发酵工厂工艺的设计概论3.pptVIP

第四章 工艺流程设计 第四章 工艺流程设计 第一节 概 述 工艺流程设计和车间布置设计是工艺设计的两个主要内容，是决定工厂的工艺计算、车间组成、生产设备及其布置的关键步骤。 在整个工艺设计中最先开始，但需逐步进行局部修改，所以几乎是最后才完成。 主要任务：其一是确定由原料到成品的各个生产过程及顺序，说明生产过程中物料和能量变化及流向，采用的生物反应或化工过程及设备。其二是绘制工艺流程图。 选择生产方法的主要依据： 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 第三节 工艺流程的设计步骤 三个阶段： 　　(1)生产工艺流程示意图； 　　(2)生产工艺流程草图； 　　(3)生产工艺流程图。 (一)工艺流程草图的制图要求 工艺流程草图是由物料流程、图例、设备一览表以及必要的文字说明所组成，一般是初步设计阶段的草图。 (1)应表示出厂房各层楼面的标高。 (2)画出设备示意图，设备的尺寸大小应适当相称且大致形似，并标明其流程号。 (3)画出设备的物料及水、汽、真空、压缩空气、冷冻剂等管线和流动方向，以及管线上的主要阀门及管路附件如过滤器、疏水器等。 (4)画出必要的计量器具和控制仪表。 (5)必要的文字注释，如半成品、副产品的去向等。 (6)附注图例，并按国家规定画出图签、图框。制图比例大致按1:100进行绘制，如设备过小或过大时则可采用1:50或1:200。 第五章 工艺计算 第五章 工艺计算 第一节 物料平衡计算 一、物料衡算的意义、方法和步骤 物料衡算是工艺计算的基础，在整个工艺计算中开始得最早，最先完成。当生产方法确定并完成了工艺流程示意图设计后，即可进行物料平衡计算。 (一)物料衡算的意义 物料衡算：根据质量守恒定律，引入系统或设备的物料质量Gm，等于输出系统或设备的物料（常为产物）的质量Gp和物料损失量Gw之和，即： Gm＝Gp＋Gw 此法则，既适于单元操作过程，也适于整个生产过程；既可进行总物料衡算，也可对混合物中某一组分作部分物料衡算。 (二)物料衡算的方法和步骤 1．弄清题意和计算的目的要求 ——充分了解物料衡算的目的要求，决定计算方法。 2．绘出物料衡算流程示意图 ——使用框图和线条图表示系统。把主要物料和辅助物料都在图上标清楚，并尽可能标出各物料的流量、组成、温度和压力等参数。 3．写出生物反应方程式——根据工艺过程发生的生物反应，写出主反应和副反应的方程式。对复杂的反应过程，可写出反应过程通式和反应物组成。副反应很多，可把所占比重很小的副反应略去。对那些产生有毒物质或明显影响产品质量的副反应，其量虽小，但不能忽略。 4．收集设计基础数据和有关物化常数 需收集的数据资料包括：生产规模，年生产天数，原料、辅料和产品的规格、组成及质量等。 常用的物化常数可在相应的化工、生化设计手册中查到。 5．确定工艺指标及消耗定额等 设计所用的工艺指标、原材料消耗定额及其他经验数据，可根据所用的生产方法、工艺流程和设备，对照同类型生产工厂的实绩水平来确定，这必须是先进而又可行的，它是衡量企业设计水平高低的标志。 6．选定计算基准 (1)以单位时间产品量或单位时间原料量作为计算基准。这类基准适用于连续操作过程及设备的计算。 (2)以单位重量、单位体积或单位摩尔数的产品或原料为计算基准。对于固体或液体常用单位质量(t或kg)，对于气体常用单位体积或单位摩尔数(L，m3或mol)，热量一般以焦耳为单位(J)。 (3)以加入设备的一批物料量为计算基准。 7．由已知数据，根据Gm＝Gp＋Gt进行物料衡算。 根据物料衡算式和待求项的数目列出数学关联式，关联式数目应等于未知项数目。当关联式数目小于未知项数时，可用试差法求解。 8．校核与整理计算结果，列出物料衡算表 在整个物料衡算过程中，对主要计算结果都必须认真校核，确保无误。发现差错，必须及时重算更正，以免错误延续，导致大量返工重算，甚至延误设计进度。最后，把整理好的计算结果列成物料衡算表。 9．绘出物料流程图 根据计算结果绘制物料流程图。物料流程图要作为正式设计成果，编人设计文件，以便于审核和设计施工。 最后，经过各种系数转换和计算，得出原料消耗综合表和排出物综合表 二、主要技术经济指标的确定 　　(一)技术经济指标确定的意义 　　 技术经济指标是