【正文】 應(yīng)用 Po／ V相等準(zhǔn)則放大設(shè)計(jì)時(shí)，理論上通氣量的計(jì)算可按空截面氣速 Vs維持恒定的原則，即放大罐的通氣量為： 式中 D2—— 放大罐的直徑 (m) Vs1—— 試驗(yàn)罐空截面氣速 (m／ s) 2．通風(fēng)攪拌用的壓縮空氣的壓強(qiáng)計(jì)算 式中 :P—— 通風(fēng)攪拌用的壓縮空氣的壓強(qiáng) (Pa) H—— 被攪拌液體的 液柱高度 (m) ρ L—— 被攪拌液體的密度 (kg／ m3) ρα —— 通人空氣的密度 (kg／ m3) W—— 管道中空氣流速 (m／ s) g—— 重力加速度 (／ s2) ∑ξ —— 總阻力系數(shù)，包括空氣分布器等阻力 Po—— 液面上的壓強(qiáng) (Pa) 3．壓送培養(yǎng)基等液體物料時(shí)無菌空氣耗量 (1)所需壓縮空氣的壓強(qiáng) P可按下式求算： (Pa) 式中 H—— 壓送靜壓高度 (m) ρ —— 被輸送液體密度 (kg／ m3) (2)壓縮空氣消耗量分下述兩種情況計(jì)算： ?設(shè)備中液體在一次操作中全部壓完 V＝ 105V0P (m3) 每小時(shí)壓縮空 氣消耗量為： V1＝ 105V0P/τ (m3/h) 式中 τ —— 每次壓送液體的操作時(shí)間 (h) V0—— 設(shè)備容積 (m3) P—— 所需壓縮空氣的壓強(qiáng) (h) ②設(shè)備中液體部分壓出 對(duì)一次操作，折算成壓強(qiáng)為 105Pa的壓縮空氣消耗量為： (m2) 若每次壓送時(shí)間為 f(h)，則每小時(shí)無菌空氣耗量為： (m3/h) 式中 V0—— 設(shè)備容積 (m3) φ —— 設(shè)備裝料系數(shù) VL—— 一次壓送出的液體體積 (m3) 第六節(jié)抽真空量計(jì)算 ?真空冷卻器的抽真空量計(jì)算 被處理料液在真空冷卻器內(nèi)產(chǎn)生的二次蒸汽量為： W＝ Gc(t1－ t2)247。由于環(huán)境溫度高而使熱量傳入低溫管路或設(shè)備內(nèi)。 h)] F—— 冷間面積 (m2) 所以： Q5’ ＝ ②電機(jī)等用電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)耗冷量 式中： P5—— 電機(jī)或其他用電設(shè)備功率 (kW) η —— 功熱轉(zhuǎn)換系數(shù)，取 ③ 冷間室門開啟耗冷量 式中 q2—— 冷間單位面積開門耗冷量，可取 100～ 300kJ(m2178。 K)] t1—— 料液和罐體冷卻前的溫度 (℃ ) t2—— 料液和罐體冷卻后的溫度 (℃ ) τ —— 工藝規(guī)定的冷卻過程時(shí)間 (h) 2．發(fā)酵熱 (Q2) (1)通氣發(fā)酵過程熱量計(jì)算： 可通過冷卻水帶走的熱量或發(fā)酵液溫度升高測定來計(jì)算； 也可半理論計(jì)算法計(jì)算： (kJ／ h) 式中， Qb為生物合成熱； Qst為機(jī)械攪拌產(chǎn)生的熱量； Qε 為排汽使發(fā)酵液水分汽化帶出的熱焓。 第三節(jié)水平衡計(jì)算 水衡算是在完成主要物料衡算的基礎(chǔ)上與熱量衡量同時(shí)展開的。若計(jì)算出的 Q2為正值，則過程需加熱；若 Q2為負(fù)值，則過程需從操作系統(tǒng)移出熱量，即需冷卻。 5．進(jìn)行具體的熱量計(jì)算 (1)物量帶入的熱量 Q1和帶出熱量 Q4可按下式計(jì)算： 式中 G—— 物料質(zhì)量 (kg) c—— 物料比熱容 [kJ／ (kg178。 (2)熱量衡算的數(shù)據(jù)是設(shè)備選型、確定臺(tái)數(shù)的依據(jù)。 物料衡算和能量衡算是確定生產(chǎn)過程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。當(dāng)關(guān)聯(lián)式數(shù)目小于未知項(xiàng)數(shù)時(shí)，可用試差法 求解。 5．確定工藝指標(biāo)及消耗定額等 設(shè)計(jì)所用的工藝指標(biāo)、原材料消耗定額及其他經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可根據(jù)所用的生產(chǎn)方法、工藝流程和設(shè)備，對(duì)照同類型生產(chǎn)工廠的實(shí)績水平來確定，這必須是先進(jìn)而又可行的，它是衡量企業(yè)設(shè)計(jì)水平高低 的標(biāo)志。 2．繪出物料衡算流程示意圖 —— 使用框圖和線條圖表示系統(tǒng)。 設(shè)備設(shè)計(jì)和工藝流程草圖設(shè)計(jì)完成后，便開始車間布置設(shè)計(jì)。制圖比例大致按 1:100進(jìn)行繪制，如設(shè)備過小或過大時(shí)則可采用 1:50或 1:200。 工藝流程示意圖可以用簡單的設(shè)備流程圖表示，甚至可用文字示意圖表達(dá) 。一般要對(duì)可選擇的各種生產(chǎn)方法進(jìn)行全面的比較分析，從中選出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的工藝路線，以保證項(xiàng)目投產(chǎn)后能達(dá)到高產(chǎn)、低耗、優(yōu)質(zhì)和安全運(yùn)轉(zhuǎn)。 (2)綜合管線埋設(shè)深度一般要在凍土層以下，以免遇到極冷時(shí)刻被凍裂。在 X、 Y坐標(biāo)軸上作間距為 50m或 100m的方格網(wǎng)上，標(biāo)定廠址和廠房建筑物的地理位置。 第五節(jié)總平面布置和運(yùn)輸設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù) 一、總平面布置的有關(guān)參數(shù) 1．建筑 物間距 X 當(dāng) a3m時(shí)，則要求： 當(dāng) a3m時(shí)，則要求： 式中 H， H1， a—— 甲建筑物的肩高，頂高，肩寬 h—— 乙建筑物的肩高 上二式適用于同類建、構(gòu)筑物間最小間距計(jì)算。 (2)在道路的交叉口處，應(yīng)做圓角形布置。 第三節(jié)廠內(nèi)運(yùn)輸 完善合理的運(yùn)輸能保證原材料供應(yīng)和成品銷售的順暢，而且對(duì)節(jié)約基建投資及提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等有著重大意義。當(dāng)廠址方位朝向在地形圖上確定之后，就應(yīng)該按廠區(qū)劃分建、構(gòu)筑物群，依次確定其方位朝向，然后分析比較確定其間距離，計(jì)算出全廠利用面積與建筑面積。 又如，啤酒廠的冷凍站應(yīng)盡量靠近糖化麥汁冷卻間和發(fā)酵間，以最大限度地減少管路和冷耗損失。 (6)當(dāng)城市建設(shè)規(guī)劃有要求時(shí)，將主要生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)成高層建筑或沿街道直線布置。必要時(shí)，要根據(jù)地區(qū)主風(fēng)向，在右右兩則區(qū)或廠后區(qū)設(shè)置衛(wèi)生防護(hù)地帶，以免污染廠外環(huán)境并降低噪音的影響。 通常將全廠場地劃分為廠前區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、廠后區(qū)及左右兩側(cè)區(qū)，體現(xiàn)出各區(qū)功能分明、運(yùn)輸聯(lián)系方便、建筑井然有序。 (4)行管部門 :全廠性行政、后勤職能部門，起指揮管理服務(wù)的作用。工廠總平面圖比例是 1/500～ 1/10000。由于此圖可以作為征用土地、估計(jì)土石方量與平整場地、編制施工準(zhǔn)備和設(shè)計(jì)施工圖的依據(jù)，故稱為初步設(shè)計(jì)成品圖 (比例 1/1000)。 三、總平面設(shè)計(jì)的步驟 (一 )初步設(shè)計(jì) 1．方案圖 (總平面布置資料圖 ) 依據(jù)工藝專業(yè)提供的生產(chǎn)車間總平面輪廓示意資料及與非工藝專業(yè)商定的各車間廠房建筑物設(shè)想外廓尺寸，結(jié)合廠區(qū)地形等自然條件繪制的總平面布置方案圖，稱為布置資料圖。工廠大門至少應(yīng)設(shè)置兩個(gè)以上，包括正門 (職工出入 )、側(cè)門 (產(chǎn)品、材料出入 )、后門 (指原料、燃料 、廢料進(jìn)出 )等。如果地形坡度較大時(shí)，應(yīng)采用階梯式布置，以減少平整場地土石方量和縮短車間之間距離?，F(xiàn)代化發(fā)酵工廠由于衛(wèi)生條件高標(biāo)準(zhǔn)要求，綠化設(shè)計(jì)更為重要。各方位的風(fēng)向頻率不同，但其總和為100%。 b．地形圖中必須標(biāo)明方向，通常方向線箭頭表示指向北方。 等高線： 等高線是地面上同高度的各點(diǎn)連接成的封閉理想曲線。 (7)給排水方案 說明依據(jù)地區(qū)水文資料，提出對(duì)廠區(qū)給水取水方案及排水或污水處理排放的意見。 第四節(jié)廠址選擇報(bào)告 一、廠址選擇報(bào)告 的基本內(nèi)容 (一 )概述 (1)說明選廠的目的與依據(jù)； (2)說明選廠工作組成員及其工作過程； (3)說明廠址選擇方案并論述推薦方案的優(yōu)缺點(diǎn)及報(bào)請(qǐng)上級(jí)機(jī)關(guān)考慮的建議。具有較高的原則性、廣泛的技術(shù)性和鮮明的實(shí)踐性。 (2)進(jìn)行踏測與勘探，摸清廠址廠區(qū)的地形、地勢、地質(zhì)、水文、場地外形與面積等自然條件，繪制草測圖等。 (4)水源水量及其水質(zhì)情況。 (4)場地有效利用系數(shù)較高，并有遠(yuǎn)景規(guī)劃的最終總體布局。 三、施工圖設(shè)計(jì)的深度 施工圖設(shè)計(jì)的深度除了和初步設(shè)計(jì)互相連貫銜接之外，還必須滿足： (1)全部設(shè)備、材料的訂貨和交貨安排； (2)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的訂貨、制造和交貨安排； (3)能作為施工安裝預(yù)算和施工組織設(shè)計(jì)的依據(jù)； (4)控制施工安裝質(zhì)量，并根據(jù)施工說明要求進(jìn)行驗(yàn)收。 (6)編寫施工安裝說明書，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈淖纸Y(jié)構(gòu)寫明： ①施工安裝的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收規(guī)劃。 二、施工圖設(shè)計(jì)的步驟 (1)根據(jù)對(duì)擴(kuò)初設(shè)計(jì)的批復(fù)，修改和復(fù)核工藝流程和生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；并將建設(shè)單位提供的設(shè)備訂貨合同副本、設(shè)備安裝圖紙和技術(shù)說明書作為施工圖設(shè)計(jì)的依據(jù)。 四、初步設(shè)計(jì)的深度 初步設(shè)計(jì)的深度，應(yīng)滿足以下要求： (1)設(shè)計(jì)方案的比較選擇和確定； (2)主要設(shè)備和材料的訂貨； (3)土地征用； (4)建設(shè)投資的控制； (5)提供主管部門和有關(guān)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)審查； (6)確定生產(chǎn)工人和生產(chǎn)管理人員的崗位、技術(shù)等級(jí)、人數(shù)并安排人員技術(shù)培訓(xùn)； (7)施工圖設(shè)計(jì)的主要依據(jù)； (8)進(jìn)行施工安裝準(zhǔn)備和生產(chǎn)準(zhǔn)備工作。 初步設(shè)計(jì)的目的 是保證工程項(xiàng)目投產(chǎn)后，收到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益。 對(duì)于新而復(fù)雜、規(guī)模特大或缺乏該種設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的大、中型工程，經(jīng)主管部門指定的才按三階段進(jìn)行設(shè)計(jì)。170。 復(fù)審： 是為了杜絕可行性研究報(bào)告有原則性錯(cuò)誤或研究的基礎(chǔ)依據(jù)或社會(huì)環(huán)境發(fā)生重大變化時(shí)而舉行的。 9．社會(huì)及 經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià) 社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效果要進(jìn)行靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。 我國針對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新形勢，規(guī)定所有利用外資、技術(shù)引進(jìn)和設(shè)備進(jìn)口、大型工程、重大技術(shù)改造等工程項(xiàng)目，都必須進(jìn)行可行性研究。 1987年國家計(jì)委頒布了 《 關(guān)于建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)工作的暫行規(guī)定 》 、 《 建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法 》 、 《 建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)參數(shù) 》 、 《 中外合資經(jīng)營項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法 》 對(duì)建設(shè)項(xiàng)目評(píng)價(jià)工作作了統(tǒng)一規(guī)定。 2．建設(shè)期階段 3．生產(chǎn)期階段 第二節(jié)項(xiàng)目建議書 一、項(xiàng)目建議書的任務(wù)和意義 項(xiàng)目建議書是設(shè)計(jì)工作的前奏，其任務(wù)是向國家、省、市有關(guān)主管部門直接申請(qǐng)工程項(xiàng)目，以期批準(zhǔn)立項(xiàng)，進(jìn)行廠址選擇調(diào)研工作及可行性研究工作。藥品、食品類發(fā)酵工廠，還應(yīng)貫徹國家藥品、食品有關(guān)法律法規(guī)，充分體現(xiàn)衛(wèi)生、優(yōu)美、流暢，并能讓參觀者放心的原則。設(shè)計(jì)工作必須符合經(jīng)濟(jì)目標(biāo)還要符合國家建設(shè)政策原則。 一個(gè)技術(shù)上先進(jìn)可靠，經(jīng)濟(jì)上合理的優(yōu)秀的工廠設(shè)計(jì)，它的生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備選擇及車間布置等都應(yīng)該是先進(jìn)合理的。 —— 新建廠的設(shè)計(jì)一般屬于總體設(shè)計(jì)，擴(kuò)建廠的設(shè)計(jì)一般屬于局部設(shè)計(jì)者居多。 科研中，從小試、中試以及工業(yè)化生產(chǎn)，都需要與設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)行新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備的開發(fā)工作。 發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論 教案 講課教師： 賴穎 緒論 ?課程的目的和任務(wù)： 目的： 培養(yǎng)學(xué)生具備工廠工藝設(shè)計(jì)的能力，結(jié)合畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，完成工程師的綜合性基本訓(xùn)練。 工廠設(shè)計(jì)是把科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的一門綜合性科學(xué)。 總體設(shè)計(jì)的范圍： 發(fā)酵工廠總體設(shè)計(jì)的范圍包括了企業(yè)內(nèi)應(yīng)該配置的一切單項(xiàng)工程的完整設(shè)計(jì)，一般包括 總平面布置、生產(chǎn)車間、動(dòng)力車間 (如鍋爐房、變電站、給排水工程等 )、 廠內(nèi)外運(yùn)輸 （物流） 、自控儀表、采暖通風(fēng)、環(huán)境保護(hù)工程、福利設(shè)施、辦公樓、技術(shù)經(jīng)濟(jì)與概算 等單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)。 ?生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)、內(nèi)容和深度 設(shè)計(jì)的主要依據(jù)： (1)可行性研究報(bào)告以及設(shè)計(jì)計(jì)劃任務(wù)書。 (2)設(shè)計(jì)工作必須認(rèn)真進(jìn)行調(diào)查研究，廣泛查閱文獻(xiàn)，收集設(shè)計(jì)必需的技術(shù)基礎(chǔ)資料，加強(qiáng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析工作，與同類型廠先進(jìn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作比較。 (6)設(shè)計(jì)工作 必須加強(qiáng)計(jì)劃性，各階段工作要有明確的進(jìn)度。 對(duì)于大 、中型工程項(xiàng)目國家有嚴(yán)格的管理規(guī)定，需要按程序報(bào)國家有關(guān)部門批準(zhǔn)。 1993年國家計(jì)委發(fā)出 《 關(guān)于印發(fā)建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)的通知 》 ，以適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，國家宏觀投資環(huán)境的巨大變化。 三、可行性研究報(bào)告內(nèi)容 1．總論 (1)研究工作的目的、依據(jù)和范圍； (2)項(xiàng)目提出的背景、投資的必要性和經(jīng)濟(jì)意義； (3)研究工作概況及結(jié)論。 國家計(jì)委委托中國國際工程咨詢公司組織編寫的 《 投資項(xiàng)目可行性研究指南（試用版） 》 中提供了 “ 可行性研究報(bào)告編制步驟與要求 ” 、 “ 一般工業(yè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告編制大綱 ” ，可供遵循。 一般國有大、中型工廠的可行性研究報(bào)告由國家經(jīng)濟(jì)計(jì)劃委員會(huì)、各省市負(fù)責(zé)預(yù)審、批準(zhǔn)。161。 兩階段設(shè)計(jì)：擴(kuò)大初步設(shè)計(jì) (也簡稱初步設(shè)計(jì) )施工圖設(shè)計(jì)。 要有準(zhǔn)確可靠的技術(shù)資料和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)外，要積極采用先進(jìn)合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，積極采用成熟的或是有了工廠試驗(yàn)并通過技術(shù)鑒定的新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備和新材料。 初步設(shè)計(jì)說明書由文字說明部 分、圖樣和總概算三部分組成。 (2)復(fù)核和修正生產(chǎn)工 藝設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算和設(shè)備選型及其計(jì)算等數(shù)據(jù)，全部選定專業(yè)與通用設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備，以及管徑、管材、管接。附質(zhì)量檢測記錄的格式。 第二章廠址選擇 第一節(jié)址選擇的重要性及原則 一、廠址選擇的重要性 廠址選擇正確與否，不僅關(guān)系到建廠過程中能否以最省 的投資費(fèi)用，按質(zhì)按量按期完成工廠設(shè)計(jì)中所提出的各項(xiàng)指標(biāo)，而且對(duì)投產(chǎn)后的長期生產(chǎn)、技術(shù)管理和發(fā)展遠(yuǎn)景，都有著很大的影響，并同國家地區(qū)的工業(yè)布局和城市規(guī)劃有著密切的關(guān)系。 (5)有一定的基建施工條件和投產(chǎn)后的協(xié)作條件。 (5)交通條件與年運(yùn)輸量 (包括輸入與輸出量 )。同時(shí)摸清廠址環(huán)境情況、動(dòng)力資源、交通運(yùn)輸、給排水、可供利用的公用、生活設(shè)施等技術(shù)經(jīng) 濟(jì)條件，以使廠址條件具體落實(shí)。 統(tǒng)計(jì)學(xué)法： 就是把廠址的諸項(xiàng)條件 (自然條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件 )當(dāng)作影響因素，把要比較的廠址編號(hào)，然后對(duì)每一廠號(hào)廠址的每一個(gè)影響因素，逐一比較其優(yōu)缺點(diǎn)，并打上等級(jí)分值，最后把諸因素比較的等級(jí)分值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出最佳廠號(hào)的選擇結(jié)論。 (二 )主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) (1)全廠占地面積 (m2)，包括生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)面積、行管區(qū)面積； (2)全廠建筑面積 (m2)，包括生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)、行管區(qū)面積； (3)全廠