【正文】 應用 Po／ V相等準則放大設計時，理論上通氣量的計算可按空截面氣速 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—— 試驗罐空截面氣速 (m／ s) 2．通風攪拌用的壓縮空氣的壓強計算 式中 :P—— 通風攪拌用的壓縮空氣的壓強 (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 (Pa) 3．壓送培養(yǎng)基等液體物料時無菌空氣耗量 (1)所需壓縮空氣的壓強 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算： ?設備中液體在一次操作中全部壓完 V＝ 105V0P (m3) 每小時壓縮空 氣消耗量為： V1＝ 105V0P/τ (m3/h) 式中 τ —— 每次壓送液體的操作時間 (h) V0—— 設備容積 (m3) P—— 所需壓縮空氣的壓強 (h) ②設備中液體部分壓出 對一次操作，折算成壓強為 105Pa的壓縮空氣消耗量為： (m2) 若每次壓送時間為 f(h)，則每小時無菌空氣耗量為： (m3/h) 式中 V0—— 設備容積 (m3) φ —— 設備裝料系數(shù) VL—— 一次壓送出的液體體積 (m3) 第六節(jié)抽真空量計算 ?真空冷卻器的抽真空量計算 被處理料液在真空冷卻器內產生的二次蒸汽量為： 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備內。 h)] F—— 冷間面積 (m2) 所以： Q5’ ＝ ②電機等用電設備運轉耗冷量 式中： P5—— 電機或其他用電設備功率 (kW) η —— 功熱轉換系數(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)定的冷卻過程時間 (h) 2．發(fā)酵熱 (Q2) (1)通氣發(fā)酵過程熱量計算： 可通過冷卻水帶走的熱量或發(fā)酵液溫度升高測定來計算； 也可半理論計算法計算： (kJ／ h) 式中， Qb為生物合成熱； Qst為機械攪拌產生的熱量； Qε 為排汽使發(fā)酵液水分汽化帶出的熱焓。 第三節(jié)水平衡計算 水衡算是在完成主要物料衡算的基礎上與熱量衡量同時展開的。若計算出的 Q2為正值，則過程需加熱；若 Q2為負值，則過程需從操作系統(tǒng)移出熱量，即需冷卻。 5．進行具體的熱量計算 (1)物量帶入的熱量 Q1和帶出熱量 Q4可按下式計算： 式中 G—— 物料質量 (kg) c—— 物料比熱容 [kJ／ (kg178。 (2)熱量衡算的數(shù)據是設備選型、確定臺數(shù)的依據。 物料衡算和能量衡算是確定生產過程技術經濟指標的關鍵數(shù)據。當關聯(lián)式數(shù)目小于未知項數(shù)時，可用試差法 求解。 5．確定工藝指標及消耗定額等 設計所用的工藝指標、原材料消耗定額及其他經驗數(shù)據，可根據所用的生產方法、工藝流程和設備，對照同類型生產工廠的實績水平來確定，這必須是先進而又可行的，它是衡量企業(yè)設計水平高低 的標志。 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)。 設備設計和工藝流程草圖設計完成后，便開始車間布置設計。制圖比例大致按 1:100進行繪制，如設備過小或過大時則可采用 1:50或 1:200。 工藝流程示意圖可以用簡單的設備流程圖表示，甚至可用文字示意圖表達 。一般要對可選擇的各種生產方法進行全面的比較分析，從中選出技術先進、經濟合理的工藝路線，以保證項目投產后能達到高產、低耗、優(yōu)質和安全運轉。 (2)綜合管線埋設深度一般要在凍土層以下，以免遇到極冷時刻被凍裂。在 X、 Y坐標軸上作間距為 50m或 100m的方格網上，標定廠址和廠房建筑物的地理位置。 第五節(jié)總平面布置和運輸設計的有關參數(shù) 一、總平面布置的有關參數(shù) 1．建筑 物間距 X 當 a3m時，則要求： 當 a3m時，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、構筑物間最小間距計算。 (2)在道路的交叉口處，應做圓角形布置。 第三節(jié)廠內運輸 完善合理的運輸能保證原材料供應和成品銷售的順暢，而且對節(jié)約基建投資及提高勞動生產率、降低成本、減輕勞動強度等有著重大意義。當廠址方位朝向在地形圖上確定之后，就應該按廠區(qū)劃分建、構筑物群，依次確定其方位朝向，然后分析比較確定其間距離，計算出全廠利用面積與建筑面積。 又如，啤酒廠的冷凍站應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)當城市建設規(guī)劃有要求時，將主要生產車間設計成高層建筑或沿街道直線布置。必要時，要根據地區(qū)主風向，在右右兩則區(qū)或廠后區(qū)設置衛(wèi)生防護地帶，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)、生產區(qū)、廠后區(qū)及左右兩側區(qū)，體現(xiàn)出各區(qū)功能分明、運輸聯(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、估計土石方量與平整場地、編制施工準備和設計施工圖的依據，故稱為初步設計成品圖 (比例 1/1000)。 三、總平面設計的步驟 (一 )初步設計 1．方案圖 (總平面布置資料圖 ) 依據工藝專業(yè)提供的生產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想外廓尺寸，結合廠區(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。工廠大門至少應設置兩個以上，包括正門 (職工出入 )、側門 (產品、材料出入 )、后門 (指原料、燃料 、廢料進出 )等。如果地形坡度較大時，應采用階梯式布置，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)生條件高標準要求，綠化設計更為重要。各方位的風向頻率不同，但其總和為100%。 b．地形圖中必須標明方向，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連接成的封閉理想曲線。 (7)給排水方案 說明依據地區(qū)水文資料，提出對廠區(qū)給水取水方案及排水或污水處理排放的意見。 第四節(jié)廠址選擇報告 一、廠址選擇報告 的基本內容 (一 )概述 (1)說明選廠的目的與依據； (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)缺點及報請上級機關考慮的建議。具有較高的原則性、廣泛的技術性和鮮明的實踐性。 (2)進行踏測與勘探，摸清廠址廠區(qū)的地形、地勢、地質、水文、場地外形與面積等自然條件，繪制草測圖等。 (4)水源水量及其水質情況。 (4)場地有效利用系數(shù)較高，并有遠景規(guī)劃的最終總體布局。 三、施工圖設計的深度 施工圖設計的深度除了和初步設計互相連貫銜接之外，還必須滿足： (1)全部設備、材料的訂貨和交貨安排； (2)非標準設備的訂貨、制造和交貨安排； (3)能作為施工安裝預算和施工組織設計的依據； (4)控制施工安裝質量，并根據施工說明要求進行驗收。 (6)編寫施工安裝說明書，以嚴謹?shù)奈淖纸Y構寫明： ①施工安裝的質量標準及驗收規(guī)劃。 二、施工圖設計的步驟 (1)根據對擴初設計的批復，修改和復核工藝流程和生產技術經濟指標；并將建設單位提供的設備訂貨合同副本、設備安裝圖紙和技術說明書作為施工圖設計的依據。 四、初步設計的深度 初步設計的深度，應滿足以下要求： (1)設計方案的比較選擇和確定； (2)主要設備和材料的訂貨； (3)土地征用； (4)建設投資的控制； (5)提供主管部門和有關單位進行設計審查； (6)確定生產工人和生產管理人員的崗位、技術等級、人數(shù)并安排人員技術培訓； (7)施工圖設計的主要依據； (8)進行施工安裝準備和生產準備工作。 初步設計的目的 是保證工程項目投產后，收到預期的經濟效益。 對于新而復雜、規(guī)模特大或缺乏該種設計經驗的大、中型工程，經主管部門指定的才按三階段進行設計。170。 復審： 是為了杜絕可行性研究報告有原則性錯誤或研究的基礎依據或社會環(huán)境發(fā)生重大變化時而舉行的。 9．社會及 經濟效果評價 社會及經濟效果要進行靜態(tài)分析和動態(tài)分析。 我國針對國民經濟發(fā)展的新形勢，規(guī)定所有利用外資、技術引進和設備進口、大型工程、重大技術改造等工程項目，都必須進行可行性研究。 1987年國家計委頒布了 《 關于建設項目經濟評價工作的暫行規(guī)定 》 、 《 建設項目經濟評價方法 》 、 《 建設項目經濟評價參數(shù) 》 、 《 中外合資經營項目經濟評價方法 》 對建設項目評價工作作了統(tǒng)一規(guī)定。 2．建設期階段 3．生產期階段 第二節(jié)項目建議書 一、項目建議書的任務和意義 項目建議書是設計工作的前奏，其任務是向國家、省、市有關主管部門直接申請工程項目，以期批準立項，進行廠址選擇調研工作及可行性研究工作。藥品、食品類發(fā)酵工廠，還應貫徹國家藥品、食品有關法律法規(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。設計工作必須符合經濟目標還要符合國家建設政策原則。 一個技術上先進可靠，經濟上合理的優(yōu)秀的工廠設計，它的生產工藝流程、設備選擇及車間布置等都應該是先進合理的。 —— 新建廠的設計一般屬于總體設計，擴建廠的設計一般屬于局部設計者居多。 科研中，從小試、中試以及工業(yè)化生產，都需要與設計有機結合，進行新工藝、新技術、新設備的開發(fā)工作。 發(fā)酵工廠工藝設計概論 教案 講課教師： 賴穎 緒論 ?課程的目的和任務： 目的： 培養(yǎng)學生具備工廠工藝設計的能力，結合畢業(yè)實習和畢業(yè)設計，完成工程師的綜合性基本訓練。 工廠設計是把科學技術轉化為生產力的一門綜合性科學。 總體設計的范圍： 發(fā)酵工廠總體設計的范圍包括了企業(yè)內應該配置的一切單項工程的完整設計，一般包括 總平面布置、生產車間、動力車間 (如鍋爐房、變電站、給排水工程等 )、 廠內外運輸 （物流） 、自控儀表、采暖通風、環(huán)境保護工程、福利設施、辦公樓、技術經濟與概算 等單項工程設計。 ?生產工藝設計的依據、內容和深度 設計的主要依據： (1)可行性研究報告以及設計計劃任務書。 (2)設計工作必須認真進行調查研究，廣泛查閱文獻，收集設計必需的技術基礎資料，加強技術經濟的分析工作，與同類型廠先進技術經濟指標作比較。 (6)設計工作 必須加強計劃性，各階段工作要有明確的進度。 對于大 、中型工程項目國家有嚴格的管理規(guī)定，需要按程序報國家有關部門批準。 1993年國家計委發(fā)出 《 關于印發(fā)建設項目經濟評價方法與參數(shù)的通知 》 ，以適應國民經濟迅速發(fā)展，國家宏觀投資環(huán)境的巨大變化。 三、可行性研究報告內容 1．總論 (1)研究工作的目的、依據和范圍； (2)項目提出的背景、投資的必要性和經濟意義； (3)研究工作概況及結論。 國家計委委托中國國際工程咨詢公司組織編寫的 《 投資項目可行性研究指南（試用版） 》 中提供了 “ 可行性研究報告編制步驟與要求 ” 、 “ 一般工業(yè)項目可行性研究報告編制大綱 ” ，可供遵循。 一般國有大、中型工廠的可行性研究報告由國家經濟計劃委員會、各省市負責預審、批準。161。 兩階段設計：擴大初步設計 (也簡稱初步設計 )施工圖設計。 要有準確可靠的技術資料和基礎數(shù)據外，要積極采用先進合理的技術經濟指標，積極采用成熟的或是有了工廠試驗并通過技術鑒定的新工藝、新技術、新設備和新材料。 初步設計說明書由文字說明部 分、圖樣和總概算三部分組成。 (2)復核和修正生產工 藝設計的有關計算和設備選型及其計算等數(shù)據，全部選定專業(yè)與通用設備、運輸設備，以及管徑、管材、管接。附質量檢測記錄的格式。 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，不僅關系到建廠過程中能否以最省 的投資費用，按質按量按期完成工廠設計中所提出的各項指標，而且對投產后的長期生產、技術管理和發(fā)展遠景，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)劃有著密切的關系。 (5)有一定的基建施工條件和投產后的協(xié)作條件。 (5)交通條件與年運輸量 (包括輸入與輸出量 )。同時摸清廠址環(huán)境情況、動力資源、交通運輸、給排水、可供利用的公用、生活設施等技術經 濟條件，以使廠址條件具體落實。 統(tǒng)計學法： 就是把廠址的諸項條件 (自然條件和技術經濟條件 )當作影響因素，把要比較的廠址編號，然后對每一廠號廠址的每一個影響因素，逐一比較其優(yōu)缺點，并打上等級分值，最后把諸因素比較的等級分值進行統(tǒng)計，得出最佳廠號的選擇結論。 (二 )主要技術經濟指標 (1)全廠占地面積 (m2)，包括生產區(qū)、生活區(qū)面積、行管區(qū)面積； (2)全廠建筑面積 (m2)，包括生產區(qū)、生活區(qū)、行管區(qū)面積； (3)全廠