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生物工厂设计复习资料可行性研究的任务和意义可行性研究:是按照批准的项目建议书，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、分析和论证，作出是否合理可行的科学评价. 意义：避免和减少建设项目决策的失误，提高建设投资的综合效益，因此，是决定项目投资命运的关键。工艺流程的定义：工艺流程是表示一个工厂或车间、工段，自原料或半成品进入开始，经化学、生物或物理加工方法，直至成为合乎质量标准的半成品或最终产品为止的方式和过程。从原料至成品的整个生产过程、路线，甚至包括辅助工程在内，称全厂生产流程图。一个车间或工段的生产过程，称车间流程图。选择生产方法的主要依据如下：1.原料来源、种类和性质 如需应用进口原料如啤酒生产的麦芽，则必须采取先进的生产方法和技术，以保证生产出高质量的产品，供出口或外销。原料的种类和性质不同，则生产方法也要相应改变。对酒精生产，采用糖蜜或淀粉质原料，则工艺路线就大不相同。即使是淀粉质原料，也有谷类、薯类原料和野生植物淀粉质原料之分，其流程也有一定差异。2.产品的质量和规格 糖蜜原料发酵生产三级酒精，可采用两塔式液相过塔蒸馏流程；若生产一级或优级酒精，则必须采用三塔式或多塔式流程。3.生产规模 工厂的设计生产能力对工艺流程的选择也有影响。生产规模较小时可采用分批发酵法；对于大型企业，则采用连续发酵工艺有利于生产过程的机械化、自动化和稳定高产的实现。4.技术水平 生产方法的选择也必须考虑技术水平。如酒精生产，连续发酵技术要求较高的操作技术，而间歇生产则极易掌握。5.建厂地区的自然环境 如在热带地区建厂，就必须采用冷冻系统的设计，才能保证发酵温度的要求。6.经济合理性 对选用的生产方法应切实做好技术经济指标的比较，尽量选用投资省、生产效率高、能耗低的生产方法，以获得良好的经济效益。二、工艺流程的设计原则(1)保证产品质量符合或超过国家标准，外销产品还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。努力提高原料利用率，提高劳动生产率，降低水、电、汽及其他能量消耗，降低生产成本，使工厂建成后能迅速投产，在短期内达到设计生产能力和产品质量要求。并做的到生产稳定、安全、可靠。(3)尽量减少三废排放量，有妥善的三废治理措施，以减少或消除对环境的污染，并做好三废的回收和综合利用。(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。工艺流程的设计步骤 长生产方法以后进行的。设计的过程大致分为三个阶段：(1)工艺流程示意图；(2)工艺流程草图；(3)工艺流程图。生产工艺流程示意图在物料衡算前进行，其主要作用是：定性地表明原料变成产品的路线和顺序，以及应用的过程及设备。在设计工艺流程示意图时，首先要弄消楚原料变成产品要经过哪些单元操作，其次要确定采用何种操作方式-连续或间歇艺流程图(工艺控制流程图）的制图要求1.应有厂房各层楼面线2.设备示意图，注意：设备大致形似且大小应相称.3.各种管线（物料，水蒸汽，真空，压缩空气，冷冻剂等）和流向箭头以及管线上管件.4.必要的控制仪表及计量器具5.标注：a 楼面标高；b 设备位号 c 管段编号 d 仪表控制6.图例7.图签一、生产工艺平衡计算的任务和意义 生产工艺流程决定之后，为了使设计工作由定性转向定量，就必须按工艺流程顺序逐步进行工艺平衡计算。工艺平衡计算主要包括物料衡算、热量衡算、水平衡计算、耗冷量计算、无菌压缩空气量计算、抽真空量计算等部分。生产工艺平衡计算的任务 (1)根据生产规模，从论上计算出原料、辅料的需要量及其在生产过程中的半成品数量、产品及副产品数量和三废排放量。(2)确定水、电、汽的消耗量。 (3)为设备的设计、计算提供依据。 意义 1.完成工艺流程设计的定量工作。 2.衡量工艺、组织和管理生产的依据 3.成本核算的必要数据第六章 设备的设计与选型任务：在工艺计算的基础上，确定车间内所有工艺设备的台数、型式和主要尺寸。设备分类：发酵工厂所涉及的设备分为专业设备、通用设备和非标准设备。专业设备系指发酵罐、糖化锅等专业性较强、仅为发酵工厂使用的设备；泵、风机等各行各业都可以使的设备称为通用设备；非标准设备是指生产车间的贮罐、池子等设施。本章主要介绍设备的工艺设计与选型。意义：设备设计选型是否正确恰当，对投资建厂和工厂投产后的运行维修、工人的劳动强度、产品的质量都会有很大影响，其重要性是显而易见的。原则：从设备的设计选型情况可以反映出所设计工厂的先进性和生产的可靠性。因此在设备的工艺设计和选型时应考虑如下原则1.选择技术经济先进可靠的工艺设备。包括体积小、重量轻、效率高、消耗低、成本低、易制造、操作、安装、维修容易。设备材质对产品质量的安全可靠；设备材质强度的耐温、耐压、耐腐蚀的安全可靠，生产过程清洗、消毒的可靠性等2.考虑生产波动与设备平衡，留有一定裕量3.考虑设备故障及检修的备用。专业设备设计与选型的依据(1)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(2)工艺操作的最适外部条件(温度、压力、真空度等)(3)设备的构造类型和性能。专业设备设计与选型的特点 不同产品的的发酵工厂，其专业设备的设计选型差距很大。即使同一发酵工厂，由于采用连续或间歇操作，其专业设备的设计选型也不一样。下面按间歇操作和连续操作设备分类，分别叙述设计的特点和方法。(一)间歇操作设备的设计1.设备型式及性能评价：同种工艺操作可用不同设备完成，必须对各种设备做到心中有数2.设备台数的计算：计算之前需由工艺和工艺计算确定下列参数：a.单台设备的产能：单台设备分批产量V1；b.一天（24hr)内的产量V2；c.一个批次（一个生产周期）的作业时间（生产时间+非生产时间）t； 设备台数：N=（V2*t)/(24*V1*） 填充系数 3.设备主要尺寸 容器型设备：根据单台设备总容积（生产能力），D:H经验值，计算设备的 主要尺寸：直径D、高H，压力容器的上下封头。（计算直径后，应将工艺计算初步确定的设备内径（园整）调整为容器标准化的公称直径）。例：3000t/y味精厂（99）发酵罐设计选型1.设备型式及性能评价：通用罐适用细菌发酵 技术成熟 放大容易；系列（公称容积）5，10，50，60，75，100，120，150，200，250， 500 m3 ；单罐容积大，经济，风险大，50和100立方常用； 根据这个规模选100，查得总容积为118 m3注：公称容积圆柱和底封头体积之和，圆整为整数。2.设备台数确定：a.单台设备的产能：单台设备分批产量V1为118 m3 ；b.一天（24hr)内的产量V2=15.66*10=156.6（ m3）15.661吨味精需发酵液体积（ m3） 10每天味精产量（吨）c.一个批次（一个生产周期）的作业时间（生产时间+非生产时间）t为48hr;所以 发酵罐个数 N=（V2*t)/(24*V1*）=(156.6*48)/(24*118*0.7)=3.8（个） N圆整为整数4，考虑裕量确定该厂发酵罐个数为公称容积为100的通用发酵罐5个.3.主要尺寸的确定：V=V筒+V封= 118 m3 D:H=1：2 计算得D=4.0m H=8.0m h=1.05m1.生产能力的确定 对于连续生产操作的设备，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。例如以淀粉质原料，年产10000t酒精厂，根据物料衡算蒸煮醪的体积流量为14.8m/h。因此要求连续蒸煮设备的生产能力即为14.8m/h。工艺流程（nylichn）指工业品生产中，从原料到制成成品各项工序安排的程序。也称加工流程或生产流程。简称流程。物料衡算物料衡算是以质量守恒定律为基础对物料平衡进行计算。物料平衡是指“在单位时间内进入系统(体系)的全部物料质量必定等于离开该系统的全部物料质量再加上损失掉的和积累起来的物科质量”。物料衡算通式如式： G投入= G产品+ G回收+ G流失 式中：G投入投入系统的物料总量； G产品系统产出的产品和副产品总量； G流失系统中流失的物料总量； G回收系统中回收的物料总量。 其中产品量应包括产品和副产品：流失量包括除产品、副产品及回收量以外各种形式的损失量，污染物排放量即包括在其中。管道热补偿防止管道因温度升高引起热伸长产生的应力而遭到破坏所采取的措施。主要