固态酸性蛋白酶工厂设计要点

固态酸性蛋白酶工厂设计第一章可行性报告一总论：1.1项目（课题名称）：年产250吨固态蛋白酶工厂1.2项目拟建地点：日照1.3项目简介：1.3.1项目内容：a.工业级酸性蛋白酶制剂的生产b.食品级酸性蛋白酶制剂的生产1.3.2酸性蛋白酶的应用：在羊毛染色前处理中的应用在皮革脱毛和皮毛软化中的应用应用于真丝的精炼脱胶应用于制明胶应用于医药1.3.3项目意义：用酸性蛋白酶进行工业生产（羊毛处理、皮革加工、明胶生产等）具有条件温和、能耗较小、不影响原品品质、处理效果好、污染少、效益高、副产物可回收利用和附加值高等优点。二项目背景与发展概况：2.1项目提出背景：与化学催化剂相比，酶作为生物催化剂具有以下优点：a）反应在常温常压下进行，所以所需能耗低且操作安全性高。b）具有极高的催化效率，比化学催化效率高倍。C)具有高度专一性，酶对底物和反应类型具有高度的选择性，所以副产物较少，产物易于分离，可以实现许多化学催化剂难以进行的反应。d）酶制剂由于不是化学合成品，性价比高，使用方便，所以应用领域涉及轻工、食品化工、医药、农业、能源及环境保护等。在我国酶制剂产品中，糖化酶和淀粉酶产量占到了80%以上；其中蛋白酶的生产上处于起步状态，前景看好，所以本项目拟建生产酸性蛋白酶。2.2发展概况：在二战期间，西欧就已建立了最初的酶制剂工厂，形成了产业生产。在当代，能源问题、环境问题等等日益突出，受到了世人的热切关注，那么寻找一种能耗底、污染小的生产方式刻不容缓，所以，酶制剂产业作为一种具有革命性环保意义而又具有普遍工业实用性的产业其重要性不言而喻。目前，我国蛋白酶产业上处于起步状态，呈上升趋势；供需存在很大空档，市场对酶制剂的需求量极大且不断扩大。政策方面：2005年8月，温家宝总理签发了《关于加快大力发展低污染低耗能产业的决定》，日照市大力响应。三市场需求预测：据保守估计，国内年需酸性蛋白酶11.5—12.7万吨，先满荷年产量为8.5万吨，存在很大空档，并且以每年10%--13%的比例增长。=4\*CHINESENUM3四产品方案级拟建规模：年产40万酶活力单位的固态蛋白酶250吨。使用黑曲酶菌株，一级种子罐扩大培养。种子罐10m3，培养条件为：31℃，24小时；通风比为1：0.3；搅拌转速230rpm。发酵罐采用100m3，于31℃发酵72小时，接种量为10%。采用过滤、盐析、离子交换脱盐、干燥等步骤进行提取纯化。=5\*CHINESENUM3五工艺初步方案：5.1菌种33ºC蔡氏培养基(2天)茄子瓶斜面培养制成孢子悬浮液，接入种子罐。5.2提取：发酵液过滤盐析转筒过滤酶乳酸缓冲液溶解离子交换除盐稳定，加载体混匀喷雾干燥器干燥成品包装=6\*CHINESENUM3六厂址选择：厂址定于中国日照。a)地理位置及厂址环境：日照位于东经118°35′—119°39′，北纬35°04′—36°02′，在山东半岛以南，南接江苏、连云港，西通中国内陆诸省区，东临黄海，隔海与日本、韩国相望，处于环太平洋经济圈和和环黄（渤）海经济圈，是中国重点开发建设和生产力布局的沿海主轴线与新亚欧大陆桥的交汇点。b)厂址气候和地质：三面环山，中部平原，属暖温带湿润季风大陆性气候，四季分明，雨热同季，冬无严寒，夏无酷暑。年均气温12.5℃，年均降水量885毫米。境内无霜期为210天，年平均日照时间为2540小时。多棕壤土。c)供水供电：由市供水供电部门提供。=7\*CHINESENUM3七建设规模及条件：建设内容：生产车间：包括原料加工车间、发酵车间、提取精制车间、成品包装车间，生产设备及其相应的工艺装备；配套建设公共工程和服务性设施，建设完备的环保设施。(2)建设地点：拟建该项目在日照（3）原材料供应：原材料中玉米粉、大豆粉、石灰等原料均从当地及周围地区购买。鱼粉、NH4Cl、CaCl2、Na2HPO4可从相应厂家购买。=8\*CHINESENUM3八公用工程和辅助工程初步方案：总图布置：该建设工程的总图布置按下列原则进行：满足工艺流程的需要，执行国家有关安全、防火、卫生、环保等规范功能说明，便于生产管理。全厂共分六个功能区：办公区、菌种选育区、生产区、辅助生产区、贮藏区和废物处理区。运输：厂内运输主要集中在原料的运入和产品的运出两方面，对于原料玉米、大豆和废物要靠公路从周边地区运入和运出；对于鱼粉、NH4Cl、CaCl2、Na2HPO4等原料和产品可通过公路、铁路和空运等方式运入和运出。土建工程：预计总建筑面积为166000平方米。=9\*CHINESENUM3九环境保护：项目中的环境污染来自生产中的废水废渣废气、动力设备噪音等。废气可经旋风分离处理排放；废水经污水处理系统处理可排放，也可以循环利用。废渣经处理后可制成肥料出售。对设备进行防噪处理，以减少噪音污染。=10\*CHINESENUM3十投资于算计资金筹措：项目总投资1.6亿，用于固定资产投资和流动资产投资，包括土建工程投资、设备投资、固定资产投资、运输费用等铺底流动资金。资金筹措方案：银行贷款、政府支持等。=11\*CHINESENUM3十一经济效益和社会效益的初步预算：预计经济效益：87500000元社会效益：有效调整酶制剂生产和产品的不平衡性，有效的利用当地自然资源和社会资源，在一定程度上解决当地劳动力过剩问题，促进国民经济的发展。=12\*CHINESENUM3十二综上所述，此工厂设计具有可行性。项目建议书第二章厂址选择厂址选在中国日照。=1\*GB4㈠区位优势：日照，因“日出初光先照”而得名，是山东省对外开放的前沿城市之一

。日照位于东经118°35′——119°39′、北纬35°04′——36°02′之间，北邻青岛，南接江苏连云港，西依沂蒙山区，东临黄海，与日本、韩国隔海相望，具有得天独厚的区位优势和资源优势。=2\*GB4㈡周边交通优势：1、港口．日照港、岚山港是国家一类对外开放港口，2002年两港货物吞吐量达到3800多万吨．与世界重要港口都实现了通航，与韩国平泽港开通了客箱班轮，与韩国釜山港、日本福冈港开通了集装箱航班．

2、公路．南北方向的有同三高速公路（同江至三亚），是直达辽东半岛、山东半岛、长江三角洲和珠江三角洲的快速通道．东西方向的有日东高速公路（日照至东明），与京沪高速公路、京福高速公路相交，与河南、陕西的高速公路相连．通过高速公路，日照至北京有7小时行程、至郑州有5小时行程．

3、铁路．东西方向的有日西线（日照至西安），复线铁路，与京沪铁路、京九铁路、京广铁路相交；坪岚线（岚山港至坪上站），连接日西铁路；南北方向的有中国沿海铁路大通道，直达上海、杭州等地．日照已开通至北京、济南、郑州的旅客列车．

4、机场．120公里半径之内有青岛流亭国际机场、连云港机场、临沂机场，均有高速公路相连，乘车1小时之内可抵达．=3\*GB4㈢能源优势：1、电力．日照电力供应充足，现已形成了以550千伏、220千伏和110千伏为骨干的供应网络．

2、电信．2002年，全市局用交换机容量50万门，移动电话交换机容量40万户；建有公用数据通信网、公用计算机互联网（163）、公用多媒体通信网（9169）．

3、供热．日照市区建有3座热电厂，莒县、五莲、岚山都建有热电厂，能够满足供热需求．

4、供气．日照市区建有2座天然气站，供气主干管道已经建成，能够满足供气需求．=4\*GB4㈣水资源优势：供水．日照是北方少有的富水区，水资源总量17亿立方米，有大型水库5座，总库容10亿立方米，具备日供水120万吨的能力；2002年市区日供水能力20万吨；大型工业企业可从水源地直接供水．=5\*GB4㈤地貌特点：日照市总的地势是西高东低，略向东南倾斜，间有山地、丘陵和分割的小块平原。最高点为五莲县马耳山，海拔706米；最低点为东海峪海岸，海拔1～1.5米。境内大小山头4358座。西部为泰沂山脉系，大多呈东南─—西北走向；北部山脉多呈南——北和西南——西北走向；中南部有7条互不衔接的山脉，走向各异；东部属胶东丘陵。全市境内海拔500米以上的山有39座，其中峤子山、平垛山会稽山、河山、九仙山、双山、青山、小垛山、芦山、垛子崖等，均在海拔600米以上。境内河流纵横，较大的河流有12条，总长462公里，流域面积5223平方公里。其中潍河流经五莲、莒县，形成潍河水系，境内段长121公里，流域面积1350平方公里；沭河贯穿莒县南北，境内段长77公里，流域面积1718平方公里。除潍河水系流入渤海外，其余河流大多流入黄海。=6\*GB4㈥气候特点：日照气候属暖温带季风气候，四季分明，雨热同季，冬无严寒，夏无酷暑。年均气温12.5℃，年均降水量885毫米。境内无霜期为210天，年平均日照时间为2540小时。日照市海岸位于黄海中部，北起白马河口，南到锈针河口，岬湾相连。丝山、奎山、岚山三座山延伸入海，构成了基岩沙质岸。浅海水域广阔，10米等深线以内的汪海面积有30万左右；流带1.2米／秒，流向为东北─西南向。海水年平均水温0.7℃～28℃，盐度29.25‰。=7\*GB4㈦人力资源：到2002年底，全市总人口277.52万人，其中，城镇人口69.55万人。具有比较合适的廉价的劳动力。=8\*GB4㈧自然资源：土地资源：全市土地总面积是8021916.6亩；其中耕地3580909.2亩，占44.64%；园地850739.3亩，占10.61%；林地1267356.1亩，占15.8%；居民点及工矿用地677645.6亩，占8.45%；交通用地191651.9亩，占2.4%；水域604055.2亩，占7.53%；未利用土地849559.3亩，占10.57%。原料资源：周边地区具有丰富的原料供用，主要是生产用量较大的豆饼粉和玉米粉。=9\*GB4㈨政策方面：2005年8月，温家宝总理签发了《关于加快大力发展低污染低耗能产业的决定》，日照市大力响应。酶制剂产业作为一种具有革命性环保意义而又具有普遍工业实用性的产业，具有能耗底、污染小的明显特点，成为市政府大力支持工业产业项目。第三章总平面设计见附图。第四章工艺设计=1\*GB4㈠产品方案：本厂产品为酸性蛋白酶，年产250吨，生产天数为300d/y，产品规格是40万u/g。班产量确定：由于生产量适中且设备处理能力足够，故采用单条生产线，不分淡旺季。为保证设备得到充分利用以获得最大收益，按惯例采用三班制。采取9个罐分三批生产，每批三个罐。如此每天处理发酵液量明确为3×100×0.7＝210(方)，设备均按次选型。=2\*GB4㈡生产方法的选择和工艺流程的确定：=1\*GB2⑴生产方法：本厂采用发酵工程技术进行黑曲霉的液体深层培养,然后再经一列的过滤、盐析等提纯过程得到我们的产品—酶制剂。=2\*GB2⑵生产工艺流程设计：我们的产品为食品级酶制剂，产品品质与规模要求比较高，结合生产规模，故采用先进、经济、合理的自动化生产线，特别是发酵车间，配以全自动化的在线检测设备。=3\*GB2⑶生产工艺流程示意图：=4\*GB2⑷辅助工艺：1.灭菌：1.1发酵罐与种子罐的灭菌：先从罐顶通入蒸汽，将罐内所有空气从底部排出，用蒸汽保压灭菌30分后，压出罐内冷凝水，，然后关紧排气阀，继续闷罐灭菌30分，闷罐时刻稍进蒸汽和适量排气，保持罐压不变。闷消结束后，先开排气阀，排除罐内蒸汽，再通入无菌空气以排出蒸汽，顶住罐压，保压接受连消好的培养基，然后开冷却水冷却到所需温度。灭菌过程维持罐压（2.5-3）×105帕，罐温125-130摄氏度，总蒸汽压力不低于（3.0-3.5）×105帕，使用蒸汽压力不低于（2.5-3）×105帕。1.2培养基的灭菌培养基的灭菌采用连消灭菌的方式。首先，可用冷却水（65摄氏度）在配料罐中配料，使培养基温度在60摄氏度左右，然后用连消泵将培养基连续打入连消塔，与塔内饱和蒸汽迅速接触混合，在20-30秒内将培养基温度温度升高到126-132摄氏度后，流入维持罐，自其底部进入，逐渐上升，然后从罐顶上部侧扣处流出罐外。培养基在维持罐内要继续保温杀菌5-10分钟，罐压维持在2×105帕左右，培养基由维持罐流出后进入喷淋冷却器冷却，一般冷却到40-50摄氏度，在输送到已空消的罐内。1.3发酵罐附属设备的灭菌主要为补料罐和消泡罐等。补料罐即糖水罐，表压1.0×105帕（120摄氏度），保温30分，同时保持糖水翻腾良好，防止炭化。消泡罐灭菌，表压（1.5-1.8）×105帕，保温30分。1.4管路的灭菌补料管路，消泡管路与补料罐及消泡罐同时进行灭菌，保温1小时，移钟管路的灭菌时间为1小时，蒸汽压力为（3.0-3.5）×105帕，移种及补料管路必须用蒸汽冲净，以防杂菌繁殖。管路灭菌后，管子灭菌后，管自冷却会造成真空，又遭外界空气入侵的危险，可通入无菌空气或醪液填充真空。

2.4.2无菌空气的制备：无菌空气的制备通过加热来灭菌。空气热灭菌是基于加热后微生物体内的蛋白酶热变性得以实现，鉴于空气早进入培养基之前，一般均需压缩机压缩以提高操作压力，空气经压缩后温度能够上升到200摄氏度以上，所以空气热灭菌时的温度，就不必用蒸汽或其他载体加热。而直接用空气压缩后的温度升高来实现。如果将此温度保持一段时间，3秒即可，便可实现空气的干热灭菌。然后，在通过喷淋冷却和换热器冷却即可通入发酵罐中。=5\*GB2⑸操作要点：（1）菌种采用黑曲霉3.350，先用温水活化。（2）种子罐（10方）培养条件为：31℃；26小时；通风比1：0.3，搅拌转速230rpm。种子菌丝生长旺盛后即可转入发酵罐发酵。培养过程中应时刻监测罐内培养条件变化。（3）发酵罐（100方）培养条件为：接种量为10％；31℃；72小时；通风比1：0.25（0-24小时），1：0.5（24-48小时），1：1（48-72小时）；搅拌转速180rpm。最终发酵酶活3000单位/毫升。接种时打循环，过程条件监测和控制均由tg3自动化系统完成，由技术人员通过“tg3view”视窗监控。培养基成分：（一级、二级种子培养基与发酵培养基相同）发酵培养基：豆饼粉3.65%、玉米粉0.625%、鱼粉0.625%、NH4Cl1.0%、CaCl20.5%、Na2HPO40.2%、豆饼水解液6%,pH5.5。豆饼水解液的制备豆饼粉100份、石灰6份、水600份,0.1MPa蒸汽水解1h。（4）过滤去菌体：过滤出的菌体要洗涤一下，洗涤液与原滤液混合后进入下一步操作。（5）盐析：采用常用盐析用盐（NH4）2SO4，其优点是价廉、溶解度大，使蛋白质稳定，缺点是水解后偏酸、释放氨、有毒有味。故需离子脱盐。本操作中最适（NH4）2SO4浓度为55%。由电脑控制加盐，注意盐仓中盐余量，一般每3批发酵添加一次。盐析时保证有一小时的沉降时间，据经验，罐中液体分为上清液区，下沉将区及底泥区。沉降区及底泥区所占体积较少。具体分层情况需有专人盯控。（6）转筒过滤：盐析后放去上清液，将下沉将区及底泥区搅拌后用螺杆泵打入转筒过滤机系统过滤，过滤机需定期更换滤布。一般每十个班次更换一次。由人员根据电脑侧的罐内密度分层情况决定分层划分位置及放液程度。（7）配料罐：转筒过滤机下有带式输送机，待过滤机刮下滤渣时启动，将刮下的滤渣输送到配料罐入料斗口中，罐中泵入乳酸缓冲液。开始刮渣、启动输送机、启动泵均由电脑控制。（8）离子交换罐：进行脱盐处理，过柱流量、洗脱等均由电脑监测并操控。洗脱时由电脑控制停止上下游设备运行。（9）混料罐内加入稳定剂等混合：酸性蛋白酶不稳定，但经载体（食用级淀粉）吸附干燥后，在常温下可长时间存放不失活。故有此操作。具体由风式传送机输送载体在罐内搅拌混匀，由电脑依据罐内料液量计算输送量。（10）喷雾干燥：酶属于热敏性物料，故干燥时应防止其失活。喷雾干燥效率高且适用于热敏性物料，故选此法干燥。（11）包装：由自动包装机全自动化操作。包装成箱后由叉车司机搬运集中，并由叉车运至仓库。=3\*GB4㈢物料衡算：设计依据：发酵液酶活3000u/ml生产周期3.5天发酵周期3天提取总收率70%发酵罐装料系数70%生产天数300天/年产品规格40万u/g产量250吨/年每立方米发酵液产酶量（以产品计）：发酵液产酶活3000u/ml，平均总收率70%，产品规格40万u/g，所以单位体积的发酵液产酶量=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())全年生产发酵液总量：250×10eq\o(\s\up8(3),\s\do3())/5.25=47619meq\o(\s\up8(3),\s\do3())每天需生产发酵液体积为：47619/300=158.7meq\o(\s\up8(3),\s\do3())/d发酵罐量确定：装料系数70%，生产周期3.5天，（158.7/0.7）×3.5=793.7meq\o(\s\up8(3),\s\do3())/d安全系数为1.1，所以需要发酵罐的体积=793.7×1.1=873meq\o(\s\up8(3),\s\do3())/d因此，取装料系数为70%的单罐公称容量为100Meq\o(\s\up7(3),\s\do3())的六叶机械搅拌发酵通风发酵罐9个就可以满足生产（可以备用一只）f)种子罐个数按接种量10%，装料量70%，生产周期36小时,对于一个发酵罐：100×70%×10%×/70%=10meq\o(\s\up7(3),\s\do3())，所以总共取10meq\o(\s\up7(3),\s\do3())的种子罐6个就可以满足生产。g)全年生产总罐数：85×9=765罐h)原料配比及年消耗量计算：（1）原料配比：发酵培养基：豆饼粉3.65%、玉米粉0.625%、鱼粉0.625%、NH4Cl1.0%、CaCl20.5%、Na2HPO40.2%、豆饼水解液6%,pH5.5。豆饼水解液的制备豆饼粉100份、石灰6份、水600份,0.1MPa蒸汽水解1h。(2)原料消耗：A.以每个单体设备计（ρ=1100kg/m3）发酵罐种子罐小计百分含量（%）重量（kg）百分含量（%）重量（kg）重量（kg）脱脂豆饼粉4.534655.08346.53811.5玉米粉0.625481.20.62548.12529.34鱼粉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：原料全年消耗统计：脱脂豆饼粉：2915797.5kg玉米粉：404945.1kg鱼粉：404945.1kgNH4Cl：647955kgCaCl2：323977.5kgNa2HPO4：129591kg石灰：32971.5kg=4\*GB4㈣设备选型：每次同时处理3个罐，发酵也总体积为：100×3×70%=210m3设备选型：=1\*GB2⑴种子罐：计算得需要10m3的种子罐。=2\*GB2⑵发酵罐：采用通风搅拌式不锈钢罐，由于酸性蛋白酶泡沫多，故采用径高比为1：3，公称体积为100m3，即高为10.5m,直径为3.5m的发酵罐。采用椭圆形封头，罐体积壁厚为7mm。根据经验，采用六叶涡轮式搅拌器，电机功率为80kw，添加消泡剂的同时安装耙式消泡器（约需要10个，备用一个。）。=3\*GB2⑶自动板框压滤机：发酵液处理量大，每次为210m3，所以不采用转筒过滤机，而板框过滤机虽然处理量大，但其劳动强度也大，操作繁琐，处理周期长，而自动板框过滤机解决了这一问题。设计采用IFP-125×1500型，处理量为19.4m3/h，卸饼，清洗自动完成，辅助操作时间短。=4\*GB2⑷盐析罐：盐析罐操作方便，所需设备要求低，所以在发酵罐厂订制。体积为150m3，采用三平叶式低转速搅拌系统，促进絮凝，降低剪切。=5\*GB2⑸转筒过滤机：为减少出力量，可以先经过一段时间的沉降，除去上部清液，处理下部沉淀区。根据经验，沉淀区约占总液的1/6，约为35m3，所以采用转筒过滤机GP20-2.6型，处理量为7.6-8.9m3/h,2台即可。=6\*GB2⑹配液罐：酶泥进入配料罐中，加入乳酸缓冲液溶解，配料罐同样定制，采用六叶涡轮搅拌器，体积为50m3，2个即可。=7\*GB2⑺离子交换罐：脱盐，采用上海机械公司的YQMB-20型混体设备，处理量为20m3/h,具有阴阳离子交换器，处理彻底，价格低廉，需要2个。=8\*GB2⑻混料罐：定制，体积为50m3，采用六叶涡轮与推进式叶轮共用的搅拌系统，加强轴向混合，需要2个。=9\*GB2⑼喷雾干燥器：其处理时间短，适用于热敏性物料的干燥，且干燥后直接成粉，具体采用LPG-150型，其水分最大蒸发量为150m3/h,一台即可。=10\*GB2⑽空气压缩机：最大通气量为9×100×70%+6×10×0.3=648m3/min，所需无菌空气量较大，故采用空气压缩机，处理量为700m3/min。=11\*GB2⑾泵：选用离心泵LJB65-40-160型。=12\*GB2⑿颗粒包装机：本公司产品为粉状，采用颗粒自动包装机，实现自动化操作，简便省时，产品规格一致，选用D×D×-500型一台即可。=13\*GB2⒀旋风分离机：生产中产生的废气需经旋风分离器处理后方可排放。=14\*GB2⒁消泡液罐：定制，体积为50m3，一个即可。=15\*GB2⒂CIP清洗系统。=16\*GB2⒃螺旋输送机：选用40，输送量2.2-9.0m3/h。=17\*GB2⒄补料罐：定制，50m3=18\*GB2⒅污水处理罐：需要200m3的污水处理罐3个。附表：设备选型表：设备名称型号数量（个）电机功率（KW）每次处理时间h生产厂家1种子罐10m3610242发酵罐100m39100243贮料罐100m334自动板框过滤机IFP-1250×150042.22.7无锡市通用机械厂5配液罐50m314526转筒过滤机GP20-2.63405禹州兴泰压滤机制造厂7混料罐50m322018离子交换罐YQMB-2021天龙轻工设备有限公司9喷雾干燥器LPG-1501501常州邦尼干燥设备有限公司10颗粒自动包装机D×DK-50012011旋风分离器PV型高效一级1524无锡市炼油设备厂12螺旋输送机110113消泡液罐50m314CIP清洗装置12.26天龙轻工设备有限公司15空气压缩机4L-40/2-3.212424成鑫工矿机械成套配件公司16离心泵IS80-50-200105514新乡泵厂17污水处理罐200m338024无锡市通用机械厂18补料罐50m32=5\*GB2⑸劳动力计算（车间人员表）：车间人员表班次人员工种早班人员（人/罐）中班人员（人/罐）晚班人员（人/罐）生产人员岗位生产223动力121维修111化验111辅助人员管理人员111清洁工111技术人员221学徒学徒工222=6\*GB2⑹水电汽用量计算：<1>热量衡算：培养液灭菌过程的热量衡算：灭菌过程用0.4MPa蒸汽（表压），其I=2743kj/kg，分两步加温，采用板式换热器，将物料由20℃预热到75℃，再加热到120℃而冷却水的温度由20℃升到45℃。设每罐的灭菌时间为1h，需要的输液流量为700×1100=77000kg/h=77t/h。则灭菌所用的蒸汽量：W=GC(t2-t1)/(I-Z)，其中，G---原料液量；C---原料液比热；I---加热蒸汽热焓；Z---加热蒸汽凝结水热焓。原料液比热：C=C0X+C水（100-X）/100，其中，C0---豆饼比热容[1.54kj/(kg×k)]；X---原料中豆饼含量(4.5%)所以，C=4.06kj/(kg×k)W=6.716(t/h)所以，发酵罐每年所用蒸汽量为W1=6.716×9×85=5138t种子罐每年所用蒸汽量为W2=0.6716×9×85=513.8t发酵罐与种子罐空消每年所用蒸汽量为W3=(100+10)×1.622×9×85=136.490t因灭菌中存在蒸汽渗漏，且一般可取总蒸汽消耗量的5%，因此，全年蒸汽总消耗量为W=W1+W2+W3=（5138+513.8+136.49）/(1-5%)=6093t<2>水的计算：（每年）配制培养基用水量：（100×9×70%×1100-3118.5-4331-4331-6930-346.5-1386-353）×85=54486.6t发酵培养基用水量：54486.6×10%=5448.66t总用水量：54486.6+5448.7=59935.3t根据经验，酸性蛋白酶的发酵热为25000kj/(m3×h)，则53550m3的发酵液，使用冷却水冷却，设进口温度为10℃，出口温度为20℃，则冷却水用量为W冷却水=53550×25000/（20-10）×4.18=2.306×106t提取、精制工序用水量约为7200t动力工序用水量：锅炉用水量为6000t/a；空压机及其它循环水用量为20000t/a综上所述：用水设备及工序配制培养基发酵冷却提取精制能力及其他合计年用水量（t）59935.323060007200260002400000<3>无菌空气消耗量：酸性蛋白酶生产过程中，无菌空气除提供给发酵罐、种子罐用于菌种的通风供养外，设备、管道和罐件等的消毒吹干以及其他消耗也构成了无菌空气的消耗。单罐发酵无菌空气的消耗量：据生产情况知，100m3的搅拌发酵罐的通气比：1：0.25(0----24h)；1：0.5（24----48h）1:1(48----72h)单罐发酵过程的用气量（常压空气）：V=100×70%×24=1680m3/d每年总用气量为Va=1680×9×85=1290000m3种子培养基及其他无菌空气消耗量：安通常设计习惯，把种子罐用汽、培养基压送及管路损失等算在一起，取这些无菌空气消耗量之和等于发酵过程空气消耗量的10%，故此项无菌空气用量为：V=10%Va=10%×1290000=129000m3据上述计算：可得酸性蛋白酶生产无均空气用量衡算表：用气工序发酵过程用气其它合计年用气量m312900001290001419000<4>耗电量计算：每批耗电量为：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则每年耗电量为：38607×85=3281595kw×h第五章酶制剂厂的安全卫生管理(=1\*CHINESENUM3一)工厂制定卫生实施细则工厂和车间都配备经培训和本地区卫生防疫部门发给合格证书的专职和兼职卫生管理人员，按规定的权限和责任，负责监督全厂职工执行卫生实施细则。（二）维修、保养厂房、设备、排水系统、废水、废气排放系统和其他机械设施，要保持良好状态。正常情况下，每年进行一次全面维修。车间内做到政界、空气新鲜，无明显水汽，无积水。（三）清洗、消毒a.清洗、消毒方法及所用药品符合中华人民共和国国家标准。无污垢的工具、机器、操作台、墙壁、地面、配料间等用0.2-0.5%的漂白粉溶液消毒。有臭味的阴沟、下水道、垃圾箱、厕所等用5%的臭药水溶液消毒。b.设备、工器具、操作台用清洗剂和消毒剂处理后，在用清水彻底清洗干净，除去残留物后才使用。c.班后彻底清洗加工场地的地面、墙壁和排水沟，必要时进行消毒。d.更衣室、厕所等公共场所经常清扫、清洗、定期消毒。（四）废弃物处理生产车间和其他工作场地的废弃物，随时清理，并及时清除出厂。废弃物容器和废弃物处理场地及时清洗、消毒。（五）除虫灭害厂区及周围定时除虫灭害，防止还从孳生。车间内使用杀虫剂时，按卫生部门的规定采取妥善措施，不得污染原料、半成品和成品，尽量防止污染设备、工器具、和容器。使用杀虫剂后将设备、工器具和容器彻底清洗干净，除去残留药物。（六）个人卫生和健康要求a.卫生教育工厂对新参加工作及临时参加工作的人员进行卫生安全教育，定期对全厂职工进行《中华人民共和国工厂卫生法》及其他有关卫生规定的教育，做到教育有计划，考核有标准，卫生培训制度化和规范化。b.健康检查生产及有关人员每年至少进行一次健康检查，必要时接受临时检查。新参加或临时参加工作的生产和经营人员，必须经健康检查，取得健康合格证后方可工作。工厂应建立职工健康档案。（七）生产过程中的卫生：a.原料及辅料严格检查投产前的原料，不合格的不得投产。b.包装材料贮藏的仓库要清洁，并有防尘、防污染措施。在使用前严格检验包装材料，不合格时不得使用。c.成品贮藏、运输的卫生成品贮藏、运输条件符合国家标准或专业标准的规定，有防污染措施。贮藏期间应定期检查产品质量，保证成品的安全性。d.检验(a)工艺卫生检查工艺卫生检查包括各个关键因素（环节）、生产日期、班次、产品名称，清洗、消毒液使用情况。检查结果应详细记录，由检验人员签字后编号存档，保存两年，备查。(b)卫生与质量检验管理：工厂制定完善的卫生、质量检验制度。工厂设有与生产能力相适应的卫生、质量检验室，并配备经专业培训专业考核合格的检验、化验人员。检验室具备检验、化验工作所需的场所和仪器设备。检验室按照国家规定的检验方法（标准）抽样，做物理、化学、微生物等方面检验。不符合标准的产品一律不得出厂。第六章企业组织及劳动定员工厂共106人，管理7人，车间37人，一天三班。企业组织表:附：车间人员表：车间人员表班次人员工种早班人员（人/罐）中班人员（人/罐）晚班人员（人/罐）生产人员岗位生产223动力121维修111化验111辅助人员管理人员111清洁工111技术人员221学徒学徒工222第七章环境保护与安全生产污水处理：本产业污水主要来自自动压滤机滤渣清洗、盐析罐盐析、转筒过滤机滤液及罐体清洗。污水ph为6.2-6.7。基本不含有毒物质，含有丰富有机物质、悬浮物质，易腐败。1处理流程：污水→中和罐→沉淀池→排放至市政管网2设备及操作：①中和罐：体积为80方，采用蜗轮式与推进式叶轮共用的搅拌系统，由自动加料系统加入石灰中和。电脑系统根据测得PH值控制加料量。直至PH值达到7为止。②采用200方，废液在其中停留6-8小时，可得到充分沉降分离，上清液排入市政封闭式管网中，不暴露于外界，避免被窃菌可能。底部废渣由螺杆泵泵入废渣处理系统。而未澄清充分的废液回流处理。二废渣处理：本产业废渣主要来自压滤机滤饼，无有毒物质，富含有机成份，存在大量菌体，敬中和，灭菌，脱水处理可作为肥料使用，无偿提供给农场使用。1流程：废渣→综合处理罐→脱水机→带式输送机运出2设备及操作：①综合处理罐：体积为40，废渣泵入后加入石灰搅拌中和，同时石灰遇水产热助于灭菌。中和后通入蒸汽除菌，热处理一分钟后即可。过程中需不断搅拌。②脱水机采用苏州生物机械公司的压缩脱水设备。具体型号为FIN-S10型。处理量为3.6t/h.脱水后由带式输送机传送至车间外，由农场卡车接收运走。二．噪声控制：采用了精细设备仪器，提高装配质量，从而确保自根本上降低噪声。车间内壁及顶棚采用了高强度吸音棉吸收噪音并降低其穿透力。主要噪音源设备采用了胶垫、弹簧套垫，以降低振动。高噪音设备安装了液压减震套筒。及时维护机器，注意润滑及保养。观察室全屏观察窗采用10mm隔音玻璃。员工进入车间操作一律配戴封闭式耳塞。经以上处理后主要车间噪声可得到有效控制。提取分离车间全设备开动时，中心区噪声控制在47-58dB,包装车间控制在50-58dB,员工在1.6m距离内无需大声喊叫便能对话。三．安全性：安全性评估：酶制剂产业为绿色产业，原料及加工辅料不含毒性物质，无高频致伤设备，又由于公司采取自动化生产，故安全性较高，达到国家轻工产业甲级水平。安全性措施：①员工进入车间一律配穿防护服。②实行分工负责制，若出现问题则追究至个人并追查负责人责任。③由公司电工及车间技术人员定期检查车间设备及电路配置。④各员工须注意各车间操作规则及要求并谨按其执行。⑤外来人员无生产技术部主管批准一律不得进入车间。第八章投资概算1.单位工程预算：（万元）单位名称土建工程卫生工程工业管路电器照明设备费其它合计混料室28.50.30.50.2836.10.0365.71原料室34.500.50.3300.0435.72发酵车间2028.810.81.6972.380.061195.64提取车间2027.511.71.7155.390.06378.35包装车间1375.64.81.214.60.6163.8仓库42.10.80.60.54.60.0348.63污水处理车间180.78.99.71.552.2160.06253.076办公室16612011.60120309.6餐厅32.83.604.28.64.553.7宿舍楼122.48.703.6042.8177.5实验中心36.22.33.80.66.72.351.9广场20.62.203.41.8028传达室10.51.201.80.31.815.6地磅室2.2000.012.10.024.33活动中心16511.8013.20153343锅炉室22.91.62.40.686.40.5114.4体育场13.73.0001.01.018.7花园及绿化区963.51004010101033.5合计：4291.156万元附：各车间主要设备：=1\*GB2⑴发酵车间：（以单体价格：万元）设备名称发酵罐种子罐离心泵空压机贮料罐电脑软件系统CIP清洗系统补料罐价格90150.218.62188.140数量968122111=2\*GB2⑵提取车间：设备名称贮液罐板框过滤机泵盐析罐转筒过滤机带式输送机配液罐离子交换罐电脑螺旋输送机喷雾干燥器价格1612.10.558.68.334.671516.610.513数量1321311231=3\*GB2⑶包装车间：设备名称叉车包装机电脑系统价格1.3111数量211=4\*GB2⑷污水处理车间：设备名称中和罐自动配料斗储料箱螺杆泵综合处理罐脱水机带式输送机价格12.52.30.850.815.69.884.6数量11131112.工资情况（月薪/元）：