华南理工大学发酵工厂设计第八章 管道设计与布置
发酵工厂设计概论课程设计模版
发酵工厂设计概论课程设计模版空气系统：1．空气压缩机：无菌空气消耗量：（150*0.7*18+10*0.7*6）*0.2= 386.4（ m 3/min ），查《化工工艺设计手册》（第二版）初选固定式空气压缩机72－100/8型。
排气量100 m 3/min ，外形尺寸2950×1850×2890，取四台并联工作 2．空气贮罐：V ＝0.2W ＝0.2×（100×4）＝80m 3拟选用两台相同容积的空气贮罐，各40 m 3 ，设高径比2.5：1则40D 5.2D 42＝π⨯，则D ＝2.74m ，H ＝2.5D ＝6.85m 3．第一冷却器：压缩空气温度 125℃ 35℃ 冷却水温度 33℃ 28℃ △t 1=92℃ △t 2＝7℃0.33792ln 792=－＝△平均t 取总传热系数K ＝7.5 kcal/(m 2·h ·℃)＝87.20 w/(m 2·℃)换热面积：23m 299.333.087.20108.6105=⨯⨯∆=＝平t K Q A（据各厂经验，每1m 3空气需冷却空气0.75～1m 2） 拟选用公称换热面积为40m 2的列管式换热器8台。
附：40m 2的列管式换热器的设计计算。
采用Φ25×2的无缝钢管，取每根管长为3米。
⑴．管子的排列及管体直径： 管子数目：ld An 平π=A=40m 2，d 平＝1／2×(25+21)＝23mm ＝0.023m ，l=3m)(1853023.014.340根≈⨯⨯=n管子采用三角形排法。
取管中心距t=1.3×d 外＝1.3×0.025＝0.0325米 取32mm经绘图试排，得管中心一排管子为15根，即n l =15壳体直径 D 内＝t(n l －1)+d 外+2＝0.032×(15－1)＋0.025+2×0.032＝0.537m取D 内为0.55m ⑵．壳体壁厚及长度： 按内压圆筒计算壁厚 []l pPD S +=－内ϕδ2取设计压力P=0.5MPa ，内径D 内＝0.55m ＝55cm[δ]=127MPa ，φ＝1焊缝系数 ，l ＝0.28cm （《发酵工厂设计概论》 P108）)(39.028.03.011272555.0cm S =+-⨯⨯⨯=取为S=4mm壳体长度 L=6 D 内＝6×0.55＝3.3m（壳体长度与直径之比以4～6为宜 （《发酵工厂设计概论》）） 管板厚度（不带法兰） l d S +=8外d 外＝25mm ，取l=12mm （腐蚀裕度（《发酵工厂设计概论》）） S=25／8+12=15mm 若是带法兰，则按法兰规定取S=2mm ⑶．挡板：采用圆缺形挡板，取缺口高度为直径的25％，(10%~40%) 则切去的弓形高度＝0.55×1／4＝0.1375m 取为0.137m挡板距 0.55×1／2＝0.275m （壳体直径的1／3～1／2（《化工设计手册》）） 挡板块数＝3／0.275－1＝10块 4．第二冷却器： 平均温度差 Δt 平压缩空气温度 35℃ ───→ 25℃ 冷却水温度 23℃ ───→ 18℃Δt 1＝12℃ Δt 2＝7℃ Δt 平＝(12－7)／Ln(12／7)＝9.3℃取总传热系数 K=150千卡／米2·时·℃＝174.40W/m 2·℃换热面积 23m 3.889.3174.4010432.1=⨯⨯∆=＝平t K Q A拟选用公称换热面积为40m 2的列管式换热器3台。
第九课发酵工厂管道设计与布置(精)
第八章管道设计与布置第一节概述一、管道布置设计的意义管道是生产过程中不可缺少的部分，它的重要性：-各种物料、蒸汽、水、冷、气体都要用管道输送；-设备间的相互连接要靠管道；-与操作有直接的关系；-影响厂房车间设计的美观、通风和采光。
因此，在发酵工厂的工艺设计中，管道的布置设计是施工图阶段中工作量最大、费时最长的一项工作。
二、管道设计与布置的内容和步骤（一）内容管道的设计计算管道的布置（二）步骤1．选材（根据介质的化学性质、流动状态、温度和压力，进行经济合理地选择）2．流速（根据介质的性质、输送状态、粘度、成分和流量，参照有关表格数据选择合理经济的介质流速）3．确定管径（根据介质的流量和流速，通过计算、查图或查表）4．确定壁厚（满足压力的要求，按公称压力计算的壁厚可以满足强度的要求）5．连接方式（等径连接，不等径连接；可根据管材、管径、介质的压力、性质、用途、设备或管道的使用状态，确定连接方式）6．选阀门7．热补偿器8．绝热形式9．布置10．阻力损失11．管架和固定方式12．确定管架跨度13．管道固定用具14．绘制管道图15．编制管材、管件、阀门、管架、绝热材料综合汇总表16．选择管道防腐措施第二节工艺管道的设计计算一、管子、管件和阀门的选择（一）公称直径、公称压力1．公称直径为了使管子、法兰和阀门等部件连接尺寸统一，将管子和管道用的零部件的直径加以标准化后的标准直径，称公称直径。
用DN表示。
例如DN100。
公称直径是管子的名义直径，既不是内径，也不是外径。
它是一个相近于外径又小于外径的一个数值。
只要管子的公称直径一定，管子的外径就确定了。
管子的内径则因壁厚不同而不同。
例：DN150 外径=159 常用壁厚4.5和6.0，则内径分别为150和147。
2．公称压力公称压力就是通称压力，一般应大于或等于实际工作的最大压力。
管道、法兰和阀门等零部件所承受的压力，分成若干个规定的压力等级，这种规定的标准压力等级就是公称压力。
生物工程发酵工厂设计概论精选全文
可编辑修改精选全文完整版生物工程工厂设计概论（考试题）一、名字解释柱网：柱子的纵向和横向定位轴线垂直相交，在平面上排列所构成的网格线，称为柱网柱距：柱距是由横向定位轴线间的尺寸表示的跨度：跨度是由纵向定位轴线间的尺寸表示的，跨度在18m和18m以下时，应采用3m的倍数，跨度在18m以上时，应采用6m的倍数。
设备布置图：设备布置图是用来表示设备与建筑物、设备与设备之间的相对位置，并能直接指导设备的安装的重要技术文件。
相对标高：相对标高是把室内首层地面高度为相对标高的零点，用于建筑物施工图的标高标注。
GMP：药品生产管理规范，是药品生产质量管理的基本准则，适用于药品制剂生产的全过程和原料药生产中影响成品质量的关键工序。
公称直径：管子的公称直径是指管子的名义直径，即不是管子内径，也不是它的外径，而是与管子的外径相近又小于外径的一个数值。
公称压力：通称压力，一般应大于或等于实际工作的最大压力。
清洁生产：是实现可持续发展战略的需要，它彻底改变了过去被动的、滞后的污染控制手段，从根本上扬弃了末端治理的弊端，强调在污染产生之前就予以削减，即在产品及其生产过程并在服务中减少污染物的产生和对环境的不利影响。
二、填空题11、生物工程工厂生产车间一般由、、等部分组成。
2、厂房的框架结构是由和组成。
3、生物制药的车间布置设计必须达到对洁净厂房的要求。
4、空气洁净的含义，其一是指，其二是指。
5、生物工程工厂建筑物按厂房的层数分类，可分为，和厂房三类，主要由生产工艺特点和工艺设备布置要求所决定。
6、生物工程工厂厂房外形一般有、、、和型等数种。
7、生物工程工厂常用的管材有、、、。
8、管道布置设计的主要依据是带控制点的、、、等。
9、按锅炉燃用的燃料可分为：、和。
三、简答题1、车间布置设计的任务（1）确定车间火灾危险类别、爆炸和火灾危险性场所等级、GMP洁净度等级、卫生等级等（2）确定车间的结型式及主要尺寸，并对生产区、辅助区、行政生活区位置进行布局；（3）确定车间所有设备在车间建筑平面和空间的相对位置。
发酵工厂设计主要内容[发酵技术论坛]
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发酵工厂设计主要内容[发酵技术论坛]主要内容:1.一个新建工厂从计划建设到建成投产，一般要经过三个基本阶段：建设前期、建设期、生产期。
2.发酵工厂的总平面设计包括5项内容：平面布置设计、竖向布置设计、运输设计、管线综合设计、绿化设计。
3.工厂建设前期阶段的工作包括：项目建议书、可行性研究报告、设计任务书、初步设计和总概算5个内容。
4.工厂的组成包括：生产车间、辅助车间、动力车间、行政部门、职工宿舍。
5.设计阶段按工程规模的大小、工程的重要性、技术的复杂性、设计条件的成熟程度以及设计水平的高低，可分为三阶段、两阶段和一阶段涉及三种情况，其中三阶段设计包括：初步设计、技术设计、施工图设计。
两阶段设计包括：扩大初步设计、施工图设计。
6.厂址选择的含义：在指定的某一地区内，根据新建所必须具备的条件，结合发酵工厂的特点，进行详尽的调查、勘测工作，就可能建厂的几个厂址的技术经济条件，列出几个方案，进行综合分析比较，从中择优确定厂址。
7.工厂初步设计阶段的图纸主要有：生产流程图、车间设备布置图、主要生产设备和电动机一览表、主要材料估算表。
8.厂内运输的任务是通过各种运输机械工具，完成厂内仓库与车间、堆场与车间、车间与车间之间的货物分流，也就是通过运输组织以保证生产中原材料、燃料等陆续供应，生产的产品和副产品源源不断地运出。
9.厂址选择一般包括地点和场地选择两个概念。
地点选择就是对所建厂在某地区内的方位及其所处的自然环境状况，进行勘测调查、对比分析。
场地选择就是对所建厂在某地点的面积大小、场地外形及其潜藏的技术经济性，进行周密的调查、预测、对比分析，做出确定厂址的依据。
10.厂址选择工作大体分为准备工作、现场勘测与编写报告三个阶段。
11.依据发酵厂的生产规模、产品结构、厂区划分等特点，厂内道路布置得形式有两种：一种是循环是布置，即道路为环绕厂房建、构筑物的闭合系统的道路网，并保证物流、人流的运输方便、安全和高效以及消防的要求。
发酵工厂设计
1、试述发酵工厂废渣的处理和综合利用A、水选法：先将粮食酒糟用一定量水浸泡，然后用水分离。
滤液经沉淀分层，弃去上清液，然后将沉淀的淀粉颗粒等物进一步分离或干燥，可得到含蛋白质大于25%的精饲料，该工艺的主要问题是:大量水洗照成二次污染、能耗较高。
B、微生物法：将含水分60%左右的粮食酒糟，调节营养盐，接种可利用纤维素的微生物，培养3~5天，蛋白质含量可提高到25%左右。
该法的特点是占地面积太大，使大规模生产成了问题。
C、干燥法：采用滚筒直接火干燥或震动干燥设备将酒糟干燥，然后经粗粉碎，包装后作为粗饲料出售，或用于配合饲料，或经稻壳和精饲料。
2、试述工厂设计在国民经济中的地位和意义。
，设计工作是把科学技术转化为生产力的一门综合性学科。
他是扩大再生产，更新改造原有企业，增加产品品种，提高产品质量，节约能源和原材料，促进国民经济和社会发展的重要技术经济活动的组成部分A、工厂设计在工程项目建设的整个过程中时一个极其重要的环节，可以说在建设项目立项以后，设计前期工作和设计工作就成为建设中的关键。
企业在建设的时候能不能加快速度，保证施工安装质量和节约投资，建成以后能不能获得最大的经济效益、环境效益和社会效益，设计工作起着决定的作用。
3、试述施工图设计的步骤是什么？A、根据审批初步设计会议的批复文件，即行修改和符合工艺流程和生产技术经济指标；并将建设单位提供的设备订货合同副本、设备安装图纸和技术说明书作为施工设计的依据B、复核和修正生产工艺设计的有关计算和设备选型极其计算等数据，全部选定专业与通用设备、运输设备以及管径、管材、管接C、和协同设计的配套专业讨论商定有关生产车间需要配合的问题，同时根据项目工程师召开项目会议的决定，工艺与配套专业之间商定相互提交资料的期限，签订“工程设计内部联系合同”D、精心绘制生产工艺系统图和车间设备、管路布置安装图；编制设备和电动机明细E、组织设计绘制设备和管路布置安装中需要补充的非标准设备和所需工器具的制造安装图纸，编制材料汇总表F、编写施工安装说明书4、试述发酵工厂车间管道布置的特点A、选择适当的管材和阀门，是防止污染，保证正常生产的重要环节B、选择正确的管道连接，可以减少接头处渗漏染菌C、合理布置管道，不仅要满足生产工艺流程，还要考虑满足清洗和灭菌彻底的要求D、消灭管道死角所谓灭菌死角是指灭菌是因某些原因使灭菌温度达不到或不易达到的局部位置。
生化工厂设计：8第八章管道设计与布置
生化工厂设计
第八章 管道设计与布置
附：阀 门
电动旋塞阀
截止阀
球阀
手动刀型阐阀 波纹疏水阀
减压阀
止回阀
针形阀
衬氟蝶阀
气动调节阀
生化工厂设计
第八章 管道设计与布置
附：阀门的表示方法
生化工厂设计
第八章 管道设计与布置
附：阀门型号的编制方法或标注
生化工厂设计
第八章 管道设计与布置
附：阀门类型的表示方法
生化工厂设计
第八章 管道设计与布置
1.4 设计的内容和步骤－2
➢ 管道布置设计：生产流程、介质的性质和流向、厂房布置设计（管 道平面、立面布置图）
➢ 计算管道阻力损失：调整管线、泵、阀门、管件。 ➢ 选择管架及固定方式和管道固定用具； ➢ 确定管架跨度：管道材质、输送介质、管道固定情况及管件； ➢ 绘制管道图； ➢ 编制管材、管件、阀门、管架及绝热材料综合汇总表； ➢ 选择管道的防腐措施，选择合适的表面处理方法和涂料及涂层顺序，
1.1 目的和重要性
目 的：将生化工厂的各个生化操作单元（过程）用
管道连接起来，起到物料输送的作用。
重要性：是生化工厂设计的重要内容，直接关系到建
设指标的合理性和技术经济的先进性。
生化工厂设计
第八章 管道设计与布置
生化工厂设计
第八章 管道设计与布置
1.2 设计依据
依 据：带控制点的工艺流程图，设备布置（施工）
编制材料及工程量表。
生化工厂设计
第八章 管道设计与布置
2、工艺管道的设计计算
管子、管件和阀门的选择 管径计算 管子壁厚计算 管道压力降计算 管道热补偿计算
生化工厂设计
第八章 管道设计与布置
《生物工程设备及工厂设计》课程教学大纲
《生物工程设备及工厂设计》课程教学大纲课程英文名称：Design of Biological Engineering Equipment and Factory课程编号:课程计划学时：48学分：3课程简介：《生物工程设备及工厂设计》是生物工程专业一门专业选修课程，学位课。
该课程是生物工程技术和化学工程与设备交叉的结合体，是一门实践性很强的学科。
课程主要介绍生物工程产业界常见的工业生产设备及生物工程研究领域的主要设备的基本原理、结构、特点、设计选用计算方法及发酵车间工艺设计。
本课程既有一定基础理论，又有较强的工程实际应用，使本专业学生成为能在生物技术与工程领域从事产业化设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。
课程内容为：发酵设备计算及选型；无菌空气设备；分离设备；过滤、离心、萃取、吸附、离子交换、层析、蒸发、结晶、干燥等设备；发酵车间工艺设计。
通过本课程的学习，了解和掌握不同类型的生物工程设备工作原理，懂得如何应用这些基本理论去分析和解决生产过程中的具体问题，改造原有生产过程使其更符合客观规律，实现生产过程的优化，提高生产过程的经济和社会效益。
一、课程教学内容及教学基本要求第一章设计概述本章重点是生产工艺设计，生物工厂设计的原则和特点，难点是生物工厂设计的特点。
第一节生物工程工厂设计的目的和要求本节要求了解生物工程工厂设计的目的和要求，工厂设计在国民经济中的地位和意义(考核概率1%)。
第二节设计工作的任务和内容本节要求了解设计工作的基本任务和内容(考核概率1%)，理解总体设计和局部设计(考核概率2%)。
第三节生产工艺设计本节要求了解生产工艺设计在总体设计中的地位，计算机在工艺设计中的应用(考核概率1%)，理解生产工艺设计的依据与内容(考核概率2%)。
第四节工厂设计工作原则本节要求理解解生物工厂设计的基本原则和特点(考核概率2%)。
第二章项目建议书与建厂报告本章重点是可行性研究报告内容及编制方法，难点是可行性研究报告编制方法。
工厂设计之车间及管道布置设计共38页
(三)视图的表示方法
1．建(构)筑物
用细实线画出建(构)筑物的外形，有关内容与 设备布置图相同。
2．设备
在图上用细实线画出所有设备的简单外形， 设备图形可与设备布置图一样，有些可适当简化。 但设备上接管管口及方位均需按实际情况全部画 出。有预留安装位置的设备，用双点划线画出， 设备中心线需一律画出。
3．管道
(1) 管子连接一般在管道布置图中不表示管道连 接型式，如需要表示管子的连接型式时，如 图表示方法，在管子中断处，应画上断裂符 号。
(2) 管子转折 管子转折的Fra bibliotek示方法。(3) 管子交叉 当管子交叉。
(4) 管子重叠管道投影重叠时，将上面(或前面) 管道的投影断裂表示。
(5) 管道分叉
(6) 异径管
(2) 尺寸和标注 注出管道及有些管件、阀门、控 制点等的平面位置尺寸和标高，对建筑物轴线 编号、设备位号、管段序号、控制点代号等进 行标注。
(3) 分区简图 表明车间分区的简单情况。
(4) 方位标 表示管道安装的方位基准。
(5) 标题栏 注写图名、图号、设计阶段等。
二、管道布置图的绘制
(一)比例、图幅及分区原则
(二)视图的配置
管道布置图，根据表达需要，可采用平面图、 剖面图、向视图和局部放大图等。
平面图的配置，管道布置图一般以平面图为 主，对多层建筑应按楼层标高平面分层绘制。且 与设备布置图的平面图相一致。
立面剖视图的配置，当管道布置在平面图上 不能全面表达管道的走向和分布时，可采用立面 剖视图或向视图补充表示。剖视图应尽可能与剖 切平面所在的管道布置平面图画在一张图纸上。
华南理工大学发酵工厂设计工厂总平面设计final
要求和特点，结合厂址自然条件及施
工技术水平将水平向与竖向平面布置
的优点协调结合，使得总平面布置既
有明显厂区划分，又使建、构筑物疏
密合理，既有建筑物的悬殊标高,又有
防火卫生和通风采光的妥善处理。这
种布置形式在我国近期的发酵工厂设
计已成为主要的开展趋势。
3.总平面布置的有关内容
现以啤酒工厂的总平面设计为例，来说明总 平面布置的有关内容。 啤酒厂的特点
第二节 发酵工厂总平面布置的形式
一、工厂组成与厂区的划分 二、建、构筑物的布置位置 三、总平面布置的形式分类建筑物的布 置位置
一、工厂组成与厂区的划分
1.工厂组成
• 生产车间 • 辅助车间 • 动力车间 • 行管部门 • 运输设施和各类地上地下工程管网 • 职工宿舍
一般生物药厂或发酵工厂的车间主要分为
青岛啤酒厂前区
青岛啤酒厂区南门
国家有关标准和规定
➢?工业企业设计卫生标准? ➢ ?建筑设计防火标准? ➢?厂矿道路设计标准? ➢?工业企业采暖通风和空气调节设计标准? ➢?工业锅炉房设计标准? ➢ ?工业“三废〞排放试行标准规定? ➢?工业与民用通用设备电力装备设计标准? ➢…….
例 : 制药厂总平面设计原那么
一、 总平面设计的内容
2.竖向布置
竖向布置就是与平面设计相垂直方向的设计
根据地形、工艺要求确定厂区建、构筑物、道 路、沟渠、管网的设计标高，使之相互协调，并 充分利用厂区自然地势地形，减少土石方挖填量， 使运输方便，排水顺利。
一、 总平面设计的内容
3.运输设计
选择厂内外运送方式，分析厂内 外输送量及厂内人流、物流组织管理 问题。
• (4)总平面设计应充分考虑地区主导风向的 影响，主风向可以从气象部门编制的各地 风玫瑰图查得。发酵工厂菌种各异，应防 止环境染菌。生产区应处在生活区的下风 向，卫生要求高的车间应处在上风向。
发酵工厂设计教学大纲
发酵工厂设计》课程教学大纲一、课程性质和任务：该门课程为工科实践课， 通过该课程的学习， 使得学生了解工厂工艺设计过程， 了解如 何将所学知识集成在一起来完成一项工程设计工作。
三、实验内容与学时分配：绪论 （1 学时）本章的重点和难点： 工厂设计在国民经济中的地位和意义、 生产工艺设计在总体设计中 的重要性、工厂设计工作原则 （1 学时 了解）第一章 基本建设程序 （1 学时）本章的重点和难点：基本建设程序、项目建议书、可行性研究的任务、意义和深度 第一节 概述（1 学时 理解） 一、 规定基本建设程序的必要性 二、 基本建设程序内容 第二节 项目建议书一、 项目建议书的任务和意义 二、 项目建议书的主要内容 第三节 可行性研究一、 可行性研究的任务和意义 三、可行性研究深度和审批程序 第四节 设计任务书一、设计任务书的内容 第五节 初步设计阶段二、初步设计阶段的内容课程编码 ： 13032课程名称： 发酵工厂设计课程英文名称 先修课程 ： ： Process design in fermentation factory 发酵设备、生化工程、发 酵工程、化工原理、物理 化学、材料力学、结构力 学、电子电工学等适用专业 ： 生物工程 总学时 ： 40讲课学时 30 实验学时 10 实习学时 0 总学分 ：2.5、教学目标及要求： 通过该课程使学生了解发酵工厂工程设计的流程和工艺设计的全过程； 料解工艺设计专业在工艺设计中的重要性及其与辅助工程设计之间的关系； 学习工艺计算中基本的计算方法：物料衡算及热量衡算； 学习设备、管道的选型及计算、设计； 学习工程图纸绘制方法和表达规范； 1、2、3、 4、 5、四、初步设计阶段的深度 第六节 施工图设计阶段一、 施工图阶段的内容三、施工图阶段的深度 第二章 厂址选择 （1 学时） 本章的重点和难点：厂址选择的重要性和选择原则 第一节 厂址选择的重要性和原则一、 厂址选择的重要性二、 厂址选择的一般原则 第三章 工厂总平面设计（ 1 学时） 本章的重点和难点：总平面设计的内容、原则和步骤、工厂组成与厂区的划分 第一节二、建、构筑物的布置位置 第四章 工艺流程设计 （2 学时） 本章的重点和难点：工艺流程设计的重要性、生产方法的选择和工艺流程的设计原则 第一节 概述（2 学时 理解）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 第三节 工艺流程的设计步骤 第五章 工艺计算（ 10 学时） 本章的重点和难点： 物料衡算和能量衡算、 蒸汽冷凝量与蒸发量的计算、 抽真空量的计 算 第一节 物料平衡计算 一、 物料衡算的意义、方法和步骤三、计算实例 第二节 热量平衡计算 一、 热量衡算的意义、方法和步骤 二、 计算实例 第三节 水平衡计算 一、 水衡算的意义、方法和步骤 二、 计算实例 第四节 耗冷量计算 一、 耗冷量计算的意义、方法和步骤 二、 计算实例 第五节 无菌压缩空气消耗量计算 一、 无菌压缩空气消耗量计算计算的意义、方法和步骤 二、 计算实例 第六节 抽真空量计算1 学时 理解）总平面设计的内容、原则和步骤 总平面设计的基本内容 总平面设计的原则和要求 总平面设计的步骤 发酵工厂总平面布置的形式 、 工厂组成与厂区的划分 1 学时 理解）第二节 3 学时 掌握） 3 学时 掌握）2 学时 掌握）2 学时 掌握）一、 抽真空量计算的意义、方法和步骤二、 计算实例 第六章 设备的设计与选型（ 4 学时） 本章的重点和难点： 设备的分类及各自的设计与选型原则、 的选型依据、非标准设备的高径比第一节 概述一、 设备设计与选型的任务二、 设备设计与选型的原则 第二节 专业设备的设计与选型 一、 专业设备设计与选型的依据 二、 专业设备设计与选型的程序和内容 三、 专业设备设计与选型的特点四、 专业设备设计与选型实例 第三节 通用设备的设计与选型 一、 液体输送设备选型 二、 气体输送设备选型四、通用设备选型注意事项 第四节 非标准设备的设计 一、 起贮存作用的罐、池（槽）设计二、 起混合、调配、灭菌作用的非标准设备设计三、起计量作用的非标准设备设计 第七章 车间布置设计（ 2 学时） 本章的重点和难点：车间布置的原则、车间布置的内容、车间布置设计的有关技术 第一节 概述 （2 学时 理解）一、 车间布置设计的目的和重要性 、 车间布置设计的依据、 发酵工厂生产车间组成 车间布置的原则 车间布置的内容 车间布置设计的步骤和方法 车间布置设计的有关技术与参数 、车间布置设计的有关技术第八章 管道设计与布置（ 2 学时） 本章的重点和难点：管道材料与管件的选择、管道直径、壁厚、压力降的计算、管道 布置原则及内容、发酵工厂管道布置的特点第一节 概述、 管道布置设计的意义、 管道设计与布置的内容和步骤第二节 工艺管道的设计计算一、 管道、管件和阀门的选择 二、 管径计算 三、 管子壁厚计算四、 管道压力降计算 第三节 管道布置设计专业设备的设计、通用设备 3 学时 掌握） 1 学时 理解）第二节 第三节 第四节 第五节 2 学时 掌握）一、 车间管道布置设计的任务和原则二、 车间管道布置设计的内容 三、 发酵工厂车间管道布置的特点 第十四章 工艺设计图（ 6 学时） 本章的重点和难点： 工艺流程图、 设备布置图和管道布置图的绘制规范及不同阶段的 绘图深度 第一节 工艺流程图 一、 概述 二、 带控制点工艺流程图的绘制第二节 设备布置图 一、 概述 二、 设备布置图的绘制第三节 管道布置图 一、 概述二、 管道布置图的绘制 四、教学方式及课程考核办法：教学方式： 2 学时 2 学时 2 学时考核办法： 掌握） 掌握）掌握）在课堂完成理论科的教学。
《发酵工厂设计》课程设计PPT课件
《发酵工厂设计》课程设计题目
1、食用酒精精馏车间粗馏塔工段的工艺设计 2、食用酒精精馏车间精馏塔工段的工艺设计 3、年产××吨啤酒厂糖化工段的工艺设计 4、年产××吨啤酒厂发酵工段的工艺设计 5、年产××吨啤酒厂提取工段的工艺设计 6、年产××吨味精厂糖化工段的工艺设计 7、年产××吨味精厂发酵工段的工艺设计 8、年产××吨味精厂提取工段的工艺设计 9、碱性脂肪酶发酵中试车间的工艺设计 10、碱性脂肪酶后提取中试车间工艺设计
《发酵工厂设计》
课程设计
1
一、课程目标：
《福建师范大学本科毕业论文（设计）工作管 理规定》第八条指出：“工科学生以毕业设计 为主，也可做毕业论文。”因此对工科学生来 说工程设计的基础训练是十分重要的。课程设 计可作为生物工程专业本科学生毕业设计的前 期训练和准备工作。
通过课程设计，学生将所学的基础知识和专业 知识，进行综合运用，设计食品加工生产线工 艺工程图纸，撰写设计说明书，培养学生食品 工厂工艺工程设计的初步能力, 完成工程师的综 合性基本训练。
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六、课程设计主要内容和步骤：
➢ 1、确定设计题目； ➢ 2、进行产品方案的确定； ➢ 3、确定主要产品的工艺流程； ➢ 4、物料衡算和热量衡算； ➢ 5、进行总平面设计； ➢ 6、生产车间设备设计、选型与配套； ➢ 7、生产车间设备布置； ➢ 8、管路计算与设计。
7
七、设计成果包括：
➢ 1、工厂总平面设计图; ➢ 2、带控制点的工艺流程图； ➢ 3、生产车间设备布置图； ➢ 4、主要设备图；
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二、课程意义
课程设计可提高学生解决问题的动手能力、查 资料能力、思维的个人表现能力，掌握获取新 理论、新技术的方法，为每一位学生提供检验 自己水平、发挥本领的锻炼机会，使学生接受 了更多的专业信息、拓展了思维空间。
华南理工大学发酵工厂设计第八章管道设计与布置
1. 管道布置设计的意义
• 操作方便性 • 建设指标的先进性 • 整齐美观 • 通风采光 • 工作量大
第一节 概 述
2. 管道设计与布置的内容
• 管道的设计计算 • 管道的布置
3.管道设计与布置的步骤
☞选择管道材料 ☞选择介质的流速 ☞确定管径 ☞确定管壁厚度 ☞确定管道连接方式 ☞选阀门和管件 ☞选管道的热补偿器 ☞绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择
安装方便，操作人员容易掌握管道的排列和操作；
☞车间内工艺管道布置普遍采用沿墙、楼板底或柱子
的成排安装法；
☞管架标高应不影响车辆和人行交通； ☞
☞分层布置时，大管径、热介质、气体、保温和 无腐蚀的管道在上；小管径、液体、不保温、 冷介质和有腐蚀性介质的管道在下；
☞管径大的、常温的、支管少的，不常检修的和 无腐蚀性介质的管道靠墙；管径小的，热力管 道、常检修的、支管多的和有腐蚀性介质管道 靠外；
☞中压管道的公称压力分为25、40、64、100 （ ×105Pa）四个等级；
☞高压管道的公称压力分为160、200、250、300 （ ×105Pa）四个等级
管材选择
• 铸铁管：埋于下地的管道，用于浓硫酸、液碱（常 温）及地下污水管。
• 焊接管：（白铁管、黑铁管、镀锌管）用于供水、煤 气、低压蒸汽等，温度低于135℃。
工厂设计之车间及管道布置设计
管道上的伴管或套管，其直径可以标注在主 管直径后面，并加斜线隔开。如主管直径为 100mm，伴管直径为50，则其标注形式为：Dg100 ／50。
管道安装标高均以室内地面0.00m为基准。一 般管道按管底外表面标注安装高度，如“0.60'’。按 管中心标注时，标注方式为“5.00(z)”。也有加注标 高符号者，如“▽4.50(Z)”等，如图14—46所示。
图上所有管道都应标注与带控制点工艺流程图 一致的管段编号中的前三项内容，即：公称直径、 物料代号、管段序号。管段编号一般注在管线上 方或左方。
(6)校核与审定。
(1) 管道布置图的设计和绘制
(2) 特殊管件制造图。
(3) 施工说明书，管道材料表，包括管道的保温 层、保温情况，油漆颜色及保温材料等。
四、车间管道布置设计的有关参数
(1) 管道间距应考虑安装检修方便。
(2) 管道支架分布的距离，视管径、重量、作 用力等因素，通过计算确定。
(3) 阀件及仪表的安装高度主要考虑操作的方 便和安全。 (4) 管道布置安装原则上对不间断运行并没有 沉积可能的管道可以没有坡度外，一般都 应有坡度。 (5) 管道的涂色
对安装坡度有严格要求的管道，应在管道上 方画出细线箭头，指出坡向，并写上坡度数字。
3．管件、阀门、仪表控制点 图中的管件、阀门、仪表控寸，竖管上的阀门有时在立 面剖视图中标注安装标高。
4．管架
图上应在管架符号的边上注以管架代号，如JA， JB，JC等。J为“架”字的汉语拼音首位字母，脚注 A、B、C……表示管架编号。 (五) 管道布置图的绘制方法步骤
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• 2. 管道的保温材料要求
– （1）保温材料的密度要小、导热系数低。 – （2）富有弹性及多孔性、化学性能稳定。 – （3）能耐热和耐冷，易于施工并具有足够的机 械强度。 – （4）不侵蚀金属管道，水分较少，不引出鼠、 菌等生物，不污染空气。 – （5）就地取材，经济适宜
• 3. 常用的保温材料
☞选择管道材料 ☞选择介质的流速 ☞确定管径 ☞确定管壁厚度 ☞确定管道连接方式 ☞选阀门和管件 ☞选管道的热补偿器 ☞绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择
第二节 工艺管道的设计计算
1. 管子、管件和阀门的选择
• 公称直径
– 将管子和管道用的零部件的直径加以标准化以后的 直径，称公称直径，并以Dg表示，其后附加公称直 径的尺寸 – 例如：公称直径为100mm，用Dg100表示 – 管子的公称直径是指管子的名义直径，是与管子的 外径相近又小于外径的一个数值。只要公称直径一 定，外径也就确定，而内径则根据壁厚不同而不同 – 例如：Dg150的无缝钢管，外径都是159mm – 若壁厚是4.5mm，内径是150mm – 若壁厚是6.0mm，内径是147mm
■截止阀
截止阀上安装小边阀
流加糖管
蒸 汽 管 发 酵 罐
■针型阀
■针型阀
■针型阀
一般由不锈钢制成，适用于小流量的调节。 例如：用于取样、接种和补料的管道上。
■橡皮隔膜阀
■橡皮隔膜阀
■橡皮隔膜阀
（A） 橡皮隔膜阀具有严密可靠、阀杆不与 物料接触的优点。 （B） 但所用的橡皮隔膜必须耐高温。
• 公称压力
– 把管道及所用阀兰、阀门等零部件所承受的压力， 也分为若干个规定的压力等级，这种规定的标准压 力等级就是公称压力，以Pg表示，其后附加公称压 力的数值 – 例如：公称压力为25×105Pa，用Pg25表示
按照现行规定： ☞低压管道的公称压力分为2.5、6.0、10、16 （ ×105Pa）四个等级； ☞中压管道的公称压力分为25、40、64、100 （ ×105Pa）四个等级； ☞高压管道的公称压力分为160、200、250、300 （ ×105Pa）四个等级
安装方便，操作人员容易掌握管道的排列和操作；
☞车间内工艺管道布置普遍采用沿墙、楼板底或柱子
的成排安装法；
☞管架标高应不影响车辆和人行交通； ☞
☞分层布置时，大管径、热介质、气体、保温和 无腐蚀的管道在上；小管径、液体、不保温、 冷介质和有腐蚀性介质的管道在下； ☞管径大的、常温的、支管少的，不常检修的和 无腐蚀性介质的管道靠墙；管径小的，热力管 道、常检修的、支管多的和有腐蚀性介质管道 靠外； ☞管道穿过楼板、墙壁时，应预留孔，穿过楼板 或墙壁的管道，其阀兰或焊口不得位于楼板或 墙壁之中； ☞易堵塞管道在阀门前接上水管或压缩空气管； ☞管道避免经过电动机或配电板上空以及邻近；
☞选择恰当的管材和阀门 （1）防腐蚀 （2）防染菌 （3）防倒流 ☞选择正确的管道连接 （1）宜焊接和阀兰连接 （2）不宜螺纹连接
■截止阀
■截止阀
■截止阀
■截止阀 （A） 安装时尽可能将阀座一侧与罐相连， 而阀杆一侧不与罐相连。 （B） 阀芯最好用聚四氟乙烯垫圈。 （C） 必要时阀座上另外安装小边阀。
– （1）纤维型：玻璃棉、矿渣棉、岩石棉。（2） 发泡型：硅藻土、发泡混凝土、微孔硅酸盐。 – （3）泡沫塑料：泡沫玻璃、聚苯乙烯、聚氨基 甲酸脂（ – 4）多孔颗粒：膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、炭化软 木
• 4. 保温范围
– a 凡表面温度高于333K以上的管道，都要保温， 以防烫伤。 – b 表面温度低于周围空气露点温度。（不保温 将在表面产生凝结水） – c 若管道内介质温度降低使流动困难，或者产 生冷凝液使管道产生腐蚀者皆应保温。（若必 要可加蒸汽伴管，再外加绝热层） – d 由于环境温度影响，可能使管道内介质汽化 而影响生
管材选择
• 铸铁管：埋于下地的管道，用于浓硫酸、液碱（常 温）及地下污水管。 • 焊接管：（白铁管、黑铁管、镀锌管）用于供水、煤 气、低压蒸汽等，温度低于135℃。 • 无缝钢管：用于有压力的场合和易燃、易爆及有害介 质。 • 不锈钢管：用于有压力的场合，易燃、易爆场合，有 卫生要求的场合及有害介质和腐蚀性介质 • 非金属管：用于腐蚀性介质，不适应高温场合。 （聚氯乙烯管P.V.C. 聚丙烯管..P.P.) 环氧树脂玻璃钢管， 酚醛树脂玻璃钢管等 • 有色金属管：用于一些特殊场合，深冷、防腐蚀等
3.管子壁厚计算
☞根据公称压力Pg，公称直径Dg，可以查表
确定管壁厚度。一般情况下，很少计算管 壁厚度。
☞如果工作压力和温度过高，则应进行验算，
计算公式见课本174页。
管道的保温、热膨胀及补偿
• 1.保温的目的
– a 减少设备和管道向周围环境散发或吸收热量 而造成能量损失。 – b 改善劳动保护条件和生产条件。 – c 提高设备的防火等级
述
1. 管道布置设计的意义
• • • • • 操作方便性 建设指标的先进性 整齐美观 通风采光 工作量大
第一节 概
述
2. 管道设计与布置的内容
• 管道的设计计算 • 管道的布置
3.管道设计与布置的步骤
☞选择管道材料 ☞选择介质的流速 ☞确定管径 ☞确定管壁厚度 ☞确定管道连接方式 ☞选阀门和管件 ☞选管道的热补偿器 ☞绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择
☞选取流速，计算管径； ☞查管径系列表，选用距计算值最 接近而又略大些的管径； ☞按选用的管径复核流体速度，应 符合流速规定的范围。
☞例如：麦芽汁 选取w=1.2 m/s 要求 Q=30 m3/h 那么 d=94mm ☞查表选用Dg100无缝钢管，外径108mm， 壁厚4mm，内径100mm， W=Q×18.82/d2=1.06 m/s 符合选取流速规定的范围。
☞输送腐蚀性介质管道的阀兰不得位于通道 上空； ☞阀门和就地仪表的安装高度应满足操作和 检查的方便； ☞室外架空管道的走向宜平行于厂区干道和 建筑物； ☞不锈钢管道不得与碳钢支架或管托架长期 直接接触，以免形成腐蚀核心； ☞一般的上下水管及废水管适用埋地敷设， 埋地管的安装深度应在冰冻线以下。
3. 发酵工厂车间管道布置的特点
第八章 管道设计与布置
主要内容
一、车间布置设计的目的、依据与成果 二、车间布置设计的原则 三、设备设计与选型的原则 四、车间布置设计的步骤与方法 五、车间布置设计的有关参数与技术 六、管道布置设计的意义与步骤 七、工艺管道的设计计算 八、管道布置设计的原则与任务 九、发酵车间管道布置的特点
压阀和安全阀。
☞消灭管道死角
■管道连接的死角 A 螺纹连接 B 阀兰连接 C 焊接 ■种子罐放料管的死角
■种子罐放料管的死角
■管道的死角
■管道的死角
死角 蒸汽
死角
蒸 汽 发 酵 罐 发 酵 罐
流 加 糖 贮 罐
发 酵 罐
补 料 罐
谢 谢！
●管件
☞弯头 ☞三通 ☞短接管 ☞异径管 ☞法兰 ☞活络管接头 ☞盲板
●阀门
☞旋塞 ☞闸阀 ☞球阀 ☞止回阀 ☞减压阀 ☞蝶阀 ☞截止阀 ☞隔膜阀 ☞针形阀 ☞安全阀 ☞疏水阀
◆2. 管径计算
Q d 18.8 w
式中： d----管道内径（mm） Q---流体流量（m3/h） W---流体流速（m/s）
第三节 管道布置设计
1. 车间管道布置设计的任务
• 用管道把由车间布置固定下来的设备连接 起来，使之形成一条完整连贯的生产工艺 流程
2. 车间管道布置设计的原则
☞管道布置首先应满足生产需要和工艺设备的要求，
便于安装、检修和操作管理；
☞尽可能使管线最短，阀件最少； ☞车间内管道一般采用明线敷设，安装费用低，检修
■闸阀
■闸阀 大口径的空气管和蒸汽罐一般用闸阀。
☞合理布置管道
（1）尽量减少管道，可节省投资，减少染菌机会； （2）要保证发酵罐（种子罐）罐体和有关管道都可用蒸气进行灭
菌；
（3）各发酵罐（种子罐）的排气管和罐底排污管不能相互连接在 一条总管道上； （4）要避免冷凝水排入已灭菌的发酵罐和空气过滤器中； （5）在空气过滤器和发酵罐之间应装有单向阀；