固態(tài)酸性蛋白酶工廠設(shè)計要點

固態(tài)酸性蛋白酶工廠設(shè)計第一章可行性報告一總論：1.1項目（課題名稱）：年產(chǎn)250噸固態(tài)蛋白酶工廠1.2項目擬建地點：日照1.3項目簡介：1.3.1項目內(nèi)容：a.工業(yè)級酸性蛋白酶制劑的生產(chǎn)b.食品級酸性蛋白酶制劑的生產(chǎn)1.3.2酸性蛋白酶的應(yīng)用：在羊毛染色前處理中的應(yīng)用在皮革脫毛和皮毛軟化中的應(yīng)用應(yīng)用于真絲的精煉脫膠應(yīng)用于制明膠應(yīng)用于醫(yī)藥1.3.3項目意義：用酸性蛋白酶進行工業(yè)生產(chǎn)（羊毛處理、皮革加工、明膠生產(chǎn)等）具有條件溫和、能耗較小、不影響原品品質(zhì)、處理效果好、污染少、效益高、副產(chǎn)物可回收利用和附加值高等優(yōu)點。二項目背景與發(fā)展概況：2.1項目提出背景：與化學(xué)催化劑相比，酶作為生物催化劑具有以下優(yōu)點：a）反應(yīng)在常溫常壓下進行，所以所需能耗低且操作安全性高。b）具有極高的催化效率，比化學(xué)催化效率高倍。C)具有高度專一性，酶對底物和反應(yīng)類型具有高度的選擇性，所以副產(chǎn)物較少，產(chǎn)物易于分離，可以實現(xiàn)許多化學(xué)催化劑難以進行的反應(yīng)。d）酶制劑由于不是化學(xué)合成品，性價比高，使用方便，所以應(yīng)用領(lǐng)域涉及輕工、食品化工、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、能源及環(huán)境保護等。在我國酶制劑產(chǎn)品中，糖化酶和淀粉酶產(chǎn)量占到了80%以上；其中蛋白酶的生產(chǎn)上處于起步狀態(tài)，前景看好，所以本項目擬建生產(chǎn)酸性蛋白酶。2.2發(fā)展概況：在二戰(zhàn)期間，西歐就已建立了最初的酶制劑工廠，形成了產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)。在當(dāng)代，能源問題、環(huán)境問題等等日益突出，受到了世人的熱切關(guān)注，那么尋找一種能耗底、污染小的生產(chǎn)方式刻不容緩，所以，酶制劑產(chǎn)業(yè)作為一種具有革命性環(huán)保意義而又具有普遍工業(yè)實用性的產(chǎn)業(yè)其重要性不言而喻。目前，我國蛋白酶產(chǎn)業(yè)上處于起步狀態(tài)，呈上升趨勢；供需存在很大空檔，市場對酶制劑的需求量極大且不斷擴大。政策方面：2005年8月，溫家寶總理簽發(fā)了《關(guān)于加快大力發(fā)展低污染低耗能產(chǎn)業(yè)的決定》，日照市大力響應(yīng)。三市場需求預(yù)測：據(jù)保守估計，國內(nèi)年需酸性蛋白酶11.5—12.7萬噸，先滿荷年產(chǎn)量為8.5萬噸，存在很大空檔，并且以每年10%--13%的比例增長。=4\*CHINESENUM3四產(chǎn)品方案級擬建規(guī)模：年產(chǎn)40萬酶活力單位的固態(tài)蛋白酶250噸。使用黑曲酶菌株，一級種子罐擴大培養(yǎng)。種子罐10m3，培養(yǎng)條件為：31℃，24小時；通風(fēng)比為1：0.3；攪拌轉(zhuǎn)速230rpm。發(fā)酵罐采用100m3，于31℃發(fā)酵72小時，接種量為10%。采用過濾、鹽析、離子交換脫鹽、干燥等步驟進行提取純化。=5\*CHINESENUM3五工藝初步方案：5.1菌種33oC蔡氏培養(yǎng)基(2天)茄子瓶斜面培養(yǎng)制成孢子懸浮液，接入種子罐。5.2提?。喊l(fā)酵液過濾鹽析轉(zhuǎn)筒過濾酶乳酸緩沖液溶解離子交換除鹽穩(wěn)定，加載體混勻噴霧干燥器干燥成品包裝=6\*CHINESENUM3六廠址選擇：廠址定于中國日照。a)地理位置及廠址環(huán)境：日照位于東經(jīng)118°35′—119°39′，北緯35°04′—36°02′，在山東半島以南，南接江蘇、連云港，西通中國內(nèi)陸諸省區(qū)，東臨黃海，隔海與日本、韓國相望，處于環(huán)太平洋經(jīng)濟圈和和環(huán)黃（渤）海經(jīng)濟圈，是中國重點開發(fā)建設(shè)和生產(chǎn)力布局的沿海主軸線與新亞歐大陸橋的交匯點。b)廠址氣候和地質(zhì)：三面環(huán)山，中部平原，屬暖溫帶濕潤季風(fēng)大陸性氣候，四季分明，雨熱同季，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑。年均氣溫12.5℃，年均降水量885毫米。境內(nèi)無霜期為210天，年平均日照時間為2540小時。多棕壤土。c)供水供電：由市供水供電部門提供。=7\*CHINESENUM3七建設(shè)規(guī)模及條件：建設(shè)內(nèi)容：生產(chǎn)車間：包括原料加工車間、發(fā)酵車間、提取精制車間、成品包裝車間，生產(chǎn)設(shè)備及其相應(yīng)的工藝裝備；配套建設(shè)公共工程和服務(wù)性設(shè)施，建設(shè)完備的環(huán)保設(shè)施。(2)建設(shè)地點：擬建該項目在日照（3）原材料供應(yīng)：原材料中玉米粉、大豆粉、石灰等原料均從當(dāng)?shù)丶爸車貐^(qū)購買。魚粉、NH4Cl、CaCl2、Na2HPO4可從相應(yīng)廠家購買。=8\*CHINESENUM3八公用工程和輔助工程初步方案：總圖布置：該建設(shè)工程的總圖布置按下列原則進行：滿足工藝流程的需要，執(zhí)行國家有關(guān)安全、防火、衛(wèi)生、環(huán)保等規(guī)范功能說明，便于生產(chǎn)管理。全廠共分六個功能區(qū)：辦公區(qū)、菌種選育區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、貯藏區(qū)和廢物處理區(qū)。運輸：廠內(nèi)運輸主要集中在原料的運入和產(chǎn)品的運出兩方面，對于原料玉米、大豆和廢物要靠公路從周邊地區(qū)運入和運出；對于魚粉、NH4Cl、CaCl2、Na2HPO4等原料和產(chǎn)品可通過公路、鐵路和空運等方式運入和運出。土建工程：預(yù)計總建筑面積為166000平方米。=9\*CHINESENUM3九環(huán)境保護：項目中的環(huán)境污染來自生產(chǎn)中的廢水廢渣廢氣、動力設(shè)備噪音等。廢氣可經(jīng)旋風(fēng)分離處理排放；廢水經(jīng)污水處理系統(tǒng)處理可排放，也可以循環(huán)利用。廢渣經(jīng)處理后可制成肥料出售。對設(shè)備進行防噪處理，以減少噪音污染。=10\*CHINESENUM3十投資于算計資金籌措：項目總投資1.6億，用于固定資產(chǎn)投資和流動資產(chǎn)投資，包括土建工程投資、設(shè)備投資、固定資產(chǎn)投資、運輸費用等鋪底流動資金。資金籌措方案：銀行貸款、政府支持等。=11\*CHINESENUM3十一經(jīng)濟效益和社會效益的初步預(yù)算：預(yù)計經(jīng)濟效益：87500000元社會效益：有效調(diào)整酶制劑生產(chǎn)和產(chǎn)品的不平衡性，有效的利用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源和社會資源，在一定程度上解決當(dāng)?shù)貏趧恿^剩問題，促進國民經(jīng)濟的發(fā)展。=12\*CHINESENUM3十二綜上所述，此工廠設(shè)計具有可行性。項目建議書第二章廠址選擇廠址選在中國日照。=1\*GB4㈠區(qū)位優(yōu)勢：日照，因“日出初光先照”而得名，是山東省對外開放的前沿城市之一

。日照位于東經(jīng)118°35′——119°39′、北緯35°04′——36°02′之間，北鄰青島，南接江蘇連云港，西依沂蒙山區(qū)，東臨黃海，與日本、韓國隔海相望，具有得天獨厚的區(qū)位優(yōu)勢和資源優(yōu)勢。=2\*GB4㈡周邊交通優(yōu)勢：1、港口．日照港、嵐山港是國家一類對外開放港口，2002年兩港貨物吞吐量達到3800多萬噸．與世界重要港口都實現(xiàn)了通航，與韓國平澤港開通了客箱班輪，與韓國釜山港、日本福岡港開通了集裝箱航班．

2、公路．南北方向的有同三高速公路（同江至三亞），是直達遼東半島、山東半島、長江三角洲和珠江三角洲的快速通道．東西方向的有日東高速公路（日照至東明），與京滬高速公路、京福高速公路相交，與河南、陜西的高速公路相連．通過高速公路，日照至北京有7小時行程、至鄭州有5小時行程．

3、鐵路．東西方向的有日西線（日照至西安），復(fù)線鐵路，與京滬鐵路、京九鐵路、京廣鐵路相交；坪嵐線（嵐山港至坪上站），連接日西鐵路；南北方向的有中國沿海鐵路大通道，直達上海、杭州等地．日照已開通至北京、濟南、鄭州的旅客列車．

4、機場．120公里半徑之內(nèi)有青島流亭國際機場、連云港機場、臨沂機場，均有高速公路相連，乘車1小時之內(nèi)可抵達．=3\*GB4㈢能源優(yōu)勢：1、電力．日照電力供應(yīng)充足，現(xiàn)已形成了以550千伏、220千伏和110千伏為骨干的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)．

2、電信．2002年，全市局用交換機容量50萬門，移動電話交換機容量40萬戶；建有公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、公用計算機互聯(lián)網(wǎng)（163）、公用多媒體通信網(wǎng)（9169）．

3、供熱．日照市區(qū)建有3座熱電廠，莒縣、五蓮、嵐山都建有熱電廠，能夠滿足供熱需求．

4、供氣．日照市區(qū)建有2座天然氣站，供氣主干管道已經(jīng)建成，能夠滿足供氣需求．=4\*GB4㈣水資源優(yōu)勢：供水．日照是北方少有的富水區(qū)，水資源總量17億立方米，有大型水庫5座，總庫容10億立方米，具備日供水120萬噸的能力；2002年市區(qū)日供水能力20萬噸；大型工業(yè)企業(yè)可從水源地直接供水．=5\*GB4㈤地貌特點：日照市總的地勢是西高東低，略向東南傾斜，間有山地、丘陵和分割的小塊平原。最高點為五蓮縣馬耳山，海拔706米；最低點為東海峪海岸，海拔1～1.5米。境內(nèi)大小山頭4358座。西部為泰沂山脈系，大多呈東南─—西北走向；北部山脈多呈南——北和西南——西北走向；中南部有7條互不銜接的山脈，走向各異；東部屬膠東丘陵。全市境內(nèi)海拔500米以上的山有39座，其中嶠子山、平垛山會稽山、河山、九仙山、雙山、青山、小垛山、蘆山、垛子崖等，均在海拔600米以上。境內(nèi)河流縱橫，較大的河流有12條，總長462公里，流域面積5223平方公里。其中濰河流經(jīng)五蓮、莒縣，形成濰河水系，境內(nèi)段長121公里，流域面積1350平方公里；沭河貫穿莒縣南北，境內(nèi)段長77公里，流域面積1718平方公里。除濰河水系流入渤海外，其余河流大多流入黃海。=6\*GB4㈥氣候特點：日照氣候?qū)倥瘻貛Ъ撅L(fēng)氣候，四季分明，雨熱同季，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑。年均氣溫12.5℃，年均降水量885毫米。境內(nèi)無霜期為210天，年平均日照時間為2540小時。日照市海岸位于黃海中部，北起白馬河口，南到銹針河口，岬灣相連。絲山、奎山、嵐山三座山延伸入海，構(gòu)成了基巖沙質(zhì)岸。淺海水域廣闊，10米等深線以內(nèi)的汪海面積有30萬左右；流帶1.2米／秒，流向為東北─西南向。海水年平均水溫0.7℃～28℃，鹽度29.25‰。=7\*GB4㈦人力資源：到2002年底，全市總?cè)丝?77.52萬人，其中，城鎮(zhèn)人口69.55萬人。具有比較合適的廉價的勞動力。=8\*GB4㈧自然資源：土地資源：全市土地總面積是8021916.6畝；其中耕地3580909.2畝，占44.64%；園地850739.3畝，占10.61%；林地1267356.1畝，占15.8%；居民點及工礦用地677645.6畝，占8.45%；交通用地191651.9畝，占2.4%；水域604055.2畝，占7.53%；未利用土地849559.3畝，占10.57%。原料資源：周邊地區(qū)具有豐富的原料供用，主要是生產(chǎn)用量較大的豆餅粉和玉米粉。=9\*GB4㈨政策方面：2005年8月，溫家寶總理簽發(fā)了《關(guān)于加快大力發(fā)展低污染低耗能產(chǎn)業(yè)的決定》，日照市大力響應(yīng)。酶制劑產(chǎn)業(yè)作為一種具有革命性環(huán)保意義而又具有普遍工業(yè)實用性的產(chǎn)業(yè)，具有能耗底、污染小的明顯特點，成為市政府大力支持工業(yè)產(chǎn)業(yè)項目。第三章總平面設(shè)計見附圖。第四章工藝設(shè)計=1\*GB4㈠產(chǎn)品方案：本廠產(chǎn)品為酸性蛋白酶，年產(chǎn)250噸，生產(chǎn)天數(shù)為300d/y，產(chǎn)品規(guī)格是40萬u/g。班產(chǎn)量確定：由于生產(chǎn)量適中且設(shè)備處理能力足夠，故采用單條生產(chǎn)線，不分淡旺季。為保證設(shè)備得到充分利用以獲得最大收益，按慣例采用三班制。采取9個罐分三批生產(chǎn)，每批三個罐。如此每天處理發(fā)酵液量明確為3×100×0.7＝210(方)，設(shè)備均按次選型。=2\*GB4㈡生產(chǎn)方法的選擇和工藝流程的確定：=1\*GB2⑴生產(chǎn)方法：本廠采用發(fā)酵工程技術(shù)進行黑曲霉的液體深層培養(yǎng),然后再經(jīng)一列的過濾、鹽析等提純過程得到我們的產(chǎn)品—酶制劑。=2\*GB2⑵生產(chǎn)工藝流程設(shè)計：我們的產(chǎn)品為食品級酶制劑，產(chǎn)品品質(zhì)與規(guī)模要求比較高，結(jié)合生產(chǎn)規(guī)模，故采用先進、經(jīng)濟、合理的自動化生產(chǎn)線，特別是發(fā)酵車間，配以全自動化的在線檢測設(shè)備。=3\*GB2⑶生產(chǎn)工藝流程示意圖：茄子瓶斜面培養(yǎng)茄子瓶斜面培養(yǎng)孢子懸浮液孢子懸浮液種子罐種子罐發(fā)酵罐原料預(yù)處理培養(yǎng)基配制發(fā)酵罐原料預(yù)處理培養(yǎng)基配制過濾去菌體過濾去菌體鹽析鹽析過濾過濾酶泥酶泥乳酸緩沖液溶解乳酸緩沖液溶解離子交換脫鹽離子交換脫鹽混料罐混料混料罐混料噴霧干燥噴霧干燥包裝包裝=4\*GB2⑷輔助工藝：1.滅菌：1.1發(fā)酵罐與種子罐的滅菌：先從罐頂通入蒸汽，將罐內(nèi)所有空氣從底部排出，用蒸汽保壓滅菌30分后，壓出罐內(nèi)冷凝水，，然后關(guān)緊排氣閥，繼續(xù)悶罐滅菌30分，悶罐時刻稍進蒸汽和適量排氣，保持罐壓不變。悶消結(jié)束后，先開排氣閥，排除罐內(nèi)蒸汽，再通入無菌空氣以排出蒸汽，頂住罐壓，保壓接受連消好的培養(yǎng)基，然后開冷卻水冷卻到所需溫度。滅菌過程維持罐壓（2.5-3）×105帕，罐溫125-130攝氏度，總蒸汽壓力不低于（3.0-3.5）×105帕，使用蒸汽壓力不低于（2.5-3）×105帕。1.2培養(yǎng)基的滅菌培養(yǎng)基的滅菌采用連消滅菌的方式。首先，可用冷卻水（65攝氏度）在配料罐中配料，使培養(yǎng)基溫度在60攝氏度左右，然后用連消泵將培養(yǎng)基連續(xù)打入連消塔，與塔內(nèi)飽和蒸汽迅速接觸混合，在20-30秒內(nèi)將培養(yǎng)基溫度溫度升高到126-132攝氏度后，流入維持罐，自其底部進入，逐漸上升，然后從罐頂上部側(cè)扣處流出罐外。培養(yǎng)基在維持罐內(nèi)要繼續(xù)保溫殺菌5-10分鐘，罐壓維持在2×105帕左右，培養(yǎng)基由維持罐流出后進入噴淋冷卻器冷卻，一般冷卻到40-50攝氏度，在輸送到已空消的罐內(nèi)。1.3發(fā)酵罐附屬設(shè)備的滅菌主要為補料罐和消泡罐等。補料罐即糖水罐，表壓1.0×105帕（120攝氏度），保溫30分，同時保持糖水翻騰良好，防止炭化。消泡罐滅菌，表壓（1.5-1.8）×105帕，保溫30分。1.4管路的滅菌補料管路，消泡管路與補料罐及消泡罐同時進行滅菌，保溫1小時，移鐘管路的滅菌時間為1小時，蒸汽壓力為（3.0-3.5）×105帕，移種及補料管路必須用蒸汽沖凈，以防雜菌繁殖。管路滅菌后，管子滅菌后，管自冷卻會造成真空，又遭外界空氣入侵的危險，可通入無菌空氣或醪液填充真空。

2.4.2無菌空氣的制備：無菌空氣的制備通過加熱來滅菌?？諝鉄釡缇腔诩訜岷笪⑸矬w內(nèi)的蛋白酶熱變性得以實現(xiàn)，鑒于空氣早進入培養(yǎng)基之前，一般均需壓縮機壓縮以提高操作壓力，空氣經(jīng)壓縮后溫度能夠上升到200攝氏度以上，所以空氣熱滅菌時的溫度，就不必用蒸汽或其他載體加熱。而直接用空氣壓縮后的溫度升高來實現(xiàn)。如果將此溫度保持一段時間，3秒即可，便可實現(xiàn)空氣的干熱滅菌。然后，在通過噴淋冷卻和換熱器冷卻即可通入發(fā)酵罐中。=5\*GB2⑸操作要點：（1）菌種采用黑曲霉3.350，先用溫水活化。（2）種子罐（10方）培養(yǎng)條件為：31℃；26小時；通風(fēng)比1：0.3，攪拌轉(zhuǎn)速230rpm。種子菌絲生長旺盛后即可轉(zhuǎn)入發(fā)酵罐發(fā)酵。培養(yǎng)過程中應(yīng)時刻監(jiān)測罐內(nèi)培養(yǎng)條件變化。（3）發(fā)酵罐（100方）培養(yǎng)條件為：接種量為10％；31℃；72小時；通風(fēng)比1：0.25（0-24小時），1：0.5（24-48小時），1：1（48-72小時）；攪拌轉(zhuǎn)速180rpm。最終發(fā)酵酶活3000單位/毫升。接種時打循環(huán)，過程條件監(jiān)測和控制均由tg3自動化系統(tǒng)完成，由技術(shù)人員通過“tg3view”視窗監(jiān)控。培養(yǎng)基成分：（一級、二級種子培養(yǎng)基與發(fā)酵培養(yǎng)基相同）發(fā)酵培養(yǎng)基：豆餅粉3.65%、玉米粉0.625%、魚粉0.625%、NH4Cl1.0%、CaCl20.5%、Na2HPO40.2%、豆餅水解液6%,pH5.5。豆餅水解液的制備豆餅粉100份、石灰6份、水600份,0.1MPa蒸汽水解1h。（4）過濾去菌體：過濾出的菌體要洗滌一下，洗滌液與原濾液混合后進入下一步操作。（5）鹽析：采用常用鹽析用鹽（NH4）2SO4，其優(yōu)點是價廉、溶解度大，使蛋白質(zhì)穩(wěn)定，缺點是水解后偏酸、釋放氨、有毒有味。故需離子脫鹽。本操作中最適（NH4）2SO4濃度為55%。由電腦控制加鹽，注意鹽倉中鹽余量，一般每3批發(fā)酵添加一次。鹽析時保證有一小時的沉降時間，據(jù)經(jīng)驗，罐中液體分為上清液區(qū)，下沉將區(qū)及底泥區(qū)。沉降區(qū)及底泥區(qū)所占體積較少。具體分層情況需有專人盯控。（6）轉(zhuǎn)筒過濾：鹽析后放去上清液，將下沉將區(qū)及底泥區(qū)攪拌后用螺桿泵打入轉(zhuǎn)筒過濾機系統(tǒng)過濾，過濾機需定期更換濾布。一般每十個班次更換一次。由人員根據(jù)電腦側(cè)的罐內(nèi)密度分層情況決定分層劃分位置及放液程度。（7）配料罐：轉(zhuǎn)筒過濾機下有帶式輸送機，待過濾機刮下濾渣時啟動，將刮下的濾渣輸送到配料罐入料斗口中，罐中泵入乳酸緩沖液。開始刮渣、啟動輸送機、啟動泵均由電腦控制。（8）離子交換罐：進行脫鹽處理，過柱流量、洗脫等均由電腦監(jiān)測并操控。洗脫時由電腦控制停止上下游設(shè)備運行。（9）混料罐內(nèi)加入穩(wěn)定劑等混合：酸性蛋白酶不穩(wěn)定，但經(jīng)載體（食用級淀粉）吸附干燥后，在常溫下可長時間存放不失活。故有此操作。具體由風(fēng)式傳送機輸送載體在罐內(nèi)攪拌混勻，由電腦依據(jù)罐內(nèi)料液量計算輸送量。（10）噴霧干燥：酶屬于熱敏性物料，故干燥時應(yīng)防止其失活。噴霧干燥效率高且適用于熱敏性物料，故選此法干燥。（11）包裝：由自動包裝機全自動化操作。包裝成箱后由叉車司機搬運集中，并由叉車運至倉庫。=3\*GB4㈢物料衡算：設(shè)計依據(jù)：發(fā)酵液酶活3000u/ml生產(chǎn)周期3.5天發(fā)酵周期3天提取總收率70%發(fā)酵罐裝料系數(shù)70%生產(chǎn)天數(shù)300天/年產(chǎn)品規(guī)格40萬u/g產(chǎn)量250噸/年每立方米發(fā)酵液產(chǎn)酶量（以產(chǎn)品計）：發(fā)酵液產(chǎn)酶活3000u/ml，平均總收率70%，產(chǎn)品規(guī)格40萬u/g，所以單位體積的發(fā)酵液產(chǎn)酶量=1×10eq\o(\s\up8(6),\s\do3())×3000×70%/（40×10eq\o(\s\up8(7),\s\do3())）=5.25kg/meq\o(\s\up8(3),\s\do3())全年生產(chǎn)發(fā)酵液總量：250×10eq\o(\s\up8(3),\s\do3())/5.25=47619meq\o(\s\up8(3),\s\do3())每天需生產(chǎn)發(fā)酵液體積為：47619/300=158.7meq\o(\s\up8(3),\s\do3())/d發(fā)酵罐量確定：裝料系數(shù)70%，生產(chǎn)周期3.5天，（158.7/0.7）×3.5=793.7meq\o(\s\up8(3),\s\do3())/d安全系數(shù)為1.1，所以需要發(fā)酵罐的體積=793.7×1.1=873meq\o(\s\up8(3),\s\do3())/d因此，取裝料系數(shù)為70%的單罐公稱容量為100Meq\o(\s\up7(3),\s\do3())的六葉機械攪拌發(fā)酵通風(fēng)發(fā)酵罐9個就可以滿足生產(chǎn)（可以備用一只）f)種子罐個數(shù)按接種量10%，裝料量70%，生產(chǎn)周期36小時,對于一個發(fā)酵罐：100×70%×10%×/70%=10meq\o(\s\up7(3),\s\do3())，所以總共取10meq\o(\s\up7(3),\s\do3())的種子罐6個就可以滿足生產(chǎn)。g)全年生產(chǎn)總罐數(shù)：85×9=765罐h)原料配比及年消耗量計算：（1）原料配比：發(fā)酵培養(yǎng)基：豆餅粉3.65%、玉米粉0.625%、魚粉0.625%、NH4Cl1.0%、CaCl20.5%、Na2HPO40.2%、豆餅水解液6%,pH5.5。豆餅水解液的制備豆餅粉100份、石灰6份、水600份,0.1MPa蒸汽水解1h。(2)原料消耗：A.以每個單體設(shè)備計（ρ=1100kg/m3）發(fā)酵罐種子罐小計百分含量（%）重量（kg）百分含量（%）重量（kg）重量（kg）脫脂豆餅粉4.534655.08346.53811.5玉米粉0.625481.20.62548.12529.34魚粉0.625481.20.62548.12529.34NH4Cl、1.07701.077847CaCl20.53850.538.5423.5Na2HPO40.21540.215.4169.4石灰0.087539.20.08753.9243.1B：原料全年消耗統(tǒng)計：脫脂豆餅粉：2915797.5kg玉米粉：404945.1kg魚粉：404945.1kgNH4Cl：647955kgCaCl2：323977.5kgNa2HPO4：129591kg石灰：32971.5kg=4\*GB4㈣設(shè)備選型：每次同時處理3個罐，發(fā)酵也總體積為：100×3×70%=210m3設(shè)備選型：=1\*GB2⑴種子罐：計算得需要10m3的種子罐。=2\*GB2⑵發(fā)酵罐：采用通風(fēng)攪拌式不銹鋼罐，由于酸性蛋白酶泡沫多，故采用徑高比為1：3，公稱體積為100m3，即高為10.5m,直徑為3.5m的發(fā)酵罐。采用橢圓形封頭，罐體積壁厚為7mm。根據(jù)經(jīng)驗，采用六葉渦輪式攪拌器，電機功率為80kw，添加消泡劑的同時安裝耙式消泡器（約需要10個，備用一個。）。=3\*GB2⑶自動板框壓濾機：發(fā)酵液處理量大，每次為210m3，所以不采用轉(zhuǎn)筒過濾機，而板框過濾機雖然處理量大，但其勞動強度也大，操作繁瑣，處理周期長，而自動板框過濾機解決了這一問題。設(shè)計采用IFP-125×1500型，處理量為19.4m3/h，卸餅，清洗自動完成，輔助操作時間短。=4\*GB2⑷鹽析罐：鹽析罐操作方便，所需設(shè)備要求低，所以在發(fā)酵罐廠訂制。體積為150m3，采用三平葉式低轉(zhuǎn)速攪拌系統(tǒng)，促進絮凝，降低剪切。=5\*GB2⑸轉(zhuǎn)筒過濾機：為減少出力量，可以先經(jīng)過一段時間的沉降，除去上部清液，處理下部沉淀區(qū)。根據(jù)經(jīng)驗，沉淀區(qū)約占總液的1/6，約為35m3，所以采用轉(zhuǎn)筒過濾機GP20-2.6型，處理量為7.6-8.9m3/h,2臺即可。=6\*GB2⑹配液罐：酶泥進入配料罐中，加入乳酸緩沖液溶解，配料罐同樣定制，采用六葉渦輪攪拌器，體積為50m3，2個即可。=7\*GB2⑺離子交換罐：脫鹽，采用上海機械公司的YQMB-20型混體設(shè)備，處理量為20m3/h,具有陰陽離子交換器，處理徹底，價格低廉，需要2個。=8\*GB2⑻混料罐：定制，體積為50m3，采用六葉渦輪與推進式葉輪共用的攪拌系統(tǒng)，加強軸向混合，需要2個。=9\*GB2⑼噴霧干燥器：其處理時間短，適用于熱敏性物料的干燥，且干燥后直接成粉，具體采用LPG-150型，其水分最大蒸發(fā)量為150m3/h,一臺即可。=10\*GB2⑽空氣壓縮機：最大通氣量為9×100×70%+6×10×0.3=648m3/min，所需無菌空氣量較大，故采用空氣壓縮機，處理量為700m3/min。=11\*GB2⑾泵：選用離心泵LJB65-40-160型。=12\*GB2⑿顆粒包裝機：本公司產(chǎn)品為粉狀，采用顆粒自動包裝機，實現(xiàn)自動化操作，簡便省時，產(chǎn)品規(guī)格一致，選用D×D×-500型一臺即可。=13\*GB2⒀旋風(fēng)分離機：生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣需經(jīng)旋風(fēng)分離器處理后方可排放。=14\*GB2⒁消泡液罐：定制，體積為50m3，一個即可。=15\*GB2⒂CIP清洗系統(tǒng)。=16\*GB2⒃螺旋輸送機：選用40，輸送量2.2-9.0m3/h。=17\*GB2⒄補料罐：定制，50m3=18\*GB2⒅污水處理罐：需要200m3的污水處理罐3個。附表：設(shè)備選型表：設(shè)備名稱型號數(shù)量（個）電機功率（KW）每次處理時間h生產(chǎn)廠家1種子罐10m3610242發(fā)酵罐100m39100243貯料罐100m334自動板框過濾機IFP-1250×150042.22.7無錫市通用機械廠5配液罐50m314526轉(zhuǎn)筒過濾機GP20-2.63405禹州興泰壓濾機制造廠7混料罐50m322018離子交換罐YQMB-2021天龍輕工設(shè)備有限公司9噴霧干燥器LPG-1501501常州邦尼干燥設(shè)備有限公司10顆粒自動包裝機D×DK-50012011旋風(fēng)分離器PV型高效一級1524無錫市煉油設(shè)備廠12螺旋輸送機110113消泡液罐50m314CIP清洗裝置12.26天龍輕工設(shè)備有限公司15空氣壓縮機4L-40/2-3.212424成鑫工礦機械成套配件公司16離心泵IS80-50-200105514新鄉(xiāng)泵廠17污水處理罐200m338024無錫市通用機械廠18補料罐50m32=5\*GB2⑸勞動力計算（車間人員表）：車間人員表班次人員工種早班人員（人/罐）中班人員（人/罐）晚班人員（人/罐）生產(chǎn)人員崗位生產(chǎn)223動力121維修111化驗111輔助人員管理人員111清潔工111技術(shù)人員221學(xué)徒學(xué)徒工222=6\*GB2⑹水電汽用量計算：<1>熱量衡算：培養(yǎng)液滅菌過程的熱量衡算：滅菌過程用0.4MPa蒸汽（表壓），其I=2743kj/kg，分兩步加溫，采用板式換熱器，將物料由20℃預(yù)熱到75℃，再加熱到120℃而冷卻水的溫度由20℃升到45℃。設(shè)每罐的滅菌時間為1h，需要的輸液流量為700×1100=77000kg/h=77t/h。則滅菌所用的蒸汽量：W=GC(t2-t1)/(I-Z)，其中，G---原料液量；C---原料液比熱；I---加熱蒸汽熱焓；Z---加熱蒸汽凝結(jié)水熱焓。原料液比熱：C=C0X+C水（100-X）/100，其中，C0---豆餅比熱容[1.54kj/(kg×k)]；X---原料中豆餅含量(4.5%)所以，C=4.06kj/(kg×k)W=6.716(t/h)所以，發(fā)酵罐每年所用蒸汽量為W1=6.716×9×85=5138t種子罐每年所用蒸汽量為W2=0.6716×9×85=513.8t發(fā)酵罐與種子罐空消每年所用蒸汽量為W3=(100+10)×1.622×9×85=136.490t因滅菌中存在蒸汽滲漏，且一般可取總蒸汽消耗量的5%，因此，全年蒸汽總消耗量為W=W1+W2+W3=（5138+513.8+136.49）/(1-5%)=6093t<2>水的計算：（每年）配制培養(yǎng)基用水量：（100×9×70%×1100-3118.5-4331-4331-6930-346.5-1386-353）×85=54486.6t發(fā)酵培養(yǎng)基用水量：54486.6×10%=5448.66t總用水量：54486.6+5448.7=59935.3t根據(jù)經(jīng)驗，酸性蛋白酶的發(fā)酵熱為25000kj/(m3×h)，則53550m3的發(fā)酵液，使用冷卻水冷卻，設(shè)進口溫度為10℃，出口溫度為20℃，則冷卻水用量為W冷卻水=53550×25000/（20-10）×4.18=2.306×106t提取、精制工序用水量約為7200t動力工序用水量：鍋爐用水量為6000t/a；空壓機及其它循環(huán)水用量為20000t/a綜上所述：用水設(shè)備及工序配制培養(yǎng)基發(fā)酵冷卻提取精制能力及其他合計年用水量（t）59935.323060007200260002400000<3>無菌空氣消耗量：酸性蛋白酶生產(chǎn)過程中，無菌空氣除提供給發(fā)酵罐、種子罐用于菌種的通風(fēng)供養(yǎng)外，設(shè)備、管道和罐件等的消毒吹干以及其他消耗也構(gòu)成了無菌空氣的消耗。單罐發(fā)酵無菌空氣的消耗量：據(jù)生產(chǎn)情況知，100m3的攪拌發(fā)酵罐的通氣比：1：0.25(0----24h)；1：0.5（24----48h）1:1(48----72h)單罐發(fā)酵過程的用氣量（常壓空氣）：V=100×70%×24=1680m3/d每年總用氣量為Va=1680×9×85=1290000m3種子培養(yǎng)基及其他無菌空氣消耗量：安通常設(shè)計習(xí)慣，把種子罐用汽、培養(yǎng)基壓送及管路損失等算在一起，取這些無菌空氣消耗量之和等于發(fā)酵過程空氣消耗量的10%，故此項無菌空氣用量為：V=10%Va=10%×1290000=129000m3據(jù)上述計算：可得酸性蛋白酶生產(chǎn)無均空氣用量衡算表：用氣工序發(fā)酵過程用氣其它合計年用氣量m312900001290001419000<4>耗電量計算：每批耗電量為：100×24×9+10×24×6+2.2×4×2.7+50×2×2+40×4×5+45×2+20×2+50+30×24+55×10×14+20+5×24+2.2×6+80×24×3+10×3=38607kw×h則每年耗電量為：38607×85=3281595kw×h第五章酶制劑廠的安全衛(wèi)生管理(=1\*CHINESENUM3一)工廠制定衛(wèi)生實施細則工廠和車間都配備經(jīng)培訓(xùn)和本地區(qū)衛(wèi)生防疫部門發(fā)給合格證書的專職和兼職衛(wèi)生管理人員，按規(guī)定的權(quán)限和責(zé)任，負責(zé)監(jiān)督全廠職工執(zhí)行衛(wèi)生實施細則。（二）維修、保養(yǎng)廠房、設(shè)備、排水系統(tǒng)、廢水、廢氣排放系統(tǒng)和其他機械設(shè)施，要保持良好狀態(tài)。正常情況下，每年進行一次全面維修。車間內(nèi)做到政界、空氣新鮮，無明顯水汽，無積水。（三）清洗、消毒a.清洗、消毒方法及所用藥品符合中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)。無污垢的工具、機器、操作臺、墻壁、地面、配料間等用0.2-0.5%的漂白粉溶液消毒。有臭味的陰溝、下水道、垃圾箱、廁所等用5%的臭藥水溶液消毒。b.設(shè)備、工器具、操作臺用清洗劑和消毒劑處理后，在用清水徹底清洗干凈，除去殘留物后才使用。c.班后徹底清洗加工場地的地面、墻壁和排水溝，必要時進行消毒。d.更衣室、廁所等公共場所經(jīng)常清掃、清洗、定期消毒。（四）廢棄物處理生產(chǎn)車間和其他工作場地的廢棄物，隨時清理，并及時清除出廠。廢棄物容器和廢棄物處理場地及時清洗、消毒。（五）除蟲滅害廠區(qū)及周圍定時除蟲滅害，防止還從孳生。車間內(nèi)使用殺蟲劑時，按衛(wèi)生部門的規(guī)定采取妥善措施，不得污染原料、半成品和成品，盡量防止污染設(shè)備、工器具、和容器。使用殺蟲劑后將設(shè)備、工器具和容器徹底清洗干凈，除去殘留藥物。（六）個人衛(wèi)生和健康要求a.衛(wèi)生教育工廠對新參加工作及臨時參加工作的人員進行衛(wèi)生安全教育，定期對全廠職工進行《中華人民共和國工廠衛(wèi)生法》及其他有關(guān)衛(wèi)生規(guī)定的教育，做到教育有計劃，考核有標(biāo)準(zhǔn)，衛(wèi)生培訓(xùn)制度化和規(guī)范化。b.健康檢查生產(chǎn)及有關(guān)人員每年至少進行一次健康檢查，必要時接受臨時檢查。新參加或臨時參加工作的生產(chǎn)和經(jīng)營人員，必須經(jīng)健康檢查，取得健康合格證后方可工作。工廠應(yīng)建立職工健康檔案。（七）生產(chǎn)過程中的衛(wèi)生：a.原料及輔料嚴(yán)格檢查投產(chǎn)前的原料，不合格的不得投產(chǎn)。b.包裝材料貯藏的倉庫要清潔，并有防塵、防污染措施。在使用前嚴(yán)格檢驗包裝材料，不合格時不得使用。c.成品貯藏、運輸?shù)男l(wèi)生成品貯藏、運輸條件符合國家標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，有防污染措施。貯藏期間應(yīng)定期檢查產(chǎn)品質(zhì)量，保證成品的安全性。d.檢驗(a)工藝衛(wèi)生檢查工藝衛(wèi)生檢查包括各個關(guān)鍵因素（環(huán)節(jié)）、生產(chǎn)日期、班次、產(chǎn)品名稱，清洗、消毒液使用情況。檢查結(jié)果應(yīng)詳細記錄，由檢驗人員簽字后編號存檔，保存兩年，備查。(b)衛(wèi)生與質(zhì)量檢驗管理：工廠制定完善的衛(wèi)生、質(zhì)量檢驗制度。工廠設(shè)有與生產(chǎn)能力相適應(yīng)的衛(wèi)生、質(zhì)量檢驗室，并配備經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)專業(yè)考核合格的檢驗、化驗人員。檢驗室具備檢驗、化驗工作所需的場所和儀器設(shè)備。檢驗室按照國家規(guī)定的檢驗方法（標(biāo)準(zhǔn)）抽樣，做物理、化學(xué)、微生物等方面檢驗。不符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品一律不得出廠。第六章企業(yè)組織及勞動定員工廠共106人，管理7人，車間37人，一天三班。企業(yè)組織表:經(jīng)理1人經(jīng)理1人副經(jīng)理1人副經(jīng)理1人副經(jīng)理1人副經(jīng)理1人研發(fā)中心主管1人行政總部主管1人營銷總部主管1人生產(chǎn)總部主管1人研發(fā)中心主管1人行政總部主管1人營銷總部主管1人生產(chǎn)總部主管1人客戶服務(wù)部3人客戶公關(guān)部3人政府公關(guān)部3人發(fā)運部4人銷售部10人車間37人質(zhì)管部3人設(shè)備技術(shù)部4人生產(chǎn)技術(shù)部4人廣告與企劃部5人品控部3人產(chǎn)品開發(fā)部5人辦公室3人總務(wù)部10人財務(wù)會計部2人客戶服務(wù)部3人客戶公關(guān)部3人政府公關(guān)部3人發(fā)運部4人銷售部10人車間37人質(zhì)管部3人設(shè)備技術(shù)部4人生產(chǎn)技術(shù)部4人廣告與企劃部5人品控部3人產(chǎn)品開發(fā)部5人辦公室3人總務(wù)部10人財務(wù)會計部2人附：車間人員表：車間人員表班次人員工種早班人員（人/罐）中班人員（人/罐）晚班人員（人/罐）生產(chǎn)人員崗位生產(chǎn)223動力121維修111化驗111輔助人員管理人員111清潔工111技術(shù)人員221學(xué)徒學(xué)徒工222第七章環(huán)境保護與安全生產(chǎn)污水處理：本產(chǎn)業(yè)污水主要來自自動壓濾機濾渣清洗、鹽析罐鹽析、轉(zhuǎn)筒過濾機濾液及罐體清洗。污水ph為6.2-6.7。基本不含有毒物質(zhì)，含有豐富有機物質(zhì)、懸浮物質(zhì)，易腐敗。1處理流程：污水→中和罐→沉淀池→排放至市政管網(wǎng)2設(shè)備及操作：①中和罐：體積為80方，采用蝸輪式與推進式葉輪共用的攪拌系統(tǒng)，由自動加料系統(tǒng)加入石灰中和。電腦系統(tǒng)根據(jù)測得PH值控制加料量。直至PH值達到7為止。②采用200方，廢液在其中停留6-8小時，可得到充分沉降分離，上清液排入市政封閉式管網(wǎng)中，不暴露于外界，避免被竊菌可能。底部廢渣由螺桿泵泵入廢渣處理系統(tǒng)。而未澄清充分的廢液回流處理。二廢渣處理：本產(chǎn)業(yè)廢渣主要來自壓濾機濾餅，無有毒物質(zhì)，富含有機成份，存在大量菌體，敬中和，滅菌，脫水處理可作為肥料使用，無償提供給農(nóng)場使用。1流程：廢渣→綜合處理罐→脫水機→帶式輸送機運出2設(shè)備及操作：①綜合處理罐：體積為40，廢渣泵入后加入石灰攪拌中和，同時石灰遇水產(chǎn)熱助于滅菌。中和后通入蒸汽除菌，熱處理一分鐘后即可。過程中需不斷攪拌。②脫水機采用蘇州生物機械公司的壓縮脫水設(shè)備。具體型號為FIN-S10型。處理量為3.6t/h.脫水后由帶式輸送機傳送至車間外，由農(nóng)場卡車接收運走。二．噪聲控制：采用了精細設(shè)備儀器，提高裝配質(zhì)量，從而確保自根本上降低噪聲。車間內(nèi)壁及頂棚采用了高強度吸音棉吸收噪音并降低其穿透力。主要噪音源設(shè)備采用了膠墊、彈簧套墊，以降低振動。高噪音設(shè)備安裝了液壓減震套筒。及時維護機器，注意潤滑及保養(yǎng)。觀察室全屏觀察窗采用10mm隔音玻璃。員工進入車間操作一律配戴封閉式耳塞。經(jīng)以上處理后主要車間噪聲可得到有效控制。提取分離車間全設(shè)備開動時，中心區(qū)噪聲控制在47-58dB,包裝車間控制在50-58dB,員工在1.6m距離內(nèi)無需大聲喊叫便能對話。三．安全性：安全性評估：酶制劑產(chǎn)業(yè)為綠色產(chǎn)業(yè)，原料及加工輔料不含毒性物質(zhì)，無高頻致傷設(shè)備，又由于公司采取自動化生產(chǎn)，故安全性較高，達到國家輕工產(chǎn)業(yè)甲級水平。安全性措施：①員工進入車間一律配穿防護服。②實行分工負責(zé)制，若出現(xiàn)問題則追究至個人并追查負責(zé)人責(zé)任。③由公司電工及車間技術(shù)人員定期檢查車間設(shè)備及電路配置。④各員工須注意各車間操作規(guī)則及要求并謹按其執(zhí)行。⑤外來人員無生產(chǎn)技術(shù)部主管批準(zhǔn)一律不得進入車間。第八章投資概算1.單位工程預(yù)算：（萬元）單位名稱土建工程衛(wèi)生工程工業(yè)管路電器照明設(shè)備費其它合計混料室28.50.30.50.2836.10.0365.71原料室34.500.50.3300.0435.72發(fā)酵車間2028.810.81.6972.380.061195.64提取車間2027.511.71.7155.390.06378.35包裝車間1375.64.81.214.60.6163.8倉庫42.10.80.60.54.60.0348.63污水處理車間180.78.99.71.552.2160.06253.076辦公室16612011.60120309.6餐廳32.83.604.28.64.553.7宿舍樓122.48.703.6042.8177.5實驗中心36.22.33.80.66.72.351.9廣場20.62.203.41.8028傳達室10.51.201.80.31.815.6地磅室2.2000.012.10.024.33活動中心16511.8013.20153343鍋爐室22.91.62.40.686.40.5114.4體育場13.73.0001.01.018.7花園及綠化區(qū)963.51004010101033.5合計：4291.156萬元附：各車間主要設(shè)備：=1\*GB2⑴發(fā)酵車間：（以單體價格：萬元）設(shè)備名稱發(fā)酵罐種子罐離心泵空壓機貯料罐電腦軟件系統(tǒng)CIP清洗系統(tǒng)補料罐價格90150.218.62188.140數(shù)量968122111=2\*GB2⑵提取車間：設(shè)備名稱貯液罐板框過濾機泵鹽析罐轉(zhuǎn)筒過濾機帶式輸送機配液罐離子交換罐電腦螺旋輸送機噴霧干燥器價格1612.10.558.68.334.671516.610.513數(shù)量1321311231=3\*GB2⑶包裝車間：設(shè)備名稱叉車包裝機電腦系統(tǒng)價格1.3111數(shù)量211=4\*GB2⑷污水處理車間：設(shè)備名稱中和罐自動配料斗儲料箱螺桿泵綜合處理罐脫水機帶式輸送機價格12.52.30.850.815.69.884.6數(shù)量11131112.工資情況（月薪/元）：總部門分部門分部門經(jīng)理月薪工種及月薪合計行政總部辦公室2500司機=1\*GB2⑴1000秘書=1\*GB2⑴20005500總務(wù)部2500電工=2\*GB2⑵1500崗哨=3\*GB2⑶800餐廳=2\*GB2⑵140012600活動中心=1\*GB2⑴1200清潔工=1\*GB2⑴700財務(wù)部2800職員=1\*GB2⑴24005200研發(fā)中心產(chǎn)品開發(fā)部2800職員=4\*GB2⑷230012000品控部2600職員=2\*GB2⑵20006600生產(chǎn)總部車間2500主車間（34）2000地磅室=2\*GB2⑵150073500質(zhì)管部2500職員=2\*GB2⑵15005500設(shè)備技術(shù)部2700職員=3\*GB2⑶23009600生產(chǎn)技術(shù)部2700職員=3\*GB2⑶23009600營銷總部發(fā)運部2500職員=2\*GB2⑵2000司機=5\*GB2⑸150014000客服部2500職員=2\*GB2⑵17005900營銷部3200職員=9\*GB2⑼270027500廣告企劃部3000職員=3\*GB2⑶2500顧問=1\*GB2⑴200012500客戶公關(guān)部3000職員=2\*GB2⑵25008000政府公關(guān)部3100職員=2\*GB2⑵26008300附：經(jīng)理月薪：10000元副經(jīng)理=2\*GB2⑵月薪：8000元長聘智囊團=4\*GB2⑷月薪：5000元部門主管=4\*GB2⑷月薪：6000元故年總工資為：（5500+12600+5200+12000+6600+73500+5500+9600+14000+5900+27500+12500+8000+8300+10000+8000+5000+6000）×12=245300×12=2943600元水電汽投資情況（每年）類別單價總量總價水1.29元/立方米2100000t2709000電0.57元/度2856918度1628443汽30元/t5304t159120故年總水電汽投資額為：2709000+1628443+159120=4496563原料投資（每年）類別單價(元/kg)總量/kg總價/元脫脂豆餅粉1.22915797.53498957玉米粉1.5404945.1607417.65魚粉2.6404945.11052857.26NH4Cl0.8647955518364CaCl21.4323977.5453568.5Na2HPO41.2129591155509.2石灰0.1232971.53956.58故年總原料投資為：3498957+607417.65+1052857.26+518364+453568.5+155509.2+3956.58=6290630.19元5.經(jīng)濟核算總表項目名稱費用（萬元）項目名稱費用（萬元）安裝工程費用708.9購車費508土地費用1250輔助設(shè)備費用200.5研究實驗費100公關(guān)費用688員工培訓(xùn)費20設(shè)備維護費306電費/年1628.5餐廳用費100水費/年2709油費20汽/年159電話費8原料費用/年629.1工資/年294.4預(yù)備費500廣告費用800單位工程預(yù)算4292費用合計15429.4萬，即1.543億。經(jīng)濟利益：產(chǎn)品價格：500元/公斤。稅務(wù)：500*250000*30%=37500000元經(jīng)濟利益：87500000元摘要本設(shè)計介紹了碳酸飲料的市場情況，未來市場走向。進行了工廠選址、產(chǎn)品方案設(shè)計、生產(chǎn)工藝及論證，并以可樂型碳酸飲料為例進行了物料衡算、水電用量的估算、設(shè)備選型、勞動力估算、輔助部門設(shè)計。其中以生產(chǎn)工藝論證和車間布置為重點，對車間門、采光、樓蓋、地坪、內(nèi)墻面、柱子進行了設(shè)計。并據(jù)此繪出了工藝流程圖、生產(chǎn)車間平面布置圖、全廠布局圖共3張。生產(chǎn)工藝采用先進技術(shù)和設(shè)備，使生產(chǎn)效率得到了提高，同時減少了勞動力。車間和全廠的布局都符合GMP衛(wèi)生管理體系和HACCP質(zhì)量管理體系。關(guān)鍵詞：碳酸飲料；工藝論證；車間設(shè)計ABSTRACTThisdesigncontainsthemarketconditionsofcarbonateddrinksandthetoneofthemarketinthefuture.Siteselectionoffactory,thedesignofproducescheme,productiontechniqueandargumentationareallanalyzedinthispaper,furthermore,basedontheexampleofcarbonateddrinksofcolatypethispaperelaboratesthecalculationofmaterials,theestimationofwaterandelectricityconsumption,thetypeselectionofequipment,theestimationoflaborforceandthedesignofauxiliarydepartment,withemphasisonproductiontechniqueandplantarrangement.Inthispaperfourdesigndiagramsincludingprocessflowdiagram,thefloorplanofworkshop,thesectionaldrawingofworkshopandthelayoutdiagramoftheplantareplottedonthebasisofthedesignofthedoorofworkshop,delighting,floorsystem,ground,insidemetopeandpillar.Withtheadvancedtechniqueandequipment,theproductionefficiencyisimprovedandthelaborforceisreduced.ThelayoutofworkshopandplantcorrespondwithGMPmanagementsystem.healthcaremanagementsystemandHACCPquality，Ⅰ四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位設(shè)計KEYWORDS:carbonateddrinks；technologydemonstration；thedesignofworkshopⅡ目錄目錄摘要·································ⅠABSTRACT································Ⅱ第1章緒論······························61.1碳酸飲料的現(xiàn)狀··························61.2碳酸飲料的定義和類·······················21.3碳酸飲料的負面影響························21.4設(shè)計目的·····························81.5設(shè)計依據(jù)·····························31.5.1根據(jù)計劃任務(wù)書規(guī)定的產(chǎn)品品種、質(zhì)量、規(guī)模進行設(shè)計······31.5.2主要設(shè)備的能力應(yīng)與工廠規(guī)模相適應(yīng)··············31.5.3合理的選擇工藝流程和設(shè)備及設(shè)計指標(biāo)·············31.5.4全面解決工廠生產(chǎn)、場外運輸和各處物料儲備的關(guān)系·······91.5.5注意考慮工廠建成后生產(chǎn)挖潛的可能和留有工廠發(fā)展余地·····41.5.6合理考慮機械化、自動化裝備水平···············41.5.7注意環(huán)境保護、減少污染··················101.5.8方便施工、安裝、方便生產(chǎn)、維修··············10第2章廠址選擇和總平面設(shè)計······················112.1廠址選擇····························112.1.1廠址選擇應(yīng)從以下幾方面考慮·················62.1.2廠址選擇報告的內(nèi)容·····················72.1.3結(jié)合而論，廠址選擇的原則可歸納為如下幾項··········72.2廠址選擇說明························132.3總平面設(shè)計··························82.3.1總平面設(shè)計的基本原則····················82.4總平面設(shè)計說明·························10第3章碳酸飲料工廠工藝設(shè)計······················173.1產(chǎn)品方案的要求·························173.2班產(chǎn)量的確定··························173.3碳酸飲料生產(chǎn)工藝流程······················183.3.1工藝流程說明·······················193.3.2碳酸飲料的質(zhì)量指標(biāo)····················2193.4生產(chǎn)物料衡算··························273.5設(shè)備選型····························283.5.1水處理設(shè)備························283.5.2暫存罐··························293.5.3不銹鋼飲料泵·······················303.5.4化糖罐··························303.5.5硅藻土過濾器·······················31Ⅲ四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位設(shè)計3.5.6糖漿調(diào)配罐························3.5.7真空脫氣罐························3.5.8紫外線殺菌機·······················3.5.9二氧化碳凈化器······················3.5.10冷卻-混合-碳酸化聯(lián)合機··················3.5.11全自動沖瓶灌裝旋蓋機···················3.5.12全自動瓶蓋印碼機·····················3.5.13單側(cè)面加圓瓶貼標(biāo)機····················3.5.14CIP清洗系統(tǒng)·······················3.6水電用量的計算·························3.6.1用水量計算························3.6.2用電量計算························3.7車間工藝布置··························3.7.1生產(chǎn)車間工藝布置的原則如下：···············3.7.2生產(chǎn)車間布置說明·····················3.7.3勞動力計算························第4章輔助部門設(shè)計·························4.1倉庫······························4.1.1原料倉庫·························4.1.1包裝材料倉庫·······················4.1.3成品倉庫·························4.2研發(fā)中心····························4.2.1研發(fā)中心的任務(wù)······················4.2.2研發(fā)中心的裝備······················4.3品控中心····························4.3.1品控中心的任務(wù)······················4.3.2品控中心的組成······················4.3.3品控中心的裝備······················4.3.4品控中心對建筑的要求···················4.4機修室·····························4.5全廠生活設(shè)施··························4.5.1辦公樓··························4.5.2食堂···························4.5.3更衣室··························4.5.4浴室···························4.5.5廁所···························4.5.6員工宿舍·························4.5.7配電房··························4.5.8污水處理站························第5章食品工廠衛(wèi)生··························5.1廠、庫環(huán)境衛(wèi)生·························5.2廠、庫設(shè)施衛(wèi)生·························5.3加工衛(wèi)生····························5.4廠區(qū)公共衛(wèi)生··························Ⅳ3131313232333333332929353535353738383838393939394040404041414141424344393939454646464747目錄5.5車間衛(wèi)生····························5.6常見的消毒方法·························5.6.1漂白粉溶液························5.6.2氫氧化鈉溶液·······················5.6.3過氧乙酸·························5.6.4蒸汽和熱水消毒······················5.6.5紫外線消毒························第6章全廠總平面布置·························6.1廠區(qū)面積確定··························6.2廠區(qū)道路····························第7章公共系統(tǒng)設(shè)計··························7.1給排水系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容及所需的基礎(chǔ)資料···············7.1.1設(shè)計所需基礎(chǔ)資料·····················7.1.2設(shè)計注意事項·······················7.2排水系統(tǒng)····························7.2.1排水系統(tǒng)的組成······················7.2.2有關(guān)排水設(shè)計要點·····················7.3消防系統(tǒng)····························7.4供電系統(tǒng)····························7.4.1設(shè)計所需基礎(chǔ)資料·····················7.4.2食品廠對供電的要求及措施·················7.4.3車間配電·························7.4.4供電系統(tǒng)說明·······················7.5供汽系統(tǒng)····························7.5.1鍋爐房在廠區(qū)的位置····················7.5.1鍋爐房的布置·······················第8章廢水處理····························8.1碳酸飲料廢水的主要來源·····················8.2碳酸飲料廢水的常用處理工藝及設(shè)施················第9章結(jié)論······························9.1本設(shè)計的技術(shù)先進性與經(jīng)濟合理性·················9.2本設(shè)計存在的問題························參考文獻································致謝·································47484848484949504747525252535353534949555055565156565853536156566263Ⅴ第1章緒論第1章緒論1.1碳酸飲料的現(xiàn)狀2009年受益于國家擴大內(nèi)需政策的影響，我國軟飲料行業(yè)保持了較高的發(fā)展速度，前11個月，各類軟飲料生產(chǎn)7453萬噸，預(yù)計全年產(chǎn)量能達到8100萬噸，實現(xiàn)25%以上的增長，然而，隨著居民消費結(jié)構(gòu)的變化，市場對各種飲料的需求也發(fā)生著結(jié)構(gòu)性改變，其中，作為軟飲料中的份額“老大”，碳酸飲料生產(chǎn)上也出現(xiàn)了改變，雖然表面上碳酸飲料的市場容量比較平穩(wěn)，但是占整個飲料大市場的百分比是逐年下滑的。今年前11個月，碳酸飲料累計生產(chǎn)1154.5萬噸，同比增長11.3%，比軟飲料總體平均增長率低了近14個百分點。碳酸飲料在整個飲料生產(chǎn)中的占比也由5年前的23%下降到今年的15%，份額下降了近10個百分點，各類新型飲料品種大行其道，特別是新型果汁飲料、茶飲料對碳酸飲料的傳統(tǒng)市場沖擊較大。碳酸飲料未來5年在中國市場的衰退已經(jīng)無可挽回了，各類生產(chǎn)企業(yè)為了適應(yīng)市場變化，在經(jīng)營上也出現(xiàn)了一系列調(diào)整，可口可樂大力推出了自己的新型果汁飲料；百事可樂又裁員又換標(biāo)，目的當(dāng)然很明顯，想借此搶占可口可樂的市場分額。未來幾年的可樂大戰(zhàn)，必定是精彩非凡，可惜國產(chǎn)品牌娃哈哈的非常可樂近幾年悄無聲息，新品咖啡可樂也沒有搶到多少份額。從品牌格局上看，可樂市場三足鼎立的局面目前不會改變，而且各自市場份額在未來5年也不會發(fā)生大的變化，基本都同質(zhì)化了，對手的招數(shù)也都互相比較了解了。總體是：可口可樂和百事可樂下不了鄉(xiāng)，非?？蓸愤M不了城。像嶗山可樂等地方品牌短時間難成大氣候。天府可樂如果能夠順利收回品牌所有權(quán)，由中糧之類的超大型國企來運營，有點希望成為地方強勢品牌。雪碧比拼七喜，芬達對陣美年達，未來5年也都是維持目前的品牌格局。1四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位設(shè)計1.2碳酸飲料的定義和分類碳酸飲料是在一定條件下充入二氧化碳氣的制品，是軟飲料（非酒精飲料）的一種。它的主要成分為糖、色素、甜味劑、酸味劑、香料及碳酸水等，一般不含維生素，也不含礦物質(zhì)。按照我國軟飲料的分類標(biāo)準(zhǔn)，碳酸飲料（汽水）分為：果汁型碳酸飲料、果味型碳酸飲料、可樂型碳酸飲料和其他型碳酸飲料。1、果汁型：原果汁含量不低于2.5%的碳酸飲料，它除了具有相應(yīng)水果所特有的色、香、味之外，還含有一定的營養(yǎng)，有利于身體健康。如橘汁汽水、檸檬汽水等。2、果味型：以食用香精為主要賦予香劑，以食用著色劑著色，原果汁含量低于2.5%的碳酸飲料，賦予一定的水果香型和色澤。如橘子汽水、菠蘿汽水等。3、可樂型：特指含有焦糖色、可樂香精或類似可樂果和水果香型的辛香、果香混合劑的碳酸飲料。香氣協(xié)調(diào)柔和，味感純正、爽口，有清涼、剎口感，由于味道獨特，含有咖啡因的產(chǎn)品同時具有提神作用，人們對這類產(chǎn)品往往有自己的偏愛，尤其可口可樂、百事可樂、非常可樂等知名品牌產(chǎn)品引導(dǎo)了消費方向。4、其他型：除上述三種類型以外的碳酸飲料，如蘇打水、鹽汽水以及含有非果實的植物提取或非果實的食用香精的碳酸飲料。如茶汁汽水等。1.3碳酸飲料的負面影響過量地喝碳酸飲料，其中的高磷可能會改變?nèi)梭w的鈣、磷比例。研究人員還發(fā)現(xiàn)，與不過量飲用碳酸飲料的人相比，過量飲用碳酸飲料的人骨折危險會增加大約3倍；而在體力活動劇烈的同時，再過量地飲用碳酸飲料，其骨折的危險也可能增加5倍。專家提醒，兒童期、青春期是骨骼發(fā)育的重要時期。在這個時期，孩子們活動量大。如果食物中高磷低鈣的攝入量不均衡，再加上喝過多的碳酸飲料，則要引起足夠的重視。因為它不僅對骨峰量可能產(chǎn)生負面影響，還可能會給將來發(fā)生骨質(zhì)疏松癥埋下伏筆。因此，萬事都得要有個“度”。一旦超過了這個“度”，再有豐富營養(yǎng)的食物也可能變成有害物或多余物，對人體不利；其次，適時補充一定數(shù)量的鈣，還可減輕體內(nèi)鈣——磷比例的失調(diào)。2第1章緒論1.4設(shè)計目的畢業(yè)設(shè)計是經(jīng)過大學(xué)四年學(xué)習(xí)，并且掌握一定理論知識以后進行的一次綜合性的練習(xí)。畢業(yè)設(shè)計是把理論和實踐相結(jié)合，并在實踐中加以應(yīng)用，對食品工廠的設(shè)計有了一定時間經(jīng)驗，同時畢業(yè)設(shè)計能夠鍛煉我們獨立工作的能力，掌握查閱相關(guān)資料的一些方法。1.5設(shè)計依據(jù)本設(shè)計是根據(jù)四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院食品科學(xué)與工程教研室下達的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書進行設(shè)計的，設(shè)計課題《年產(chǎn)6000噸碳酸飲料車間工藝設(shè)計》。1.5.1根據(jù)計劃任務(wù)書規(guī)定的產(chǎn)品品種、質(zhì)量、規(guī)模進行設(shè)計計劃任務(wù)書規(guī)定產(chǎn)品的規(guī)模往往有一定的范圍，設(shè)計規(guī)模在該范圍之內(nèi)或略超出該范圍，都認為是合適的；但如果限于設(shè)備選型，設(shè)計達到的規(guī)模略低于該范圍，則應(yīng)說明原因，取得上級同意后，才能繼續(xù)設(shè)計。1.5.2主要設(shè)備的能力應(yīng)與工廠規(guī)模相適應(yīng)大型工廠應(yīng)配備與之相適應(yīng)的大型設(shè)備，否則將造成工藝線過多的現(xiàn)象。1.5.3合理的選擇工藝流程和設(shè)備及設(shè)計指標(biāo)工藝流程和主要的設(shè)備的確定至關(guān)重要。工廠建成后，要想改變工藝流程和主要設(shè)備十分困難。因此工藝流程的確定和主體設(shè)備的選擇應(yīng)慎重從事，須通過方案對比后確定，并應(yīng)盡可能考慮節(jié)省能源，采用安全可靠、技術(shù)先進成熟、經(jīng)濟合理的工藝流程和設(shè)備。工藝設(shè)計的各項指標(biāo)，如原料損失率、產(chǎn)品合格率等的選取，應(yīng)切合實際。指標(biāo)3四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位設(shè)計定得太高，投產(chǎn)后達不到設(shè)計要求。指標(biāo)過于保守，造成人力、物力的浪費，經(jīng)濟上不合理。因此，設(shè)計指標(biāo)和工藝參數(shù)的選取也應(yīng)力求先進、合理。1.5.4全面解決工廠生產(chǎn)、場外運輸和各處物料儲備的關(guān)系由于工廠生產(chǎn)要求長期連續(xù)運轉(zhuǎn)，而高混機、回轉(zhuǎn)窯、熔爐和磨機等設(shè)備則需要一定的時間進行計劃檢修；同時受各處復(fù)雜條件如場外運輸?shù)纫蛩氐闹萍s，所以各種物料都應(yīng)有適當(dāng)?shù)膬洹８鞣N堆場、儲庫的容量，應(yīng)滿足各處物料存期的要求。儲存期的確定應(yīng)使生產(chǎn)有一定的機動性，以利于工廠均衡連續(xù)地生產(chǎn)。但儲存期也不要太長，以免增加基建工程量和費用及占用工廠的流動資金。1.5.5注意考慮工廠建成后生產(chǎn)挖潛的可能和留有工廠發(fā)展余地工廠從設(shè)計到建成投產(chǎn)往往要好幾年的時間，而生產(chǎn)技術(shù)卻是向前發(fā)展的。因此設(shè)備能力應(yīng)能切實滿足生產(chǎn)要求并留有余地。此外，應(yīng)結(jié)合設(shè)計時的國內(nèi)外未來時期對設(shè)計產(chǎn)品需求情況的預(yù)測，以及當(dāng)前國民經(jīng)濟發(fā)展的方針政策，考慮在設(shè)計中是否需要或應(yīng)留有多大的擴建余地。考慮工廠擴建的原則是：既要便于今后的擴建，使工廠擴建時盡量不影響原有的生產(chǎn)，又要盡可能不增加當(dāng)前建廠的占地面積和投資。1.5.6合理考慮機械化、自動化裝備水平機械化水平應(yīng)與工廠的規(guī)模和裝備水平相適應(yīng)，特別是連續(xù)生產(chǎn)過程中大宗物料的裝、運、卸，必須實現(xiàn)機械化。重大設(shè)備的檢修、起重以及需要減輕繁重體力勞動的場合，也應(yīng)盡可能實現(xiàn)機械化。生產(chǎn)控制自動化，具有反應(yīng)靈敏、控制及時、調(diào)整精確的特點，是保證現(xiàn)代化連續(xù)性大生產(chǎn)安全穩(wěn)定進行必不可少的手段。我國工廠生產(chǎn)的自動化有自己的特點，目前不強調(diào)高度全盤自動化，而是注重講求實效的局部自動化。如窯爐、熔爐和各種成型設(shè)備等大型設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)自動化等。4第1章緒論1.5.7注意環(huán)境保護、減少污染設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國家環(huán)境保護、工業(yè)衛(wèi)生等方面的有關(guān)規(guī)定。對可能產(chǎn)生的污染應(yīng)采取相應(yīng)的防治措施，確保工人在良好的環(huán)境下從事生產(chǎn)，保護廣大職工的身體健康。1.5.8方便施工、安裝、方便生產(chǎn)、維修工藝布置應(yīng)做到生產(chǎn)流程順暢、緊湊、簡捷。力求縮短物料的運輸距離，并充分考慮設(shè)備安裝、操作、檢修和通行的方便，以及其他專業(yè)對工藝布置的要求。5四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位設(shè)計第2章廠址選擇和總平面設(shè)計2.1廠址選擇食品工業(yè)的布局，涉及一個地區(qū)的長遠規(guī)劃。一個食品工廠的建設(shè)，與當(dāng)?shù)刭Y源、交通運輸、農(nóng)業(yè)發(fā)展都有密切關(guān)系。在進行區(qū)域規(guī)劃、選擇廠址時，經(jīng)常涉及的內(nèi)容有工程地質(zhì)條件的優(yōu)劣，廠區(qū)范圍能否適應(yīng)和滿足總平面和安全距離的要求、自然災(zāi)害的威脅程度與抵御能力，可能出現(xiàn)的次生災(zāi)害，“三廢”的處理，與外部的聯(lián)系及協(xié)作等。廠址選擇工作應(yīng)當(dāng)在當(dāng)?shù)爻墙ú块T的統(tǒng)籌安排下，由籌建單位負責(zé)，會同主管部門、建筑部門、城市規(guī)劃部門和區(qū)、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）等有關(guān)單位，經(jīng)過充分討論和比較，選擇優(yōu)點最多的地址為建廠的地址。在選擇廠址時，設(shè)計單位亦應(yīng)參加。2.1.1廠址選擇應(yīng)從以下幾方面考慮1、食品工廠的廠址應(yīng)設(shè)在當(dāng)?shù)氐囊?guī)劃區(qū)內(nèi)，以適應(yīng)當(dāng)?shù)匕l(fā)展規(guī)劃的統(tǒng)一布局，并盡量不占或少占良田，做到節(jié)約用地。所需土地可按基建要求分期分批征用。食品工廠應(yīng)設(shè)在環(huán)境潔凈，綠化條件好，水源清潔的區(qū)域。2、食品工廠一般建在原料產(chǎn)地附近的大中城市郊區(qū)，