生物工厂设计

《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。

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1

2、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。

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％)

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