发酵工厂设计
啤酒发酵工厂的工艺设计
啤酒发酵工厂的工艺设计
啤酒发酵工厂的工艺设计包括以下几个方面：
1. 发酵设备的选择：根据生产规模和需求选择适合的发酵设备，常见的包括发酵罐、发酵槽和发酵桶等。
同时要考虑设备的耐用性、卫生要求和操作便捷性等因素。
2. 温度控制：发酵过程需要控制温度，通常在15-25摄氏度之间。
可以通过安装恒温设备、加热器和冷却器等来实现温度控制，并且要保持温度的稳定性。
3. 氧气供给：酵母在发酵过程中需要氧气来进行代谢，因此需要提供充足的氧气。
可以通过通风系统或者使用氧气石来增加氧气供应。
4. pH控制：发酵过程中要维持适宜的pH值，通常在4.2-4.5之间。
可以通过添加酸或者碱来调节pH值，也可以使用pH自动控制系统进行调节。
5. 酵母投放控制：酵母的投放量对发酵过程有重要影响，需要根据啤酒种类和生产要求进行控制。
可以通过自动投料系统实现精确的酵母投放控制。
6. 发酵时间控制：发酵时间的长短会影响啤酒的口感和风味，一般情况下需要7-10天左右。
可以通过监测发酵液的密度和酒精含量来确定发酵时间。
此外，还需要注意工艺的卫生要求，定期对设备进行清洁和消毒，以确保啤酒的品质和安全。
发酵工厂设计课程设计
发酵工厂设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握发酵技术的概念、原理和应用范围。
2. 学生能了解发酵工厂的组成、工作流程及其在生产中的应用。
3. 学生能掌握发酵过程中影响菌种生长、代谢的主要因素。
技能目标：1. 学生具备设计简单发酵实验方案的能力，能运用所学生物技术解决实际问题。
2. 学生能运用发酵技术进行产品制备，具备初步的产品分离、提纯和鉴定能力。
3. 学生通过小组合作，能够进行发酵工厂设计，提高团队协作和沟通能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对生物技术产生浓厚的兴趣，树立科学探究和创新意识。
2. 学生能够关注发酵技术在生产生活中的应用，认识到生物技术对人类社会发展的意义。
3. 学生在发酵工厂设计过程中，培养环保意识、责任感及工匠精神。
课程性质：本课程为生物技术领域的实践性课程，结合学生年级特点和教学要求，注重理论知识与实际操作的结合。
学生特点：学生具备一定的生物学基础，具有较强的求知欲和动手能力，喜欢通过实践探索未知。
教学要求：要求学生在掌握基本理论知识的基础上，通过发酵工厂设计，将所学知识应用于实际操作中，提高解决问题的能力。
同时，注重培养学生的科学素养、团队协作能力和创新精神。
通过本课程的学习，使学生达到上述具体、可衡量的学习成果。
二、教学内容1. 发酵技术基本概念与原理：包括发酵定义、菌种选育、培养基制备、发酵过程控制等，对应教材第3章内容。
2. 发酵工厂组成与工艺流程：介绍发酵罐、控制系统、产品分离提纯设备等，分析发酵工艺流程，对应教材第4章内容。
3. 影响发酵过程的主要因素：探讨温度、pH、溶氧、转速等对发酵过程的影响，对应教材第5章内容。
4. 发酵实验设计与实施：学习设计实验方案，进行发酵实验操作，观察记录发酵过程，对应教材第6章内容。
5. 发酵产品制备与鉴定：学习产品分离、提纯方法，对发酵产品进行鉴定，对应教材第7章内容。
6. 发酵工厂设计与实践：结合所学知识，分组设计发酵工厂，进行模拟实践，对应教材第8章内容。
发酵工厂工艺设计
生产工艺设计的依据、内容和深度
设计的主要依据： (1)可行性研究报告以及设计计划任务书。 (2)项目工程师或项目总负责人下达的设计工作提纲和总工程
师作出的技术决定。 (3)如采用新原料品种、新技术和新设备时，必须在技术上有
二、基本建设程序内容
1．建设前期阶段
工作内容包括： 项目建议书 可行性研究报告 设计任务书 初步设计 总概算
工作程序为：
一个工程项目从社会发展、工业布局、市场需求和 地区、行业发展规划—→项目建议书—→前期工作计划— →可行性研究—→设计任务书—→上报审批—→初步设计、 总概算工作—→初步设计图纸、文件、总概算—→上报审 批
发酵工厂工艺设计概论
发酵工厂工艺设计概论
绪论 第一章 基本建设程序 第二章 厂址选择 第三章 工厂总平面设计 第四章 工艺流程设计 第五章 工艺计算 第六章 设备的设计与选型 第七章 车间布置设计 第八章 设计说明书 第九章 工艺设计图
绪论
课程的目的和任务：
目的：培养学生具备工厂工艺设计的能力， 结合毕业实习和毕业设计，完成工程师的 综合性基本训练。
局部设计：
凡是设计的范围不涉及整个工业企业的全部内 容，而只是其中的某些部分，甚至于某一个部分 或某一个设备，称局部设计。——新建厂的设计一般属于
总体设计，扩建厂的设计一般属于局部设计者居多。
总体设计的范围：
发酵工厂总体设计的范围包括了企业内应该 配置的一切单项工程的完整设计，一般包括总平 面布置、生产车间、动力车间(如锅炉房、变电站、 给排水工程等)、厂内外运输（物流）、自控仪表、 采暖通风、环境保护工程、福利设施、办公楼、 技术经济与概算等单项工程设计。
生物工程工厂设计-课程设计市公开课获奖课件省名师示范课获奖课件
六、设计阐明书封面格式
七、阐明书目录
第一章 总论 • 第一节 设计根据和范围 • 第二节 设计原则 • 第三节 建设规模和产品方案 • 第四节 项目进度提议 • 第五节 主要原辅料供给情况 • 第六节 厂址概述 • 第七节 公用工程和辅助工程 第二章 总平面布置及运送 • 第一节 总平面布置 • 第二节 工厂运送 第三章 劳动定员
二、设计环节
• 1、分配设计任务
拟定设计题目，题目应涉及生产规模及其 主要产品 2、查找有关资料：选题旳目旳、意义，选 题背景及有关文件资料 3、进行配方和工艺计算（涉及物料衡算）， 选择有关旳参数 4、进行设备选型。 5、绘制图纸。 6、书写设计阐明书（不少于5000字）。
三、设计要点：
•
1、拟定题目 2、生产工艺流程确实定与工艺条件旳论证。 3、生产车间设备选型与配套。 4、工艺流程图旳绘制。
THANK YOU
桔汁生产流程如下：
其他有关品种，现简示如下： 1.甲级：汽水配方表
原料 砂糖
糖精 柠檬酸 香料 含气
单位 g g g mL
倍(容积)
数量 20.8 0.052
0.23～0.35 0.35
3.5以上
2.乙级：汽水配方表
原料 砂糖
糖精 柠檬酸 香料 含气
单位 g g g mL
倍(容积)
数量 14
0.047 0.18 0.25 3.5以上
（以上4种图纸任选一张） 5、设计阐明书。
十、成绩计算
• 总成绩100分 • 其中：设计阐明书占55%，生产车间设备
布置图占40%，签到及平时体现占5%。
设计实例 一、题目：年产1500t汽水生产车间改(扩)建工艺设计 二、设计范围
年产1000吨色氨酸发酵工厂的毕业设计
年产1000吨色氨酸发酵工厂的毕业设计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：（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）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；（6）重点设备的选型和计算；（7）对生产、环境保护提出可行方案。
1.4工厂设计原则[7]（1）设计工作要围绕现代化建设这个中心，为这个中心服务。
首先要做到精心设计，投资省，技术新，质量好，收效快，回收期短，使设计工作符合社会主义经济建设的总原则。
设计的安全性和可靠性是工程项目设计工作的第一要务，是设计人员进行生物工程项目设计的根本出发点和落脚点。
-1-曾华辉：年产1000吨色氨酸发酵工厂设计进行分析，从实际出发。
（3）要解放思想，突出创新，力求设计在技术上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性，环境保护上有可行性。
（4）设计必须结合实际，因地制宜，工厂设计要体现其通用性和独特性相结合的原则。
（5）设计需遵守国家的相关规定，要明确设计进度。
1.5工厂组成工厂的组成一般包括以下内容：（1）生产车间：糖化、发酵等车间；（2）辅助车间;（3）动力车间；（4）行政部门；（5）绿化区域；（6）道路等运输设施和各类地上、地下工程管网；（7）三废治理。
1.6产品生产方案及建设规模（1）生产方案：以淀粉为原料，经糖化生产可发酵性糖，然后利用色氨酸高产菌，在适宜的生产条件下进行生产发酵，生产L-色氨酸。
并通过后续工作，使产品达到国家规定。
（2）建设规模：年产1000吨，生产天数300天，连续生产。
1.7生产方法及产品规格（1）生产方法：L-色氨酸的生产最早主要是依靠化学合成法和蛋白质水解法制造。
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。
发酵工厂设计第一章
（2）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。
四、生产工艺设计在总体设计中的重要性 是总体设计的主导设计
设计工作一般包括有总(整)体设计与局部设计 凡是设计范围涉及到整个工业企业的，称总 体设计。 凡是设计的范围不涉及整个工业企业的全 部内容，而只是其中的某些部分，甚至于某 一个部分或某一个设备，称局部设计。
第二节 项目建议书
（项目申请报告） 一、任务和意义 申请 二、主要内容： 1 项目名称； 2 建设项目提出的必要性和依据； 3 产品方案、市场预测、拟建规模和建 设地点的初步设想
4资源情况、建设条件、协作关系和技术、 设备可能的引进国别 、厂商的初步分析； 5环境保护； 6投资估算和资金筹措设想，包括偿还贷 款能力的大体测算； 7项目实施规划设想； 8工厂组织和劳动定员估算； 9经济效果和社会效益的初步估算。
2建设期：
设计单位：施工图设计 批准的初步设 筹建单位：征地；设备材料定货， 计、总概算 施工安装单位：预算；施工组织设计； 开工准备
—施工安装总进度表—开工报告—上报— 开工建设—单项验收—调试——试生产— 主管部门验收——移交生产
3.生产期： 移交正式投产——企业经营管理 设计单位—回访、设计总结—整理编制 技术档案
P:准备室 审 核
2400cm
4.管道设计
冷却水 糖化液
1、WW4 -DN50
1032-B118+ 4
2、A 2-o108 4 无菌空气 /
+
/ 3、S 1- o133+ 4
蒸汽
1032-B118+ 4
缓冲液 消泡剂 排气管
发酵工厂工艺设计
发酵工厂工艺设计
一、工艺系统
发酵工厂工艺系统应满足生物工艺原理，建立投料、反应、分离、回收等系统，为提高活性物质生产效率，可利用蒸汽、光热、微波、电极等驱动形式，采用管壁研磨、高低温摩擦热放热等方式把活性成分转运入发酵细胞和菌种中，达到高效发酵的作用。
二、设备系统
1.投料系统：投料系统应根据发酵物料种类、分布以及质量浓度变化的情况，选择恰当的投料设备，如口罩式投料机、旋涡投料机等，以实现自动投料和量程控制。
2.反应系统：反应系统应根据发酵温度和压力，选择合适的发酵罐，可选择不锈钢发酵罐、不锈钢热机槽、叠加式发酵罐、可调式反应罐等；
3.分离系统：分离系统应采用合适的分离设备，如气流分离机、液相分离机、滤池等；
4.回收系统：回收系统应采用合适的回收设备，如抽滤机、滤器、蒸发冷凝机等。
三、仪器系统
1.流量计控制系统：确保投料系统、反应系统、分离系统、回收系统的流量控制精确、可靠；
2.温控系统：确保发酵系统温度和温度分布精确、可靠；。
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发酵工厂中空气净化工艺的合理选择
无菌空气是通气发酵过程中的关键流体。
它用于细菌的培养、发酵液的搅拌、液体的输送以及通气发酵罐的排气。
在通气发酵过程中,空气系统的染菌一直被列为发酵生产的第一污染源。
据报道,由于空气系统纰漏而导致发酵染菌,在总染菌数中比率高达19.96%,而我国的生产现状还远远高出这一数据。
为了防止压缩空气染菌给发酵液造成污染,进入发酵罐的空气必须达到(0.5μm)100级净化标准,即每立方英尺空气中含有≥0.5μm的微粒数应≤100个。
目前,空气净化的主要方法是通过介质过滤达到除菌目的。
为了保证过滤后的空气达到净化标准,过滤前的空气要进行降温、除水、除油、减湿的预处理。
据文献记载,只有当压缩空气的相对湿度φ≤60%,高效过滤器内的过滤介质保持干燥时,空气通过高效过滤方能达到过滤的期望值。
因此,发酵空气净化实际上包括两部分:一是空气的预处理;二是选择性能优良的过滤介质和过滤设备。
怎样使科学合理、经济实用的工艺与完善的工程设计有机地结合,使空气系统在优化条件下运行,是发酵行业工程设计者不懈努力的目标。
1 发酵工厂常用的空气预处理路线
1.1 标准路线(流程1)
该流程系80年代初由华东化工学院等单位提出。
其工艺成熟,操作方便,适应各种气候条件,不受大气的绝对湿含量和相对湿度的影响。
随着科学技术的进步,传统理论和处理方法不断完善,特别是近年来空压机的技术有了突飞
猛进的发展。
由于空压机选型不同,空气预处理的流程也不同。
传统的活塞式机型容量小,规模生产时需要多台组合,且要用空气贮罐来消除排气产生的脉冲。
目前发酵工厂多选用出气稳定、容量大的涡轮式或螺杆式机型,不必设置空气贮罐。
改进后的流程增加丝网除沫器,加强了除雾滴能力。
1.2 混合型路线(流程2)
此流程适用于中等湿含量的地区,其特点是将部分来自空压机的热空气不经冷却,而直接
与大部分经降温除水的冷空气混合进入过滤器,可省去加热器;气体进过滤器的控制指标与
流程1相同;流程比较简单,冷却水用量相对节省。
流程控制的关键是:空气的冷却温度和空气分配比的关系会随采风口所吸取空气的参数而变化。
该流程的特点是经降温除水的冷空气进换热器与来自空压机的热空气进行热交换,将冷空气温度提至30~35℃后去过滤器过滤,省去加热蒸汽;热空气经换热后降低了进冷却器的温度,节省了冷却水用量。
其不足是空气的传热系数小,传热面积需要很大。
1.4 热空气路线(流程4)
该流程的特点是空压机出口的压缩空气在高温情况下保持相对湿度φ≤60%,沿输送管道壁自然冷却后去过滤器,过滤后直接进发酵罐。
空气所带的热量除部分自然冷却外,余热全部转移到发酵罐冷却。
1.5 综合型路线(流程5)
该流程的特点是,将空气处理系统从空压站移至发酵车间,利用管路的管壁沿程降温冷却,减轻冷却器的负荷。
经验数据是空压机出口的压缩空气经总管每走1米长度,可降低温度0.5~1℃。
空压站到发酵车间一般有几十米长的距离,经管壁散发的热量相当可观,可节约大量的冷却水。
采用该流程时因长距离输送热空气, 管径比较大,管材用量多,要增设管道热补偿器以减少热推力,并增加重型管架以防侧推力破坏。
不同地区、气候条件下流程的选择压缩空气减湿的目的在于保证除菌过滤器在压力露点温度以上运行,以及维持操作状态下的压缩空气在相对湿度φ≤60%左右通过过滤器。
由于工厂所处地理位置、环境条件和装备条件不同,工艺流程的制定也不同。
当工厂处于污染比较严重的环境中,应注意采风口的条件,以减轻过滤器的负荷。
在江南暖湿地区则要加强除水措施,耗油大的空压机型应设置高效除油雾设备。
在满足φ≤60%的前提下,压缩空气以发酵罐温度为基准±3℃进罐为宜。
前述某抗菌素厂所在地气候干燥,冬季的平均气温为5~6℃,相对湿度φ≤75%~85%。
采用流程5处理空气,常年控制的工艺指标为:一冷出口空气35~40℃;二冷出口温度20~25℃;加热器出口空气35℃(发酵罐温
31~33℃)。
采风口处空气湿含量:
在气候更干燥或更冷的地区,采风口吸入的空气绝对湿含量很小,二冷冷却析不出水,这时流程可省去二冷器和加热器,一冷空气直接冷到35℃进过滤器,且保证φ2≤60%。
压缩空气量的变化是空气净化处理各项影响因素中最大的一项。
大中型发酵工厂应将空气集中压缩,分散处理,即能灵活地解决用气量变化问题。
上述华中地区某厂发酵车间为三组生产线,空压站供应1200m³/min压缩空气至发酵车间后分三组(400m³/min为一组)进行净化处理。
4 空气净化设备的选择
4.1 空气冷却器
冷却空气的热交换器种类很多。
常见的有列管式、沉浸式、喷淋式、翅片式等。
由于空气的给热系数低,应选用空气侧热传递效率高的设备。
目前国内空冷效果最好的是翅片式冷却器,翅片材料为紫铜,传热速率高。
4.2 气水分离器的选择
(1) 旋风分离器用于分离≥10μm液滴,分离效率在70%~80%左右。
选用时应注意:一是直径不能太大,因为气流沿切线方向运动的离心力与分离器的半径成反比;二是进口气速应控制在15~25m/s,速度过大易形成涡流,而过小又离心力不足,气水分离效果不好。
出口气速一般在4~8m/s左右。
(2)丝网除沫器目前国内常用的丝网材质为不锈钢和塑料,多用0.1×0.4mm不锈钢丝网。
气速取1~3m/s,
除≥1μm雾滴效率可达95%~99%,丝网通常选用缩径式(小于设备壳径)的,便于安装、检修。
4.3 空气加热器
压缩空气降温除水后应加热(温升在10~15℃),以降低其相对湿度。
常用套管式或列管式加热器加热。
加热器安装时须紧靠总过滤器并加保温措施,避免热损失导致空气相对湿度上升而影响过滤。
5 过滤介质与过滤设备
5.1 过滤介质
过滤介质是过滤除菌的关键,其性能直接影响介质的使用范围、使用量和使用周期与过滤过程动力消耗、操作强度以及运行的稳定,同时也影响过滤设备的结构及空气净化的技术经济指标。
目前空气过滤介质已逐步由传统的棉花、活性炭向超细玻璃纤维纸、烧结金属、微孔过滤膜等发展。
超细玻璃纤维纸20年前获得工程应用,现已广泛用作空气过滤介质,其性能远远优于棉花、活性炭及石棉板。
对于相同的过滤器外径,过滤纸的过滤面积是棉花的80倍,阻力降只有棉花的1/10,而过滤效率可达
(0.5μm)99.9999%和(0.02μm)99.999%。
5.2 过滤器的选择
(1)总过滤器总过滤器以折叠式大面积超细玻璃纤维纸滤芯为过滤介质,其过滤结构为:内外层为金属圆筒
孔板,中间夹折叠式滤材,气体外进内出。
总过滤器装填滤芯的数量,依其直径大小而定。
总过滤器的规格见表2。
(2)分过滤器折叠式分过滤器的结构特点是:过滤器为不锈钢壳体,空气进出口在同一中心线上,拆卸上筒体即可更换滤芯,简单方便可靠。
分过滤器的规格见表3。
6 结论
综上所述,发酵空气净化流程是根据发酵生产对无菌空气的质量要求进行设计的。
吸气环境如地理位置、气候条件各异,则空气的温度、湿度、粉尘含量不同,选用的设备、过滤介质和工艺流程也不同。
工程设计人员应根据成熟的生产装置和科研实验所提供的数据,进行调查分析,综合考虑,以降低成本、减少能耗、简化流程、提高综合技术经济指标为目标,优化设计方案,使工程设计质量不断提高,更好地参考文献
1 沈自法等主编.发酵工厂工艺设计.华东理工大学出版社,1994
2 王树民.抗生素发酵空气净化工艺与工程的优化设计.医药工程设计,1994,(5)
3 华南工学院等编.发酵工程与设备.轻工业出版社,1981
4 沈荣度.抗菌素生产的空气减湿及节能.医药工程设计,1981,(1)
5 华东化工学院.抗生素生产设备(上册).1980为生产实践服务。