【正文】 D2 周期 =50%D1 周期 = (t) D2 年 = D2 周期 75=(t)(3) 發(fā)酵罐實罐滅菌過程的蒸汽消耗量 D D= D1 周期 + D2 周期D 周期 =+=(t) D 年 = D1 年 + D2 年 =+= (t)(4) 種子罐實罐滅菌蒸汽消耗量 D0所以根據(jù)種子罐的接種量為 2%估算蒸汽消耗量為 D0 周期 =2%D 周期 = (kg) D0 年 =2% D 年 = (t)(5)發(fā)酵車間總消耗蒸汽量 D 總 D 周期總 =D 周期 +D0 周期 =(t) D 年總 =D 年 + D0 年 = (t)(6)全廠消耗蒸汽量 D 全 D 周期全 = 周期總 =(t) D 年全 = 年總 =(t) 冷卻水消耗量計算已知發(fā)酵培養(yǎng)基需要從 121℃降到 30℃所需放出的熱量為Q=CM (t1t2)=1000(12130) =106(kJ)C—比熱容M—培養(yǎng)基的質(zhì)量t1,t2—培養(yǎng)基冷卻前后的溫度則冷卻水需吸收的熱量也為 Q，冷卻水的用量為M′=Q/C（t 2′t1′） =106/(105) =106 (kg) =103 (t)M′—冷卻水的質(zhì)量 21 能量衡算結(jié)果列表總計:能量名稱 生產(chǎn)一周期賴氨酸 生產(chǎn)一年賴氨酸 所需能量 所需能量蒸汽/(t) 冷卻水/(t) 103 105 22 第六章 設(shè)備選型 發(fā)酵罐的選擇每個生產(chǎn)周期：發(fā)酵液體積為 m3，種子液體積為 m3料液總體積為 m3，裝料系數(shù)為 80%所以我們選用一個 14 m3 的發(fā)酵罐，另選一個作為備用罐。H/D=~3，取 H/D=???=1433D=, 圓整 D=2m, H=2D=4m已知 取 d==~2?d已知 ,取 W= D=已知 ，取 B== 圓整 B=所以錐形發(fā)酵罐的總高：H=++++4=已知 , 取 S=2d=~?S（ 取 25mm）3104DhVbb??bhm312...2???發(fā)酵液的圓柱體積 V 柱 =－= m3發(fā)酵液的柱體高 h= 0.)2(?假設(shè)用 2 層攪拌器，所以 S1=－=檢驗：S 1/d=~2 范圍內(nèi) 種子罐的選擇每個周期的種子液為 m3，裝料系數(shù)為 80%選擇公稱體積為 的種子罐一個H/D=~3，取 H/D= 23 ???=D=, 圓整 D=, H=2D=已知 取 d== 圓整 d=~2?d已知 ,取 W= D= 圓整 W=已知 ，取 B== .10dB 所以種子罐的總高：H=++++=已知 , 取 S=2d= ~?S（ 取 25mm）3104DhVbb??bh..732???發(fā)酵液的圓柱體積 V 柱 =－= 3發(fā)酵液的柱體高 h= 圓整 h=1m9..18)2(2? 假設(shè)用兩層攪拌器，所以 S1=1－=檢驗：S 1/d=~2 范圍內(nèi) 攪拌器軸功率的計算 [12] 發(fā)酵罐攪拌器假定生產(chǎn)條件：發(fā)酵罐的攪拌轉(zhuǎn)速為 180rpm，通氣量為 ，發(fā)酵液密度為1000kg/m3,粘度為 s。已知 d= , D=2m 液位高 HL= =+=?n=180rpm=3r/s ρ=1000kg/ m3 μ=?s = 104 （屬湍流狀態(tài)）MRe22 ??????P=kn3d5ρ= 33 .5kW5校正系數(shù) f= =)/(/dHDL 15.)80/.3)(/2?實際 P*=f P= ?? 24 因為有兩層攪拌器P2= P* （+ ）=?標(biāo)準(zhǔn)狀況下的通氣量 Q0=VL VVM= = m3/min?= ( )gQ073t?Lt HgP????6102)1.(3.? = ( )?25 ).(.6??? = m3/minNa= ???ndQg Pg= kW?agNP62/? )(??? 種子罐攪拌器種子罐單位體積軸功率 P’=7~8kW/ m3 取 P’=8kW/ m3P 種子 = ?? 貯罐計算V= m3取 =?=?查化工手冊取一個 16 m3 的貯罐公稱直徑 DN=1800mm，L 1=5600mm 配料罐的計算 發(fā)酵罐配料罐V= m3取 =?=查化工手冊取 2 個 16m3 的配料罐,型號為 JB142374公稱直徑 DN=2400mm，H=3400mm ，D=2440mm 25 種子罐配料罐V 種 =取 =?=?查化工手冊取一個 的配料罐,型號為 JB142574公稱直徑 DN=700mm，H=1400mm ，D=725mm 離心機(jī)計算生產(chǎn)能力=選擇型號為:臥式螺旋卸料沉降離心機(jī) LW 200600N 主要設(shè)備一覽表設(shè)備名稱 規(guī)格/型號發(fā)酵罐 14m3種子罐 m3配料罐 16 m3離心機(jī) LW 200600N貯罐 16 m3 26 第七章 環(huán)境保護(hù)與安全生產(chǎn) 概述在工廠生產(chǎn)過程中，要排出大量的廢氣、廢渣、廢水，如此之多的廢物如不認(rèn)真治理，將會給生態(tài)環(huán)境造成很大污染，后患無窮。所以說三廢處理意義重大。其治理原則是：因地制宜，綜合治理，多種方式積極探索。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，環(huán)境保護(hù)綜合治理工作必須全面取得更大成果。 治理標(biāo)準(zhǔn)如下：《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB30951996《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB38381996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB89781996《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB123481990 《大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GWPB31999 環(huán)保設(shè)計(1)廠房、車間的布局應(yīng)符合生產(chǎn)工藝流程的要求，要有足夠的空間和場所，能整齊合理的安置設(shè)備和堆放物料，主要生產(chǎn)車間要有防塵，防菌，防蚊蠅昆蟲設(shè)施。(2)室內(nèi)的地漏采用凈地漏，地漏的內(nèi)表面應(yīng)光潔，不易結(jié)垢，有密封蓋，開啟方便和便于消毒處理，能防止廢水，廢氣倒灌。(3)廠區(qū)將采取綠化措施，盡量減少露土面積。(4)廠區(qū)道路將選用堅固不起塵材料，道路應(yīng)平整，通暢，宜形成環(huán)形消防車道，廠區(qū)道路將人物分流，以減少塵粒通過人體而帶入生產(chǎn)車間。 (5)生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開。 三廢處理隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及人們思想意識的提高，人們認(rèn)識到既不能走“先污染、破壞，后治理，恢復(fù)” 的道路，也不應(yīng)該走“ 邊污染，邊治理 ”的道路，而應(yīng)該是采取積極的態(tài)度。本廠也采取相應(yīng)“ 全面規(guī)劃，合理布局，綜合利用，化害為利，依靠群眾，大家動手，保護(hù)環(huán)境，造福人民”的中國環(huán)境保護(hù)方針，明確了環(huán)境污染的綜合防治思想。根據(jù)當(dāng)?shù)氐?27 自然條件，按照污染物的產(chǎn)生、變遷和歸宿的各個環(huán)節(jié)，采取法律、行政、經(jīng)濟(jì)和工程技術(shù)相結(jié)合的措施，防治結(jié)合，以防為主，以期最大限度地合理利用資源、減少污染物的產(chǎn)生和排放，用最經(jīng)濟(jì)的方法獲取最佳的防治效果，以實現(xiàn)資源、環(huán)境與發(fā)展的良性循環(huán)。 廢氣的處理大氣污染物絕大部分是由化石燃料燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的，對于本廠可通過下列措施防止或減少污染物的排放。①改進(jìn)燃煤技術(shù)和能源供應(yīng)辦法，采取全廠采暖、集中供熱的方法，這樣既能提高燃燒效率，又能降低有害氣體排放量；②及時清理和合理處置工業(yè)、生活和建筑廢渣，減少地面揚(yáng)塵；③加強(qiáng)企業(yè)管理，注意節(jié)約能源和開展資源綜合利用，并要減少事故性排放和逸散；④植樹造林，這是治理大氣污染、綠化環(huán)境的重要途徑。即使采取上述措施，仍會有污染物排入大氣，因此，對各種污染源要進(jìn)行治理，控制其排放濃度和排放總量，使其不致超過該地區(qū)的環(huán)境容量。嚴(yán)格執(zhí)行《中華人民共和國大氣污染防治法》 廢水的處理污染水體的污染物主要來自生活污水、工藝廢水如：原料糖化處理、發(fā)酵工藝廢水和清潔污水。這些污水若不經(jīng)處理就排入地面水體，會使河流、湖泊受到污染。因此必須先將其輸送至污水處理廠進(jìn)行處理后排放。但這些污水水量非常大，若全部經(jīng)污水處理廠進(jìn)行處理，投資極大，因此應(yīng)盡量減少污水和污物的排放量。如在工業(yè)生產(chǎn)中盡可能采用無毒原料，可杜絕有毒廢水的產(chǎn)生；冷卻水等相對清潔的廢水，則在廠內(nèi)經(jīng)過簡單處理后循環(huán)使用。這樣既可減少工業(yè)廢水排放量，減輕污水處理廠的負(fù)荷，又可達(dá)到廢水回用，節(jié)省水資源的目的。排放到污水處理廠的污水及工業(yè)廢水，可利用多種分離和轉(zhuǎn)化進(jìn)行無害化處理，其基本方法可分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法。生物法處理廢水個工藝流程： 28 廢渣的處理垃圾不是完全不可以利用的，通過各種加工處理可以把垃圾轉(zhuǎn)化為有用的物質(zhì)或能量，所以人們把垃圾看成一種資源。面對垃圾資源與日劇增同自然資源日漸枯竭的嚴(yán)峻現(xiàn)實，人類已開始自覺和不自覺地投入垃圾處理技術(shù)的研究。許多國家根據(jù)本國的垃圾有機(jī)成分含量高的特點，用垃圾生產(chǎn)高能燃料、復(fù)合肥料，制造沼氣和發(fā)電，并將沼氣最終用于城市管道燃?xì)狻⑵嚾剂?、工業(yè)燃料。在采用各種合理方法處理垃圾的同時，更有價值的是對垃圾進(jìn)行回收，這種回收包括材料和能源的回收。本廠廢渣主要是有機(jī)廢料，可以將廢料送入發(fā)酵池進(jìn)行發(fā)酵。經(jīng)過生物發(fā)酵、化學(xué)法調(diào)控 pH 等一系列步驟和一定的時間，即可產(chǎn)生沼氣。待沼氣釋放完后，可濾出池中發(fā)酵液直接用作農(nóng)家肥，再將剩下的殘渣經(jīng)曬干、粉碎制成顆粒復(fù)合肥。這正是對垃圾作為生產(chǎn)沼氣和復(fù)合肥的寶貴原料的積極開發(fā)。由于樹立了垃圾資源化利用意識，圍繞垃圾處理無害化、最小量化，積極開展技術(shù)革新，強(qiáng)化垃圾資源綜合開發(fā)利用高新技術(shù)的應(yīng)用研究，以及健全垃圾資源綜合開發(fā)整治法，加強(qiáng)對垃圾資源開發(fā)利用的法制管理和科學(xué)管理，既可減少對環(huán)境的污染，又可變廢為寶！Error! No bookmark name given. 29 結(jié)論與展望 我國賴氨酸生產(chǎn)存在的問題及對策 我國賴氨酸生產(chǎn)與國外的差距表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）自動化程度不高。目前我國賴氨酸生產(chǎn)中，大部分操作是人工完成的，因此不能對一些控制因素（如糖耗、pH、溫度）作出迅速反應(yīng)；另外，一些關(guān)鍵的儀表（如耐高溫的pH計、溶氧儀） 、閥門等檢測儀器水平和設(shè)備水平也有待提高。賴氨酸生產(chǎn)是一項生物工程的高新技術(shù)，應(yīng)加強(qiáng)對賴氨酸發(fā)酵機(jī)理的理論研究，找出發(fā)酵中各影響因素關(guān)聯(lián)式，以便于用計算機(jī)控制生產(chǎn)，提高生產(chǎn)過程自動化程度。（2）能耗問題。國外生產(chǎn)1t賴氨酸需要標(biāo)準(zhǔn)煤8t，而我國需要15—20t，因此開發(fā)能耗的濃縮裝置十分必要。（3）培育高產(chǎn)新品種、加強(qiáng)賴氨酸結(jié)晶最佳條件的研究也是當(dāng)前生產(chǎn)中亟需解決的問題；另外，合成法和酶法都較為經(jīng)濟(jì)，又便于大規(guī)模生產(chǎn)，應(yīng)加大研究開發(fā)的力度。針對目前國內(nèi)賴氨酸市場不景氣，賴氨酸工廠都紛紛停產(chǎn)的狀況，提以下幾點意見：（1）我國是賴氨酸消費增長最快的國家，已經(jīng)成為世界上賴氨酸第二大消費國，有巨大的市場容量和良好的市場前景。但由于我國的賴氨酸市場價格受到國 外產(chǎn)品的影響很大，因此，現(xiàn)有賴氨酸生產(chǎn)企業(yè)，通過技術(shù)創(chuàng)新、優(yōu)化生產(chǎn)工藝，消除裝置的瓶頸，確保滿負(fù)荷穩(wěn)定生產(chǎn)，從而降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和級別，減少能耗，提高利潤，開發(fā)相關(guān)產(chǎn)業(yè)（如：聚賴氨酸） ，努力做到人無我有、人有我優(yōu)；提高企業(yè)的競爭力和市場占有率。（2）正在進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)改造的企業(yè)， 應(yīng)對生產(chǎn)賴氨酸的菌種、工藝水平、原料和能源價格等方面客觀地進(jìn)行分析比較。確定其競爭優(yōu)勢和抗風(fēng)險能力，避免盲目投資。（3）對于一些有實力的工廠應(yīng)該堅持一段時間，熬過這段低谷期，或許“山窮水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村” 。即使有些庫存產(chǎn)品，市場狀況好轉(zhuǎn)、價格回升后很快就能變現(xiàn)；（4）資金解決問題：可多渠道籌集，一些企業(yè)可以跨行業(yè)引進(jìn)資金，把其他行業(yè)富余資金引進(jìn)為我所用；也可從本廠職工或社會閑散資金中集資，利潤共享；或客戶的預(yù)付資金，支付客戶利息等。這樣可以避免因停產(chǎn)、重新啟動生產(chǎn)以及設(shè)備維護(hù)等帶來的損失。 30