【文章內容簡介】 100000 噸味精廠的設計，我們進行的設計主要是給工廠設計提供依據(jù)。設計的內容主要包括廠址的選擇，成本預算，廠的總平面設計，各車間布置設 計幾各圖的說明書。 、產(chǎn)品現(xiàn)狀 味精的學名叫谷氨酸鈉，是世界上應用范圍最廣、產(chǎn)銷量最大的一種氨基酸。至今，中國人使用味精的時間已有 80 余年。味精主要在中國、日本、泰國、法國、巴西等地生產(chǎn)，其中，亞洲的味精產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的 90%。從 1994 年起，我國味精年產(chǎn)量躍居世界第一，每年的增長率為 10％～ 20%。由于歐美等地味精消費量不大，絕大多數(shù)將采購重心放在中國。中國也是世界上最大的谷氨酸鈉出口國。 味精是人們的日常用品，由于味精生產(chǎn)沒有季節(jié)限制，所以工廠可以實現(xiàn)全年生產(chǎn)，但考慮到設備要進行維修，所以基本選定 年生產(chǎn)天數(shù)為 320 天 。工廠生產(chǎn)受環(huán)境和原料的限制比較大，所以選址要嚴格按照標準來進行。 、味精特點 味精的化學名稱谷氨酸鈉，又叫麩氨酸鈉，是氨基酸的一種，也是蛋白質的最后分解產(chǎn)物。在強堿溶液中，能生成谷氨酸二鈉，鮮味就沒有了。如果將水溶液加熱到 120℃ ，能使部分谷氨酸鈉失水而生成焦谷氨酸鈉，就更沒有鮮味了味精是烹調中常用的鮮味調味品，有固體味精和液體味精兩種。液體味精是未經(jīng)煉成顆粒的味精原液，飲食業(yè)中以用固體味精為常見。味精的化學名稱叫谷氨酸鈉，由大豆、小麥面粉及其他含蛋白較高的物質，經(jīng)由淀粉發(fā)酵法制 成，除含有谷氨酸鈉外還含有少量的食鹽，以含谷氨酸鈉的多少 (99%、 95%、 90%、 80%)，分成各 8 種規(guī)格。全國各地均有生產(chǎn)。據(jù)研究；味精可以增進人們的食欲，提高人體對其他各種食物的吸收能力，對人體有一定的滋補作用。因為味精里含有大量的谷氨酸，是人體所需要的一種氨基酸， 96％能被人體吸收，形成人體組織中的蛋白質。它還能與血氨結合，形成對機體無害的谷氨酰胺，解除組織代謝過程中所產(chǎn)生的氨的毒性作用。又能參與腦蛋白質代謝和糖代謝，促進氧化過程，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正?；顒悠鹆己玫淖饔?。 、設計依據(jù)和范圍 進 行味精工廠的工藝設計時，必須以批準的設計計劃任務書和（或）可行性研究報告中規(guī)定的生產(chǎn)綱領為依據(jù)。根據(jù)原材料的特性和產(chǎn)品的質量要求，以及廠址的現(xiàn)場條件，并結合國內設備制造供應條件和引進國外技術和裝備的可能性，盡量采用先進的工藝技術和設備。設計的主要依據(jù)： （ 1）可行型研究報告，設計任務書。 （ 2）由項目工程師或負責人下達的設計工作提綱和總工程師的技術決定。 （ 3）把關新原料、新設備、新技術的研究報告和技術鑒定書，并經(jīng)領導核準。 考慮到內容和深度要求，設計以初步設計中的工藝設計為主，兼顧部分設備設計。 、 設計原則 （ 1）符合經(jīng)濟建設的總原則：做精心設計、投資省、技術新、質量好、收效快、回收期短。 （ 2）設計的技術經(jīng)濟指標以達到或超過國內同類型工廠生產(chǎn)實際平均先進水平為宜。 （ 3）設計應考慮到味精發(fā)酵工藝的獨特要求，既要注意到周圍環(huán)境的情節(jié)衛(wèi)生，又要注意到工廠內車間之間對衛(wèi)生、無菌、防火等條件的相互影響。 （ 4）味精工廠還應貫徹國家食品衛(wèi)生法有關規(guī)定，充分體現(xiàn)衛(wèi)生、優(yōu)美、流暢。 、項目進度建議 設計動員，下達設計任務書 天； 搜集資料，閱讀文獻，擬定設計范圍 天， 生產(chǎn)工藝流程的 確定與工藝條件的論證（編寫說明書草稿） 5～ 6天； 繪圖 2～ 3 天； 整理，編寫設計說明書 2 天。 9 二、總平面設計 、廠址選擇要求及地理位置分析 我們對所選廠區(qū)的地理、地勢、水文、氣象等進行分析評價 選擇的廠址在廣州番禺 區(qū) 的橫瀝鎮(zhèn)， 處于廣州的南端。 那里屬于城鎮(zhèn)郊區(qū)，離消費市場近。 在京珠高速公路、南沙港快速干線旁，近海、有南沙港口 。番禺的常年風向 夏季為東南風 ， 冬季為西北（偏北）風 處于居民區(qū)的下風側，主導風向：冬季北，夏季東南；沒有一些化工廠和其他的污染源； 而且番禺區(qū)的 農(nóng)業(yè)產(chǎn)水稻、 甘蔗、花生、番薯等， 為味精的生產(chǎn)提供原料。賓臨珠江，為其提供大量生產(chǎn)用水， 河水溫度：最高 30 ℃，最低 10 ℃；深井水溫度：最高 25 ℃，最低 20 ℃；自來水溫度：最高 30 ℃，最低 10 ℃。氣候條件： 年平均氣溫為℃ ，最冷的 1 月份平均氣溫仍達 ℃ ，而 7 月份平均氣溫為 29℃ ，年無霜期長達 346 天。 最高濕度 99％，平均濕度 75％； 技術經(jīng)濟要求：如原料供應與產(chǎn)品銷售情況、能源供應情況、給排水情況、交通、建筑材料、環(huán)保、場地與節(jié)約用地等。 生產(chǎn)本產(chǎn)品是原材料是 淀粉質原料、糖質原料、纖維質原料 ， 其中 淀粉質原料是生產(chǎn)味精的主要原料，我國發(fā)酵味精的 80%是用淀粉質原料生產(chǎn)的，其中以甘薯干等為原料的約占 45%，大米等谷物為原料的約占 35%。 本次設計所選用的原料是淀粉質原料，綜合考慮南方的原料來源和成本情況 .谷類是首選，因其價廉物美，且易獲得，如大米等。經(jīng)過我們小組一起的綜合討論，我們決定將大米作為原料，但谷類發(fā)酵成淀粉，要考慮用到多種酶，如 a淀粉酶、糖化酶等。此外，硫酸銨和硫酸等輔料也是要計算考慮的。這里都是種植水稻的，所以原料提供方便，由于是在城鎮(zhèn)郊區(qū)，靠近韓江，在水源，能源供應方面是不成問題的，由于這 里地勢平坦，地方遼闊，利于建筑的建設，比鄰國道，附近也有碼頭，運輸方便，廠內自主建立三廢處理系統(tǒng)，對附近環(huán)境不造成很大的影響。 廠址選擇是指在相當廣闊的區(qū)域內選擇建廠的地區(qū)，并在地區(qū)、地點范圍內從幾個可供考慮的廠址方案中選擇最優(yōu)廠址方案的分析評價過程。廠址條件選擇是項目建設條件分析的核心內容。 10 、廠址條件選擇程序 廠址選擇工作大體分為準備工作、現(xiàn)場勘查和編寫報告三個階段。 （ 1）選廠前的準備 l）職工總數(shù)（其中工人所占比例）。 2）總投資（固定資產(chǎn)、設備及安裝費、土建費）。 3）原料和能源耗用 量。 4）原材料及成品運輸量（包括運人及運出量）。 5）全廠占地面積 6）全廠建筑面積 7）三廢（廢水、廢氣、廢渣）排放量及其有害成分 8）擬定收集資料提綱，包括地理位置地形圖、區(qū)域位置地形圖、區(qū)域地質、氣象、資源、水源、交通運輸、排水、供熱、供汽、供電、弱電及電信、施工條件、市政建設及廠址四鄰情況等。 （ 2）現(xiàn)場踏勘 現(xiàn)場踏勘的主要任務是根據(jù)廠址選擇的基本原則到現(xiàn)場進行調查研究，收集資料，具 體落實廠址條件，以便判斷該地區(qū)建廠的可能性。 （ 3）編寫廠址選擇報告 1）選廠依據(jù)及簡況。說明選廠依據(jù)、指 導思想、選址范圍、內容和選址經(jīng)過、初步結論等。 2）擬建廠的基本情況。包括工藝流程概述及對廠址的要求、排污狀況、擬建廠的基本 條件等。 3）廠址方案比較。比較地理環(huán)境條件、社會經(jīng)濟條件、自然環(huán)境、建廠條件 及協(xié)作條件。所用到的方法有方案比較法、評分優(yōu)選法和最小運輸費用法。 4）廠址方案推薦。 5）結論、存在問題和建議。 6）附件 11 、味精廠廠址的選擇原則 （ 1）原料：廠址要靠近原料基地。 本次設計用到的原料是薯類，所以要選擇進薯類生產(chǎn)地的地方，一般在郊區(qū)會比較方便，運輸費用也比較低，降低了成本 。 （ 2）周圍環(huán)境：廠區(qū)周圍有良好的衛(wèi)生環(huán)境。 廠區(qū)附近不得有有害氣體、粉塵和其他擴散性的污染源，廠址不應設在受污染河流的下游和傳染病醫(yī)院近旁。 （ 3）地勢 ： 地勢應基本平坦，廠區(qū)標高應高出通常最高洪水水位，且能保障排水順利。 （ 4） 勞動力來源豐富 本次設計的味精廠的規(guī)模屬于中上規(guī)模，所需的勞動力較大，應該選擇勞動力較密集的地方，應靠近城鎮(zhèn)或居民集中點。 （ 5）具有廢物處理設施 味精生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢水、廢渣等的處理，要有專門的處理排放，而不對周圍的環(huán)境、生態(tài)造成危害。 工廠總平 面設計一般包括平面布置設計、豎向設計、運輸設計、管線綜合布置、綠化布置五項內容。 總平面設計原則和要求包括以下幾點： （ 1） 總平面設計必須符合生產(chǎn)流程的要求 （ 2） 總平面設計應當將占地面積較大的生產(chǎn)主廠房布置在常去的中心地帶，一邊其他部門為其提供配合服務。 （ 3） 總平面設計應充分考慮地區(qū)風向的影響 （ 4） 總平面設計應將人流、貨流通道分開，避免交叉 （ 5） 總平面設計應遵從誠實規(guī)劃的要求 （ 6） 廠區(qū)布置要能較好地適應工廠的遠近期規(guī)劃，留有一定的發(fā)展余地 （ 7） 潔凈廠房區(qū)域應布置成獨立小區(qū)，區(qū)內應盡量少露土地面 （ 8） 總平面設計必須符合國家及行業(yè)的有關規(guī)范和規(guī) 定，滿足衛(wèi)生、安全、 12 CMP 要求 主要車間的排列方式： 車間的布置主要是根據(jù)每個車間的物料流向來安排，也要根據(jù)車間的長寬來作最終的確定。而原料車間是每天都必須有物料流進來的，必須有大型通道，成品也必須盡快運出去，還有鍋爐房都是需要大量的燃料，所以它們設置在同一條大型通道上，而且有一個大的轉彎圈設計在里面。為了節(jié)省材料和財物，車間也不能離的太遠，最后一些三廢處理也遠離生活區(qū)，也必須要離三廢的出處要較近，所以設置在廠的左側。 ：（區(qū)帶式布置形式） 按照全廠場地的劃分要求，將廠劃分 為廠前區(qū)、廠后區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、及左右兩側區(qū)。廠前區(qū)包括保安室、行政樓、車庫、食堂、運動場、宿舍、保健室和商店等。廠后區(qū)主要是預留地。生產(chǎn)區(qū)包括原料車間、糖化車間、發(fā)酵車間、提取精制車間、包裝車間、空氣過濾車間等。廠左側區(qū)有鍋爐房，發(fā)電車間，儲水池，重油間，供冷車間和變電車間，廠右側有有機肥料、水池和污水處理站。在廠前區(qū)和廠后區(qū)分別有預留地。廠有 3個大門，都是主要的物料和人流通道，所以才開出 3個大門。在產(chǎn)生污染的車間都設置有防護林，再根據(jù)全年的主頻風向，安排好污染車間的擺放位置，有利降低噪音和污染。 （區(qū)帶式布置形式） 首先說明一下道路路寬的算法，根據(jù)公式 21min hHXX ???進行計算，根據(jù)每個車間的高度，然后根據(jù)上面的公式進行計算。例如，發(fā)酵車間的高為 14 米，糖 化 車 間 的 高 為 16 米 ， 那 么 它 們 之 間 的 道 路 間 隔 就 應 該米152 1614m i n ???? XX ，再根據(jù)書本 45 頁的表 35進行選擇，得到最終間隔。其他的也是如此。 廠房建筑物正面與全年主風向的夾角的確定是按照文獻一確定，其夾角在 13 60 度到 90 度之間。我選擇 60 度，這個數(shù)字是根據(jù)自己的要求去確定，還 有根據(jù)廠的地理位置確定的。 全廠的總平面布置形式采用的是區(qū)帶式布置形式，根據(jù)設計的要求，全廠的長寬為 1000m 400m，全廠面積為 400000 ㎡。由我畫的圖的比例計算好的各比例，得知 K1=45%， K2=77%， K3=32%， K4=22%，預留地 10%。 A1 =400000 45%=180000㎡， A2=400000 77%=308000 ㎡ A3 =400000 33%=132020 ㎡， A4=40000022%=88000 ㎡，預留地面積 =400000 10%=40000 ㎡，單產(chǎn)量 =100000t247。 400000㎡ = t/㎡。上面各個參數(shù)衡量按照文獻一進行確定。 序號 項目名稱 符號 單位 數(shù)量 1 廠區(qū)占地面積 A ㎡ 400000 2 建筑物、構筑物的占地面積 A1 ㎡ 180000 3 堆場面積 ㎡ 0 4 道路面積 A3 ㎡ 132020 5 綠化面積 A4 ㎡ 88000 6 發(fā)展用地面積 ㎡ 40000 7 建筑系數(shù) K1 % 45 8 利用系數(shù) K2 % 77 9 綠地率 K4 % 22 10 單產(chǎn)量 t/㎡ 上面數(shù)據(jù)都是通過全廠的總平面設計圖畫好 后，根據(jù)圖上距離換算成實際數(shù)據(jù)進行計算的，其中算出來的指標都符合參考文獻的要求。 全廠面積是通過度量圖上的距離再乘以畫圖比例計算得到的，建筑物、構筑物的占地面積是所以建筑的所占的面積的加和，由于我們廠的設計沒有戶外堆場，所以它的面積就是零。綠化面積是所有的綠化地和發(fā)展用地的面積之和。建筑數(shù)是建筑物、構筑物的占地面積除以全廠面積，利用系數(shù)是建筑物、構筑物的占地面積和堆場面積及綠化面積之和除以全廠面積，綠化率是綠化面積除以全廠面積，單產(chǎn)量是年產(chǎn)量除以全廠總面積。 14 （實線為冬季風頻率，虛線為夏 季風頻率） 上面的玫瑰風向圖是廠址所在地的全年風向，冬季主要是西北風，夏季為東南風，全年來說，風力最強的是冬季，但影響生產(chǎn)的主要是夏季的風向。因為味精廠的環(huán)保處理設計主要是考慮生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣，而夏季的溫度比較高，所以氣味容易散發(fā)出來，因此在進行全廠的布局的時候要根據(jù)上面的玫瑰風向圖進行設計。 各階段的主要工藝參數(shù) 指標名稱 單位 指標數(shù) 指標名稱 單位 指標數(shù) 生產(chǎn)規(guī)模 t/a 100000(味精 ) 發(fā)酵醪初糖濃度 （ W/V） % 18 生產(chǎn)方法 中糖 發(fā)酵，一次等電點提取 淀粉糖化轉化率 % 108 年生產(chǎn)天數(shù) d/a 320 發(fā)酵谷氨酸產(chǎn)率 % 10 產(chǎn)品日產(chǎn)量 t/d 糖酸轉化率 % 60 產(chǎn)品質量 純度 99% 15 倒罐率 % 0． 2 谷氨