生物工厂设计
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1 《生物工厂设计》课程设计任务书
一、课程目的：
在学生基本学完大学全部课程，掌握了基础理论，专业理论，专业知识的基础上，培养学生具备发酵工厂工艺、工程设计的能力，进行培养工程师的综合性基本训练。
已修课程：
微生物学、生物化学、化工原理、啤酒工艺学、酒精工艺学、氨基酸工艺学、酶制剂工艺学(酶技术)、发酵工程与设备、生化工程、生物工程下游技术、建筑概论等。
时 间：2012～2013学年第一学期第十二周至第十三周
人员分组及分工
以3～5人一小组，每组题目略有不同，每组完成部分工段的全部工艺设计，每人应当完成工段工艺流程设计和车间平面布置设计，一～二个主体设备的工艺设计及选型计算，若干典型辅助设备选型设计。
二、设计内容：
1.啤酒厂生产车间工艺设计（年产1000、2000、3000、4000、5000到50000）
2.酒精厂生产车间工艺设计（年产1000、2000、3000、4000、5000到50000）
3.味精厂生产车间工艺设计（年产1000、2000、3000、4000、5000到50000）
4.白酒厂生产车间工艺设计（年产1000、2000、3000、4000、5000到6000）
5.红葡萄酒厂生产车间工艺设计（年产1000、2000、3000、4000、5000到50000）
6.深层液态食用醋厂生产车间工艺设计（年产1000、2000、3000、4000、5000到10000）
主要参考书：《发酵工厂工艺设计概论》、《化学工程原理》、《发酵工 艺与设备》、《酿造洒工艺学》、《酒精工艺学》、《氨基酸工艺学》、《酶制剂工艺学》、《啤酒工业手册》、《酒精工业手册》、《化工工艺设备设计手册》。
三、设计说明书要求
1.工艺设计说明书；
内容为：设计任务书、产品方案、物料衡算、气、水计算、设备选择和计算、管路计算、车间面积、车间布置情况说明。
2.主要设备明细表；
将所有设备用一览表表示出来。
四、设计图纸要求
运用所掌握的制图基本知识，绘制规定量的图纸，图面清晰，表达准确，符合2002年中华人民共和国国家标准《房屋建筑制图统一标准》（GB/TJ 50001-2001）中的规范要求。
1.生产工艺流程图，要求为生产工艺流程草图。
2.生产车间设备平面图；
按照施工图的画图标准进行绘制设备平面布置图。
内容有：定位轴线、车间建筑物和构件的轮廓、设备外形轮廓、设备在平面图上的安装定位尺寸、轴线尺寸、设备名称及相关的设计说明，字体采用仿宋体书写。图之格式同机械制图。
3.剖视图
至少要绘制一张设备车间布置剖视图，绘图要求同车间平面图。 2 4.管路布置图；
在车间平面图的基础上，绘制车间管路的局部平剖图，线型按照标准绘制。
五、时间安排
1、在2012-2013第一学期12、13周进行。
2、日期从11月5号-11月16号。
3、开始10月21号-11月7号进行计算、查找资料、选择设备。
4、11月8号-11月16号期间在综合楼10楼绘图纸。在此期间每天点一次名。
5、11月16号每位学生自己收图纸，倒出绘图教室。
6、11月16-17号答辩。评定成绩。
3 以下的设计条件可作为参考，同学也可查找新的工艺条件，自行设计。
一.啤酒厂生产车间工艺设计
(重点为糖化，发酵车间)
基础数据：生产规模： 50，000吨／年(或100，000吨／年)
产品规格： 12度(或10度)淡色啤酒
生产天数： 300天／年
原料配比： 麦芽：大米=70：30
原料利用率： 98％
麦芽水分： 6％； 大米水分： 12％
无水麦芽浸出率78％； 无水大米浸出率：90％
啤酒损失率(对热麦汁)： 冷却损失：7％；
发酵损失：1.5％； 过滤损失：1.5％：
装瓶损失：2％； 总损失： 12％
糖化次数： 生产旺季(150天) 8次／天
生产淡季(150天) 4次／天
设计内容：
1.根据以上设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与论证。
2.工艺计算：车间的物料衡算；糖化车间的热量衡算(即蒸汽耗量的计算)；水用量的计算；发酵车间耗冷量计算。
3.糖化车间、发酵车间设备的选型计算：包括设备的容量，数量，主要的外形尺寸。
设计要求：
1.根据以上设计内容，书写设计说明书(参照《发酵工厂工艺设计概论》P.254车间初步设计说明书的编写要求书写)。
2.完成图纸三张(1号图纸)：完整产品工艺流程图(初步设计阶段) (1号图纸)，车间设备布置图(1号图纸)，车间局部剖面图和管路布置图(1号图纸)。
二、酒精工厂设计
( 重点为蒸煮糖化车间)
基础数据：
生产规模： 20，000吨／年（50，000吨／年）
产品规格： 国标食用酒精
生产方法： 以薯干为原料，双酶糖化，连续蒸煮，间歇发酵；三塔蒸馏
副产品： 次级酒精(成品酒精的3％)杂醇油(成品酒精的O.6％) 4 原料： 薯干(含淀粉68％，水分12％)
酶用量： 高温一淀粉酶(20，000U／m1)：10 U／g原料
糖化酶(100，000U／m1)：150 U／g原料(糖化醪)
300 U／g原料(酒母醪)
硫酸铵用量： 7kg／吨酒精
硫酸用量： 5kg／吨酒精
蒸煮醪粉料加水比： 1：2.5
发酵成熟醪酒精含量：11％(V)
酒母醪接种量： 糖化醪的10％(V)
酒母醪的组成： 65％为液化蒸煮醪，35％为糖化剂与水
发酵罐酒精捕集器用水：发酵成熟醪5％
发酵罐洗罐用水：发酵成熟醪的2％
生产过程淀粉总损失率： 9％
蒸馏效率： 98％
全年生产天数： 320天
设计内容：
1.根据设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料及工艺参数，进行生产方法的选择与比较，工艺流程与工艺条件的确定和论证。
2.工艺计算：全厂的物料衡算；连续蒸煮及蒸馏蒸汽耗量的计算；蒸馏车间水用量的衡算。
3.蒸煮糖化车间(或蒸馏车间)的生产设备选型计算：包括设备的选型，容量，数量及主要的外形尺寸。
设计要求：
1.根据以上设计内容，书写设计说明书(参照《发酵工厂工艺设计概论》P.254车间初步设计说明书的编写要求书写)。
2.完成图纸三张(1号图纸)：完整产品工艺流程图(初步设计阶段) (1号图纸)，车间设备布置图(1号图纸)，车间局部剖面图和管路布置图(1号图纸)。
三、味精工厂设计
(重点为发酵车间)
基础数据：
生产规模： 1万吨／年(或2万吨／年)
生产规格： 纯度为99％的味精
生产方法： 以工业淀粉为原料、双酶法糖化、流加糖发酵，低温浓缩、等电提取
生产天数： 300天／年 倒罐率： O.5％
发酵周期：40-42小时 生产周期：48-50小时
种子发酵周期：8-10小时
种子生产周期：12-16小时 5 发酵醪初糖浓度： 15％(W／V)
流加糖浓度：45％(W／V)
发酵谷氨酸产率： 10％ 糖酸转化率： 56％
淀粉糖转化率： 98％ 谷氨酸提取收率： 92％
味精对谷氨酸的精制收率：112％
原料淀粉含量：86％ 发酵罐接种量： 10％
发酵罐填充系数： 75％
发酵培养基(W/V)： 水解糖：15％，糖蜜：O.3％，玉米浆：O.2%，MgS04 0.04％，KCl.O.12％，Na2HP04：O.16%，尿素：4％，消泡剂：0.04％
种子培养基(W/V)： 水解糖：2.5％，糖蜜：2％，玉米浆：l %，MgS04 0.04％，K2HP04：0.1％，尿素：0.35％，消泡剂：、0.03％
设计内容：
1.根据设计任务查阅有关文献，收集必要的技术资料与工艺数据，进行生产方法的选择比较，生产工艺流程与工艺条件的确定与论证。
2.工艺计算：全厂的物料衡算；发酵车间的热量蘅算（蒸汽耗量的计算)；无菌空气耗量的计算。
3.发酵车间(包括糖液连消)生产设备的选型计算(包括设备的容量、数量、主要外形尺寸)。
设计要求：
1.根据以上设计内容，书写设计说明书(参照《发酵工厂工艺设计概论》P.254车间初步设计说明书的编写要求书写)。
2.完成图纸三张(1号图纸)：完整产品工艺流程图(初步设计阶段) (1号图纸)，车间设备布置图(1号图纸)，车间局部剖面图和管路布置图(1号图纸)。
四、酶制剂工厂设计
(重点糖化酶车间)
基础数据：
生产规模：1000M3／年(或3000 M3／年)
产品规格：食品级液体糖化酶(50,000U／m1)
生产天数：180天(其他时间生产其他酶)
罐发酵单位：25,000U／ml 提取总收率：82％
发酵罐装料系数：85％ 生产周期：8天
发酵培养基： 玉米淀粉：22％； 豆饼粉：4％；
玉米浆： 1％；(NH4)2S04：O.4％；NaHP04：O：1％； 接种量： 10%
种子培养基： (培养周期4-6天)
麦芽糊精：4％；玉米浆：1％；(NH4)2S04：0.2％ KHP04：O.2％
