发酵工厂设备的设计与选型
发酵工厂设计(Design of Ferment Factory )PPT课件 第一章 基本建设程序
门组成。。
初步设计图纸、文件、总概算
上报审批
2020年2月10日星期一
生命科学学院
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建设期阶段
批准的初步设计、总概算
设计单位 筹建单位 施工单位
施工安装总进度表 开工报告
调试 单项工程验收 开工建设
上报
试生产 主管部门验收
2020年2月10日星期一
生命科学学院
移交生产
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设计单位
施工图设计 修改初步设计 修正概算 施工图预算 分批交付施工图纸 选派工地代表
丰富的实践经验和熟练的专业技能。
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1.2 本课程的任务
1、了解我国基本建设的有关方针政策和规定，掌握基 本建设的工作程序、内容和涉及范围分工。
2、了解发酵工厂生产工艺设计在总发体展设改计革中委的地位和
作用，掌握其范围、内容、基本方工法业和和步信骤息及化深部度要
求等基本知识。
（一）可行性研究的任务和意义 （二）可行性研究的主要依据 （三）可行性研究的作用 （四）可行性研究的步骤 （五）可行性研究报告书的内容 （六）可行性研究应注意的事项
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生命科学学院
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三、可行性研究
（一）可行性研究的任务和意义
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，写出可行性报告， 为国家主管部门对项目做出决策提供依据。 意义：决定项目投资命运的关键,避免和减少失 误，提高建设投资的经济效益。
社会发展 工业布局
项目申 请报告
年产10000吨农副产物发酵饲料工厂设计
2、采用自动化控制系统，提高发酵生产效率和产品质量； 3、建设现代化的成品仓库，实现机械化的存储和发货方式；
4、对废弃物进行妥善处理，并符合环保标准后排放； 5、建立完善的质量控制和安全管理体系，加强对员工的培训和教育。
设计目标： 1、提高产品质量和稳定性； 2、提高生产效率和成本控制能力； 3、实Байду номын сангаас可持续发展和环保；
1、发酵设备：采用高温发酵罐， 提高发酵效率。
2、分离设备：选用卧式螺旋分 离机，实现液固高效分离。
3、浓缩设备：选用单效浓缩器， 提高浓缩效率。
4、烘干设备：选用滚筒式烘干 机，实现高效烘干。
5、包装设备：选用自动包装机，提高包装效率，确保产品质量。
四、车间设计
根据工艺流程和设备选型，我们将车间分为以下几个区域：
4、提高员工安全保障和满意度。
设计原则：
1、符合生产工艺流程：设计应符合农副产物发酵饲料的生产工艺流程，保 证生产过程的顺畅；
2、优化资源配置：合理配置原材料、人员、设备等资源，提高整体运营效 率；
3、节能环保：设计中应注重节能环保，采用先进的环保技术和设备，减少 对环境的负面影响；
4、安全性：以人为本，设计中应注重员工的安全和健康，采取有效的安全 措施和技术，确保员工的安全；
1、成本：主要包括原材料、设备折旧、人力成本、能源等费用。通过优化 工艺流程、降低废品率和提高设备利用率，可有效降低成本。
2、销售收入：根据市场行情和销售策略，合理定价，提高产品销售量和市 场占有率，增加销售收入。
3、利润：通过合理控制成本和提高销售收入，可实现较高的利润水平。
总之年产20万吨微生物发酵饲料工厂的设计方案经过周密考虑和优化，可确 保产品质量和安全性，提高养殖效益。同时也可实现较好的经济效益和社会效益。
年产1万吨青霉素原料药工厂发酵车间的设计毕业设计
青霉素原料药工厂的发酵车间是整个生产过程的核心部分，设计合理的发酵车间能够提高生产效率、降低生产成本、确保产品质量和安全性。
以下是关于年产1万吨青霉素原料药工厂发酵车间的设计要点和建议。
1.车间布局设计：（1）合理布局：根据生产工艺流程，确保原料药材、发酵装置、传递设备、操作区域等布局的合理性，保证生产流程的顺畅。
（2）操作区划分：根据生产流程要求，将操作区域划分为原料药材制备区、发酵装置区、发酵液处理区、产物回收区、废水处理区等，确保操作分区并满足卫生要求。
（3）通风设备：配置合理的通风设备，确保车间空气流通和新鲜空气的供应，减少污染物浓度，保证操作人员的健康。
2.发酵装置设计：（1）设备选型：选择合适的发酵装置，通常为发酵罐，根据生产规模选用合适的罐体材料和容量，保证充分利用空间。
（2）测量与控制系统：配置适当的测量设备和自动控制系统，对温度、pH值、替换气体量等关键参数进行实时监测和调控，以确保发酵过程的稳定性和产品质量。
（3）材料供应与回收系统：设计合理的发酵液供应系统，包括原料药材供应、发酵液输送和废液回收等，以减少能源和材料的浪费。
3.卫生和安全：（1）通风排风系统：配置良好的通风设备和排风系统，及时排除车间内的有害气体和异味，保证操作人员的健康。
（2）洁净室设计：将车间内部分区域划定为洁净区，对洁净区域的材料和设备进行选择和设计，以确保产品的纯度和质量。
（3）低温保存和处理设备：配置低温保存设备和废液处理设备，及时进行发酵液的保存和处理，避免损失和交叉污染。
4.自动化和信息化：（1）自动化设备：配置自动化设备，提高生产效率和产品质量，减少人为操作的差错，降低劳动强度。
（2）信息管理系统：建立全面的信息管理系统，进行实时监测、数据分析和追溯，提高生产过程的控制和管理水平。
总之，年产1万吨青霉素原料药工厂发酵车间的设计要充分考虑原料药材制备、发酵装置、设备选型、通风排风、卫生安全、自动化和信息化等方面，以实现生产流程的高效、稳定和安全。
课程设计年产1.5万吨酒精发酵工厂设计
目前，全世界酒精年产量约3394万吨。其中美国和巴西的酒精产量占全球总产量的66%。美国，巴西，中国，俄罗斯是世界酒精生产大国。2001年中国酒精总产量已跃居第三位。
发酵罐是反应设备(化工生产中实现化学反应)的主要设备。其作用：①使物料混合均匀；②使气体在液相中很好分散；③使固体颗粒在液相中均匀悬浮；④使不均匀的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质；⑥强化传热。
目前已广泛地用于制药、味精、酶制、食品行业等。它的主要组成部分包括釜体、搅拌装置、传热装置、轴封装置。还根据需要加其他的附件，如装焊人孔、手孔和各种接管(为了便于检修内件及加料、排料)，安装温度计、压力表、视镜、安全泄放装置(为了操作过程中有效地监视和控制物料的温度、压力)等。
指导教师
提交日期2014.1.2
摘要…………………………………………………………………………………1
绪论……………………………………………………………………………3
一.淀粉质原料酒精生产工艺…………………………………………………………7
二．物料衡算
（一）15000吨淀粉原料酒精厂全厂物料衡算……………………………………15
谢辞…………………………………………………………………………………59
摘要
酒精在人们日常生活以及科学研究等诸多领域都有很广泛的应用。世界酒精行业以及我国酒精行业都呈现快速发展趋势，产量逐年递增。发酵法生产酒精的能力将成为一个国家经济实力的标志。发酵法主要是利用微生物无氧发酵，将含糖物质如，甘蔗，甘薯，玉米等物质内的糖类转化为乙醇，生成酒精。此法原料来源丰富，生产过程环保，值得大力推广。本设计对酒精生产的发酵车间进行了计算和设备选型，力求理论和实践相结合。
?酒精国家标准酒精质量标准是检验酒精蒸馏和管理水平的核心一个国家的酒精质量标准是这个国家酒精产业能力和水平的标志酒精质量国家标准是整个酒精企业生产活动的最主要的法规酒精质量是酒精企业的生命线不断提高酒精质量是企业永恒主题
设备的设计与选型
精选ppt
第二节 专业设备的设计与选型
• 一、专业设备设计与选型的依据 • 二、专业设备设计与选型的程序和
内容 • 三、计算选型实例
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一、专业设备设计与选型的依据
1、工艺计算结果 成品量、物料量、汽、水、空气、冷耗量
2、工艺操作的最适外部条件 温度、压力、真空度等
Δt1=32-20=12 (℃ )
Δt2=32-27=(5℃)
Δtm=8 (℃ ) P118
换热面积(牛顿传热定律公式）
A=Q/(K×Δtm) =4.18×6000×440/(4.18×500×8)
=660(m2）
每m3发酵液每小时传给冷却器的最大热量 4.18×6000kJ/(m3h)
竖式列管式换热器K=4.18×500kJ/(m3h ℃) 精选ppt
面积
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二、发酵设备设计与选型的内容（12）
（7）设备的传动搅拌和动力消耗的计算。 （8）设备结构的工艺设计。 （9）支撑方式的计算选型。 （10）壁厚的计算选择。 （11）材质的选择和用量的计算。 （12）其他特殊情况的考虑。
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三、计算选型实例
• 对发酵产品要充分了解。产品之间差异大 生产特点、原料性质来源、现阶段生产水平 可能达到的技术经济指标、有效生产天数、 各个环节生产周期
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（6）搅拌轴功率的计算
修正的迈凯尔（Michel.B.J)公式求搅拌功率， 并由此选择电机。 淀粉水解糖低浓度细菌醪，可视为牛顿流体。 1、计算Rem 2、计算不通气时搅拌功率P0 3、计算通气时的搅拌功率Pg 4、求电机功率 谷氨酸发酵按1kW/m3发酵醪，550m3装440m3 取功率大于440kW的电机
有机肥发酵车间工程方案
有机肥发酵车间工程方案一、前言有机肥是一种以动植物残体和新鲜兽粪、经过微生物发酵和腐熟而成的高效肥料，对于改良土壤、提高土壤肥力、促进农作物生长有着显著的效果。
随着人们对于环保和生态农业的重视，有机肥的需求量逐渐增加，发酵车间的建设成为了一个亟待解决的问题。
本文将从车间规划、设备选型、工艺流程和环保措施等方面，对有机肥发酵车间的工程方案进行详细的规划和设计。
二、车间规划1.选址：有机肥发酵车间应该选择在距离农场近的地区，以便于采集原料和运输成品。
同时需要考虑周边环境的污染情况，避免影响发酵过程。
2.布局设计：根据车间的生产流程，合理规划车间内部的布局，保证人员和物料的流通顺畅。
车间区域包括原料存放区、发酵区、成品储存区、办公区等。
3.建筑设计：车间建筑应该符合卫生要求，采光良好，通风良好，为员工提供良好的工作环境。
4.消防安全：车间应该符合消防安全要求，配备适当的消防设备和消防通道，确保员工的安全。
5.环保措施：车间应该配备污水处理设备，对废水进行处理，符合环保要求。
三、设备选型1.原料处理设备：包括原料粉碎机、原料混合机等，用于将动植物残体和兽粪等原料进行粉碎和混合，为后续发酵提供条件。
2.发酵设备：包括堆肥机、发酵堆肥车等，用于将混合好的原料进行堆肥发酵，促进微生物的生长和繁殖。
3.成品处理设备：包括翻堆机、分筛机等，用于将发酵好的有机肥进行翻堆和筛分，提高成品质量。
4.环保设备：包括污水处理设备、废气处理设备等，用于处理车间产生的废水和废气，符合环保要求。
四、工艺流程有机肥发酵车间的工艺流程主要包括原料处理、发酵和成品处理三个环节。
1. 原料处理：将动植物残体和兽粪等原料经过粉碎和混合处理，加入适量的水分和发酵剂。
2. 发酵：将混合好的原料进行堆肥发酵，控制好发酵温度和湿度，促进微生物的生长和繁殖，达到发酵的效果。
3. 成品处理：将发酵好的有机肥进行翻堆和筛分，除去大颗粒的未腐熟的物质，提高成品质量。
《发酵车间布置设计》课件
管道支架与吊架
管道支架与吊架的详细介绍
为了支撑和固定管道，通常需要设置管道支 架与吊架。管道支架一般分为固定支架和滑 动支架两种，根据具体情况选择使用。吊架 则主要用于悬吊或支撑重量较大的管道，以 确保其稳定性和安全性。在选择支架与吊架 时，需要考虑其承载能力、防腐性能以及安
管道材料与防腐
管道材料与防腐的详细介绍
管道的材料选择对于其使用寿命和安全性至关重要。常见的管道材料有碳钢、不锈钢、铜等。在选择管道材料时，需要考虑 其耐腐蚀性、耐压性、耐温性等特点。同时，为了延长管道的使用寿命，还需要对管道进行适当的防腐处理，如涂防腐涂料 、电镀等。
管道布置原则
管道布置原则的详细介绍
详细描述
在发酵车间布置设计中，应充分考虑空间资源的有效利用， 合理规划车间的平面布局和立体布局，提高空间利用率。同 时，要考虑到车间的通风、采光和保温等因素，确保车间的 舒适度和节能性。
设备布局原则
总结词
设备布局原则是发酵车间布置设计的重点，它要求合理配置设备资源，提高设备的运行 效率和稳定性。
详细描述
案例二：某酒精厂发酵车间布置设计
要点一
总结词
要点二
详细描述
自动化程度高、节能减排、符合行业标准
该酒精厂发酵车间布置设计采用了先进的自动化技术，减 少了人工干预，提高了生产效率和产品质量。同时，该设 计注重节能减排，采用了高效节能的设备和工艺，减少了 能源消耗和废弃物排放。此外，该设计还符合行业标准和 规范，确保了生产的安全和合规性。
年产140t阿维菌素发酵车间设计
年产140t阿维菌素发酵车间设计阿维菌素是一种广谱抗生素，具有较强的杀菌作用，被广泛应用于医疗领域。
为了满足市场需求，建设年产140t阿维菌素发酵车间是必要的。
本文将从车间设计、设备选型、工艺流程等方面进行详细介绍。
一、车间设计1.车间布局年产140t阿维菌素发酵车间应采用分区布局，包括原料区、发酵区、提取区、制剂区、包装区等。
原料区应设置在车间的一侧，方便原料的进出。
发酵区应设置在车间的中央，方便对发酵罐进行监控和操作。
提取区、制剂区、包装区应设置在车间的另一侧，方便成品的出库。
2.车间环境年产140t阿维菌素发酵车间应具备良好的洁净度和通风性。
车间内应设置空气过滤设备，保证空气质量。
车间内应设置洁净区和非洁净区，避免交叉污染。
车间内应设置消毒设备，保证车间的卫生状况。
3.车间设施年产140t阿维菌素发酵车间应配备先进的设施和设备，包括发酵罐、提取设备、制剂设备、包装设备等。
车间内应设置自动化控制系统，实现车间的自动化生产。
二、设备选型1.发酵罐年产140t阿维菌素发酵车间应选用大型发酵罐，容积应在50m³以上。
发酵罐应具备良好的密封性和可控性，能够实现自动化控制。
2.提取设备年产140t阿维菌素发酵车间应选用高效的提取设备，能够实现快速提取和分离。
提取设备应具备良好的稳定性和可靠性，能够满足车间的生产需求。
3.制剂设备年产140t阿维菌素发酵车间应选用高效的制剂设备，能够实现快速制剂和包装。
制剂设备应具备良好的稳定性和可靠性，能够满足车间的生产需求。
4.包装设备年产140t阿维菌素发酵车间应选用高效的包装设备，能够实现快速包装和出库。
包装设备应具备良好的稳定性和可靠性，能够满足车间的生产需求。
三、工艺流程年产140t阿维菌素发酵车间的工艺流程包括发酵、提取、制剂、包装等环节。
具体流程如下：1.发酵将原料加入发酵罐中，进行发酵。
发酵过程中，需要控制温度、pH 值、氧气含量等参数，保证发酵的顺利进行。
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4．设备主要尺寸的计算
• 发酵工厂的设备多为容器型设备。不同的设备， 高径比有很大差别。锥形底制作容易，排料干净， 间歇操作采用较多。
• 通常根据已知容量V以及高径比、封头高度，列出 数学方程求出各部尺寸。
• 直径计算出来后，应将其值圆整到接近的公称直 径系数。然后校核总容量是否可满足工艺计算的 容量要求。如偏差太大，还要作相应调整，直到 符合要求。
惯性冲击滞留机理
图1
拦截滞留作用机理
• 气流速度降到临界速度以下，微粒不能因惯性碰 撞而滞留于纤维上，捕+集效率显著下必,但随时 着气流速度的继续下降，纤维对微粒的捕集效率 又有回升。原因是微生物直径很细，质量很轻， 它随低速气流流动慢慢靠近纤维时，微粒所在的 主导气流流线受纤维所阻，而改变流动方向，绕 过纤维前进，并在纤维的周边形成一层边界滞流 区。滞流区的气流速度更慢,进到这滞留区的微粒 慢慢靠近和接触纤维而被粘附滞留,称为拦截滞留 作用
• 1．生产能力的确定
– 对于连续操作的设备，其生产能力是在保证生产工艺 条件的基础上，单位时间通过设备的物料量，由工厂 的规模与物料衡算确定。
• 2．设备容积的计算
– 已知物料的流量V和逗留时间τ，可以计算出设备的有 效容量V有效：
• 3．设备数量的计算
• 4．设备主要尺寸计算
（三）专用设备设计常识 ——发酵罐
谷氨酸发酵罐
1、罐体 2、搅拌器和挡板 3、消泡器 4、联轴器及轴承。 5、变速装置 6、空气分布装置 7、轴封 8、冷却装置
发酵罐制造
• 发酵罐为封闭式，一 般都在一定罐压下操 作，同时还需用蒸汽 进行空罐或实罐灭菌， 所以罐体是一个受压 容器，见图2。要根据 最大使用压力(一般采 用灭菌时的蒸汽压个圆柱体，罐顶和 罐底采用椭圆形或碟 形封头，因为这种封 头比其他型式的封头 在同样使用压力下可 用较薄的钢板，
• 2立方米以下的小型发酵罐罐顶和罐身采用法兰连接，大 中型发酵罐大多是整体焊接。为了便于清洗，小型发酵罐 罐顶设有清洗用的手孔 ，大中型发酵罐则要装设人孔， 并在罐内设置爬梯，人孔的大小不但要考虑操作人员能方 便进出，还要考虑安装和检修时，罐内最大部件能顺利放 入或取出。罐顶还装有 视镜和灯孔以便观察罐内情况， 在视镜和灯孔近旁，必要时还装设无菌压缩空气或蒸汽的 吹管，用以冲洗玻璃。装于罐顶的接管有：进料口、补料 口、排气口、接种口和压力表等，装于罐身的接管有：冷 却水进出口、空气进口、温度和其他测控仪表的接口。罐 顶上面的排气口位置靠近罐中心的位置。这样，不仅防止 或减少气泡的逃逸，而且由于抽吸作用，也减少了泡沫的 产生。
• 直径确定后，可根据关系求出其他尺寸。
(二)连续操作设备的设计计算
• 设计的依据：
– (1)物料流量V(m3／s或t／s)：物料的流量V，是根据 生产规模，通过计算确定。
– (2)物料在设备中的逗留时间τ(s)：物料在连续操作 设备中的逗留时间则取决于生产工的要求。
– (3)物料在设备各部位的流速ω(m／s)。
思考？
• 口罩真能过滤细菌吗？
过滤除菌机理
• 常见悬浮于空气中的微生物粒子大小在0.5～2微 米之间，深层过滤所用的过滤介质-棉花的纤维直 径一般为16~20微米。充填系数为8%时，棉花纤维 所形成网格的孔隙为20～50微米，微粒随气流通 过滤层时，滤层纤维所形成的网格阻碍气流前进， 使气流出现无数次改变运动速度和运动方向，绕 过纤维前进，这些改变引起微粒以对滤层纤维产 生惯性冲击、阻拦、重力沉降、布朗扩散、静电 吸引等作用而把微粒滞留在纤维表面上。
第六章 设备的设计与选型
一、专业设备设计与选型的依据
• 由工艺计算确定的成品量、物料量、耗汽 量、耗水量、耗风量、耗冷量等。
• 工艺操作的最适外部条件(温度、压力、真 空度等)。
• 设备的构造类型和性能。
二、专业设备设计与选型的程序和内容
• (1)设备的工艺操作任务、工作性质、工作参数的确定。 • (2)设备选型及该型号设备的性能、特点评价。 • (3)设备生产能力的确定。 • (4)设备数量计算。 • (5)设备主要尺寸的确定。 • (6)设备的传动搅拌和动力消耗计算。 • (7)设备结构的工艺设计。 • (8)支撑方式的计算选型。 • (9)壁厚的计算选择。 • (10)材质的选择和用量计算。 • (11)其他特殊问题的考虑。
(一)间歇操作设备的设计计算
• 1．间歇操作设备生产能力的确定
– 生产能力的表示方法，一般为t／(罐·批)或m3／ (罐·批)。例如3000t／a味精厂选容积为100t的发酵 罐，其生产能力为：
– 100×70％×15％×48％×80％×112％ (1-1％)＝ 4.47[t／(罐·批)]
– 100——发酵罐容积(t) – 70％——填充系数 – 80％——提取率 – 1％——染菌率
空气净化系统
• 一般每升高10米，空气中的含菌量就降低一个数 量级；城市的空气中含菌量较多，农村的空气中 含菌量较少，一般城市空气中杂菌数为3000~8000 个／立方米。
• 介质过滤除菌是使空气通过经高温灭菌的介质过 滤层，将空气中的微生物等颗粒阻截在介质层中， 而达到除菌的目的。目前常用的过滤介质有棉花、 活性炭、超细玻璃纤维、石棉滤纸、PVA烧结材料 过滤介质、烧结金属过滤介质等。
15％——发酵初糖浓度 48％——发酵转化率 112％——精制收率
3．设备容积的计算
• 式中
– V 设备的总容积(m3) – Va——24h内加工的成品或半成品的容积() – r——操作周期，包括预备时间、操作和清洗等辅助操作时间(h) – ϕ ——设备的填充系数，装有搅拌和冷却装置的或产生泡沫多的
搅拌桨
平直叶涡轮搅拌器为什么要安一个圆盘呢 ？
• 通用式机械搅拌发酵罐中的平直叶涡轮搅拌器如果没有圆 盘，从搅拌器下方空气管进入的无菌空气气泡就会沿着轴 部的叶片空隙上升，不能被搅拌叶片打碎，致使气泡的总 表面积减少，溶氧系数降低；同时气泡大，上升速度快， 走短路，传质效果差。而安一个圆盘，大的气泡受到圆盘 的阻碍，只能从圆盘中央流至其边缘，从而被圆盘周边的 搅拌浆叶打碎、分散，提高了溶氧系数