生物工厂工艺设计

第1章绪论1

1.1概述1

1.2生物工厂工艺设计的概念和主要内容2

1.2.1生物工厂工艺设计的概念2

1.2.2生物工厂工艺设计的主要内容2

1.3生物工厂工艺设计的特点和要求2

1.4学习本课程的目的和方法3



第2章生物工厂的基本建设程序5

2.1概述5

2.2设计前期工作阶段6

2.2.1项目建议书6

2.2.2可行性研究6

2.2.3设计委托（任务）书7

2.3设计中期工作阶段7

2.3.1设计工作所涉及的专业和分工8

2.3.2国际通用的工艺设计程序9

2.3.3初步设计阶段11

2.3.4技术设计阶段13

2.3.5施工图设计阶段13

2.4设计后期工作阶段14



第3章工艺流程设计15

3.1概述15

3.1.1工艺流程设计的重要性15

3.1.2工艺流程设计的任务和成果15

3.1.3工艺流程设计的原则16

3.2工艺流程设计的基本程序16

3.2.1产品方案的确定16

3.2.2产量的确定19

3.2.3工艺流程图的绘制20

3.3常见单元设备的自控流程31

3.3.1泵的自控流程设计31

3.3.2换热设备的自控流程设计32

3.3.3反应器的自控流程设计33

3.4工艺流程的完善与优化35



第4章工艺计算37

4.1物料衡算37

4.1.1概述37

4.1.2实例解析42

4.2热量衡算50

4.2.1概述50

4.2.2实例解析53

4.3用水量衡算57

4.3.1概述57

4.3.2实例解析58

4.4计算耗冷量61

4.4.1概述61

4.4.2实例解析65

4.5计算抽真空量68

4.5.1概述68

4.5.2实例解析70

4.6计算无菌压缩空气消耗量71

4.6.1概述71

4.6.2实例解析74

4.7计算用电量75

4.7.1概述75

4.7.2实例解析76



第5章工艺设备的设计与选型78

5.1概述78

5.1.1工艺设备的分类78

5.1.2工艺设备设计与选型的任务、原则和阶段78

5.1.3工艺设备设计与选型的流程80

5.1.4工艺设备装配图的绘制81

5.2专业设备的设计与选型81

5.2.1专业设备设计与选型的依据、内容和特点81

5.2.2实例解析82

5.3通用设备的设计与选型93

5.3.1液体输送设备选型93

5.3.2气体输送设备选型96

5.3.3固体输送设备选型99

5.3.4通用设备的选型注意事项103

5.4非标准设备的设计与选型104

5.4.1非标准设备的类型104

5.4.2非标准设备设计与选型的流程105

5.4.3非标准设备的设计与选型实例106

5.5生物工厂中常用的工程材料107

5.5.1工程材料的分类107

5.5.2工程材料的性能108

5.5.3几种常见的工程材料111

5.5.4工程材料的选用114

5.6工程材料的腐蚀和防腐蚀115

5.6.1耐腐蚀材料的选择115

5.6.2材料的防腐蚀措施116

5.7主要设备明细表及设备一览表117

5.7.1主要设备明细表117

5.7.2设备一览表117



第6章车间布置设计119

6.1概述119

6.1.1车间布置设计的重要性和目的119

6.1.2生物工厂车间的组成119

6.1.3车间布置设计的内容和步骤119

6.2车间的总体布置121

6.2.1厂房形式121

6.2.2厂房总平面布置123

6.2.3厂房平面布置和立面布置124

6.2.4车间公用及辅助设施的布置124

6.3设备布置的基本要求125

6.3.1满足工艺要求125

6.3.2满足建筑要求126

6.3.3满足安装和检修要求127

6.3.4满足安全和卫生要求127

6.4多功能车间的布置127

6.4.1产品方案128

6.4.2工艺设备的设计和选择128

6.4.3车间布置129

6.5车间布置设计方法和车间布置图130

6.5.1车间布置设计的方法和步骤130

6.5.2初步设计车间布置图130

6.5.3初步设计车间布置图的绘制步骤131

6.5.4厂房的详细画法131

6.5.5设备的详细画法134

6.5.6施工图设计车间布置图138



第7章管道设计140

7.1概述140

7.1.1管道设计的作用和意义140

7.1.2管道设计的条件、内容和阶段140

7.2管道、阀门和管件的选择与连接141

7.2.1管道及其选择141

7.2.2阀门及其选择149

7.2.3管件及其选择154

7.2.4管道的连接154

7.3管道布置设计155

7.3.1管道布置155

7.3.2管道的支承159

7.3.3管道的柔性设计160

7.3.4管道的隔热160

7.4管道布置设计图样162

7.4.1管道布置图162

7.4.2管道轴测图170

7.4.3计算机在管道布置设计中的应用171



第8章工艺设计应提交的设计条件172

8.1概述172

8.2设备及机泵条件173

8.2.1塔类设备条件173

8.2.2反应器设备条件173

8.2.3热交换器设备条件174

8.2.4加热炉设备条件175

8.2.5容器类设备条件175

8.3土建条件175

8.3.1厂房及设备基础、外形尺寸、位置、标高条件176

8.3.2设备基础、楼板及钢平台的载荷条件176

8.3.3设备吊装要求的土建条件176

8.3.4设备地脚螺栓条件177

8.3.5管廊及其他土建条件177

8.3.6其他要说明的条件内容177

8.4自控条件178



第9章非工艺设计180

9.1厂房180

9.1.1厂房的结构组成与定位轴线180

9.1.2厂房的室内装修（以洁净厂房为例）182

9.2仓库183

9.2.1仓库的分类与平面布置183

9.2.2仓库设备与管理184

9.3公用系统188

9.3.1给排水系统188

9.3.2供电系统189

9.3.3供汽系统190

9.3.4供暖系统194

9.3.5制冷系统195

9.3.6供气系统196

9.3.7消防系统197

9.4劳动安全管理与环境保护198

9.4.1劳动安全管理198

9.4.2环境保护202

9.4.3清洁生产与清洁工艺207

9.5工程经济概算208

9.5.1工程项目的设计概算208

9.5.2项目投资208

9.5.3成本估算211

9.5.4工程项目的财务评价212



第10章课程设计与说明书213

10.1概述213

10.2课程设计的任务214

10.2.1课程设计的基本环节214

10.2.2课程设计的具体任务214

10.3课程设计任务书214

10.3.1味精糖化车间（工厂）设计214

10.3.2味精发酵车间（工厂）设计215

10.3.3啤酒发酵车间（工厂）设计218

10.3.4酒精发酵车间（工厂）设计218

10.3.5糖化酶发酵车间（工厂）设计219

10.3.6其他参考选题220

10.4课程设计说明书的撰写220

10.4.1课程设计说明书的构成220

10.4.2说明书撰写基本要求及格式221

10.5课程设计文本示例225

10.5.1封面示例225

10.5.2课程设计任务书示例226

10.5.3目录示例227

10.5.4摘要示例228

10.5.5正文示例229

10.5.6结论示例229

10.5.7参考文献示例230

10.5.8致谢示例230

10.6考核方法与成绩评定230

10.6.1考核方法230

10.6.2成绩评定表231



参考文献232