【正文】 （ 3）生活用水： w = 50(+) 12328 = 1968 t 全廠年用水量 = 生產(chǎn)用水 +鍋爐用水 +生活用水 = 105+106+1968 = 106 t 算 ⑴ 生產(chǎn)用電 ① 玉米秸稈粉碎機 每日工作 8 個小時，功率為 ,機電機功率 kW,引風機電機功率 kW,總用電量為： (++)8300 = 106 kW ② 電機 25 發(fā)酵罐、配料罐、混合槽等都有電機帶動的攪拌軸，電機的功率為 120 W。℃ ）； ?為 加熱過程中散失的熱量，一般取 10%。車間的所有入口包括排水溝出入口、下水道出入口都應(yīng)安裝上洞口小于 1cm的金屬網(wǎng)防鼠，地基的深度應(yīng)深入地下 ~ m，地面上 m 之下部分均應(yīng)用堅固磚、石等老鼠不能進入的材料砌成光滑的墻身，墻角要做的有一定的弧度，這樣可以防止老鼠上屋頂活動。車間內(nèi)定期打掃衛(wèi)生，發(fā)酵車間要定期消毒，防止雜菌 和 噬菌體污染。 （ 2）泄出的酶應(yīng)該立刻清除。要立刻徹底地除去。 （ 2）眼睛和皮膚的保護 和操作大多數(shù)化學品一樣，操作酶制劑時應(yīng)避免讓酶和眼睛或皮膚接觸。 工廠內(nèi)設(shè)有鍋爐房 ,提供殺菌、加熱等生產(chǎn)用蒸汽，鍋爐燃料為煤炭。 廠外運輸主要為載重 4t~5t 的卡車。生產(chǎn)車間工作人員按八小時工作制實行三班倒，循環(huán)休息。也 可進行沼氣發(fā)酵，進行沼氣發(fā)電。 廢發(fā)酵液 → 初沉淀 → 調(diào)節(jié) pH→ 好氧處理 → 二次沉淀 → 污水排放（農(nóng)業(yè)灌溉） ↓ ↓ 污泥 → 脫水處理 ← 污泥 ↓ 發(fā)酵廢渣→ 農(nóng)業(yè)用肥 圖 3 活性污泥法處理污水流程圖 鍋爐→爐渣→外運 ↓ 廢氣 ↓ 粉煤灰 麻石水膜除塵器 ——— →外運 ↓ 脫硫裝置 ↓ 外運 圖 4 廢氣廢渣處理流程圖 32 8 設(shè)計概算 項目總投資 3000 萬元，其中征地費用 500 萬元 ， 土建工程投資 400 萬元，設(shè)備及運輸安裝費用 600 萬元，器具購置及其他工程費用 280 萬元，建設(shè)期利息及不可預見費用 400萬元，流動資金 550 萬 元。 每年用水量為 105 t，每噸水 元，則用于每噸酶的水費為： 105 t247。 本工廠執(zhí)行的環(huán)境衛(wèi)生標準有《污水綜合排放標準》 GB89781996；《工業(yè)企業(yè)廠界噪音標準》 GB123481996；《地面水質(zhì)量標準》 GB38381996。它的主要成分是未發(fā)酵的玉米秸稈和麥麩。因此，在發(fā)酵工業(yè)中，除常規(guī)的人事、后勤、財務(wù)等部門外，技術(shù)研發(fā)、質(zhì)量監(jiān)控等部門也需要加強。 廠內(nèi)設(shè)有制冷站，用于成品酶制劑的冷藏。清洗用水為經(jīng)活性炭過濾器處理的自來水鍋爐用水為經(jīng)過軟化處理的自來水。 （ 1）呼吸系統(tǒng)的防護裝備 常用的呼吸系統(tǒng)的防護裝備有三種：空氣凈化呼吸器（由濾芯除去空氣中的污染物）、空氣供給呼吸器、自給式供氧呼吸器 [10]。 （ 2）泄出的酶要立刻清除。酶產(chǎn)品的造粒和包裝應(yīng)在具有局部通風的系統(tǒng)中進行。 生產(chǎn)車間衛(wèi)生：車間內(nèi)布局合理，排水通暢 ； 車間地面防滑、堅固、平坦、不積水。廠房內(nèi)部干凈整潔，通氣良好，采光充分。(i﹣ cst2)](1+?) = [1020(90﹣ 25)]247。t2(P/V) 1/2 = 1030 [(105+101) 103247。cs(30﹣ 10) = 其中： t1s為 培養(yǎng)基開始冷卻時的溫度 ， 120℃ ； t1f 為 培養(yǎng)基冷卻結(jié)束時的溫度 ， 30℃ ； t2s為 冷卻水進口溫度 ， 10℃ ； 23 t1 為 培養(yǎng)基冷卻過程中某時刻的溫度 ， 80℃ ； t2 為 對應(yīng) t1 時冷卻水出口溫度 ， 30℃ 。冷卻過程中所需的冷卻水的量計算過程 [8]如下： A = eKFWc = (t1﹣ t2s)/ (t2﹣ t1) = (80﹣ 10) 247。則真空蒸發(fā)器生的蒸發(fā)能力要求為： W = F(1－ ) = 4247。 則需要的板框過濾機的臺數(shù)為： N = VF?i/(k? VP) = 247。則由 V = (D/2) 2H = 可得： D = m。則由 V = (D/2) 2H = 23m3 可得： D = m ； H = m （ 9）真空蒸發(fā)器： 生產(chǎn)工藝中要求在低于 60℃ 的條件下將濾液中 2/3 的水分蒸發(fā)掉。A = (1﹣ ) 247。則由 V = (D/2) 2H = 38m3 可得： D = ； H = m （ 7）板框過濾機 發(fā)酵結(jié)束后需過濾的發(fā)酵液的體積 VF 為 m3，含固量 i約為 25%。根據(jù)發(fā)酵車間的空氣用量，可選用 YUDZ4 型號的總過濾器 ?12003035mm，配濾芯 DMF，總過濾器內(nèi)有 DMF 濾芯 ?3501000， 4 個 [8]。一般絲網(wǎng)除濾器的設(shè)計流速取 1~3m/s。 = n ???d?(L－ ) ?N = 124（ 6﹣ ） 3 = m2 采用此換熱面積的換熱器，則要求過程的總傳熱系數(shù)為： k?！?tm′= = ℃ 18 III．選 k 值，估計傳熱面積 由資料，可取 k = 100 w/( m2103247?！?)。要求壓縮空氣由 104℃ 被冷卻至 25℃ ，冷卻介質(zhì) 為 20℃ 的循環(huán)水，冷卻水的出口溫度為 28℃ . 由條件可得： 空氣的定性溫度： (104+25)/2 = ℃ 水的定型溫度：（ 20+28)/2 = 24℃ 計算過程 [15]為： 查得空氣在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)： ? = kg/m3 。247。 = ② 前置預過濾器 [8] 選擇高效前置過濾器，其外形像一只大型的集裝箱。本次設(shè)計中將吸風塔的高度定為 11 m，空氣在吸風塔內(nèi)的截面流速設(shè)計為 6m/s。 = ， P = , C = 3 mm, [б] = 130MPa, Di = 2300 解之得： S = mm 取整 封頭按標準橢圓計算 [7] hi = ha = 封頭壁厚： S = PD/(2[б] 248。1020247。7H 2O % KH2 PO4 % 461t CaCl2在提取過程中，發(fā)酵液經(jīng)過過濾后會有部分體積損失，且過濾后的濾液經(jīng)過真空濃縮。7H2O 的用量為： m6 = % = 年用量 ： M6 =82 = （ 7） KH2 PO4 KH2 PO4 的用量為 %，一個發(fā)酵周期中 KH2PO4 的用量為： m7 = % = 12 年用量 ： M7 = 82 = （ 8） CaCl2（ 1﹣ 10%） = 年用量 : M1 =82 = （ 2）麥麩 碳源中玉米秸稈與麥麩的比例為 4:1 時纖維素酶的產(chǎn)量最高。 I． CMC 酶活的測定 5%CMC 溶液（ 、 ， ） ， 適當稀釋 10 后的酶液 ， 40℃ 恒溫水浴 60min，用 3,5二硝基水楊酸法測定還原糖； II． FPA 酶活的測定 取適當稀釋后的酶液 ， 再加入 磷酸緩沖液（ ）和 濾紙條 1張，其余同 CMC 測定。s，裝于有環(huán)氧樹脂涂覆的容量為 200kg的鐵桶中以及容量為 25g 的手提桶中。 （ 5）纖維素酶的純化 單寧是纖維素酶的天然抑制劑，用單寧結(jié)合活化的瓊脂糖做成親和層析柱，用蒸餾水平衡，再將上一步得到的酶液過柱，使單寧專一性結(jié)合纖維素酶，蒸餾水平衡后，用 ～，就可得到純化的液態(tài)纖維素酶 [1]。然后向收集的清 9 液中加入 和度的硫酸銨，再靜置 1小時后過濾棄去清液，得到纖維素酶的粗品。同時準備使用板框過濾機對發(fā)酵液進行過濾，以 除 去菌體和未發(fā)酵的培養(yǎng)基原料。 ⑤ 泡沫控制 發(fā)酵中往往產(chǎn)生較多的泡沫，其存在阻礙 CO2 排出，影響溶解氧量。 ③ 冷卻階段 完成保溫時間后，關(guān)一路排汽，再關(guān)一路進汽（次序不能顛倒），最后排汽與進汽全部關(guān)閉。預先在拌料罐中添加所需質(zhì)量的各種成分，然后加入培養(yǎng)基中所有用水量的 60%左右，使最終兩個發(fā)酵罐中的裝料量為 m3。一般是將玉米秸稈粉碎至 20 目以下后與麥麩等其他輔料混合。 （ 3）種子培養(yǎng)基及種子罐培養(yǎng) 玉米秸稈粉 (20 目篩 ) 1%、酵母膏 %、木質(zhì)纖維 1%、蛋白胨 %、 MgSO4 （ 3）綠化情況：廠區(qū)綠化以普通綠化與重點綠化相結(jié)合，沿廠區(qū)主入口的主要道路進行重點綠化，種植有觀賞價值的喬、灌木與草皮結(jié)合，并且綠化部分遍植草皮，并適當點綴冬青灌木，綠地率達到 50%以上，以創(chuàng)造出一個美麗、怡人的廠區(qū)環(huán)境。 項目建成后一方面可以吸納當?shù)厥Ｓ鄤趧恿Γ黾赢數(shù)鼐用袷杖?； 另一方面，該項目還可以解決當?shù)剞r(nóng)作物秸稈浪費的問題，增加當?shù)剞r(nóng)民的農(nóng)業(yè)收入，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢渣還可以作為農(nóng)業(yè)用有機肥。該工業(yè)園在交通、原料、資源方面都具有非常大的優(yōu)勢 。因此，利用液體深層發(fā)酵法生產(chǎn)的纖維素酶將會有廣泛的市場前景。利用纖維素酶能將飼料中一部分難于消化的纖維素轉(zhuǎn)化為糖和菌體蛋白，改善動物飼料利用性，能使畜禽最大限度的利用飼料，提高飼料利用價值，減少畜禽消化道疾病發(fā)生，同時可減少飼料用量，降低養(yǎng)殖成本 [3]。 纖維素是目前地球上唯一產(chǎn)量巨大而未得到充分利用的可再生資源，廣泛而大量存在于自然界。 關(guān)鍵詞 ： 工業(yè)用纖維素酶；工廠設(shè)計 ；物料衡算；技術(shù)經(jīng)濟分析 The Plant Design of a 1000t/a Production Capacity of Industrial Used Cellulase Major: Biological Engineering Author: Liu hao Instructor: Gao Jian Abstract This study was aimed to design an industrial used cellulase production plant with a 1000ton production annual capacity. Workshop horizontal design, the product plan and the craft proof, selection of processing technology and equipment, materials balancing, hygiene and safety, and anization were studied and designed for the industrial used cellulase production, based on the demand of product, geographical environment, governmental policies and the production technology. At last the analysis of technical economy of this project was done. It showed that the fixed assets was million RMB, after the pletion of the project, the plant may yearly produce solid cellulase 500t, liquid cellulase 500t, the annual profit was million RMB, and the return time of investment was 3 years. Key Words: Industrial used cellulase。對本方案進行經(jīng)濟的估算，初步估算：固定資產(chǎn) 3000 萬元的項目投資，項目建成后，年產(chǎn)固體和液體纖維素酶 5000 噸，年利潤 16920 萬元，投資回收期為 3年。纖維素酶的用途極其廣泛，近年來被廣泛應(yīng)用于 酒精 、飼料、食品等行業(yè) [1]。纖維素酶是畜牧業(yè)的一種新型飼料添加劑。目前國內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)纖維素酶的公司只有天津諾維信公司、北京索萊寶科技有限公司、上海戴迪實業(yè)發(fā)展有限公司等少數(shù)幾家。從區(qū)位上看，形成了海、陸、空三通的立體格局。綜合看來， 無論是從地理位置、交通運輸、原材料和燃料供應(yīng)，還是從當?shù)卣?、投資環(huán)境來看，都是十分理想的 。 （ 2）辦公 樓 在人流出口附近，距離 車間較近，方便管理，又與物流避免交叉。 （ 2）菌種活化 [5] 馬鈴薯瓊脂（ PDA）培養(yǎng)基滅菌冷卻至 30℃ 左右時，在 無