1)主原料(t/t产品) (3)水(t/t产品) (5)蒸汽(t/t产品)
10．总投资(万元) (1)设备价值 (3)运杂费 (5)工资
4．收集设计基础数据和有关物化常数 需收集的数据资料包括：生产规模，年生产 天数，原料、辅料和产品的规格、组成及质量等。 常用的物化常数可在相应的化工、生化设计 手册中查到。 5．确定工艺指标及消耗定额等 设计所用的工艺指标、原材料消耗定额及其 他经验数据，可根据所用的生产方法、工艺流程 和设备，对照同类型生产工厂的实绩水平来确定， 这必须是先进而又可行的，它是衡量企业设计水 平高低的标志。
9．绘出物料流程图
根据计算结果绘制物料流程图。物料 流程图要作为正式设计成果，编人设计文 件，以便于审核和设计施工。
最后，经过各种系数转换和计算，得 出原料消耗综合表和排出物综合表
二、主要技术经济指标的确定
(一)技术经济指标确定的意义 技术经济指标是衡量工厂设计的合理性和先进性的主 要依据。先进的、合理的技术经济指标是工厂建设成功的 基础。 物料衡算和能量衡算是确定生产过程技术经济指标的 关键数据。通过生产全过程的总物料衡算、能量衡算和各 阶段的物料衡算、能量衡算，就可以求出： (1)生产1000kg成品或半成品的原材料消耗定额及原料总回 收率。 (2)生产1000kg成品所产生的排出物，包括副产物、废水、 废气、废渣等。 (3)生产1000kg成品的水、蒸汽、空气及冷量等消耗定额以 上三项，通常构成了产品单位成本的主要部分。
(一)工艺流程草图的制图要求
工艺流程草图是由物料流程、图例、设备一览表以及必要的文字说明所 组成，一般是初步设计阶段的草图。
(1)应表示出厂房各层楼面的标高。 (2)画出设备示意图，设备的尺寸大小应适当相称且大致形 似，并标明其流程号。 (3)画出设备的物料及水、汽、真空、压缩空气、冷冻剂等 管线和流动方向，以及管线上的主要阀门及管路附件如过 滤器、疏水器等。 (4)画出必要的计量器具和控制仪表。 (5)必要的文字注释，如半成品、副产品的去向等。 (6)附注图例，并按国家规定画出图签、图框。制图比例大 致按1:100进行绘制，如设备过小或过大时则可采用1:50 或1:200。
6．选定计算基准
(1)以单位时间产品量或单位时间原料量作为 计算基准。这类基准适用于连续操作过程及设备 的计算。 (2)以单位重量、单位体积或单位摩尔数的产 品或原料为计算基准。对于固体或液体常用单位 质量(t或kg)，对于气体常用单位体积或单位摩尔 数(L，m3或mol)，热量一般以焦耳为单位(J)。 (3)以加入设备的一批物料量为计算基准。
第五章 工艺计算
第五章 工艺计算
第一节 物料平衡计算
一、物料衡算的意义、方法和步骤
物料衡算是工艺计算的基础，在整个工艺计 算中开始得最早，最先完成。当生产方法确定并
完成了工艺流程示意图设计后，即可进行物料平 衡计算。
(一)物料衡算的意义
物料衡算：根据质量守恒定律，引入系统或 设备的物料质量Gm，等于输出系统或设备的物料 （常为产物）的质量Gp和物料损失量Gw之和，即： Gm＝Gp＋Gw 此法则，既适于单元操作过程，也适于整个 生产过程；既可进行总物料衡算，也可对混合物 中某一组分作部分物料衡算。
第四章 工艺流程设计
第四章 工艺流程设计
第一节 概 述 工艺流程设计和车间布置设计是工艺设计的 两个主要内容，是决定工厂的工艺计算、车间组 成、生产设备及其布置的关键步骤。 在整个工艺设计中最先开始，但需逐步进行 局部修改，所以几乎是最后才完成。 主要任务：其一是确定由原料到成品的各个 生产过程及顺序，说明生产过程中物料和能量变 化及流向，采用的生物反应或化工过程及设备。 其二是绘制工艺流程图。
(2)辅料(t/t产品) (4)电(kWh/t产品) (6)冷量(kJ/t产品)
(2)材料费 (4)建筑工程费 (6)其他