发酵工厂设计.pdf

1 第一章 基本建设程序 设计阶段可划分为初步设计阶段初步设计阶段和施工图设计阶段施工图设计阶段 前期阶段工作内容 项目建议书项目建议书 可行性研究报告可行性研究报告 设计任务书设计任务书 初步设计初步设计 总概算总概算 可行性研究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 也可委托咨询或设计单位进行 它的任务是根据三级经济规划 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 分析和认证 作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作出决策提供可靠依 据 设计任务书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 设计任务书是在可行性研究的基础上进行编制 的 项目建议书项目建议书是设计工作的前奏 其任务就是向国家省 市有关主管部门直接申请工程项目 以期批准立项 进行厂址选择调研工作 及可行性研究工作 初步设计的依据初步设计的依据是批准的设计任务书及其附件可行性研究报告 以及可靠的设计基础资料 第二章 厂址选择 地点选择地点选择就是对所建厂在某地区内的方位及其所处的自然环境状况 进行勘测调查 对比分析 场地选择场地选择就是对成建厂在某地点处的面积大小 场地外形及其潜藏的技术经济性 进行周密的调查 预测 对比分析 作为确定厂 址的依据 厂址方案比较法厂址方案比较法以厂址自然条件为基础 以技术经济条件为主体 列出其中若干条件为主要影响因素 形成厂址方案 然后对每一 个方案的优缺点进行比较 最后结合以往的选择厂址经验 得出最佳厂号的选择结论 等高线等高线是地面上同高度的各点连接成的封闭理想曲线 地形图地形图用等高线表示地势变化幅度的图形 风玫瑰图风玫瑰图是风向频率图 它是在直角坐标上绘制的 坐标原点表示厂址地点 坐标分成 8 个方位 表示有东 西 南 北 东南 东北 西南和西北的风吹向厂点 厂址选择一般从哪两个方面考虑 答 一是自然条件自然条件 包括 地理位置 地形 地势与地质 水文 气象 地震 二是技技术经济条件术经济条件包括 原料供应与产品销售 能源供应 给排水 所选厂址有足够的场地面积 节约用地 交 通运输 企业协作与城市规划 厂址选择的一般原则是什么 答 厂址位置要符合城市规划 供汽 供电 给排水 交通运输 职工文化生活 商业网点 和微生物发酵工厂对环境的特 殊要求 厂址的地区要接近原料 燃料基地和产品销售市场 还要接近水源和电源 具有良好的交通运输条件 场地有效利用系数较高 并有远景规划的最终总体布局 有一定的基建施工条件和投产后的协作条件 厂址选择要有利于三废处理 保证环境卫生 第三章 工厂总平面设计 总平面设计的内容 平面布置设计 竖向布置设计 运输设计 管线综合设计 绿化设计 工厂组成工厂组成必须包括 生产车间 辅助车间 动力车间 行管部门和职工宿舍 通常将厂区划分厂区划分为厂前区 生产区 厂后区及左右两侧区 生产车间生产车间 生产成品或半成品的厂内所有工艺生产主要工序部门 包括生产部分 辅助部分和生活行政部分 建筑系数建筑系数 指建 构筑物与堆场 作业场占地面积之和占全厂占地面积的百分率 利用系数利用系数 指包括全厂建 构筑物与土建设施在内的占地面积同全厂占地面积比值的百分率 绿地率绿地率 指全厂可绿化地面积占全厂占地面积的百分率 建建 构构筑筑物占地面积物占地面积 是指建 构筑物底层轴线所包围的面积 工厂生产强度工厂生产强度 生产规模 指年产量 与占地面积之比 空气洁净度空气洁净度 用单位体积空气中所含尘埃的大小和数量来表示 GMP 药品生产质量管理规范 洁净厂房洁净厂房 由于生产工艺等原因 需采用空气净化系统以控制室内空气的含尘数和含菌浓度的厂房 区带式布置形式区带式布置形式 在厂区划分的前提下 保证区域功能分明的特点 以主要生产车间的定位布置 带起辅助车间和动力车间的逐一 布置 周边式布置形式周边式布置形式 往往由于厂址四周情况与城市规划的需要 将生产车间环绕厂区周边 首先从厂大门处开始布置 逐一带起辅助 部门与动力部门 相随着布置 洁净厂房总平面设洁净厂房总平面设计原则计原则 洁净厂房要远离污染源 并在全年主导风向的上风处 洁净厂房的布置有利于生产和管理 2 合理布置人流和物流通道 避免交叉往返 洁净厂房区域就应布置在独立小区 区内无露土地面 第四章 工艺流程设计 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 工艺流程设计的主要任务工艺流程设计的主要任务 其一是确定由原料到产品的各个生产过程及顺序 即说明生产过程中物料和能量发生的变化及流向应用 了哪些生物反应或化工过程及设备 其二是绘制工艺流程图 工艺流程设计的工艺流程设计的具体内容具体内容 确定工艺流程的具体组成 确定载能介质的技术规模和流向 确定操作条件和控制方法 确定安全技术措施 综合不同深度的工艺流程图 工艺流程设计所经历的三个阶段 生产工艺流程示意图生产工艺流程示意图 生产工艺流程草图生产工艺流程草图 生产工流程图生产工流程图 带控制点的工艺流程图带控制点的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图例符号的一种工艺流程图 画图内容 图形 标注 图例 标题栏 第五章 工艺计算 物料衡算的意义物料衡算的意义通过物料平衡计算 可以求出引入和离开设备的物料 包括原料 中间体和成品等 各组分的成分 重量和体积 进而计算出产品的原料消耗定额 每日或每年消耗量以及成品 副产物 废物等排出物料量 物料衡算的方法和步骤物料衡算的方法和步骤 弄清题意和计算的目的要求 绘出物料衡算流程示意图 写出生物反应过程方程式 收集设计基础数据和有关物化常数 确定工艺指标及消耗定额等 选定计算基准 由已知数据进行物料衡算 校核与整理计算结果 列出物料衡算表 绘出物料流程图 物料衡算计算基准物料衡算计算基准 以单位时间产品量或单位时间原料量作为计算基准 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 以加入设备的一批物料量为计算基准 热量衡算的意义热量衡算的意义 通过热量衡算 计算生产过程能耗定额指标 热量衡算的数据是设备类型的选择及确定其尺寸 台数的依据 热量衡算是组织和管理 生产 经济核算和最优化的基础 热量衡算的结果有助于工艺流程和设备的改进 达到节约能源 降 低生产成本的目的 产品单位成本的主要组成产品单位成本的主要组成 原料费 辅助材料费 燃料费 动力消耗费 生产工人工资 生产工人工资附加费 车间经费 企业管理费 推销费 物料流程图物料流程图能直观地表明各物料在生产工艺过程的位置和相互关系 是一种简单 清楚的表示方法 耗冷量包括工艺耗冷量工艺耗冷量和非工艺耗冷量非工艺耗冷量 第六章 设备的设计与选型 设备分类专业设备专业设备 通用设备通用设备和非标准设备非标准设备 设备设计与选型原则设备设计与选型原则 保证工艺过程实施的安全可靠 3 经济上合理 技术上先进 投资省 耗材料少 加工方便 采购容易 远行费用低 水电汽消耗少 操作清洗方便 耐用易维修 备品配件供应可靠 减轻工人劳动强度 实施机械化和自动化方便 结构紧凑 尽量采用经过实践考验证明确实性能优良的设备 考虑生产波动与设备平衡 考虑设备故障及检修的备用 专业设备设计与选型的依据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 工艺操作的最适外部条件 设备的构造类型和性能 发酵工业常用的输送设备有离心泵离心泵 低压空气压缩机低压空气压缩机 送风机送风机和真空泵真空泵 通用设备通用设备 泵 风机等各行业都可以使用的设备 公称容积公称容积 指罐的圆柱部分和底封头容积之和并圆整为整数 罐的全容积罐的全容积 指罐的圆柱部分和两封头容积之和 装液高度系数装液高度系数 指圆柱部分高度系数 公称直径公称直径 将管子和管道用的零部件直径加以标准化后的标准直径 通风比通风比 表示罐体实际料液体积与每分钟通气量之比 第七章 车间布置设计 车间布置设计的目的车间布置设计的目的是对厂房的配置和设备的排列作出合理的安排并决定车间 工段的长度 宽度 高度和建筑结构型式 以及各 车间之间与工段之间的相互联系 车间布置设计的依据车间布置设计的依据 生产工艺流程图 物料衡算数据及物料性质 包括原料 半成品 成品 副产品的数量及性质 三废的数量及处理方法 设备资料 包括设备外形尺寸 重量 支撑形式 保温情况及其操作条件 设备一览表等 公用系统耗用量 供排水 供电 供热 冷冻 压缩空气 外管资料等 土建资料和劳动安全 防火 防爆资料 车间组织及定员资料 厂区总平面设计布置 包括本车间与其他生产车间 辅助车间 生活设施的相互联系 厂内人流物流的情况与数量 车间布置设计的原则车间布置设计的原则 车间布置应符合生产工艺的要求 车间布置应符合生产操作的要求 车间布置应符合设备安装 检修的要求 车间布置应符合厂房建筑的要求 发酵工厂车间组成发酵工厂车间组成 生产车间 辅助车间 动力车间 仓库和堆场部分 三废治理部分 厂前区行政福利部分等 车间布置设计内容车间布置设计内容 1 厂房的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 柱距和编号 楼层层高 门 窗 楼梯位置 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 顺序编号 流程号 设备的定位尺寸 设备离墙纵横间距 定出设备中心位置 一般定们标准是以建筑物中心作为定位基准线的 操作台位置及标高 3 车间附属工程设计 车间附属工程设计是指分布在车间总体建筑内的非生产性或非直接工艺生产性用房 包括 辅助生产房间的配置 如车间变电所或配电室 配汽室 空气压缩机室 通风机室 除法室等 工艺辅助房间的配置 如质量检查室 分析化验室 保全及检修室 车间贮藏室等 生活用房配置 如设在车间内的办公室 会议室 更衣室 休息室 卫生间等 4 车间布置设计说明 5 车间布置设计的图纸 各层平面布置图 正立面图 包括正立面图和侧立面图 4 各部分剖面图 厂房的整体布置的形式一般采用集中式集中式或分离式分离式 柱网柱网 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 厂房的柱距尺寸是表示纵向柱列每柱间的尺寸 6 m 12m 15m 18m 跨度跨度 同纵向定位轴线间的尺寸表示 绝对标高绝对标高 我国是把黄海平均海平面定为绝对标高的零点 其他各地标高以此为基准 任何一地点相对于黄海的平均海平面的高差 我们就称它为绝对标高 相对标高相对标高 相对标高是把室外地平面定为相对标高的零点 用于建筑物施工图的标高标注 管路死角管路死角 是指灭菌时因某些原因使灭菌温度达不到或不易达到的局部位置 管路中常见的死角有管道连接的死角管道连接的死角 种子罐放料管的死角和排气管的死角种子罐放料管的死角和排气管的死角 各物料的管线颜色各物料的管线颜色 水 绿色 蒸汽 白色 压缩空气 深蓝色 真气 灰色 排气 黄色 物料 红色 酸类 红白圈 碱类 粉红色 油料 棕色 阴沟管 黑色 厂房建筑结构的分类 混合结构混合结构 钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构和钢结构钢结构 第十一章 环境保护与综合利用 三废三废 发酵工厂在生产过程中 要排放出大量的废气废气 废水废水和废渣废渣 简称三废 废水处理废水处理 对废水进行人工操作而达到某种目的的行为称为废水处理 BOD 指在温度时间都一定的条件下 微生物在分解 氧化水中有机物过程中 所消耗的游离氧的数量 其单位为 mg L COD 用强氧化剂 如重铬酸钾在酸性条件下将有机物氧化为水和二氧化碳 此时所测定的耗氧量为化学需氧量 COD 一般高于 BOD 总悬浮固体总悬浮固体 TSS 指飘浮在水表面和悬浮在水中的总固体 废水中大部分 TSS 可以采用过滤法除去 三废治理的原则三废治理的原则 因地制宜综合治理 多种方式积极探索 废水处理按原理分为 物理处理法物理处理法 化学处理法和生物处理法化学处理法和生物处理法 产生噪音的根源是振动振动 其中包括机械振动机械振动和气流振动气流振动 设备为风机风机和粉碎机粉碎机 啤酒厂废水达到排放标准的技术途径啤酒厂废水达到排放标准的技术途径 改进啤酒生产工艺 减少污染 综合利用 1 发酵间应大力回收废酵母泥 2 灌装车间尽量降低破损率 3 尽量减少废水排放量 玉米原料酒精生产废糟的处理方法玉米原料酒精生产废糟的处理方法将玉米酒精糟采用分离 浓缩 干燥工艺 生产全酒糟干燥饲料 DDGS 第十二章 设计说明书 不同设计阶段中带控制点的工艺流程设计图的区别不同设计阶段中带控制点的工艺流程设计图的区别 1 设备的表达 1 设备数量方面 在初步设计阶段 流程图所表达的设备 可以不包括备用的设备 以及同一系统中的同一型号 同一 规格 且同一作用的设备 但在施工图设计阶段 为了表达出所有系统中的全部设备 凡设计中所选用的一切工艺设备都要有流程 图中反映出来 2 设备的轮廓 在初步设计阶段吸对主要和关键的设备进行稍为详细的设计 而次要设备的考虑比较粗略 一般只画出 主体轮廓 而在施工图设计时 对次要设备也要周密设计 而且设备还有可能增减 或初定的结构型式可能还有变动 而且涉及 到管道连续的具体化 3 设备位置 初步设计阶段 工艺流程图中的设备主要按生产流程的顺序按自左向右排列绘出 设备间的高度方向上的 相对位置 给予适当照顾 使人们看起来符合习惯就可以了 但在施工图阶段 对设备在图