年产100吨普鲁兰多糖生产车间设计

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v1.0可编辑可修改摘要 普鲁兰多糖是一种新型的微生物多糖、目前已广泛的应用于医药、食品、轻工、化工等行业中、本设计的题目为年产100吨普鲁兰多糖生产车间工厂设计。为满足生产任务的要求，通过查阅相关的书刊文献，收集普鲁兰多糖发酵生产、提取资料，进而设计出经济合理的普鲁兰多糖发酵生产路线。随后对工艺流程中所涉及的物料和水电汽等进行了衡算，同时完成对主要生产设备和辅助设备的合理选型以及对公用系统和三废处理提出正确可行的设计方案。此外，本设计还绘制出了厂区总平面布置图、发酵车间的平面布置图、全厂的工艺流程图、发酵罐的结构图和精馏塔的结构图，本项目以玉米淀粉为原料，采用出芽短梗霉发酵法，运用乙醇沉淀、超滤、流化床干燥等技术可使普鲁兰糖转化率达65%。关键词：普鲁兰多糖；发酵；车间设计AbstactPullulanpolysaccharidesisanewkindofmicrobialpolysaccharidewhichhasbeenwidelyusedinmedicine,food,lightindustry,chemicalindustry,etc,thetopicofthisgraduationprojectisanannualoutputof100tonsofpullulanpolysaccharidesfermentationplantdesign.Tomeettherequirementsoftheproductionconsultingrelatedbooksanddocuments,afterfermentationproduction,extractionofpullulanpolysaccharidesinformationcollection,andthendesignaeconomicandreasonablepullulanpolysaccharidefermentationproductionline.Involvedinthesubsequentprocessofthematerialandwatervaportothebalance,andcompletedtherationalselectionmainproductionequipmentandauxiliaryequipmentaswellastotheutilitysystemand"threewastes"treatmentfeasibledesignschemeisputforward.Inaddition,thisdesignalsodrawoutofthefactorygenerallayout,thefermentationworkshopflat65%5454

1v1.0可编辑可修改Keywords:pululanpolysaccharides；fermentantion；plantdesign 第1章绪论设计内容与要求 课题来源 本设计为齐鲁工业大学大学生工学院下达的任务，年产100吨普鲁兰糖生产车间的设计。 设计内容 收集资料，进行建厂的可行性论证，对产品进行工艺设计和论证，确定生产工艺流程及参数。 进行物料衡算，确定原辅材料和包装材料的用量进行设备选型和计算，对车间的水、电、汽进行计算，对公用系统和污水处理提出设计方案。绘制全厂总平面布置图，工艺流程图,说明书一份。 普鲁兰多糖简介 普鲁兰多糖是一种以玉米淀粉为原料发酵而成的胞外水溶性粘质多糖，又名短梗霉多糖、茁霉多糖，英文名Pulullan，它是1938年由R．Bauer发现的一种特殊的微生物多糖。该多糖主要是由麦芽三糖通过α-1，6糖苷键连接而成。由于该多糖独特的结构和性质，在医药、食品、石油、化工等行业具有广泛的应用前景。因其在自然界可被微生物降解利用，不会引起环境污染，故被誉为无公害塑料。2006年5月19日．国家卫生部发布了第8号公告，普鲁兰多糖为新增四种食品添加剂产品之一，可在糖果、巧克力包衣、膜片、复合调味科和果蔬汁饮料中用作被膜剂和增稠剂。 CAS号9057-2-7 分子式(C37H62O30)n 普鲁兰多糖的性质 普鲁兰多糖是无色、无味、无臭的高分子物质，非晶体的白色粉末，是非离子性、非还原性多糖，性质可以表现于以下几个方面。 5454

2v1.0可编辑可修改无毒性、安全性 根据普鲁兰多糖的急性、亚急性和慢性毒性试验、变异源性试验结果，即使普鲁兰多糖的投用量达到LD50(半致死剂量)的界限量15g／kg，普鲁兰多糖都不会引起任何生物学毒性和异常状态的产生，所以用于食品和医药工业十分安全。 溶解性 普鲁兰多糖能够迅速溶解于冷水或温水，溶解速度比羧甲基纤维素、海藻酸钠、聚丙烯醇、聚乙烯醇等快二倍以上，溶液中性，不离子化、不凝胶化、不结晶。可与水溶性高分子如羧甲基纤维素、海藻酸钠和淀粉等互溶，不溶于乙醇、氯仿等有机溶剂。但其酯化或醚化后，其理化性质将随之改变。根据置换度不同，可分别溶于水和丙酮、氯仿、乙醇及乙酸乙酯等有机溶剂。 稳定性 普鲁兰多糖的分子呈线状结构，因此与其他多糖类相比，普鲁兰多糖水溶液粘性较低，不会形成胶体，是粘附性强的中性溶液。不易受pH值或各种盐类影响，尤其对食盐维持稳定的粘度。此外，pH值在3以下时若长时间加热，会与其他多糖一样，部分分解，从而导致溶液粘度下降。 润滑性 普鲁兰多糖是一种牛顿流体，尽管粘度低，但是具有优良的润滑性。用于食品时具有勾芡作用(做汤做菜时加上芡粉使汁变稠)，最适合用于佐料汁、调味剂等产品中。 粘合性、凝固性 普鲁兰多糖具有非常强的粘合力，在喷涂后风干，稳定粘合食品(特别是干燥食品)。同时，也具有较强的凝固力，在制成药片或制成颗粒时最适合作为粘合剂使用。 覆膜性 5454

3v1.0可编辑可修改普鲁兰多糖具有优良的覆膜性，容易在食品、金属等表面涂层。同时，可由普鲁兰多糖水溶液形成易溶水性、五色透明、强韧的薄膜。它具有阻气性、保持芳香性、耐油性、电绝缘性等特性，用于食品可在食品表面增添光泽并保鲜。 分解性 据体内酶的消化试验或白鼠的成长试验结果证实，普鲁兰多糖与纤维素、琼脂等相同，是一种难消化的多糖类。普鲁兰多糖在动物消化器宫内的消化酶作用下，几小时之内接近不分解，利用普鲁兰多糖的这种低消化性，可制造低热量的特殊食品和饮料。另一方面，普鲁兰与淀粉相同，在达到250℃左右时开始分解，其后被碳化，燃烧时不产生有毒气体和高热。 改善物性，保持水分 添加少量普鲁兰多糖，对于改善物性、保持水分等发挥效果。可用于改良食感、改善质量、防止老化以及提高成品率。 成型性、纺纱性只需在普鲁兰多糖中添加一定量的水，进行加热加压成型和纺纱处理，即可加工出具有可食性和溶水性的成型物或纤维 普鲁兰多糖的生产制备菌种普鲁兰多糖是由出芽短梗霉作为主要发酵菌种在生长繁殖过程中利用蔗糖或可溶性淀粉等多糖物质为碳源转化而来。Bauer在1938年首次报道，但化学组成成分不详。Benier在1959年也发现了这种粘性多糖，并证实为右旋葡萄糖聚合物。Wallenfens在benier发现的基础上确认该多糖是一种由2个α—1,4—糖苷键连接的麦芽三糖经α-1,6-糖苷键聚合而成的直链多糖。普鲁兰多糖为无定型多糖，分子量取决于聚合度的，聚合度受菌株类型、培养时间、碳源种类及浓度等因子制约，普鲁兰多糖相对分子质量的大小及分子质量分布决定普鲁兰多糖的生物活性及免疫调节活性。目前普鲁兰多糖的研究主要集中在高产、低色素优良菌株的选育、培养及后提取工艺条件的优化、普鲁兰多糖合成机理探究等方面。5454

4v1.0可编辑可修改培养基出芽短梗霉发酵法生产普鲁兰多糖常用的培养基：以葡萄糖或蔗糖为碳源、精制氮源提供氮素来源和包括磷酸二氢钾、硫酸铵、硫酸镁等在内的无机盐及微量元素工艺流程可大致分为三个阶段:1.原料预处理及淀粉水解糖的制备2.种子的扩大培养和普鲁兰多糖的发酵3.普鲁兰多糖的后序工艺提取与这三个工艺阶段相对应普鲁兰多糖生产厂家一般都设置了糖化车间、发酵车间、提取车间作为主要生产车间。另外，为保障生产过程中对蒸汽的需求，同时还设置了动力车间，利用锅炉燃烧产生蒸汽，并通过供气管路输送到各个生产需求部位。为保障全厂生产用水，还要设置供水站。所供的水经消毒、过滤系统处理，通过供水管路输送到各个生产需求部位普鲁兰多糖发酵生产的总工艺流程见下图原料预处理及淀粉水解糖制备  原料的预处理 5454

5v1.0可编辑可修改此工艺操作的目的在于初步破坏原料结构，以便提高原料的利用率，同时除掉固体杂质，以防机器损坏。用于除杂的装置为筛选机，常用的是转筒筛和振动筛，其中振动筛结构较为简单，使用方便。 用于原料粉碎的设备除锤式粉碎机之外，还有盘磨机和辊式粉碎机。盘磨机主要应用于磨碎玉米、大米、豆类等物料，而锤式粉碎机广泛应用于薯干等脆性原料的细碎及中碎作用，辊式粉碎机常常用于粒状物料的细碎及中碎。  淀粉水解糖制备 在工业生产上将淀粉转化为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化，所得到的糖液称为淀粉水解糖。由于普鲁兰多糖生产菌即出芽短梗霉不能直接利用淀粉或糊精作碳源，因而必须将淀粉水解为葡萄糖，才能供发酵使用。  种子扩大培养及普鲁兰多糖发酵 种子扩大培养为保证普鲁兰多糖发酵过程所需的大量种子，发酵车间内设置有种子站，完成生产菌种的扩大培养任务。从试管斜面出发，经活化培养，摇瓶培养，扩大至一级、二级种子罐培养，最终为发酵罐提供足够数量的健壮的液体生产菌种。                                           普鲁兰多糖发酵伊始，须先配制发酵培养基，并对其作高温短时灭菌处理。用于灭菌的主要工艺除采用喷射加热器—维持管—真空冷却系统或薄板换热器灭菌系统外，还可采用连消塔—维持罐一喷淋冷却系统。但是由于溶液粘度较大，流动性较差，易使维持管发生堵塞，同时薄板加热器和真空冷却器的加工制造成本昂贵，因而实际应用并不广泛。 至于主要发酵设备，国外如日本林原公司普鲁兰多糖生产厂家采用的是机械搅拌通风通用式发酵罐，罐体大小在15m^3到50m^3两者之间。对于发酵过程往往采用人工把控，检测仪器不能及时反映发酵罐内参数实时的变化，因而发酵的整个过程表现出明显的波动性，产糖率极不稳定。 5454

6v1.0可编辑可修改由于普鲁兰多糖发酵为通风发酵过程，需要给予一定量的无菌空气，所以发酵车间还配备有一套完整的空气过滤除菌及供给系统。首先由高空采气塔搜集足够多的高空新鲜空气，通过空气压缩机压缩后排入冷凝器，再由油水分离器作两级处理，然后导入贮气罐中，进而经瓷环填充、焦炭的纤维分过滤器以及主过滤器除菌后，输送至生产所需部位。在北方地区由于空气温度低、湿度小、较干燥，还可使用空气压缩、冷却过滤流程，省去一级冷却装置。   普鲁兰多糖的后提取  普鲁兰多糖的提取一般采用沉淀法和直接干燥法，沉淀法中最成熟的当属醇沉淀和盐沉淀，其中醇沉淀常用的醇沉淀剂有甲醇、异丙醇、乙醇等，而盐沉淀中最常见的盐沉剂主要有氯化铝、氢氧化钙、氯化钙等，在碱性条件下，高价阳离子或有机阳离子如季铵盐等可与多聚阴离子多糖结合形成沉淀，盐沉淀多适用于多聚阴离子多糖，盐沉淀的优点表现为用醇量少于醇沉淀的2至3倍，但其得到的产品质量略差，直接干燥法是将发酵液的水分蒸发而直接干燥获得固体产品。在实验室中冷冻干燥室达到这一目的的最理想方法，工业上常见的由喷雾干燥、鼓风干燥、转筒烘烤等方法得到的产品都是粗制品，其中含有大量的菌体、小分子无机盐、类黑色素以及其他有机余物等杂质，因此产品的水溶性差、色泽深、流变性也不好，应用范围受到限制。微生物多糖主要提取步骤有预处理、脱色、脱蛋白和脱盐等。多糖的脱色方法主要有活性炭吸附法、氧化脱色、金属络合物法、离子交换法。而多糖出蛋白的方法主要有savage法、三氯乙酸法、鞣酸法、蛋白酶法等，经过脱色素、去蛋白等工艺处理的多糖可采用乙醇分级沉淀分离再通过膜分离技术除去溶液中带有的无机盐和其他小分子第二章生产工艺基本计算设计依据：产品：普鲁兰多糖主要生产原料:淀粉、蔗糖生产规模：100吨／a5454

7v1.0可编辑可修改生产方法：菌体发酵醇沉淀—膜分离主要工艺参数的选择和计算：指标名称单位指标数年生产天数d300产品质量发酵周期h72发酵得率%65接种量%8发酵初糖kg／m^35分离得率%99倒罐率%2物料衡算：总物料衡算：生产100t／a所需淀粉质量为：G1=100／××=156t每天实际普鲁兰多糖产量：G2=100／××300=每天实际发酵液体积：V’=G2／=^3设发酵罐装料系数为，则发酵罐体积为V=V’／=^3查通用式发酵罐系数表可取公称体积为15m^3的发酵罐发酵液配制需水解糖液量：以纯糖：m1=52×V’=52——发酵培养基终糖浓度（kg／m^3）种子培养液量：V2=8%V’=^3种子培养液所需水解糖量：m2=4V’=4×=4——种子液含糖量kg／m^3生产100吨普鲁兰多糖需要的水解糖总量：5454

8v1.0可编辑可修改+=尿素或氨水耗用量：1%×5×V1=5——流加5次精制氮源耗用量：种子液耗用精制氮源量为=发酵初始培养基耗用精制氮源量为’=合计耗用量为+=磷酸二氢钾耗用量：（V’+V）=硫酸铵耗用量：（V’+V）=硫酸镁耗用量：（V’+V）=发酵复加液耗用量：20V’=229kg发酵液普鲁兰多糖含量：m1××（1—%）=实际生产的普鲁兰多糖为（提取率0,99）×=普鲁兰多糖提取工序的物料衡算：发酵液体积为V’=^3活性炭耗用量：5V’×1%=5——发酵液稀释倍数乙酸锌耗用量：8%V’×=亚铁氢化钾耗用量：8%V’×=过氧化氢耗用量：%V’=酒精用量：4V’=45,8m^3查得95%酒精密度为804kg／m^3对沉淀过程进行初步估算：沉淀分离后，酒精浓度为：C估=95%×=由×4V’×804=Cp5V’得C=／p即cp=／m^3表2-5 酒精浓度与密度关系表 5454

9v1.0可编辑可修改质量分数%（200C） 相对密度      71.19 试差得C=%是酒精浓度为／m^3代入cp=／m^3验算恰好符合。故沉淀分离后酒精浓度为C=%干燥物料衡算：普鲁兰多糖适用于流化床干燥，普鲁兰多糖干基湿含率20%，所以干燥过程酒精蒸发量为100×20%／（300×）=／d热量衡算：发酵车间热量衡算：空消过程空消排放出121℃的水蒸气，查表得Cp’=／，p’=／m^3。以及20℃比热容为Cp=／kg..c，p=／m^3求算空罐发酵罐灭菌蒸汽耗用量：发酵罐容积为15立方米，是由比热容为／的不锈钢1cr18ni9ti制造而成，此时罐体重量为冷却排管重，用的表压灭菌，使发酵罐由20℃升温至121℃，其蒸汽耗用量为：W1=（450+2580）××（121—20）／（—）=。冷却水耗用量为W2=×10^5／（20—10）×=／h每日投入使用发酵罐数：3×=个高峰耗用水量：×=／h日耗用水量：××24=／h——发酵罐发热状况均衡系数均用水量：／24=／h实消过程5454

10v1.0可编辑可修改假使每罐灭菌时间为3小时，那么需求的输料流量为×1050／24=／h灭菌所耗用的蒸汽量为W3=×1000××（121—20）／（—）=／h日蒸汽灭菌耗用量：W4=×3×1=／罐实消过程释放出的热量为Q=GCp=×3××121=×10^5KJ假设冷却水出口温度为45℃，进口温度为20℃，则冷却水耗用量为W5=×10^5／（45—20）×=×10^3kg／h高峰耗用水量：×10^3×=×10^3kg／h日耗用水量为×10^3××24=×10^5kg／h均用水量：××10^5／24=×10^3kg／h提取车间热量衡算：发酵液过滤后经过阴离子交换树脂，洗脱后所得解脱液常压下加热煮沸60min，解脱液中普鲁兰多糖的浓度约为16%,则解脱液的量：÷16%=加热煮沸60min，设温度从15℃升至100℃，所耗热量：Q1=××(100-25)=煮沸时间60min，蒸发量为每小时6%，则蒸发水量：×6%×1／6=故蒸发带走热量：Q2=×=煮沸温度100℃下的饱和蒸汽的汽化潜热，KJ／Kg由上述计算得总热量Q=×(Q1+Q2)=干燥过程热量衡算：浓度为%的酒精中乙醇含量：Gc=%×=，含水量：G水=—=干燥温度80℃，查手册得乙醇汽化潜热Rs=2258KJ／kg，比热容Cc=3,63KJ／5454

11v1.0可编辑可修改kg.℃则干燥过程需热量：Q=GcCct+GsCst+GcRc+GsRs=×10^6KJ提取工段所耗总热量为：+×10^6=提取车间冷却水耗用量：工艺要求在30min内，将解脱液的温度由100℃降至25℃，所用的冷冻介质是2℃的自来水。所耗热量：Q1=××(100-25)=所需冷却介质量：÷（×（70-2））=提取车间其他用水主要包括设备冲洗水等，约18吨。锅炉用水：蒸汽用量：，按产蒸汽率95%计算，则用水量：÷95%=其他用水主要包括管道冲洗水、地面冲洗水及设备冲洗水等，按每吨普鲁兰多糖5t计。发酵车间无菌空气耗用量的计算：发酵罐个数的确定：实际发酵液的体积为V’=／=^3故选取公称体积为15立方米的发酵罐，每天放一罐，每罐发酵周期为72h，则发酵罐的个数为72／24=3个所以N=3+1=4个，其中一个备用。发酵无菌空气耗用量：发酵罐通气量为，单罐发酵过程的耗用量V=15×××60=360m^3／h单罐年用气量：每年单罐发酵批次为300／3=100次／年单罐年用气量Va=V×60×100=2160000m^3种子培养基及其他无菌空气耗用量：5454

12v1.0可编辑可修改发酵种子的培养都是在种子罐中进行的，因此可根据接种量、培养条件、空气流量、通气速率等求算，已知种子培养通气量为1vvm，接种量为5%，培养48h，假设种子罐的装料系数是70%，则种子罐的体积为Vg=×5%／70%=^3，查通用式发酵罐系数可选用公称体积为1立方米的种子罐。单罐用气量：Vd=1××60=42m^3／h单罐年用气量：Vd’=Vd×48×150=302400m^3发酵车间高峰无菌空气耗用量：V=3（Vd+Vd’）=1206m^3／h发酵车间年耗无菌空气量：Vt=3×Va+Va’=m^3／a发酵车间无菌空气单耗：根据设计，实际普鲁兰多糖产量为G=××300／（（×300）／100）=／a，又由公式V0=Vt／G则可导出V0=546187m^3／t电量衡算糖化车间（1）斗式提升机每吨普鲁兰多糖需要玉米，斗式提升机生产能力29t/h，电机功率17kw，则耗电量：29*17=1kw/h(2)粉碎机每吨普鲁兰多糖需要玉米，粉碎机生产能力7t/h,电机功率74kw，则耗电量：*75=h(3)胶带输送机每吨普鲁兰多糖需要玉米粉，胶带输送机生产能力62t/h,电机功率19kw，则耗电量：62*19=(4)玉米浆液化系统：每吨普鲁兰多糖需要玉米浆，玉米液化系统生产能力19t/h,电机功率84kw，则耗电量：20*19=h发酵车间（1）发酵罐每吨普鲁兰多糖需要，发酵罐体积15m^3，电机功率22kw，则耗电量：15*22*72=h5454

13v1.0可编辑可修改(2)种子罐每吨普鲁兰多糖需要种子液，种子罐体积1m^3电机功率，则耗电量：1**72=h提取车间（1）离心机每吨普鲁兰多糖需要离心溶液的量为，离心机生产能力h，电机功率，则耗电量：*=6kw/h（2）流化床干燥器每吨普鲁兰多糖需要干燥的水分量为0,04t，流化床干燥器生产能力是h,电机功率为，则耗电量：*=h(3)锅炉燃气锅炉：每吨普鲁兰多糖产生的废水处理后可产生^3的沼气，沼气作为燃料可生成的蒸汽，锅炉的生产能力是5kg/h，配用电机功率是2kw则耗电量：5*2=h燃煤锅炉：每吨普鲁兰多糖需要燃烧煤产生的蒸汽量是锅炉生产能力是140kg/h,电机功率是3kw,则耗电量：140*3=h（4）制冷系统、污水处理系统、沼气处理系统、供气系统每生产1吨普鲁兰多糖制冷系统、污水处理系统、沼气处理系统、供气系统耗电量约为55kw/h（5）其他生产用电每生产1吨普鲁兰多糖照明、检测等其他用电量80kw/h。（6）生活用电每生产1吨普鲁兰多糖生活用电约30kw/h(7)总用电量每吨普鲁兰多糖总耗电量：6++++55+80+30++1++++=h第三章设备计算与选型5454

14v1.0可编辑可修改食品工厂设计的加工品种很多，不同的产品在加工的过程中对设备的要求不一样，所以在设计计算以及选型中，就有很大的差异，应当是在对加工产品的生产全过程充分认识的基础上进行设计，首先要考虑产品的主要特点、生产类型、原料性质、现阶段生产水平能达到的技术经济指标、有效生产天数、各个生产环节的生产周期等因素。输送设备一般分为固体输送设备和液体输送设备两种固体输送设备由于其用途和功能不同，又分为带式输送机、斗式输送机、螺旋输送机、气力输送和液力输送等，其中带式输送机是食品厂中最常用的一种连续运送机械，它常用于块状、颗粒状等物料或整件物料进行水平或倾斜运送。同时，还可用于拣选工作台、清洗和预处理操作台灯。清洗设备CIP清洗系统自20世纪80年代以来，对设备的清洗工作，开始为机械所取代。特别是采用管道连续化作业的工厂。在许多乳品工厂中采用自动就地清洗，即用来冲洗的水和洗涤液，是在设备的管道及生产线中笔录循环进行的，无须将设备拆开。这种技术就称为就地清洗。就地清洗是使洗涤剂和洗涤水以高数液流冲洗设备的内部表面，形成机械作用而吧污垢冲走。这种作用用于管道、泵、换热器、离心泵、分离器及阀门等的清洗是有效的。对于大的储罐、储桶等，采用手工洗刷，在我国较为普遍的。目前在我国已有相当一部分工厂采用了就地清洗技术。就地清洗系统，可分为集中和分散两种。集中清洗形的系统是在乳品厂中建立的一个CIP中心站，由该站将清洗水、热的洗涤液及热水通过管道网送到各分会路中去，然后将用过的液体，经管道送中心站的各自储罐中，用这种方法，清洗液容易控制到正确的浓度，并重复使用。分散的清洗系统，其安装位置是接近于被清洗工艺的设备。一般用手工按所需要的浓度，配置洗涤液。当前在我国盛行起来的CIP多为分散型系统，在加工车间交集中的中小型工厂，宜采用集中型的CIP5454

15v1.0可编辑可修改清洗系统中心站。在这中心站中，设供冷却水、碱加热的热交换器，水、酸、碱以及冲出系统的牛奶储罐缸，此外还有用来维持洗涤液浓度的计量设备及用来中和废弃酸碱液的储液缸，这种形式的中心站，通常都是高度自动化的。各个储液罐里装有高低液位监测电极，清洗液的循环由一用来车辆液体导电率或其他方式的传感器来控制。成品包装机械设备常用的成品包装机械包括贴标机、装箱机、金属探测机、捆扎机等。发酵车间机械搅拌发酵罐选型及概述机械搅拌发酵罐是生物工程工厂常用类型之一，其主要部分是一圆柱形容器，其结构形式与传热型式，罐内装蛇管、盘管等传热形式，电加热形式等。载热体一般用热水、蒸汽等。若反应过程需要冷却，一般利用冷却水。搅拌反应器由于受结构形式和尺寸的限制，换热面积有一定的局限性。若工艺条件需要较大的换热面积则可联合几种传热形式。根据工艺要求罐体上需要安装多种工艺接管，如进出料管和仪表、控制接管等，由此可见，罐体设计的主要内容包括：罐体结构型式和尺寸的确定，传热结构和形式的确定，以及多种工艺接管的安设等。 生产能力、数量、容积的确定 搅拌罐内筒的基本尺寸是Di和高度H，筒体的集合尺寸，首先要满足化工反应所需空间的要求。对于机械搅拌发酵罐来说，容积V为主要决定参数。由于搅拌所需消耗的功率在一定条件下与搅拌器直径5次方程正比，而搅拌器的直径往往随罐体直径的增大而增大，因此，在同样容积下，罐体直径太大不经济的。从筒体的强度和稳定性考虑，筒体的直径也不宜太大。对于发酵类物料的反应器，为了使通入罐内的空气与发酵物料充分接触，需要一定的液面高度，故筒体的高度不能太低。若采用夹套结传热构，单从传热角度考虑，也一般要求筒体高一些。根据长期的使用经验，对于一般的机械搅拌发酵罐。此外，在确定筒体高度和直径时，还应根据操作时允许的装满程度—5454

16v1.0可编辑可修改装料系数等，予以综合考虑。通常装料系数一般可取如果物料在反应过程中要产生泡沫或呈沸腾状态，装料系数应取低值，一般取，若物料反应比较平稳，装料系数可取—，物料黏度大，可取大值。根据生产任务及计算，本设计发酵罐选用机械涡轮搅拌通风发酵罐。为满足年产100t普鲁兰多糖的生产设计任务，查阅《化工工艺设计手册》选用公称体积15立方米的发酵罐，其相关参数：公称直径mmD440=，直高度mmH1000=，DH,直筒容积，总高。 能力、数量和容积的的确定发酵罐容积的确定：选用15立方米罐      生产能力的计算： 普鲁兰多糖年产量为100t，发酵操作周期为72小时（包括发酵罐的清洗、灭菌、进出物料等辅助操作时间），每天需要的实际发酵液量为:G2=100∕（××300）＝实际发酵液体积为：v⑴＝G2／＝立方米      选取发酵罐的填充系数为80%，则需要发酵罐的总体积为：v＝v⑴／＝^3发酵罐个数的确定: 计算发酵过程中所需的发酵罐个数： 72／24＝＝3个,防止在生产过程中出现突发情况，保留一个发酵罐留作备用，故发酵罐的个数为：N＝3×1＋1＝4个主要尺寸的计算V(筒)=^2H=×4×5=^3V(封)=π／24D^3×2=^3H封=700+50=750mm验算全容积：V全（1）=+π×8／12+×8×=^3V全=+=^3V全（1）＞V全故公称体积为15m^3的发酵罐符合要求装液量：5454

17v1.0可编辑可修改对于公称体积为15立方米的发酵罐，每天装三罐，每罐装液量为V1=×1000／300×3=^3计算下封头的装液体积：V柱=V1—下封头体积=V1—πD^2(h—1／6D)=—=^3装液高度：h1=4V柱／πD^2=对于普鲁兰多糖发酵，每一立方米的发酵液，每一小时传给冷却器的最大热量为×6000kJ／m^3h℃，采用竖式列管换热器，取经验值K=×500kJ／m^3h℃。28℃————28℃——发酵温度冷却水温度——20℃————25℃——出水口温度83平均温差△tm=△t1—△t2／ln（△t1／△t2）=℃m^3h℃冷却水耗用量：由实际选用的进出口水温分别为20℃、25℃，则W=Q总／Cp（t2—t1）=×6000×／×5=／h=／s冷却水体积流量为／1000=4,24×10^—3m^3／s,取冷却水在竖直蛇管中的流速为1m／s，根据流体力学方程式，冷却管总截面积S总=W／VW——冷却水体积流量V——冷却水流速代入上式得S总=×10^—3m^3／s进水总管直径为d总=（S总／）^=冷却面积的计算:A=Q总／K△tm=×6000×／×500×=^2冷却管组数、管径、总长度和总高度L=A／πd=／π=圆整取120m，分为四组，每组长L0=3om其中d=外径—壁厚每圈蛇管长度l=((πDp)^2+Hp^2)^2=Dp——蛇管圈直径，3m5454

18v1.0可编辑可修改Hp——蛇管圈之间的距离，取每组蛇管圈数Np=L0／l=3圈，则总圈数为12圈蛇管总高度H=（Np—1）Hp=人孔和窥镜:人孔的设置是为了便于安装、拆卸、清洗和检修设备内部的装置本次设计只设置了一个人孔，查阅文献，选取标准号HG20593—97，公称压力为，直径为500mm，高度为393mm的人孔视镜用于观察发酵罐内部的情况。本次设计设置了2个视镜，选取标准号HG20593—97，直径为DN=100mm，高度为52mm法兰型号：管式平焊钢制管型HG20593—97搅拌器类型选择及尺寸设计搅拌器的作用安装搅拌器的作用是使两种或两种以上的物料混合均匀，接触良好。它能强化罐内传质和传热的效果，改善操作情况。传质增强可以促进化学反应，强化传热。对于放热反应可以使反应放出的热量通过夹套传热结构的冷却器顺利带走，对于吸热反应，同样可以使载热体顺利供热。当反应器里的液体含有悬浮的固体使，如不进行搅拌，这些固体就会沉降下来，使操作难以进行。也有一些聚合过程，反应的结果可以尝试一些粘稠的物料这些物料会粘着在筒壁上，叫做挂料。挂料对筒壁的传热由不利影响，因此也要进行搅拌，以防止或减少这种挂料的产生。搅拌器型式的选择由于影响搅拌过程的因素十分复杂，故搅拌器的选型资料也较多，而且各自实验的重点各不相同，结论也不尽相同。选型既要考虑搅拌效果，也应该考虑动力消耗问题，在达到同样搅拌效果时，不希望消耗过多的功率，而有时需要给搅拌过程较大的能量时，某些搅拌器又不能达到。另外，选型还须考虑到搅拌结构。所以一个完整的选型方案需要满足效果、安全和经济等各方面的要求。5454

19v1.0可编辑可修改搅拌器的型式桨式搅拌器桨式搅拌器是一种结构比较简单的搅拌器，一般以扁钢制成。材料可以采用碳钢、合金钢、有色金属等。由平直叶式和折叶式两种形式。折叶式除了能让液体做圆周运动外，还能使液体上下运动，起到充分搅拌作用。桨式搅拌器的直径D约取筒体内经的左右，其中D/B=5，搅拌桨的转速比较慢，一般取40r/min,桨式搅拌器外源线速度的范围为3m/s。在料液层比较高时，为了将物料搅拌均匀，常常装有及层桨叶，相邻的两层桨叶常常交错成90度安装。涡轮式搅拌器涡轮式搅拌器实际上有多种型式，实际上开启式涡轮搅拌器和桨式搅拌器并无严格区别。习惯上把桨叶数少于4，圆周速度小于3m/s的开启式涡轮搅作拌器称桨式搅拌器。搅拌器的设计应使发酵液有足够的径向流动和适度的轴向运动。搅拌叶轮大多采用涡轮式，最常用的是六直叶圆盘涡轮搅拌器、六弯叶圆盘涡轮搅拌器、六箭叶圆盘涡轮搅拌器，圆盘作用是避免底部通入的空气从罐中心上升走短路。为了强化轴向混合，可采用涡轮式和推进式叶轮共用的搅拌体系。单只涡轮搅拌器不通风时的搅拌功率计算式中Po---不通风时搅拌器输入的功率（W）n----涡轮转数（r/min）D----搅拌器直径（m）ρ----醪液密度（kg/m3）Np-----功率准数D———涡轮直径，m若Po单位为kW，n单位为r/min。则：P0=计算RemRem=D^2NP／μ=×10^6＞100005454

20v1.0可编辑可修改ρ----醪液密度（kg/m3）ρ=1050kg／m^3D-——搅拌器直径，D=N———搅拌转速，N=200r／minμ———发酵谬黏度，μ=×10^-3因为Rem大于一万所以发酵系统充分湍流状态，既有对于多层搅拌器的轴功率可按下式估算：Pm=P0（+）=M——搅拌器层数通风时搅拌功率（）计算..(kW)------（a）式中：、—通风与不通风时的搅拌功率，单位kW。P0^2=^2=n—搅拌转速（r/min）D—搅拌器直径（m）Q—通风量（ml/min）设通风比vm=则Q=××10^6=×10^6ml/min代入式a得通风时搅拌轴功率=<故通风时搅拌功率要比不通风时搅拌功率低，由于气泡存在使搅拌的液体密度下降。求电机功率P电：P电=Pg／n1n2n3×采用三角带传动n1=，滚动轴承n2=，滑动轴承n3=湍面密封增加的功率为，代入上式得P电=设备材料的选择罐体壁厚计算罐壁厚度取决于罐径、材料及耐受的压强。其壁厚可用下式进行计算：5454

21v1.0可编辑可修改=×2000／（2×170×—）+3=圆整后取6mm选用6mm厚的1cr18ni9ti钢板制作，查表知，直径2米，筒高8米，每米340kg，G筒=340×8=2720kg式中：—耐受压强，（设计压力，MPA，表压）；—罐径，mm；—焊缝系数，双面焊缝=，无焊缝=；—腐蚀裕度，当δ-C＜1cm时，C=3mm；—许用应力（kg/cm2）使用不锈钢1Cr18Ni9Ti，其中钢板许用应力为150摄氏度，137MPa罐体封头壁厚计算：Td=KpDi／（2—）+C=圆整后取6mm对标准椭圆封头开孔系数Kp取1—罐径，mm；P—耐受压强（取）—焊缝系数，双面焊缝=，无焊缝=；—腐蚀裕度，当δ-C＜1cm时，C=3mm；—许用应力（kg/cm2）使用不锈钢1Cr18Ni9Ti，其中钢板许用应力为150摄氏度，137MPa罐体接口管：反应器的工艺接管包括物料进出口管、观察搅拌和反应情况的视镜，为了方便检修和俺责任开设的人孔，温度、压力控制等的接口。进料管一般从顶部引入。为了使物料顺利地流入搅拌反应器内尔不至于沿着封头内侧流入法兰密封面或沿着，反应器内部流动，一般将接管接入设备内部，并在进口管端开455454

22v1.0可编辑可修改度的切口，向着搅拌反应器中央，这样也可以减少物料飞溅到筒内壁上。反应器的温度显示，一般将温度计插入液层中。由于液体受到搅拌而产生对温度计的冲击力，为了保护温度计不受破坏，可将温度计放入金属管中。但要求金属管由足够的强度和良好的传热性能。反应器的视镜一般设在便于观察的地方。但值得注意的是反应器的压力和温度常常随化学反应过程而和变化，为了考虑安全，视镜的玻璃要能承受反应器内的最大压力。当反应温度温度过高，视镜内外温差较大时，容易在视镜的表面结露而妨碍观察，此时可安装双层镜面的保温视镜。有时为了防止器内的液体泡沫贴在镜面上妨碍观察，在工艺条件允许的情况下，视镜处设置镜片冲洗管。以进料口为例计算液体进料流速一般为μ=1—／s，取μ=1m／s，排尽，取发酵罐装料系数为，则发酵罐装料液体积：V1=11,.522m^3，物料体积流量：Q=V1／=^3／h，则排料管的直径：d=（4Q／3600π）^=55mm,取无缝钢管，查阅资料，平焊钢管法兰和HG20593—97，取公称直径50，57×管道接口（采用法兰接口）进料口：采用法兰接口，法兰型号：管式平焊钢制管型HG20593—97，接口直径57×排料口：采用法兰接口，法兰型号：管式平焊钢制管型HG20593—97，接口直径57×进气口：57×，开在封头上，角度与水平线成45度排气口：57×，开在封头上进气口以人孔和封头连线为对称轴的对称位置上，角度与水平线成45度冷却水进出口：采用法兰接口，法兰型号：管式平焊钢制管型HG20593—97，5454

23v1.0可编辑可修改接口直径为57×，角度与水平线成45度补料口：57×，开在封头上，角度与水平线成45度取样口：57×，开在封头上，角度与水平线成90度压力表：弹簧管压力表（径向型），直径d1=20mm，精度，型：Y—250Z，开在封头上设备结构的工艺工艺主要内容包含：密封的方式、空气分布器、挡板、机械搅拌器以及冷却管的排列等。现逐一介绍如下： 密封方式：随着科技的飞速发展，已在发酵行业广泛采用机械密封，本机械通风搅拌罐准备采用双面机械密封方式。   冷却管的排列：为了利于拆卸、清洗，容积小于15m3的发酵罐一般采用夹套冷却装置。伴随着发酵罐体积的逐步增加，比表面积渐渐变小，夹套形成的冷却面积已完全无法满足生产的实际要求，于是本罐拟采用管式冷却装置。空气分布器：对于好气型发酵罐，主要有多孔式与单管式两种分布器形式。对于通风量较小的装置，应该加上环型或直管型空气分布器；而对通气量较大的发酵罐，则使用单管通风。经综合考虑，本罐拟采用单管进风方式发酵设备的材料选择优先考虑的是满足工艺的条件，其次是经济性。如激素、抗生素、有机酸发酵时，考虑到对产品质量和产量的影响、安全性、后道工艺的除铁困难或腐蚀性强等，则必须使用加工最好、耐酸腐蚀的不锈钢。如采用1Cr18Ni9Ti等制作发酵设备，使用18-12Mo2Ti制作水解设备。为了降低造价也可在碳钢设备内衬薄的不锈钢板。而像普鲁兰多糖发酵则可以用碳钢制作发酵设备，精制时用除铁树脂去除铁离子。随着科学技术的进步，会出现一些复合材料和喷涂金属和耐腐蚀涂料等新材料新技术，将会进一步降低设备投资费用。本设备选用1Cr18Ni9Ti制作发酵罐，以降低设备费用车间的布置安排5454

24v1.0可编辑可修改车间设置工艺流程如下：空气分过滤器二级种子发酵罐分过滤器的计算超细玻璃纤维过滤器,工作温度30℃，df=14μm，K’=通风半小时一次，一次15min,通风比则通风量V风=2×8=16m3空气/min=s培养周期按计算，过滤效果按107罐倒一罐计算①求滤层厚度：N1=10-3N2=10-6L===取L=25cm②求压力降ΔP:空气在过滤器中速度Vs=s填充系数8%，m=C==，V===ΔP=LC=L===3225Pa经过分过滤器后的空气压力为：ρgH=1000××4=4×104Pa进入分过滤器的空气压力：ρgH+ΔP=40000+3225=43225Pa(表压)进入分过滤器的空气压力<进入主发酵罐的空气压力，因此进入分滤器的压力应等于进入主发酵罐的压力即为大气压5454

25v1.0可编辑可修改求分滤器的直径：分滤器中空气体积流量V滤=V空气=×=m3/s×d2×Vs=V滤×d2×=d=1m总过滤器的设计选超细玻璃纤维过滤器，工作温度30℃，公式：ΔP=LClg=-L其中α=8%，df=14μm查表得20℃时，空气密度ρ=/m330℃时,空气粘度μ=×10-6取过滤器中空气流速Vs=s查表得Vs=s时，=求滤层厚度：发酵周期按一代种子周期18小时计算济南地区污染较严重，空气中微生物多，取8000/m3N1=8000×54×60×18=×108个N2=10-3个过滤层厚度L===取L=50cm求压力损失：c=52/Re=,V===m=5454

26v1.0可编辑可修改ΔP=LC=L===6450Pa过滤器直径：进入过滤器中的空气压力为μP滤=××105+6450=240467Pa=大气压（绝压）滤气中空气体积流量V滤=V空气=+×=m3/s×d2×Vs=V滤×d2×=∴d=2m对风机要求：风量70m3/min风压×10339=24917mmH2O=cm2选型离心压缩机，性质如下：输送介质空气进口流量100m3/min需用功率380Kw进口压力（Kg/cm2绝）出口压力（Kg/cm2绝）主轴转速14096r/min外形尺寸（长×宽×高）1600×1750×1140重量3500Kg电动机：型号JK134-2；功率440Kw；压6000V；重量4300Kg种子罐发酵种子的培养都是在种子罐中进行的，因此可根据接种量、培养条件、空气流量、通气速率等求算，已知种子培养通气量为1vvm，接种量为5%，培养48h，辅助操作时间10—12h，生产周期38—40h,假设种子罐的装料系数是70%，则种子罐的体积为Vg=×5%／70%=^3，查通用式发酵罐系数可选用公称体积为1立方米的种子罐5454

27v1.0可编辑可修改选择无锡市华元设备制造有限公司生产的1m^3种子罐，其技术参数如下：公称容积:1m^3筒体直径：220mm筒体高度H:500mm换热面积：^2搅拌轴功率搅拌轴转速：28r/min，离心机：每个周期母液含量为：*72/24*8%=工艺要求6个小时完成分离工作，则离心机生产能力：6=h选择sc1ooo三足式离心机2台，其技术参数如下：最大处理量：h转速：120r/min最大分离因数：110功率：外形尺寸：200*160*130mm空气压缩机：发酵车间共有4个发酵罐，2个种子罐，种子罐、发酵罐装料系数分别为70%、80%，设6台发酵罐和种子罐同时通风，平均通风比按计算，则工作最大通风量：(4*15*80%+2*1**=^3/min换算成20℃、，最大通风量：**293/(305*=^3/min选择日本寿礼公司生产的TRX系列离心式空压机1台，其技术参数如下输出功率：90—180kw5454

28v1.0可编辑可修改流量：—15m^3/min排气压力：1—3pa流化干燥器的计算临界流化速度流化速度是指床层压降等于单位截面床层的重力，全部颗粒刚好浮起时流体的表观流速。可由下式计算：Vmf=μRemf／dsp式中      mμ——气体粘度，μ=m；           ds——颗粒直径，ds==；           rp——气体密度，p=／m^3=r； Remf——临界流化速度下的雷诺数，是阿基米得准数的函数Remf=Ar／（1400+^）Ar——阿基米德准数Ar=PgPzds^3／μ^2=Pz——颗粒密度，Pz=1050kg／m^3g——重力加速度Remf=,Vemf=／s操作流化速度操作流化速度v应大于临界流化速度Vemf而小于带出速度vt，可由下式求得V=—vtVt=Reμ／PDzRe——带出速度下的临界雷诺数Re=Ar／18+（Ar）^=故可求得Vt=／s现取v=5454

29v1.0可编辑可修改则v=×3,88=／s流化床几何尺寸： 流化床层高度Hf与操作时的床层空隙率εf有关，与原始床层高度Hz及空隙率有关，用下式计算Hf=（1—εz）Hz／（1—εf）Hf——流化床层高度，mHz——原始床层高度，mΕz——原始床层空隙率Εz——流化床层孔隙率Hf取已知流化速度v、εf，即可由下式计算：εf=((18Re+^2)／Ar)^Re=dzvp／μ=Εf=Εz=1—pb∕pmPb——颗粒物料的堆密度，pb=470kg∕m^3Pm——颗粒物料的真密度，pm=1000kg∕m^3Εz=Hf=考虑到空气可能夹带一些颗粒，因此，实际干燥室高度H应大于流化床层高度片fH，设计时取Hf=2×=干燥室直径D=（4V∕3600πv）V——空气流量，V=50000m^3∕s即可得D=，圆整为物料在干燥器内停留时间：5454

30v1.0可编辑可修改T=3600（1—εz）π／4pzHz／G0T——物料在干燥室内停留的时间，hG0——加料量，m^3／h则T=查阅相关资料，选择ZLG系列振动流化床干燥器，机型，流化床面积,进风温度℃140~200摄氏度，出风温度℃70~95摄氏度，蒸发水分能力200—280kg／h，振动电机型号为YZS50-6，功率2×锅炉燃气锅炉每吨普鲁兰多糖会产生5吨的废水，每吨水可产^3沼气，其热值为m^3，则每吨普鲁兰多糖产沼气：5*=^3热值为**10^3=695040kJ可产蒸汽量为：695040/（*）=每年可产蒸汽量为：*100*10^-3=每小时产蒸汽量：*10^3/（300*24）=选择1台宝成集团制造的WNS2燃气锅炉，其技术参数如下：额定蒸发量：5kg/h额定工作压力：额定蒸汽温度：194℃功率热效率：使用燃料：天然气、轻油、城市煤气、液化石油气外形尺寸：3870*1900*2060mm5454

31v1.0可编辑可修改燃煤锅炉：由物料衡算知，每小时所需蒸汽量为+=，沼气可产蒸汽，则每小时燃煤产蒸汽量：选择1台由重庆重锅炉厂制造的DZL4燃煤锅炉，其技术参数如下：额定蒸发量：140kg/h额定工作压力：进水温度：20℃锅炉热效率：燃料消耗量：煤/t蒸汽外形尺寸：7480*2680*3940mm加热罐：发酵液常压下加热沸腾30min，待冷却后，过滤除去有机杂质等残渣获得清夜。发酵液的流量：*100/(300*24*1050)=^3/h煮沸时间是30min，则加热罐的体积为：*3/6=^3体积圆整到1m^3,取两个，其中备用。储罐尿素储罐由物料衡算知，尿素每天的用量是，流加尿素的浓度是40%，每天所用尿素的体积：(1030*=^3取尿素储罐填充系数为，则有储罐体积为：=^3取^3储罐两个，其中一个备用。精制氮源储罐由物料衡算知，每天所需精制氮源量为，体积为：=^3假设精制氮源储罐装料系数为，则精制氮源的体积为=12m^3取15m^3储罐两个，其中一个备用。5454

32v1.0可编辑可修改硫酸铵储罐由物料衡算知，每天所需硫酸铵量为，体积为=^3假设硫酸铵储罐装料系数为，则硫酸铵的体积为=^3取5m^3储罐两个，其中一个备用。硫酸镁储罐由物料衡算知，每天所需硫酸镁量为，体积为=9m^3假设硫酸镁储罐装料系数为，则硫酸镁的体积为9/=^3取15m^3储罐两个，其中一个备用。乙酸锌储罐由物料衡算知，每天所需乙酸锌量为，体积为=^3假设乙酸锌储罐装料系数为，则乙酸锌的体积为=^3取^3储罐两个，其中一个备用。亚铁氢化钾储罐由物料衡算知，每天所需亚铁氢化钾量为，体积为=^3假设亚铁氢化钾储罐装料系数为，则亚铁氢化钾的体积为=^3取1m^3储罐两个，其中一个备用。过氧化氢储罐由物料衡算知，每天所需过氧化氢量为，体积为=^3假设过氧化氢储罐装料系数为，则过氧化氢的体积为=^3取1m^3储罐两个，其中一个备用。5454

33v1.0可编辑可修改第四章厂址选择及车间布置设计4．1厂址选择原则（1）厂址的位置要符合城市规划(供车、供电、给排水、交通运输、职工文化生活、商业网点等)和微生物生产工厂对环境的特殊要求。（2）厂址的地区要接近原料、燃料基地、和产品销售市场，还要接近水源和电源。（3）具有良好的运输条件。（4）场地有效利用系数较高，并有远景规划的最终总体布局。（5）有一定的基建施工条件和投产后的协作条件。（6）厂址选择要有利于三废处理，保证环境卫生。 环境保护与措施 回收利用废物资源生产副产品，对环境影响将降低很多。管道布置符合国家环保要求和工厂平面布置要求，雨水走雨水管道通入湖泊，生活污水走污水管道并与排污厂签订协议进行工业废水处理。 车间平面布置原则 1．主、辅建筑布局合理，生产作业线最短，各区域联系最方便； 2．在满足生产要求前提下，应注意节约用地，减少土石方工程量； 3．对建筑布局、运输、竖向、道路、供电线路、上下水和工业管道、消防、绿化、环保等进行综合考虑； 4．应立足近期工程，兼顾扩建项目，但平面规划应一次完成。 5．厂区内应有排水设施并与城市排水系统或沟、渠、池塘、河流等相连接。 6．站台地面应高出外地面~m；生产建筑底层地面应比外地面高0.30m或以上，当采用组合型建筑时应与站台地面高度相适应设备在车间中的正确布置1空气压缩机置于一层，总过滤器置于一层，种子罐置二层，分过滤器置二层，计量罐置三层5454

34v1.0可编辑可修改2设备与墙之间的距离不小于设备之间的距离不小于3卡氏罐一级种子罐二级种子罐顶部在同一水平线上，且置于同一车间4每层楼上有能安装本层设备的面积经绘草图确定各设备按装位置如下车间土建设计及其基本技术参数技术参数如下占地面积130m2建筑面积108m2，长、宽、高、12×9×层数4，层高米土建设计如下：大门：位于一层楼梯上行段的下面，双扇门，门洞宽米，高2米车间内：一层：靠近大门的房间与发酵罐房间的双扇门，宽米，高2米。发酵罐房间与压缩机房间采用双扇门，门洞宽米，高2米靠近大门的房间与压缩机房间采用单扇门，门洞宽1米，高2米。二层：楼梯间与菌种室之间单扇门，宽1米，高2米，菌种室与发酵罐房间之间双扇门，宽米，高2米，三层：楼梯间与化验室之间单扇门，化验室与发酵房间之间单扇门四层：单扇门楼梯：双跑楼梯，单独占一房间（6×）。楼梯宽度米，斜度约45度有无内墙：两发酵罐之间从一至四层都没有防墙相隔窗：从一层至四层的山墙都开宽2米，高2米的窗户。另外，控制室，化验室与发酵罐房间都有宽1米高米的窗户楼板孔洞：二层至三层的发酵罐孔洞一个为ø，一个为ø，四层都是ø。电器设备简要说明空气压缩配的电机JK134-2,功率440Kw,电压6000V,重量4300Kg年产100吨普鲁兰多糖工厂车间布置5454

35v1.0可编辑可修改车间布置设计的目的是对厂房的配置和设备的排列作出合理的安排，并决定车间，工段的长度，高度和建筑结构形式，以及各车间之间与工段之间的相互关系。车间布置必须在充分调查的基础上，掌握必要的资料作为设计的依据或参考。这些资料包括：生产工艺流程图，物料衡算数据及物料性质，设备资料，公用系统耗用量，土建资料和劳动安全，防火，防爆资料，车间组织及定员资料，有关厂区总平面布置的规范资料。第五章给水排水工程水在生物工程工厂中的地位，就某种意义来说，与所用生产原料占有同样重要的地位。用水量大，用水质量高，排水量大，排出的废水对环境污染较严重，是生物工程工厂的特点之一。因此，给排水工程的设计，在生物工程工厂设计中占有极为重要的地位。给排水工程设计的质量，还将直接影响到生物工程工厂的基建投资、生产经营管理、产品质量、成本核算等方面。因此，对给排水工程设计应予以足够的重视。设计依据根据建厂地区所属省地质局水文工程地质队提供的建厂地点水源勘查报告生物工程工厂工艺生产及附属生产对给排水的要求，其中包括：各车间最大、最小和平均用水量各车间最大、最小和平均排水量及污水的性质生产、生活和消防用水水质要求，以及污水排放标准厂区的总体布置，各建筑物卫生设施及消防等级住宅区人口、建筑面积、卫生设施等情况根据我国目前公布的有关给排水标准和规范给排水设计的目的、任务和主要内容5454

36v1.0可编辑可修改给水和排水工程，在工业生产和人民生活的各个方面，都是十分重要和必不可少的。为了保证生产的正常进行和职工的身体健康，需要使用不同质量的水资源。生物工程工厂与排水工程关系更紧密，在生产过程中需要大量用水外还对水的质量、温度有较严格的要求。生物工程工厂一般废水量较大，有些是清洁废水，如冷却水，应考虑循环利用和回收热量后再排除，有些废水是严重污染的，应进行处理后再排放。因此给水排水设计的任务和目的，一是供给符合工程工厂生产工艺要求的生产用水。符合生活饮用水水质的生活用水和消防用水；二是排除工业废水、生活污水及厂区、福利区的雨水。给排水设计可分为给水工程和排水工程两大内容。给水工程一般包括以下三部分：取水——水源选择，取水泵房设备选择与布置设计水处理——根据水质处理的质量要求，设计水处理工艺流程，选择设备和主要构筑物，并合理布置。输配水——包括调节构筑物，泵房及室外管网排水工程——设计内容包括排水管网、污水处理和利用两部分。给水工程给水的范围及质量标准生物工程工厂给水的范围，包括生产用水、生活用水和消防用水。生产用水及质量标准生产用水质量的好坏，对产品质量有直接影响。生产用水包括以下四部分，不同的生产用水，对其质量标准要求也不同工艺用水：这些水直接参加到工艺过程中去，直接影响到半成品和成品的质量。不同产品有不同的水质要求。一般要达到饮用水标准，且硬度较低或中等，偏酸性或中性。微生物含量越少越好冷却用水：要求水温低，硬度低（减少水垢）。水中不宜含有有机物或其他固体杂物，以免堵塞设备或管道。洗涤用水：要求清洁卫生锅炉用水：要求软水5454

37v1.0可编辑可修改生活用水及质量标准：一般按照饮用水的标准进行设计。生活用水包括清洁用水、饮食用水和洗澡用水。消防用水：消防用水一般对水质没有特殊要求，可用任意水源，但水量必须充足。给水量的确定给水量的确定，是工艺设计人员在内给水工程设计中的一个任务。要根据工艺和生活以及消防的要求，确定出单位产品的用水量和每天总用水量的最大值。生产用水量的确定：确定生产用水量，可以根据工艺计算中的物料衡算、热量衡算和水平衡计算介绍的方法计算出单位时间的用水量，也可以参照各生产厂的实际用水定额计算。生活用水量标准：生活用水量是按最大班次的工人总数计算的，按我国标准规定：车间职工：高温车间每人每班次饮用水量为35l，其他车间25l淋浴车间：在易污染身体的车间或为了保证产品的质量而要求特殊卫生条件的车间（工段），每人每次用水量为40l，在排除大量灰尘的生产岗位（如锅炉、备料等）以及处理有毒物质，每人每次用水量为60l。家属宿舍按每人每日250l计算；集体宿舍按每人每日150l计算；办公室按每人每班15l计算；幼儿园、托儿所按每人每日25l计算；食堂按每人每餐25l计算；医务室以每人每次25l计算。消防用水量的确定：消防用水，由于消防设备一般附有加压设备，对水压的要求不太严格，但必须根据工厂面积、消防等级、厂房体积和厂房建筑消防标准而保证供水量的要求。一般消防用水的供水量，要保证在40M^3每秒的流量。但在计算工厂总得用水量时，可以不计。消防用水量，当发生火警时，可以调整生活生产用水量解决。5454

38v1.0可编辑可修改生产用水水压的确定：因车间不同，用途不同而有不同的要求。如果脱离实际，过分提高水压，不但增加动力消耗，而且要求提高管件的耐压强度，从而增加建设费用。如果水压太低，不能满足生产的要求，将影响正常的生产。确定水压的一般原则为：进车间的水压，一般应为；供水的水压应为使用水的最高点加；如果最高点用水量不大时，车间可另设加压泵。给水处理是根据原水水质和处理后水质要求，采用最适当的处理方法，使之符合生产生活所要求的水质标准。如果使用自来水作为水源就不需要给水处理。常用的处理方法有混凝、沉淀、澄清、过滤、软化和除盐等。生物工程工厂工艺用水处理主要是根据原水水质和生产要求，采用不同的处理方式。酿造用水，生活用水，除澄清过滤处理外，还须经消毒处理；锅炉用水还须软化处理。水源水源地选择，应根据当地的具体情况进行技术经济比较后确定。在有自来水的地方，一般优先考虑使用自来水。如果工厂自制水，则尽可能优先考虑地下水，其次在考虑地面水。生物工程工厂由于用水量大，水质要求较高，所以水源的选择是确定厂址的关键因素之一。选择即经济有合理，水质符合要求，水量确保供应的水源，在生物工程工厂的设计中尤为重要。在自然界中，水存在与地球表面的称为地表水。存在地面下的称为地下水。地表水源有江河湖海泉水等。地下水有滞层水和深层地下水。生物工程工厂选择水源时，如果地下水资源丰富，应优先考虑采用适当的地下水作为主要的水源较为经济合适。因为地下水比地表水不易受到污染和打扰，含有有机物、微生物、悬浮物较少，水温在8—20摄氏度之间，基本不受外界气温影响，水温较稳定。如硬度较大，采用作普通处理即可。目前生物工程工厂多取用深层地下水，一是水质、水温均较稳定，二是水量较大，当地下水源比较缺乏，则可采用地面水：江河湖泊泉水，可以设置取水构筑物直接吸水供给生产。有些地区，可以考虑地面水和地下水兼用，以两个水源供应不同的工段。有些大城市或城镇的工厂，离地面水远，地面水水质又差，则可用城市自来水作为生产用水水源或自来水和深井水结合的给水系统配水工程5454

39v1.0可编辑可修改从水塔以下的给水设备或系统统称为配水系统。小型食品工厂配水系统，一般采用枝管网，大中型厂生产车间，今后趋向于大型化，一个车间的进水管分几路接入，故采用环状管网，以确保供水正常。管网的水压必须保证每个车间的建筑或最高层用水的自由水头不小于6-8米，对于水压有特殊要求的工段，可以采取具备增压的设施。室外给水管路通常采用铸铁埋地，管径的选择应恰到好处，太大了浪费管材，太小了压头损失大，动力消耗增加，为此，罐内的流速应控制在合理经济的范围内。冷却水的循环系统食品厂的制冷机房，车间空调机房及真空蒸发工段等需要大量的冷却水。为减小全厂的用水量，常常设置冷却水循环系统和可降低水温的装置，如冷却池、喷水池、自然通风冷却塔和机械通风冷却塔等。为提高效率和节省用地，广泛采用机械通风冷却塔，这种冷却塔具有冷却效果好、体积小、重量轻、安装使用方便、而且秩序加入循环水量的5%的新鲜水，着对水源缺乏或水费昂贵且电费不变的地区，特别适宜。消防系统食品厂的建筑物耐火等级较高，生产性质决定其发生火警的危险性较低。食品厂的消防给水宜于生产生活给水管合并，室外消防给水管网应为环形管网，水量按15l/s考虑，水压应要保证消防给水量达到最大且水枪布置在任何建筑物的最高处时，水枪充实水柱仍不小于10米。室内消火栓的配置，应保证两股水柱每股水量不小于s,保证同时达到室内的任何部位，充实水柱长度不小于7米。排水工程排水工程设计内容包括排水管网、污水处理和利用两部分。排水管网汇集了各生产车间排出的生产污水、冷却废水、卫生间污水和生活区排出的生活废水。借重力自流经预制混凝土管引流至厂外城市下水道总管或直接排入河流。雨水也为排水系统中重要组成部分之一，统一由厂区道路边明沟集中后，排至厂外总下水道或附近河流。5454

40v1.0可编辑可修改部分冷却废水可回收循环使用，采用有盖明渠或管道自流至热水池循环使用。生物工程工厂用水量大，排出的工业废水量也大。有许多废水含固体悬浮物多，BOD和COD含量很高，将废水排入江河会污染水体。现在国家已经颁布了相应的环境标。对于新建工厂必须贯彻把三废治理个综合利用工程与项目同时设计、同时施工、同时使用的三同时方针，所以废水处理在心间生物工程工厂中占有非常重要的地位。一定要在发展生产时保护环境，为子孙后代造福。第六章供电工程供电工程在生物工程工厂设计中只是个辅助部分，但却是一个重要的、不可缺少的组成部分。对工业企业来说，没有电力供应就没有没有生产。电力供应设计的要求和内容供电设计的要求工厂供电设计是电力系统的一个组成部分，必须符合电力系统的要求，如按电力负荷分级供电等。工厂的电力系统必须满足工厂生产的需要，保证高质量的用电。必须考虑电力的合理利用与节约，供电系统的安全和经济运行，施工与维修方便。供电设计的内容生物工程工厂主要是城市电网供电，供电设计的主要内容有：供电系统：电源、负荷、电压、配电线路、变电所位置和变压器选择等。车间电力设备：主要包括电机的选型和电动机功率的确定，以及其他电机设施等弱电通讯厂区外线及防雷接池电气维修工段照明供电设计资料供电设计时、工艺专业提供的资料有5454

41v1.0可编辑可修改用电设备名称、规格、容量和特殊要求提出选择电源、变压器等型式、功率和变压的初步意见弱电（通讯、讯号、照明）的要求设备、管道布置图、车间土建平、立面图车间总平面布置图生物工程工厂电力负荷及供电要求生物工程工厂电力负荷的分级电力负荷的分级是按照供电设备及用电部门对供电可靠性的要求来划分的。通常分为三级：一级负荷是指突然中断供电时，将造成人身伤亡、重大设备损坏或是给国家经济带来重大损失者二级负荷突然停电将产生大量废品、或是停产造成经济上重大损失者三级负荷凡不属于一二级损失者供电要求一级负荷应有两个独立电源供电，当其中一个电源断电或是停止供电时，并不影响另一电源继续供电二级负荷应尽量做到当发生电力变压器故障或电力路线常见故障时，不致中断供电或中断后迅速恢复。有困难是，允许一回专用线路供电三级负荷对供电电源无特殊要求生物工程工厂中的啤酒厂、味精厂、酶制剂厂、抗生素厂等，生产具有高度的连续性，对供电的可靠性有较高的要求，电源中断时间过长。会造成产品的质量下降、甚至报废。因此这些工厂的生产车间均为二级负荷。一般动力车间上的锅炉上水泵，停电后，锅炉停电将造成事故。，为一级负荷，如果在设计中采用某些措施，如备用蒸汽往复泵，负荷等级可以降低。车间配电5454

42v1.0可编辑可修改食品工厂生产车间多数潮湿，温度较高，有的还有酸碱盐等腐蚀介质，是典型的湿热带型电器条件，因此，食品工厂生产车间的电器圣杯应该按湿热带条件选择。车间总配电装置最好设一单独小间内，分配电装置和启动控制设备应防水汽、腐蚀，并集中于车间的某一部分。原料和产品经常变化的车间，还要多留供电点，一边设备的移动或调换，机械化生产线专用的自动控制箱。照明车间和其他建筑物的照明应与动力线分开，并应留有备用回路。生产照明过去普遍采用日光灯。当车间空间净高超过6米时，现在普遍采用高压水银灯或碘钨灯，当采用高压水银灯是，必须与相同热量的白炽灯混用。大面积车间的照明灯具的开关宜分批集中控制。潮湿和水汽打的工段，应考虑防潮措施。建筑防雷和电气安全食品工厂的烟囱。随他和多层厂房的防雷等级属于第三级，电气设备的接地，保持接地和抱负接0的接地电阻应该不小于4欧姆，三类建筑防雷的接地装置和电气设备的接地设备可以共用，自来水管路和钢筋混凝土基础也可以作为接地设备。厂区外线供电厂区外线一般采用低压架空线，也有采用低压电缆的，线路的不知应保证路程最短，不迂回供电，与道路和构建物的交叉最少。架空导线一般采用LJ铝绞线。建筑物密集的厂区不限应采用绝缘线。电杆一般使用水泥杆，杆距30米邹游，每杆装灯一盏。第七章三废的处理及其综合利用废气处理普鲁兰多糖发酵生产的废气主要是二氧化碳，虽然二氧化碳不具有毒性，但是由于它的存在影响了人或动物体对氧的摄取，使机体内氧合血红蛋白减少，造成窒息，严重时可引起死亡。由于二氧化碳比空气重，一般弥散在车间下部，应注意通风，防止人身事故发生。5454

43v1.0可编辑可修改目前国内对二氧化碳的处置利用方法主要有以下三种：1.低压法二氧化碳气体压力为—，采用国产压缩机将二氧化碳压缩净化后，直接送到用气点。在这一压力下，二氧化碳的液化温度为—50℃———42℃，一般的冷冻机是无法将他们液化的。因此无法以液态方式储存。当无发酵气体时便无法回收供气，这种方法和设备已基本被淘汰。2.中压法二氧化碳的压力为—，采用国产专用压缩机，将二氧化碳压缩净化后，在—25℃———12℃下冷冻液化，其时相对密度约为994—1052kg∕m^3。可低温储存，二氧化碳纯度可达%以上。液态二氧化碳气态减压后，可直接送到用气点，也可经增压泵将液体二氧化碳充装入高压钢瓶中。3.高压法二氧化碳的压力为6—9mpa，它是最传统的方法，由于压力高，二氧化碳可在常温下液化。将二氧化碳压缩至中压时进行净化，然后返回压缩机再压缩至6—9mpa，经冷却液化直接充装如高压钢瓶中。以上三种方法中，低压法由于其局限性而被淘汰。中压法因其有许多优点，代表了发展的主流。高压法虽有许多不足之处，但由于操作简单，投资少，故在国内市场仍占一席之地。高压法与中压法能耗基本相同。大家知道，好气发酵系统中大量能量消耗在空气系统中，压缩空气经过滤除菌后通入发酵罐。但是由于氧气溶解度很小，通入的无菌空气实际上消耗的氧气很少，因此进出发酵罐气体的含氧量变化不大。俄罗斯学者提出，用特制的过滤除湿设备过滤排出的空气，使之与新鲜的无菌空气混合在进入发酵罐使用，以节省用于通风的电耗。该项新技术已投入工业化生产并申请了专利。排放气体中可能对于环境和生产可能造成污染的发酵系统，则应在排气管出设置连续灭菌装置，以便将污染程度控制在最低限度。废水处理5454

44v1.0可编辑可修改普鲁兰多糖是一种非凝胶的多糖和极易溶于水的生物的大分子，水溶液呈透明胶状，应用领域及其广泛，主要应用于钻井泥浆的增稠剂、采油的去油剂以及食品的添加剂，在印染纺织、陶瓷、医药、造纸、化工等方面也得到应用，某企业以玉米淀粉为原料，采用优质新菌种，微生物发酵法生产高黏度、高质量的普鲁兰多糖产品，主要辅助材料是乙醇、氨水、玉米浆等，其中每生产1吨普鲁兰多糖需要玉米淀粉、乙醇、玉米浆、400t水、氨水等，普鲁兰多糖生产废水黏度比较大，NH3-N含量较大、富含有机物。主要有葡萄糖、乙醇以及丙酮酸等，该废水如直接排放。将会对环境造成严重的污染。UASB反应器是目前应用最为广泛的高速厌氧反应器，具有设计简单、造价以及运行费用低不易堵塞、污泥产率低、奶冲击负荷能力强等特点。连续进水周期循环活性污泥法是在好氧生物处理中常用的序批式活性污泥法，是在SBR基础上发展起来的CASS工艺与SBR工艺相比较有很多的优势：反应池有预处理区和主反应区组成，预反应区控制在缺氧状态，对难降解底物去除率高，具有良好的除氮效果，CASS工艺每个周期排水量小，奶冲击能力强。本研究利用UASB-CASS工业处理普鲁兰多糖废水，经过小试和中试最终确定该处理工艺，经一年的运行，各项指标均达到技术要求，出水质稳定。废水处理技术UASB反应器的启动与运行厌氧细菌在30摄氏度走生物活性较高，采用厌氧中温处理，进水温度控制在37摄氏度左右，UASB反应器系统考厌氧污泥降解有机污染物，必须足够的厌氧污泥。厌氧污泥取自泰安污水处理厂A池的活性污泥，该污泥沉降性能好，进水COD容积负荷为m^,初期进水量为30m^3/d,并以COD去除率大于70%、镜检状况以及出水平焊值为依据逐渐增加进水量。反应器挥发酸的浓度是控制反应器正确运行的重要指标，这是因为挥发酸弄浓度能快速和灵敏的反应出反应器微小行为的变化。在正常情况下，底物有酸化菌发酵生成挥发酸，挥发酸再由甲烷菌转化为甲烷，因此挥发酸浓度低，表明甲烷菌比较活跃，当挥发酸浓度质量大于800mg/l时，就有算话的危险。由于挥发酸与ph值在某种程度上具有较直接的关系，在调试的过程中以控制进出水的ph防止反应器内部的酸化，主要向进水中投加石灰来控制，钙离子有利于厌氧污泥的颗粒化。运行七周后进水量增加到160m^3/d,有少量浮泥产生，主要原因进水SS过高，脉冲进水上升速度过高导致，在出水口设置堰板以去除悬浮污泥。第十三5454

45v1.0可编辑可修改周，出水物悬浮污泥，污泥床地步污泥逐渐密实，形成粒径1mm左右的污泥颗粒，颗粒污泥随负荷的增加而增大，高负荷可使底物更多的进入污泥颗粒内部，从而允许大的污泥的生长和存在，减少反应器负荷会导致颗粒污泥强度的降低，负荷的变动会导致污泥颗粒的破碎。菌种培养阶段历时三个多月，UASB反应器的负荷达到5kg/m^,从距反应器底部1m处取样管中取得沉淀性良好的污泥，其MLSS量为50g/l,UASB反应器抗酸冲击能力增强，进水ph无需石灰水调节，直接进水，UASB反应器进水水质稳定，碱度降低到1600kg/l,主要原因是反应器采用脉冲进水，进水与颗粒污泥处于膨胀或流化状态，接触充分，对废水的去除率高，另一个原因是UASB反应器的抗冲击负荷能力强。CASS反应器的启动与运行种泥取自某污水处理厂的号氧污泥，投加量为20%。子厌氧实验开始2个月后，对好氧污泥进行驯化，UASB反应器出水自流入CASS池，进水COG控制在800mg/l左右，进水量控制在40m#/d，后逐渐增加，以镜检和COD去除率达到75%以上作为增加进水量的依据，每次增加进水量5立方米，在运行四周后，在镜检中可以发现许多新生的菌胶团以及钟虫等。废渣处理凡人类在市场、流通。消费等过程中产生的不在具有可利用价值而被丢弃的固体或半固体物质，统称为固体废弃物。各类生产活动过程产生的固体废弃物称为废渣。实际上固体废弃物是相对所有者而言的。所有者在具体生产过程中原料、商品、消费品等仅用某些有用的部分，无利用价值部分则被视为废弃物。但是，从另一个角度分析，这些对原所有者物利用价值的部分中，人含有其他行业可利用的部分或经过一定技术处理后又可作为其他行业生产的原料加以利用。由此可见，固体废弃物的概念随时间、空间的变迁而具有其一定的相对性。在倡导节约型社会的今天，提倡资源的综合利用和社会再循环，使废物不废，玉箫减少废弃物的积累数量和处理数量，增加社会效益和经济效益，讲师科技工作者乃至全社会关注的重要问题。固体废弃物的发生源与分类5454

46v1.0可编辑可修改固体废弃物的发生源废弃物是社会流动系统中的一个重要组成部分，来自于人类活动的各个环节，从人们的社会活动、家庭生活工农业生产到产品消费全过程，无一不产生各种形态和类型的废弃物。固体废弃物的分类固体废弃物的分类主要依据其产生的途经与性质而定。我国制定的固体废弃物管理法中将固体废弃物分为工业废弃物和城市生活垃圾两类，其中也包含有毒有害部分，并将有毒有害部分单独列为其中一小类。生产性固体废弃物生产性固体废弃物是指来自工农业生产与加工过程所产生的各种类型的固体废物，是各种污染物的终极状态。例如，一些有害气体或飘尘经过处理后最终富集成废渣，一些有害物或悬浮物经过处理后最终被分离出来成为污泥或废渣，一些含有重金属的可燃固体废弃物通过烧焦处理后最终浓集于灰烬中，一些从食品、发酵工业中排出的腐败果渣、肉渣、油渣以及发酵工业残渣等。此外，从污染控制设施排放出的固体废弃物，浓缩了大量不同的污染物的各种不同的成分。与废气、废水相比，生产性固体废弃物对自然环境具有更大、更严重、更广泛的影响。根据生产性固体废弃物的废水源的不同，可将其大值分为粮油食品加工业生产性固体废弃物、发酵工业生产性固体废弃物、制药工业生产性固体废弃物、化学工业生产性固体废弃物、轻纺工业生产性固体废弃物、农业生产性固体废弃物以及炼金与电力生产性固体废弃物等。其中，我国发酵工业如氨基酸、酶制剂、调味品、啤酒、白酒、有机酸、黄酒、葡萄酒等生产企业，每年可产生上百万吨的生产性固体废弃物以及大量废气渗透液。国家队发酵性生产性固体废弃物的在利用以及固体废弃物对环境的污染状况十分重视，为解决这个问题，每年下拨相当数量的资金用于对生产性固体废弃物的转化与治理研究。食品与发酵等工业生产废水中可被回收的固体废弃物可大值分为有机废弃物、悬浮性物质以及有害微生物细胞三大类。有机废弃物5454

47v1.0可编辑可修改泛指耗氧的有机物质粮油食品、发酵、酿酒、医药等废水中含有一定含量的有机物，如淀粉生产企业因其生产设备质量、工艺技术要求以及员工操作等各方面的原因，每日排放的废水中往往含有少量的淀粉和蛋白质，油脂化工企业排放的废水中含有脂类物质。食品与发酵等工业生产废水中可被回收的固体废弃物概括起来主要有：淀粉、蛋白质、脂类物质、纤维素、半纤维素以及含氮化合物、果胶，这些化合物虽然没有直接毒性，如果在自然界随意排放，将很快会被自然界中的微生物分解利用，其代谢过程中产生的各类代谢物如CO/CO2、各种有机酸等将会对环境造成严重污染。有害微生物细胞少数工艺废水中常常含有发酵微生物灭活3细胞、菌丝和菌丝体、有害细胞以及其他有害微生物，有时还有可能一些人体病原菌，例如制革工业废水中就可能含有从动物体带来的炭疽杆菌，酒精和啤酒工业废水中含有酵母细胞，柠檬酸工业废水中含有黑曲霉菌丝体，乳酸工业废水中含有乳酸菌细胞。填埋技术粮油食品与发酵工业等固体废弃物中通常含有部分不可利用的成分和部分可回收或可利用的成分。通过一定的分离手段和技术处理，可以将大部分有用资源回收和利用，对于不可利用部分，则利用填埋技术等进行处理，从而达到降低污染、净化环境、提高经济与社会效益的目的。工业固体废弃物的处理技术有压实、破碎、分选、脱水与干燥、生物转化技术。脱水与干燥技术工业生产固体废弃物的脱水与干燥问题常见于粮油食品、酒精、葡萄酒、白酒、酱油与醋以及制药等的行业。脱水方法常用的脱水方法有自然干化与机械脱水两种类型机械脱水以过滤介质两边的压力差作为推动力，强制是水分通过过滤介质称为滤液，而固体颗粒被截留成为滤饼，从而达到固液分离的方法称为机械脱水，常用的机械脱水设备有：真空抽滤脱水机、板框过滤机、带式压滤机和离心脱水机。自然干化脱水常见于发酵工业污水处理厂对污泥的处理，其处理场所称为干化场，周围建有图或板体围堤，中间用土堤或隔板隔成等面积的若干区域。为便于起运脱水污泥，通常每区段长6米左右、宽4米，渗透水经排水管汇集排出，干化场运行时，每次课集中放满一区段的面积，放置污泥的厚度月30cm5454

48v1.0可编辑可修改。污泥干化周期约为10-15d。干化后再经干燥、配料、制粒等处理后，可作为农田肥料使用。干燥技术我国蜂胶片工业每年有上百万吨的工业废渣排出，如啤酒糖化废糟、果酒与葡萄酒生产过程产生的废果渣、白酒发酵废渣、味精、醋与酱油发酵废渣、酒精发酵渣以及抗生素发酵残渣等。如果不及时做处理，大量废渣的没变将会对环境造成严重的污染，因此干燥技术的目的是防止工业废渣的霉变、达到脱水、易处置、易存放、宜于再加工而采取的一种有效的处置措施。生物转化新技术在粮油食品发酵工业生产中，所积累的固体废弃物中含有较多的可再利用的成分，尤其是含纤维素的成分居多。如果将工业废气纤维素单独回收，采用生物酶等催化水解工艺处理纤维素，可以初中获得食用葡萄糖、精制葡萄糖、单细胞蛋白、酒精、汽油醇等系类产品，过滤的葡萄糖液经过在加工或再利用，可以获得不同的系列产品。酶水解反应酶水解是一种生化反应，通常在常压下进行。产酶微生物的培养仅需少量的原料，培养过程的能耗较低。由于酶对呗催化物具有高度的专一性，所得产物的纯度与产率较高。工业生产中，利用绿色木莓突变株，用制备的培养液进行发酵，而后在发酵液中提取粗酶液，再与废弃纤维素母液混合，与，温度50摄氏度下进行水解反应。第章设计的结果和总结本次设计的课题名称是年产100吨普鲁兰多糖的车间设计，通过大量查阅文献、浏览资料、收集数据和反复筛选比对提炼的结果，最终初步确定了普鲁兰多糖的发酵、生产、提取的一整条工艺流程及相应的工艺条件。并在此基础上，提出一种恰当的车间设计、规划、布置的方案同时利用有关的参数进行了工艺计算进而求得生产、分离纯化车间所需设备的型号、功率、性能、占地面积等各方面数据。通过此次毕业设计，我们所学的专业知识得到了全面的巩固，使理论和实践达到了更好的结合，进一步锻炼了独立思考、分析问题和解决问题的能力，我相信这次难得的经历也必将会对本人未来的发展产生一定意义上积极乐观的影响。5454

49v1.0可编辑可修改附录1.厂区总平面布置图 2.生产车间平面布置图 3.发酵车间立体布置图 4.全厂工艺流程图 5.发酵罐结构图6.英文文献及翻译参考文献 [1]陈偕中主编.化工设备设计全书.[M].化学工业出版社.北京:375-415 [2]陈乙崇主编.搅拌设备设计.[M].化学工业出版社.北京.79-154 [3]化工设备机械基础，[M].化工出版社，2004 [4]许勤虎，徐勇虎，闲燕等.普鲁兰多糖及应用进展研究[J].山西食品工业,2003:1-6[5]王修垣,崔文华,刘秀芳.[M].微生物通报,1996,23(6):327-328. [6]王修垣,崔文华,刘秀芳.[M].微生物通报,1997,24(1):7-8. [7]刁虎欣,王建龙,高枫.[M].食品与发酵工业,1993,19(2):25-29. [8]刁虎欣,潘卫东,于宪潮.[M].食品与发酵工业,1993,19(3):25-28. [9]李卫旗,姚恕.[M].微生物学杂志,1996,16(1):9-12. [10]许喜林,司徒海峰,陈维钧.[M].食品科学,1997,18(10):22-25. 5454

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