微生物工程第十二章发酵工业清洁生产技术

第十二章发酵工业清洁生产技术一、清洁生产的概念及主要内容二、清洁生产与末端治理的比较三、发酵行业开展清洁生产的意义四、实现清洁生产的有效途径主要内容：一、清洁生产的概念及主要内容1、清洁生产的提出UNEP（联合国环境规划署）（1989）：清洁生产：是一种新的创造性思想，将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类和环境的风险。一、清洁生产的概念及主要内容对生产过程：节约原材料和能源，淘汰有毒原材料；对产品：要求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影响；对服务：要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。其他提法：欧洲：“少废无废工艺”,“无废生产”日本：“无公害工艺”美国：“废物最少化”、“减废技术”、“污染预防”《中华人民共和国清洁生产促进法》清洁生产：指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料，采用先进的工艺、技术与设备，改善管理、综合利用，从源头消减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减少或者消除对人类健康和环境的危害。包括3各方面：采用清洁的能源采用清洁的生产过程生产清洁的产品清洁生产主要研究内容：政策和管理研究清洁生产技术研究、开发和示范清洁技术推广企业审计、宣传教育形成清洁生产的战略与方法：（1）污染预防（2）消减有毒物品使用（3）为保护环境而设计二、清洁生产与末端治理的比较清洁生产对产品和生产过程持续运用整体预防的环境保护战略，使污染物产生量、流失量和治理量达到最少，使资源充分利用。末端治理只把环境责任放在环保研究、管理等人员身上，仅仅把注意力集中在对生产过程中已经产生的污染物的处理上。侧重末端治理存在的问题：污染控制与生产过程没有密切结合起来，资源和能源不能在生产过程中得到充分利用。污染物产生后再进行治理，处理设施即将投资大，运行费用高。三、发酵行业开展清洁生产的意义发酵过程产生大量有机废液，是发酵工业的主要废水污染。发酵工业有机废水的特点：浓度高排放量大无毒且富含营养物质强化内部管理改进工艺技术废弃资源综合利用四、实现清洁生产的有效途径第十三章发酵工厂设计概述主要内容：发酵工厂基本建设程序和设计工作的基本内容发酵工厂厂址选择和总图布置发酵工艺流程设计物料衡算与设备选型发酵车间设备布置与管道设计发酵工业“三废处”理及其工厂化设计发酵工厂投资概算与经济评价一、发酵工厂基本建设程序和设计工作的基本内容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两阶段：2、发酵工厂工程设计的基本内容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、主要材料估算表。总概算②工艺设计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（2）纠施工图逝设计阶味段的内瞎容施工图寺设计文购件设计和洞施工说亩明书设计图违纸设计表格工艺设计男施工图设谎计的步骤p22行7二、发酵留工厂厂址魄选择和总弦图布置厂址选择总平面布控置1、厂透址选择自然条件地理条件环境卫眠生条件地形、地炒势与地质气象条件技术经济肾条件原料、辅研料等供应能源供应给排水交通运输雕条件设计依据豪：2、总首平面布蹄置厂址选择封报告厂址总误平面布氧置方案球草图生产工艺识流程简图遵循原强则：合理紧亚凑符合生晚产流程狮要求，区并能保阻证合理钩的布置穴生产线生产厂房旋布置在厂握区中心地发带考虑主风众向人流、缩慧货流分灶开遵从城市仔规划要求1、设计洒原则三、发猴酵工艺慨流程设侄计保证产品茧质量符合砌国家标准尽量采用围成熟的、失先进的技剪术和设备尽量减笔少三废离排放量确保生产照安全尽量采迹用机械喉化自动捷化2、设挤计步骤生产工艺真流程示意鹅图定性表升明原料番变成产赖品的路蚕线和顺欢序，应俱用的过阔程和设必备生产工引艺草图物料衡列算→设彻备设计虎→草图息修改和睬充实生产工艺给流程图车间设备霉布置设计1、物料颗衡算四、物则料衡算桥与设备罩选型2、主要黎技术经济随指标p2303、设界备选型专业设备通用设屯备非标准询设备（1）逆设备选料型原则p23它1（2）设税备选型类冶型专业设备全的设计与细选型通用设备夺的设计与怒选型非标准设饭备的设计测与选型五、发酵零车间设备身布置与管硬道设计车间设备碑布置管道设驴计原则p坟2331、车间患设备布置本车间扇与其他轻车间的奴关系；设备布微置应按梦工艺流雁程顺序团；操作中相分互有联系题的设备，殃应布置得乓彼此接近至；应满足检目修要求；充分考沟虑劳动全保护、艳安全防贤火和防蝴腐等特勺殊要求欲；考虑今后毕发展，留锐有余地；同时满莲足其它槐非工艺飞专业设镰计要求期，搞好须相互协课作步骤和熟方法车间布置凑草图将车间内墨所有设备虫按比例、扬设备平面棋投影的图罗形逐一画惹在厂房建声筑平面内译。车间布置绍图车间平唤面布置垂图、立荣面布置字图和剖静面图。工艺管怕道设计精内容：2、车旅间工艺肾管道设胁计车间水、库蒸汽、压蔑缩空气、骗真空、物需料等管道鄙平面、立友面布置图外；分区工艺窝设备的管幅道布置图茂和管段轴稳测图；管架和迈特殊管肠件施工包制造图顺及安装叨图；管段材料守表和车间捆管道材料宫汇总表六、“三凯废”处理旦及工厂化以设计废气：防尘装置歉、气体吸嗽收、冷凝茂等废水：节水、什改进生若产工艺认、废水剩处理站废渣：煤渣、你酒糟等废狠渣七、发酵嘉工厂投资晨概算与经当济评价总投资支概算费用计洋算产品成本去计算借款利息里和还款能叼力预测项目投资腥的经济评越价1、总早投资概致算建设项恨目总投拥资=建设投资+流动资静金+建设期借驰款利息（1）建撒设投资工程费班用主要生产散项目工程鉴费用、辅镰助生产工项程费用、有公用工程切费用、三由废治理工始程费用、累服务性工利程项目费胳用、生活帝福利工程榆项目费用其它费用预备费基本预备迹费、涨价废预备费（2）流塘动资金储备资金生产资鹅金成品资金占全年生沉产成本的培30%左驾右。2、费用局计算设备费璃概算：占总投资络50%以参上设备购置盘费、设备概运输费、利设备安装悦费工艺管道情安装费：设备总价晚的25-鹅35%管道安绢装材料油费、人党工费土建费用仓计算直接费用伯其他忍直接费电气工锣程和仪远表自控愚费用3、产轮品成本哄计算原材料和禽辅助材料犁费用原、辅秧材料年旷总费用=产品消涛耗定额*蜘年产量*训原辅材料代价格燃料费臣用=燃料舍消耗定弯额*年熄产量*挽燃料单携价动力费辈用=产品蛛电耗*丢年产量发*电单竞价人工费灰用直接生产怀工人工资=平均月听工资*车彼间人数*果12工资颜附加费车间维修海费车间折持旧费车间管榜理费：前六项谨总和的傻2-3酸%车间成乳本费：前七项总腿和企业管理宽费：车间成本愧的5-1咸0%副产品收已入工厂成估本：工厂成研本=车植间成本扒+企业签管理费毙-副产恭品收入销售费产品运溜输费、侦广告费袭、推销妹费销售成踢本=工隔厂成本妇+销售井费单位产品杰成本=销虎售成本/野年产量4、借款众利息和还海款能力预勿测借款利甲息还款能力护预测利润：利询润=销售归收入-成呼本-税金折旧费还款资仍金来源射：5、项妹目投资猎的经济悔评价综合经慈济评价盈亏平衡滋点分析敏感性婚分析借款偿朵还期投资回收宅期投资利润中率投资利税泼率内部收葬益率净现值第十四照章发酵经其济学本章内染容：概述影响发某酵产品支成本的肝主要因辅素发酵过芒程的经节济学评焦价一、概屠述发酵工程满原理菌株反应过羡程（代邮谢、工欧艺过程欠及控制宫）后处理发酵经腐济学发酵产隐品及发暖酵工厂效设计（具体哀工艺、锁设备、覆效益分绩析）在开发心一个新罗的发酵裤产品时筛，应考帜虑的条逢件：菌种：应选用铃高产稳炕定、适负应性强液的优良谊生产菌拜株；原料：来源广内泛,首利用率谢高；有租替代品野;发酵过助程：易于控制踩，可实现喉自动控制携系统，以秋控制产品土质量培养方肾式:尽量提呈高设备向的利用绞率和劳田动生产禾率，缩捷短生长登周期，贼或采用蒜补料分级批发酵撇提高发域酵产量袄。动力费用鸭：充分利柔用动力坟和热量远，最大庄限度降戒低单位流能耗后处理围：产物回模收和纯嫌化过程饼要简便纹、快速青；投资额领要求：对发酵及己辅助设备埋的投资额队要尽可能虫低，且对事不同的发快酵产品有牲一定的通匪用能力；厂房规团划及设球计：建筑利用炎率高，考腿虑发展余借地；清洁（棒洁净）要生产:排放物的因数量和浓览度应小，杜这样可减渠少物料的祸损失，降零低“三废腾”处理的广开支。总成本容费用=堆生产成马本+销可售费用勉+管理掠费用+滩财务费受用+销售昼税金及白附加发酵产品植成本的主申要组成：二、影响关发酵产品辫成本的主胳要因素原材料公用设加施（动原力费、铅污水处贷理费）崖；工资及茧管理费防；固定资产钱折旧费；销售费用梢；其它费用济。盈亏平筹衡点产量费用(价值)固定成姥本可变成树本总成本销售收帆入影响发酵申成本的主笔要因素：菌株性级能培养基饰成分无菌空气亦用量搅拌功率发酵生产值方式发酵产物叨分离纯化发酵规姜模“三废日”综合芦利用与衣循环使王用1、菌检株选育都对发酵疫成本的隔影响提高筛选戒效率很重向要：分离一支腊有价值的菊菌株并不净容易，通壁常要花费长较长的时拥间和代价更，甚至花守费了大量企的精力仍澡一无所获丹。除了注意高产外，还应位考虑提高陪发酵过程爷经济效益旱的其他性倦能因素熔！！对培养基很的同化能有力生长速好率遗传稳眨定性抗污染尤能力耐热性培养基适牛应性耐热性仅：在筛选罪菌体蛋荒白生产或株时，件国外曾猾选定了耐热放线降菌，这是场由于：此菌可牌在55挽℃生长鬼，所以庆可节约论冷却水洁；该菌体蛋种白富含甲误硫氨酸，弄可用作强速化蛋白添猫加剂；该菌菌体笋系由菌丝迅构成，简快单的过滤璃技术即可魔获得产品骡。有较高的颈甲醇同化谈效率（利草用石油发怖酵）。增长速语率快。连续培养聪中遗传性著能稳定。菌体蛋颗白营养指价值高载，且不映存在毒书性和病再原性。ICI主公司选愧定生产摄scp露的菌株现时，考丙虑了几知个经济胀技术指飞标：产酶单酬位高；遗传性能宜稳定；不产或少星产杂酶、淡杂蛋白；同化培麦养基能非力强，胶能充分湿利用培赚养基。Aum舰str帮up(包197宫7)在若筛选产暑酶菌株单时，确鸭定了下昌列目标观：生产菌株嗓的改良：改良成本面与改良后桌效益相比详很小；突变株的桑青霉素生帐产单位数建提高10滥%,年行产450莲吨的青霉活素工厂一鸦年内增加阀的产值超厨过选育费敢三倍。糖化酶产生产株傍UV黑B-1遍1-1虫-3形英态回复垫突变株航每吨酒近精消耗校糖化酶雕成本可艳比使用废UV-备11固修体曲时勾降低5索0%左啦右。利用基因皇工程、代太谢工程育间种；2、发阻酵培养跑基成本核分析碳源：价格影棵响因素：种植面积班和收获情扎况。市场需求骄量。贮存问题画：需建大容获量仓库；占用大量奇流动资金求，影响资户金周转；变质的翅危害。降低培次养基成慕本的主塞要方法补：筛选发酵徐单位较高垄的培养基漂配方，提参高培养基碎的利用率西和转化率梯。选用价格浆较低、来勿源广泛的C、N源组分。确定培养嫌基配方时惊，不仅要妨比较它们挎的单耗成比本，而且狸还要考虑陈通风量与径搅拌功率阿。工业废奥料的利爱用。优点：以此作为抹廉价C源涌，主要意辆义在其社份会效益显克著，保护油了环境袖。缺点：经济效沉益不如魂传统原绳料高。矿物质有（无机讨盐）原材料中分矿物质所嫌占比重一鼻般较小，驻其中价高灰的为磷酸勺盐，且要桨求是食用较级的而不况是肥料级咳的。培养基鞠用的钾愤、镁、扮锌、铁供盐，应榆采用它穷们的硫丛酸盐而紫不是氯思化物睁。3、无两菌空气威与通气鱼搅拌成芹本分析无菌空性气制备许成本分悉析：加热直艰接灭菌懒空气：成耗能太闲大，不案适合工航业应用炭。利用压丈缩热进员行空气稠的热灭尚菌，其考最经济泡的无菌诸空气生峡产规模斩为14静0~1眠50m速3/m愿in。空气过滤列器的总操浅作费：（1）蠢大小与师动力费列的关系（2）除他菌效率上秤考虑（3）氏过滤介部质的选应择通气搅的拌设备护及运行雷成本分扰析：通气费齐与搅拌禽费相互养关联，最佳的通昌气量和搅献拌转速，荒应在工艺葬允许的范末围内，以绑两者合计抵的动力费艳和设备维宝修费为最哀低来确定训。在分批培眼养的不同屿时期，需殿氧量有所际不同，最适通气寄量与搅拌纪转速亦会圈改变，应酿根据工艺可要求设计震，使整个朝运转费最滴低。4、动力滥费的成本拨分析发酵生胆产中，龙需要加喘热与冷蜻却的工春序大体赤有：培养基百的加热若灭菌（换或者淀涛粉质原死料的蒸确煮糊化纤），然眼后冷却伞到接种途温度；发酵罐及疮辅助设备板的加热灭西菌与冷却切；发酵热的佳冷却，发灿酵恒温；产物提炼断与纯化过醋程的蒸发字、蒸馏、阵结晶、干扯燥等。节约冷陵却水用租量的办屈法：采用气升喘式发酵罐腾；选育嗜名热或耐散热的生拾产菌株赠；改变原料讽路线，少丛用烃类原玻料。淀粉质原欣料酒精发夸酵中的节笼能问题：无蒸煮发竿酵或低温河蒸煮发酵浓醪发酵高温发酵蒸馏流虑程中的虚热泵节芳能和汽欠相过塔余热利医用和废适醪沼气利发酵回悬收燃烧稠值5、发旋酵工艺寸不同培台养方式版的成本盲对比分串析分批培养形时，在整堪个操作周国期中的平均生产红能力为：P—生产处能力，奔〔g衡cel较l（或毙产物）跑／(L屠·h)洽〕Xf—最终嫂细胞浓设度，（势g/l谎）；X0—初始细仇胞浓度，询(g/l谁)μm—最大比遥生长率，稠(h-1略)；tL—生长迟澡缓期的时众间，(h垃);提高平均沉生产能力夺的措施：增加接种馆量，X0值增大算；接种时接葵入处于生掉长旺盛期地的种子，宣可以有效露地缩短tL;选育μm值较大盆的生产争菌株或增高产菌徐株;辅助操作宾所占用时通间的影响快，对发酵弃周期较短宏的过程影倍响很大；岂而对长周朵期发酵产坐品则影响甘较小。连续培养毅的主要优陶点是生产制能力较高投，将连续培步养与分批写培养的以生产能力疼相比较，址得：Xm—最大细幻玉胞浓度；X0—起始细胞恒浓度；μm—最大比生立长速率；DC—临界稀百释速率；YX/S—细胞得率删系数（对寇限制性基尿质）。一般对生土长较快的搁菌株来说梯，采用连并续培养是斗很有利的险。以后处寇理成本紫为主的著发酵不广适合进竹行连续捡发酵树。6、发酵监产品分离钟纯化的成羽本分析下游工凭艺的优经劣对产心品成品伞的影响狗主要表橡现在：影响着改成本的泳最终收租得率；提取过灵程动力自费用大它；提取过共程要耗北用大量丢的溶剂谢、吸附棍剂、中鸣和剂等词辅助材卖料；设备投资嗓大，有的渔已占有全郊厂设备总掀投资额的80%判，或是发运酵设备底投资额迟的5~6倍。提取收楚得率是替后处理咸中判断挠工艺是晃否优越难的重要狐指标。对于同一仰种发酵产恶品，提取汤工艺不同河时，其技氧术经济指冰标的差异睛很大。7、发酵搅规模的成雀本分析从理论洲上说，柜规模越宅大越经能济。规模大小济与成本的盲关系可用烘下列经验弟式：n—规辟模系数怨(啤酒优:n=汗0.6饮;SC抵P:n啊=0.伙7~0什.8)具体确巧定规模文时,静还要考库虑以下北节约性秒因素：设备可鸟获得的馋最大通段气能力膛(传质特);冷却能着力(传困热);制造技术鞋水平和运被输安装等沾问题。超大型踏罐的设展计力求层减少设枯备投资挂费和操其作费，宴致力于丘提高传衣氧效率缘瑞且结构格简单。装置的捏使用寿破命直接尼影响着烟折旧费习的大小遥。在筹建贩或扩建垃一个发罚酵工厂宴时，除寒了应慎腹重考虑悉设备的陈放大方向案、市烂场需求券和原料蛛来源等换因素外闷，还应怨注意水芦、电、完汽的配代套或供贷应问题古。8、市丘场经济秒信息分诸析及管扬理技术及时了解冤原材料和眯产品的市松场行情，签并收集、血分析国内钥外的有关阻经济信息肠，预测今列后的变化区趋势，及狸早做好应痰变的准备须。为了增摸加对原淘材料变暂动的应晚变能力木，需有岭能吃其侮他代用问原料的知备用菌认种或者救为同一槽生产株面筛选好止几个培杆养基配稼方，以尊便按照遮市场的团供应情族况，随选时更换另菌种或落配方。在新产品魔的开发方仍面，要根很据国民经唱济发展规趁划，并对膛今后的市拾场需求进赛行可行性僵分析，再榜做定论。三、发酵望过程的经渔济学评价产物浓度生产效闭率基质转化洋率单位产品厚的能耗9、静夜疼四无邻碧，荒居具旧业贫纹。。4月-械234月-2藏3Frid却ay,糕Apri稼l28沟,20列2310、雨中黄辈叶树，灯违下白头人盖。。15:皂54:漂2915:5昂4:2915:5雷44/2竿8/2箩023既3:窗54:赖29蚁PM11、以我独婚沈久，愧追君相见频炸。。4月-全2315:5顿4:2915:5券4Apr芝-2328-A监pr-2霜312、故人江聪海别，几属度隔山川益。。15:捕54:慎2915:周54:清2915:5附4Fri尿day肾,A杆pri脑l2哨8,晚202都313、乍见丛翻疑梦呢，相悲捎各问年动。。4月-2起34月-虹2315:锤54:藏2915:5蒸4:29Apr火il城28,草20牛2314、他乡润生白发住，旧国除见青山渐。。28四库月20羽233:54扇:29死下午15:5施4:294月-企2315、比不了窗得就不比喇，得不到柴的就不要宗。。。四月谅233:54估下午4月-舞2315:顺54Apri专l28编,20甲2316、行动出粥成果，工迟作出财富教。。2023庭/4/2错815突:54:求2915:5悲4:2928A逝pril劫202斧317、做前，默能够环视余四周；做翁时，你只顶能或者最暂好沿着以做脚为起点经的射线向梨前。。3:54逮:29栏下午3:5控4下授午15:大54:馅294月-2烦39、没有失压败，只有桥暂时停止轰成功！。4月-2蜻34月-2焦3Fri位day侵,A弃pri包l2芝8,蓬202款310、很多槐事情努号力了未贫必有结监果，但水是不努涨力却什谊么改变势也没有宝。。15:亡54:暑2915:爽54:倘2915:信544/2喜8/2拌023风3:快54:耻29慌PM11、成功就枝是日复一复日那一点联点小小努也力的积累咏。。4月-2荷315:5锐4:2915:虏54Apr-气2328-A肺pr-2级312、世间成肉事，不求论其绝对圆挠满，留一庭份不足，扇可得无限因完美。。15:5弃4:2915:稠54:拴2915:5源4Frid挨ay,够Apri怨l28虫,20绵2313、不知赏香积寺锣，数里顷入云峰技。。4月-2坦34月-蛇2315:5宗4:2915:齿54:罩29Apri浸l28丢,20国2314、意志姑坚强的周人能把精世界放鸣在手中蜂像泥块糊一样任杰意揉捏预。28冲四月农202磁33:54榜:29金下午15:软54:弄294月-反2315、楚塞三竖湘接，荆杨门九派通练。。。四月2宴33:54墙下午4月-榨2315:5漠4Apri星l28趣,20装2316、少年十选五二十时日，步行夺飞得胡马骑摩。。202开3/4玻/28垄15赢