固態(tài)酸性蛋白酶工廠設計要點

固態(tài)酸性蛋白酶工廠設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酸性蛋白酶的應用：在羊毛染色前處理中的應用在皮革脫毛和皮毛軟化中的應用應用于真絲的精煉脫膠應用于制明膠應用于醫(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：與化學催化劑相比，酶作為生物催化劑具有以下優(yōu)點：a）反應在常溫常壓下進行，所以所需能耗低且操作安全性高。b）具有極高的催化效率，比化學催化效率高倍。C)具有高度專一性，酶對底物和反應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)許多化學催化劑難以進行的反應。d）酶制劑由于不是化學合成品，性價比高，使用方便，所以應用領域涉及輕工、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。三市場需求預測：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，屬暖溫帶濕潤季風大陸性氣候，四季分明，雨熱同季，冬無嚴寒，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\*CHINESENUM3七建設規(guī)模及條件：建設內(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)設備及其相應的工藝裝備；配套建設公共工程和服務性設施，建設完備的環(huán)保設施。(2)建設地點：擬建該項目在日照（3）原材料供應：原材料中玉米粉、大豆粉、石灰等原料均從當?shù)丶爸車貐^(qū)購買。魚粉、NH4Cl、CaCl2、Na2HPO4可從相應廠家購買。=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、動力設備噪音等。廢氣可經(jīng)旋風分離處理排放；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算：預計經(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?shù)刈匀毁Y源和社會資源，在一定程度上解決當?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網(wǎng)絡．

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氣候，四季分明，雨熱同季，冬無嚴寒，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。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。第三章總平面設計見附圖。第四章工藝設計=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備。=3\*GB2⑶生產(chǎn)工藝流程示意圖：=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。空氣熱滅菌是基于加熱后微生物體內(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旋風分離機：生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣需經(jīng)旋風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：設備選型表：設備名稱型號數(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天龍輕工設備有限公司9噴霧干燥器LPG-1501501常州邦尼干燥設備有限公司10顆粒自動包裝機D×DK-50012011旋風分離器PV型高效一級1524無錫市煉油設備廠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技術人員221學徒學徒工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℃預熱到75℃，再加熱到120℃而冷卻水的溫度由20℃升到45℃。設每罐的滅菌時間為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供養(yǎng)外，設備、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：安通常設計習慣，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)限和責任，負責監(jiān)督全廠職工執(zhí)行衛(wèi)生實施細則。（二）維修、保養(yǎng)廠房、設備、排水系統(tǒng)、廢水、廢氣排放系統(tǒng)和其他機械設施，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準。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，盡量防止污染設備、工器具、和容器。使用殺蟲劑后將設備、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》及其他有關衛(wèi)生規(guī)定的教育，做到教育有計劃，考核有標準，衛(wèi)生培訓制度化和規(guī)范化。b.健康檢查生產(chǎn)及有關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準或?qū)I(yè)標準的規(guī)定，有防污染措施。貯藏期間應定期檢查產(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。工廠設有與生產(chǎn)能力相適應的衛(wèi)生、質(zhì)量檢驗室，并配備經(jīng)專業(yè)培訓專業(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備。檢驗室按照國家規(guī)定的檢驗方法（標準）抽樣，做物理、化學、微生物等方面檢驗。不符合標準的產(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: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技術人員221學徒學徒工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?；静缓卸疚镔|(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。主要噪音源設備采用了膠墊、彈簧套墊，以降低振動。高噪音設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實行分工負責制，若出現(xiàn)問題則追究至個人并追查負責人責任。③由公司電工及車間技術人員定期檢查車間設備及電路配置。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)技術部主管批準一律不得進入車間。第八章投資概算1.單位工程預算：（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：各車間主要設備：=1\*GB2⑴發(fā)酵車間：（以單體價格：萬元）設備名稱發(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）：