生物工程工厂设计工艺流程设计

工艺流程示意图可以用简单的设备流程 图表示，甚至可用文字示意图表达。
味精生产的工艺流程示意图。
生产工艺流程示意图绘制方法
1、物料名称下画一条等宽的粗实线； 2、最终产品名称下加画一条等宽细实线； 3、工序/设备名称外画细实线外框； 4、工序/设备之间以水平/垂直粗实线连
接；用箭头表示物料的走向。
二、工艺流程草图的设计
生产工艺流程示意图—>（工艺流程 草图）—>物料衡算—>设备设计（计量 和贮存设备等容积型设备的尺寸和台 数）—>专业设备和通用设备设计选型 （包括水电汽计算）—>所有设备 —> 工艺流程草图（物料流程图）
三、工艺流程图的设计
工艺流程草图—>车间布置设计—>修 改和完善设备的空间位置—>确认设计 合理无误，绘制带控制点的工艺流程图。
3、结合国情： 在工厂设计时不能单从技术观点 考虑问题，应结合具体国情例如 ： （1） 消费水平及产品的消费趋势； （2） 设备及电气仪表的制造能力； （3） 原料等供应情况； （4） 环境保护的有关规定和三废排放情况； （5） 劳动就业与生产自动化关系； （6） 资金筹措等情况。
以上三项原则必须在生产方法的选择中全面 衡量、综合考虑。
生物工程工厂设计工艺流程设计
第一节 概 述
生产工艺设计是总体设计的主导，它起着贯 穿全过程并且组织协调各专业设计的作用， 其它配套设计必须根据生产工艺提出的要求 来进行设计，而工艺流程设计又是工艺设计 中最重要的设计。
按照产品的工艺技术成熟程度， 分为 两类：
生产工艺流程设计 试验工艺流程设计
本章主要讨论生产工艺流程设计。
第三节 工艺流程的设计步骤
生产工艺流程设计在整个工艺设 计中最先开始。在初步设计和施工图设 计阶段，都要进行不同深度的工艺流程 设计。
随着工艺及其他专业设计的展开， 通常都需要对初步设计的工艺流程设计 进行局部修改。所以，生产工艺流程设 计又是最后才完成。
工艺流程一般分为五个重要部分 (process steps)：
basic flow diagram生产工艺流程示意图 process flow diagram（PFD）工艺流程（草）图 process（piping）and instrumentation diagram
（P&ID）带控制点的工艺流程图
工艺流程设计的基本方法
1、生产方法（工艺路线）的选择并确定生产 规模
啤酒生产的工艺流程示意图。
在啤酒生产的二次煮出糖化法中，糊化
锅中的物料为麦芽、大米和水，糖化锅
中的物料为麦芽和水。麦芽和大米在糊 化锅中与50℃温水混合，并升温煮沸糊 化。与此同时，麦芽粉与温水在糖化锅 中混合并以45~55℃保温，时间在 30~90 min。接着将糊化锅中已煮沸的 糊化醪泵入糖化锅，使混合醪温达到糖 化温度（65~68℃），保温进行糖化。 然后从糖化锅中取出部分醪液泵入糊化
1）物料流程：
– 设备示意图，可按设备大致几何形状画 出（或用方块图表示），设备位置的相 对高低不要求准确，但要标出设备名称 及位号。
– 物流管线及流向箭头，包括全部物料管 线和部分辅助管线，如：水、气、压缩 空气、冷淡盐水、真空等。
– 必要的文字注释，包括设备名称、物料 名称、物料流向等。
工艺设备位号的编法
工艺流程草图的绘图步骤
按工艺流程由左至右展开画出，具体步骤为： 1.把各层楼面的地面线用双细线绘出，注上标
高。 2.根据设备所处的相对高度，自左至右用细实
线画出各设备的外形轮廓有一定间距。 3.物料管线用粗实线画出，用箭头标明流向。
4.水、汽、真空、压缩空气等动力管线用 中实线绘出，并标出流向。
工艺流程设计
通过工艺流程图的形式，形象地反 映由原料进入系统到产品输出的全过程， 包括：
（1）物料和能量的变化 （2）物料的流向 （3）产品生产所经历的工艺过程和 使用的设备仪表
一、工艺流程设计的作用
工艺流程设计是在确定生产方法的 基础上进行的，并贯穿于整个工艺设计 始终。
在工艺设计中，工艺流程设计最先 开始，最后结束。
一、工艺流程草图
生产方法确定之后，可进行工艺流程草图的 绘制，绘制依据是可行性研究报告中提出的 工艺路线，绘制不需在绘图技术上花费时间， 而把主要精力用在工艺技术问题上，它只是 定性地标出由原料转变为产品的变化、流向 顺序以及采用的各种生化过程及设备；
工艺流程草图一般由物料流程、图 例、标题栏三部分组成，是初步设 计阶段的重要工艺流程图。
需要指出的是，工艺流程示意 图、工艺流程草图和带控制点的工 艺流程图的设计不是单独进行的， 必须同物料衡算、能量衡算、设备 设计计算和选型以及车间布置设计 等交叉进行。
第四节 工艺流程图
本节在前面工艺流程设计的基础上，着 重介绍工艺流程图的组成内容、各部分 的绘制方法和标注要求，如工艺流程图 中设备如何表示、物料管线如何绘制、 仪器仪表如何表示等。
5.用细实线画出设备和管道上主要的附件、 计量和控制仪器以及主要的阀门等。
6.标注设备流程号和辅助线。 7.最后写上必要的文字说明。
二、物料流程图
物料流程图是在生产工艺流程草图的基 础上，完成物料衡算和热量衡算后绘制 的流程图。它是一种以图形与表格相结 合的形式反映设计计算某些结果的图样； 它即可用作提供审核的资料，又可作为 进一步设计的依据。
锅煮沸，再泵回糖化锅，使醪液升温至 75~78℃，静止l0 min后进行过滤。
二次煮出糖化法，糊化锅中的物料为麦芽、大米和水，糖化锅 中的物料为麦芽和水。麦芽和大米在糊化锅中与50℃温水混合， 并升温煮沸糊化。与此同时，麦芽粉与温水在糖化锅中混合并 以45~55℃保温，时间在30~90 min。接着将糊化锅中已煮沸 的糊化醪泵入糖化锅，使混合醪温达到糖化温度（65~68℃）， 保温进行糖化。然后从糖化锅中取出部分醪液泵入糊化锅煮沸， 再泵回糖化锅，使醪液升温至75~78℃，静止l0 min后进行过滤。
具体收集的内容主要有以下几个方面： （1）国内外生产情况，生产方法及工艺
流程； （2）原料来源及产品应用情况； （3）试验研究报告； （4）安全技术及劳动保护措施； （5）综合利用及三废处理等等。
二、工艺流程的设计原则
1、保证产品质量：保证产品质量符合国家标准，
外销产品还必须满足销售地区的质量要求。
生产方法的选择原则பைடு நூலகம்
生产方法的选择原则应突出以下三点： 1、技术上先进性 ： 就是技术上的先进 和经济上的合理可行。具体包括：基建 投资、产品成本、消耗定额和劳动生产 率等方面的内容，应选择物料损耗小、 循环量少，能量消耗小和回收利用好的 生产方法。
2、经济可靠性：是指所选择的生产方法是 否成熟可靠（不成熟的工艺技术，会造成极 大的浪费）。因此，对于尚在试验阶段的新 技术、新工艺、新设备应慎重对待，要防止 只考虑新的一面，而忽略不成熟、不稳妥的 一面，坚持一切经过试验的原则，不允许把 未来的生产当作试验工厂进行设计。
5、绘制工艺流程草图 工艺流程示意图确定之后，即可绘制
工艺流程草图。
6、绘制物料流程图 进行物料衡算和能量衡算后绘制物料
流程图。定性转入定量。
7、绘制初步设计阶段带控制点的工艺流程图。
进行设备设计、车间布置设计、管道的工 艺计算以及仪表自控设计。绘制初步设计阶 段带控制点的工艺流程图，并列出设备一览 表。
同一种产品的生产，可以采用不同的生产方 法，不同原料，不同的生产线，不同的工艺 流程。因此，选择生产方法是决定设计质量 的关键一步，必须认真对待。
如果产品只有一种生产方法，无须选择；
如果产品有几种生产方法，就需逐个进行分 析研究、比较、筛选。
选择生产方法的主要依据如下：
1、原料来源、种类和性质 2、产品的质量和规格 3、生产规模 4、技术水平 5、建厂地区的自然环境 6、经济合理性
设计人员在设计工艺流程时，要做 到认真仔细，反复推敲，努力设计出技 术上先进可靠、经济上合理可行的工艺 流程。
二、工艺流程设计的任务
1、选择生产方法，确定由原料到成品的各个 生产过程的具体内容、顺序和组合方式，即 生产过程中物料和能量发生的变化及流向， 应用的生物反应或化工过程及设备。
2、绘制工艺流程图。
2、确定工艺流程的组成和顺序 首先将一个工艺流程划分为若干重要部
分，以反应过程为中心组织工艺流程。
3、绘制工艺流程框图
用方框、文字和箭头等形式定性 表示出由原料变成产品的路线和顺序， 绘制出工艺流程框图。
4、绘制工艺流程示意图 在框图的基础上，分析主要工艺设
备，以图例、箭头和必要的文字说明定 性表示出由原料变成产品的路线和顺序， 绘制出工艺流程示意图
4、确保安全生产，以保证人身和设备的安全。
制定安全生产措施。
5、生产过程尽量采用机械化和自动化，实现 稳产、高产。确定整个生产工序或每台设备的
各个不同部位要达到和保持的操作条件，选用合 适的控制仪表。
6、提高设备利用率。确定每个过程或工序的组
成，采用多少设备和由哪些设备来完成这一生产 过程，以及各种设备之间应如何连接，并明确每 台设备的作用和它的工艺参数。
工艺流程图:
通过图解和必要的文字说明将原料变成 产品（包括三废处理）的全部过程表示 出来的图纸。
工艺流程图不仅是工艺设计各部分的设 计基础，也是操作运行及检修的指南。
第二节 生产方法的选择 和工艺流程的设计原则
一、生产方法的选择
二、工艺流程的设计原则
一、生产方法的选择
生产方法即工艺路线的选择，是生 物工厂设计的关键。
1、原料预处理
生产方法确定之后，根据生产特点，对 原料提出工艺条件要求，如纯度、温度、压 力、加料方式等。
2、反应过程
根据生化过程的特点、产品的要求、物 料特性、基本工艺条件来决定采用生化反应 器类型和决定连续还是间歇性操作。