靈芝多糖工廠生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)第一章緒論第一節(jié)設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求一、課題來(lái)源該畢業(yè)設(shè)計(jì)是S大學(xué)生物工程學(xué)院下發(fā)的工作，題目為年產(chǎn)30噸靈芝多糖工廠工藝設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容通過(guò)查閱有關(guān)書(shū)籍文獻(xiàn)，確定發(fā)酵法生產(chǎn)靈芝多糖的整個(gè)工藝流程，繪制出生產(chǎn)流程圖。根據(jù)年產(chǎn)30噸靈芝多糖的任務(wù)進(jìn)行主要的數(shù)據(jù)衡算。諸如：物料衡算、熱量衡算，依據(jù)計(jì)算求得的數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，選擇合適的設(shè)備型號(hào)。繪制全廠平面布置圖，生產(chǎn)工藝流程圖等及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。第二節(jié)靈芝多糖簡(jiǎn)介靈芝是我國(guó)名貴的藥用真菌，是中醫(yī)藥里不可多得的寶貝，我們將它的子實(shí)體冠以“仙草”的稱謂，具備很高的保健、藥用價(jià)值。前些年我國(guó)已將靈芝批準(zhǔn)列為食品新資源的一種。有依據(jù)顯示，靈芝在中國(guó)、韓國(guó)、日本等國(guó)家大約有著2000年的應(yīng)用歷史；近些年加拿大、墨西哥等西方國(guó)家也對(duì)靈芝進(jìn)行了不同程度的應(yīng)用，據(jù)估計(jì)，全球靈芝產(chǎn)品市場(chǎng)創(chuàng)造的價(jià)值超過(guò)15億美金。靈芝內(nèi)含有多種化學(xué)物質(zhì)成分，如多糖、蛋白質(zhì)、脂肪酸、靈芝酸、生物堿等，在上述物質(zhì)中，靈芝中最有效的物質(zhì)之一就是靈芝多糖，因此，國(guó)內(nèi)外研究員和藥用科技工作人員給予了極高的關(guān)注度來(lái)進(jìn)行靈芝多糖的深入研究，目前已知的、具有價(jià)值的靈芝多糖已經(jīng)有200多種，它們均是從靈芝中分離獲取的。靈芝多糖（英文名GanodermaLucidumPolysaccharide）屬于葡聚糖的一種，它的構(gòu)成為三股單糖鏈，并且三級(jí)結(jié)構(gòu)是螺旋狀立體構(gòu)型，與脫氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）比較而言，它們的立體構(gòu)型是類似結(jié)構(gòu)，而且同屬于大分子復(fù)合物，依據(jù)種類的不同有著數(shù)千到數(shù)十萬(wàn)的分子量。靈芝多糖可以提取自天然或人工種植的靈芝，也可以在靈芝孢子粉中提取獲得。它的藥理活性強(qiáng)弱或者是存在與否受到單糖間的糖苷鍵結(jié)合形式影響，具備有效的藥理活性的多糖其單糖間是以β-1,3、1,6或β-1,4、1,6-糖苷鍵連接的。第三節(jié)靈芝多糖的性質(zhì)一、溶解性在熱水中可以達(dá)到全溶解，在較低濃度的乙醇和冰水中可以微溶，在高濃度的乙醇中完全不溶解。靈芝多糖在不同的溶液介質(zhì)中多糖鏈的存在形式是不同的，在水溶液里一般組成為三股糖鏈，而在0.1mol/LNaOH溶液中多糖鏈會(huì)被離解變成三股存在的單股單糖鏈。二、穩(wěn)定性靈芝多糖受溫度影響很大，屬于熱敏物質(zhì)的一種。過(guò)高的溫度會(huì)造成降解作用發(fā)生在靈芝多糖內(nèi)，從而使糖苷鍵變成易斷裂形態(tài)，產(chǎn)生沒(méi)有活性的糖單體，而糖單體不具備藥理作用。三、糖苷鍵構(gòu)型靈芝多糖是否具有藥理活性是以單糖間的糖苷鍵連接形式來(lái)區(qū)分的。有活性的都是以β-1,3、1,6或β-1,4、1,6-糖苷鍵進(jìn)行銜接，而不存在藥理活性的就是純?chǔ)?1,4-糖苷鍵連接的靈芝多糖。此外，藥理作用還受到靈芝多糖立體構(gòu)型的影響，如果損壞掉它的螺旋狀立體結(jié)構(gòu)會(huì)致使它的活性急劇降低。第四節(jié)靈芝多糖的應(yīng)用基于多項(xiàng)對(duì)靈芝多糖的研究及分析表明，由于它具備獨(dú)有的生理活性和臨床作用，早已經(jīng)普遍的在醫(yī)藥、食品和化妝品等領(lǐng)域進(jìn)行不同程度的應(yīng)用。例如靈芝制劑（片劑、針劑、口服液等）、制成保健食品、用作食品添加劑、加入化妝品中以延緩衰老。靈芝多糖有多方面的作用，它在抗腫瘤和癌癥治療上有其獨(dú)到的特性，它可以刺激宿主產(chǎn)生非特異性抗性、免疫特異反應(yīng)和抑制腫瘤生理活性，在臨床上應(yīng)用可以達(dá)到抑制手術(shù)后癌細(xì)胞的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的效果，已經(jīng)是此類治療過(guò)程中的優(yōu)先選擇的藥物種類之一；一些研究數(shù)據(jù)顯示，靈芝多糖在強(qiáng)心降壓作用上表現(xiàn)出了很好的反饋和療效，可以一定程度上減小心腦血管疾病的患病風(fēng)險(xiǎn)；另外，靈芝多糖可以對(duì)肝臟的各項(xiàng)功能進(jìn)行恢復(fù)和提高，一方面它可以加速肝臟對(duì)藥類物質(zhì)、含毒素物的代謝效率，讓多項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)達(dá)正常水平，起到保肝解毒的作用，另一方面可以用于治療一些疾病如慢性肝中毒、肝硬化等；在中樞神經(jīng)系統(tǒng)方面也表現(xiàn)出了較好的調(diào)節(jié)作用，可以鎮(zhèn)靜安神，改善睡眠品質(zhì)；將靈芝多糖制品與其他降壓藥物共同服用，會(huì)產(chǎn)生一種更好的功效，就是延長(zhǎng)和其他降壓藥物的作用時(shí)間；在促進(jìn)細(xì)胞核內(nèi)DNA的合成方面，它可以明顯的提升其合成能力，并且可以讓細(xì)胞的分裂代數(shù)增多，因此其抗衰老能力極其強(qiáng)大，長(zhǎng)時(shí)間食用靈芝多糖制品還可以減緩皮膚水分流失。當(dāng)然，它還有其他的功效需要被發(fā)掘并被應(yīng)用于人們的健康之上。第二章生產(chǎn)工藝總述第一節(jié)生產(chǎn)方法固體培養(yǎng)法是以前應(yīng)用廣泛的可獲得靈芝有關(guān)產(chǎn)品的方法，不僅能培養(yǎng)出子實(shí)體，還有著便于獲得原材料，投入成本較低的優(yōu)點(diǎn)。但固體培養(yǎng)法的缺點(diǎn)是培養(yǎng)周期較長(zhǎng)，在培養(yǎng)過(guò)程中過(guò)多的要條件要嚴(yán)格把控，且不易有效的確定培養(yǎng)終點(diǎn)，不能夠嚴(yán)格控制產(chǎn)物的含量和質(zhì)量，生產(chǎn)力太低。相比較來(lái)說(shuō)，深層發(fā)酵法能夠規(guī)模化的培育大量菌絲體，可以在一年四季進(jìn)行生產(chǎn)，有著許多明顯的優(yōu)勢(shì)：培養(yǎng)菌絲體的周期短，在增殖繁殖方面效率更高，生產(chǎn)成本更低，發(fā)酵過(guò)程中便于控制發(fā)酵方向、進(jìn)程，有更高的生產(chǎn)效率，現(xiàn)今階段，人們?cè)缫呀?jīng)將液態(tài)發(fā)酵法應(yīng)用到實(shí)際的工業(yè)化生產(chǎn)中。發(fā)酵法生產(chǎn)靈芝多糖可分為兩個(gè)流程：菌絲體發(fā)酵、提取精制。菌絲體發(fā)酵：將活化及復(fù)壯后，經(jīng)培養(yǎng)一段時(shí)間的斜面母種，在無(wú)菌條件下將其轉(zhuǎn)移到種子培養(yǎng)基。各項(xiàng)培養(yǎng)指標(biāo)為：28℃、培育7天、搖床轉(zhuǎn)速160r/min；接下來(lái)進(jìn)行鏡檢，將沒(méi)有雜菌污染的且生長(zhǎng)狀況良好的靈芝液體菌種按10%的比例將其接種至發(fā)酵罐，發(fā)酵時(shí)間為5-6天，結(jié)束培養(yǎng)時(shí)使發(fā)酵液殘?zhí)呛繛?%左右。提取精制：（1）取經(jīng)過(guò)深層發(fā)酵的菌絲體作為原料，在常溫條件下，將其與重2-4倍的水進(jìn)行混合，將該溶液的PH調(diào)為4。（2）將溶液升溫到40℃-50℃，在此刻加入復(fù)合酶進(jìn)行1h的酶解反應(yīng)，（復(fù)合酶包含三種組分，分別是木瓜蛋白酶、果膠酶、纖維素酶）。（3）酶解后，給溶液加溫達(dá)到60℃-70℃，氫氧化鈉調(diào)PH到7-8，設(shè)置8-10r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，為獲得高濃度浸提液進(jìn)行2-4次浸提，并保證2-3h/次。（4）對(duì)浸提液進(jìn)行多項(xiàng)操作，使其合并、過(guò)濾、減壓濃縮至總體積的30%，接下來(lái)用酒精對(duì)濃縮液進(jìn)行沉淀操作，再過(guò)濾獲取得上清液；上清液經(jīng)過(guò)丙酮洗滌，就可以獲得靈芝粗多糖。（5）靈芝多糖粗多糖經(jīng)除蛋白操作，現(xiàn)用的較好的獲取脫蛋白多糖的方法為酶解-Sevage法聯(lián)合脫蛋白，未經(jīng)過(guò)脫蛋白的靈芝多糖在藥理活性上會(huì)受到較大的影響；再通過(guò)冷凍干燥或噴霧干燥的方式，將10%水提干粉加入其中進(jìn)行混合，最終獲得的靈芝多糖純品粉末的純度測(cè)量可以至97%以上。第二節(jié)工藝流程圖圖1靈芝多糖生產(chǎn)工藝流程圖第三節(jié)發(fā)酵工藝特點(diǎn)一、種子制備該過(guò)程是指接種進(jìn)種子罐內(nèi)的斜面母種，繁殖產(chǎn)生大批的靈芝多糖菌絲體，為了以后可以接種進(jìn)發(fā)酵罐里，在這個(gè)過(guò)程要經(jīng)歷孢子發(fā)芽、增殖繁殖、獲得充足數(shù)量菌絲體三個(gè)階段。在該過(guò)程中使用到的培養(yǎng)基和其它工藝技術(shù)指標(biāo)，均要對(duì)孢子發(fā)芽和菌絲體繁殖起到有利作用。二、發(fā)酵培養(yǎng)基介紹將多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)按特定的比例進(jìn)行混合，配制成混合物，它可以提供微生物在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中所必需的營(yíng)養(yǎng)，并且使之可以合成多種代謝產(chǎn)物，那么該混合物就稱為培養(yǎng)基。菌絲體的生長(zhǎng)狀況、生產(chǎn)情況、產(chǎn)品品質(zhì)及產(chǎn)量等指標(biāo)會(huì)受到培養(yǎng)基成分的直接影響，包括它的組成成分和配比是否符合該菌體。在本設(shè)計(jì)中，碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽等幾部分組成了靈芝多糖的發(fā)酵培養(yǎng)基。三、滅菌在發(fā)酵法生產(chǎn)靈芝多糖的設(shè)計(jì)中，滅菌是必不可少的一部分。采納的措施有兩種：濕熱蒸汽滅菌和空氣過(guò)濾除菌，它們主要被應(yīng)用于培養(yǎng)基和發(fā)酵罐的滅菌。四、發(fā)酵在這個(gè)過(guò)程，使菌絲體可以大規(guī)模的生長(zhǎng)繁殖并達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。在發(fā)酵前，首先要將相關(guān)的設(shè)備、培養(yǎng)基經(jīng)過(guò)滅菌處理以后，才能接種子進(jìn)發(fā)酵罐。根據(jù)不同的菌體類別的接種量是不同的，但大多數(shù)接種量定在5-15%，對(duì)于發(fā)酵周期也是根據(jù)類別而定，發(fā)酵法產(chǎn)靈芝多糖一般選擇4-8天。在發(fā)酵過(guò)程，須要不停的通入氣體并進(jìn)行攪拌，保持穩(wěn)定的罐溫、罐壓；另外，要定期接取樣品對(duì)其做生化分析，觀察菌絲體的代謝情況、生長(zhǎng)繁殖狀態(tài)，并做鏡檢或無(wú)菌實(shí)驗(yàn)檢測(cè)其是否受到雜菌污染。五、酶解-Sevage法聯(lián)合脫蛋白目前，酶解-Sevage法聯(lián)合脫蛋白工藝是眾多脫蛋白工藝中較為高效的方法，靈芝多糖脫蛋白率的高低主要受兩方面的影響，分別是酶解作用的時(shí)間、胰蛋白酶的濃度。經(jīng)過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)，確定了最優(yōu)的工藝參數(shù)（以濃度計(jì)）：0.8％木瓜蛋白酶、0.8％胰蛋白酶、1.0％鏈霉蛋白酶。用其對(duì)靈芝多糖進(jìn)行酶解反應(yīng)，各自的時(shí)間均為4小時(shí)；并進(jìn)行3次脫蛋白，那么最終的多糖蛋白脫除率能夠在99％以上。將該方法和單一Sevage法脫蛋白相比，前者對(duì)靈芝粗多糖有著非常好的脫蛋白效力，具體表現(xiàn)為絕大多數(shù)的脫除掉多糖里的蛋白，并使多糖損失率下降了約20%。第三章工藝條件計(jì)算及設(shè)備選型第一節(jié)物料衡算一、工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1.表1工藝計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指標(biāo)名稱單位指標(biāo)數(shù)年產(chǎn)量t30年工作日天300發(fā)酵周期h120發(fā)酵輔助時(shí)間h5發(fā)酵初糖kg/m35發(fā)酵初糖kg/m35分離得率98%發(fā)酵罐裝料系數(shù)0.75種子罐裝液量70%發(fā)酵得率65%提取總收率97%種子培養(yǎng)基：表2種子培養(yǎng)基成分表蔗糖4g/L蛋白胨2g/L土豆20g/LKH2PO30.1g/LMgSO40.1g/L瓊脂2g/L（3）發(fā)酵培養(yǎng)基：表3發(fā)酵培養(yǎng)基成分表玉米淀粉4g/L326蛋白粉0.5g/L麥麩1g/L尿素0.3g/LCaCO30.2g/LKH2PO30.1g/LMgSO40.1g/L玉米漿0.25g/L麥芽糖0.5g/L前體0.005g/L二、總物料衡算生產(chǎn)30t/a所需要的玉米淀粉質(zhì)量為：G式中：0.98分離得率0.97提取總收率0.65發(fā)酵得率所需326蛋白粉為：0.15×(1+10%)×式中：0.15發(fā)酵培養(yǎng)基中所占成分10%接種量5發(fā)酵初糖，kg/m3所需麥麩為：1×(1+10%)×所需尿素為：0.3×(1+10%)×所需CaCO3為：0.2×(1+10%)×所需KH2PO3為：0.1×(1+10%)×所需MgSO4為：0.1×(1+10%)×所需玉米漿為：0.25×(1+10%)×所需麥芽糖為：0.5×(1+10%)×所需前體為：0.005×(1+10%)×綜上所述，如下表所示：表430t/a靈芝多糖發(fā)酵工廠的總物料衡算表物料名稱每年物料量每日物料量（300天）玉米淀粉48.552t0.16184t326蛋白粉5.342t0.0178t麥麩10.681t0.0356t尿素3.204t0.01068tCaCO32.136t0.00712tKH2PO31.068t0.00356tMgSO41.068t0.00356t玉米漿2.67t0.0089t麥芽糖5.341t0.0178t前體0.053t0.177kg三、發(fā)酵物料衡算發(fā)酵物料衡算：每日產(chǎn)量：G每日發(fā)酵液體積：V一個(gè)批次的發(fā)酵液體積：V在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)可以將其分成3等分，即19.75/3=6.583m3已知給定發(fā)酵罐裝料系數(shù)為75%，則發(fā)酵罐體積為：V’=考慮到工廠和實(shí)際應(yīng)用情況，通過(guò)查通用式發(fā)酵罐系數(shù)表可取公稱體積為10m3的發(fā)酵罐，因?yàn)槭且粋€(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)3等分同時(shí)發(fā)酵，所以發(fā)酵罐個(gè)數(shù)N=3+1=4個(gè)，增加一個(gè)罐作備用。四、種子培養(yǎng)物料衡算用的蔗糖量為：4×10%×式中：4種子培養(yǎng)基所占成分10%接種量5發(fā)酵初糖，kg/m3使用的蛋白胨量為：2×10%×使用的土豆的量為:20×10%×使用的KH2PO3的量為：0.1×10%×使用的MgSO4的量為：0.1×10%×使用的瓊脂的量為：2×10%×綜上所述，如下所示：表530t/a靈芝多糖發(fā)酵工廠種子培養(yǎng)物料衡算表物料名稱每年物料量每日物料量（300天）蔗糖3.844t12.813kg蛋白胨1.942t6.473kg土豆19.421t64.737kgKH2PO30.097t0.323kgMgSO40.097t0.323kg瓊脂1.942t6.473kg在工廠工藝中，在種子罐內(nèi)完成對(duì)發(fā)酵種子的培養(yǎng)，所以能依據(jù)培養(yǎng)條件、接種量、空氣流量等條件計(jì)算出種子罐的體積，已知接種量為10%，種子罐的裝液量為70%，則種子罐的體積為：V通過(guò)查通用式發(fā)酵罐系數(shù)表可取公稱體積為2m3的種子罐，個(gè)數(shù)取4個(gè)。第二節(jié)發(fā)酵車(chē)間熱量衡算一、空消過(guò)程在20℃下，空氣的比熱容是:C121℃的蒸汽，其比熱容是：C下面是求取空罐滅菌蒸汽用量的步驟：在本次設(shè)計(jì)中選取不銹鋼1Cr18Ni9Ti來(lái)制作公稱容積是10m3的發(fā)酵罐，成品罐體重1.514t，冷卻排管是0.3t，查資料知道該材料的比熱容是0.5[kJ/(kg·K)]。在蒸汽滅菌過(guò)程中的表壓為0.1MPa，將發(fā)酵罐從20℃加熱到121℃的溫度，在該過(guò)程用掉的蒸汽量：W求取熱損失的值：假設(shè)蒸汽滅菌時(shí)罐的外壁70℃，在這個(gè)溫度下，輻射與對(duì)流的聯(lián)合給熱系數(shù)：α=33.9+0.19×(70?20)=43.4kJ/(消耗的蒸汽量：（其中8.86是發(fā)酵罐表面積，單位m2）W假設(shè)經(jīng)過(guò)洗滌后殘留在罐體內(nèi)壁上的水的平均厚度是1mm，將該部分水蒸發(fā)的蒸汽耗量為：W空罐滅菌所消耗的蒸汽：（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取總蒸汽耗量的5%為蒸汽滲透量）W假設(shè)每次空罐滅菌2小時(shí)，則消耗的蒸汽量：54.44因此該階段消耗的熱量是：Q=G假如進(jìn)口時(shí)的冷卻用水是10℃，測(cè)得出口時(shí)的水溫是20℃。需要用掉的冷卻水：W將一個(gè)批次作為計(jì)算根據(jù)，3個(gè)發(fā)酵罐同時(shí)工作，那么會(huì)有：水使用高峰期最大使用量：5.334二、實(shí)消過(guò)程求取輸料流量：（假設(shè)對(duì)于每個(gè)發(fā)酵罐的滅菌時(shí)間為3小時(shí)）6.58×1050該過(guò)程蒸汽的使用量：W對(duì)于一個(gè)批次來(lái)說(shuō)，需要使用的蒸汽量是：W對(duì)該階段產(chǎn)生熱量進(jìn)行求算：Q=G若在該過(guò)程中發(fā)酵罐進(jìn)口的冷卻用水水溫是20℃，出來(lái)時(shí)的水溫有45℃。對(duì)需要用掉的冷卻水進(jìn)行求?。篧那么用水高峰期最大使用量是：2.47第三節(jié)發(fā)酵罐的計(jì)算及選型機(jī)械式通風(fēng)攪拌發(fā)酵罐的主體部分為圓柱狀容器，依據(jù)不同的發(fā)酵液類型，制作出的發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、材料等方面的選用也是不同的。在罐體內(nèi)一般會(huì)裝有蛇管、盤(pán)管等用以發(fā)酵過(guò)程中的加熱或者冷卻操作，其中的介質(zhì)一般情況下都是選用水。另外，為了生產(chǎn)工藝操作的連貫性，會(huì)在罐體上安裝如進(jìn)出料管等多類型的工藝接管。本設(shè)計(jì)通過(guò)查閱資料可知，可以選擇機(jī)械式攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐，使用液態(tài)發(fā)酵法來(lái)完成年產(chǎn)30t靈芝多糖的生產(chǎn)設(shè)計(jì)任務(wù)，選用公稱體積為10m3的發(fā)酵罐，其全容積為10.8m3，取H/D=2:1。一、對(duì)于發(fā)酵罐所涉及到的主要尺寸進(jìn)行求取與計(jì)算：VVH=2D上述式經(jīng)聯(lián)立得：1.57D=310.81.83則：H=2D=3600mm，那么就是公稱直徑1800mm，直高度H是3600mm。封頭的高度：H對(duì)全容積V全進(jìn)行驗(yàn)算，確保符合需要：V=0.785=9.16+1.53+0.13=10.82V全’>V全，所以公稱體積為10m3的發(fā)酵罐是可以滿足實(shí)際生產(chǎn)需要的。二、冷卻面積的計(jì)算：要考慮到一年中因?yàn)榧竟?jié)更替而導(dǎo)致的溫度變化，可能會(huì)導(dǎo)致冷卻時(shí)的效率下降，要在一年里最高溫度時(shí)設(shè)計(jì)冷卻水所需的冷卻面積，以維持發(fā)酵在最旺盛的狀態(tài)。冷卻面積的求取一般用牛頓傳熱定律公式，其表達(dá)式為：F=在該生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)中，1立方米的發(fā)酵醪液在1小時(shí)內(nèi)可以傳遞給冷卻器的最大熱量的數(shù)值大概是4.18x6000kJ/(m3·h·℃)。在發(fā)酵罐內(nèi)安裝豎式蛇管換熱器對(duì)發(fā)酵醪液實(shí)施冷卻作用，經(jīng)驗(yàn)值K=4.18x500kJ/(m3·h·℃)282083平均溫度差：?在一個(gè)批次里，1個(gè)罐的裝液量實(shí)際值是：19.75換熱面積：F=三、攪拌器設(shè)計(jì)：我們可以依據(jù)發(fā)酵特性等多項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的選擇。對(duì)于液態(tài)法發(fā)酵產(chǎn)靈芝多糖，它是一個(gè)需要O2進(jìn)行混合的發(fā)酵過(guò)程，為了使生產(chǎn)順利進(jìn)行，并盡可能的提高發(fā)酵效率，因此安裝使用六彎葉渦輪攪拌器。因?yàn)榘l(fā)酵罐的直徑D和攪拌器的零件尺寸有一定的比例聯(lián)系，對(duì)其求?。簲嚢杵鞯娜~徑：D彎葉寬度：B=0.2d=0.2弧的長(zhǎng)度：l=0.375d=0.375距罐底距離：C=盤(pán)徑：d彎葉的弦長(zhǎng)：L=0.25d=0.25彎葉間距：Y=D=1.8m彎葉板的厚度：δ攪拌轉(zhuǎn)速N2的求算是將等P0/V為基礎(chǔ)依據(jù)進(jìn)行的，攪拌的檔數(shù)選擇二檔，對(duì)比基準(zhǔn)是50立方米罐，其攪拌器直徑1.05m，轉(zhuǎn)速110r/min。N四、攪拌軸功率的求算：現(xiàn)今階段對(duì)攪拌軸功率的求算是使用經(jīng)過(guò)修正的邁凱爾（Michel.B.J）式，然后依據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行選擇合適的電機(jī)。（1）計(jì)算Rem：Re其中：D=0.6m，其含義是攪拌器直徑；N=7660=1.27r/s,其含義是ρ=1050kg/m3,μ=1.3×10將數(shù)據(jù)代進(jìn)公式內(nèi)：Re所以是湍流狀態(tài)，那么攪拌軸功率準(zhǔn)數(shù)是Np=4.7。（2）計(jì)算不通氣時(shí)的攪拌軸功率P0：P其中：Np=4.7，其含義是湍流攪拌狀態(tài)時(shí)的數(shù)值；N=76r/min=1.27r/s,其含義是攪拌轉(zhuǎn)速；D=0.6m，其含義是攪拌器的直徑；ρ=1050kg/m代進(jìn)上面的公式內(nèi)：P兩檔攪拌的功率：P（3）通風(fēng)Pg的求?。篜其中：P02=1.5722=2.47kW，N=76r/min，其含義是軸的轉(zhuǎn)速；D3=0.6Q的含義是通風(fēng)量（單位是ml/min），若通風(fēng)比是vvm=0.11～0.18，若是通風(fēng)量變?cè)龃?，那么Pg的值會(huì)減小，更低的Pg值會(huì)使安全性提高。取0.11：Q=6.583Q代進(jìn)前面的公式當(dāng)中，會(huì)有：P（4）電機(jī)功率P電的求取計(jì)算：P對(duì)于不同的部件有不同的工作效率，對(duì)三角帶傳動(dòng)，滾動(dòng)軸承，滑動(dòng)軸承來(lái)講，他們的效率分別是η1=0.92、η2=0.99、η3=0.98，假設(shè)端面密封而導(dǎo)致的電機(jī)功率增量為1%，那么會(huì)有：P五、設(shè)備工藝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一些要求必須要明確才能保證設(shè)計(jì)的完整性，如主要輔助裝置的相關(guān)參數(shù)，選型等，才能在購(gòu)買(mǎi)材料及制作設(shè)備時(shí)有充分的理論依據(jù)。相關(guān)的內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：（1）空氣分布器：該設(shè)計(jì)屬于好氣發(fā)酵，所以本罐使用單管進(jìn)風(fēng)。（2）擋板：它的安裝是為了加強(qiáng)攪拌，增強(qiáng)溶氧。該發(fā)酵罐不需要使用擋板，因?yàn)楸竟薜膬?nèi)部安裝了豎式冷卻蛇管。（3）密封方式：目前關(guān)于處置軸、罐間的動(dòng)靜問(wèn)題的方式主要是采用雙面機(jī)械密封方式，有著相當(dāng)顯著的效果。（4）冷卻管布置：目前在生物工程工廠應(yīng)用最為普遍的就是豎直蛇管冷卻裝置，不僅因?yàn)樗鋮s效果好，而且也更加便于清洗，在滿足工藝生產(chǎn)要求上也沒(méi)有問(wèn)題。僅僅計(jì)算出發(fā)酵罐的冷卻面積是不充分的，要保證冷卻操作的正常運(yùn)行，還需要計(jì)算出合理的管道截面積。管徑不能太粗或是太細(xì)，否則都不能保證冷卻。在最頂峰的熱負(fù)荷條件情況求水的耗用量W：W=其中：Q總的含義是在發(fā)酵極端活躍的階段，1立方米的發(fā)酵液在1個(gè)小時(shí)內(nèi)發(fā)出的熱量和醪液總體積的進(jìn)行相乘：QCP=4.18kJ/(kg?K),t2=27℃，t1=20℃把它們代進(jìn)公式：W=那么它的體積流量W就是1.57x10-3m3/s，令v=1m/s，其含義是冷卻用水在蛇管里的流動(dòng)速度；那么冷卻管的總截面積S總的計(jì)算公式是：S將兩個(gè)值帶進(jìn)公式內(nèi)：S那么就會(huì)求得進(jìn)入水的總管的直徑的實(shí)際數(shù)值：d需要計(jì)算出安裝出在罐內(nèi)的冷卻管的組數(shù)、管的直徑：將冷卻管的總表面積、管的直徑、需要組的數(shù)量分別用符號(hào)表示：S總、d0、n，那么：S要根據(jù)所選用發(fā)酵罐的各項(xiàng)參數(shù)作為基礎(chǔ)依據(jù)，選用恰當(dāng)高度、適當(dāng)直徑的蛇管，依據(jù)安裝要求把冷卻用豎直蛇管固定在罐體上，還要達(dá)到傳熱效果好、安裝簡(jiǎn)易、在清潔時(shí)方便等幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。那么我們可以選用管組數(shù)為3組,對(duì)單根蛇管的直徑進(jìn)行求取：d通過(guò)對(duì)照金屬材料表，該冷卻蛇管可以選用?32×2.5mm的無(wú)縫管，那么它的內(nèi)徑用d內(nèi)表示，為27mm，每米鋼管所達(dá)到的質(zhì)量為g=1.82kg/m,將其對(duì)比就會(huì)有d內(nèi)>d0，那么是能夠達(dá)到生產(chǎn)要求標(biāo)準(zhǔn)的，它的管平均直徑d平均是30我們可以把豎直蛇管的底下的彎曲部分，也就是U型彎管部分的曲徑定到200mm，那么相鄰的兩根豎管之間的距離就是400mm，因此可以求算兩邊彎曲管的總體的長(zhǎng)度，用l0表示：l0=πD=3.14×400=1256mm,對(duì)其進(jìn)行圓整為1要對(duì)用到的冷卻管的長(zhǎng)度進(jìn)行求算，用L表示：在前面已經(jīng)通過(guò)計(jì)算得到了F=15.49m2；因?yàn)槲覀冇玫氖菬o(wú)縫鋼管?=32×2.5mm，那么對(duì)1m長(zhǎng)度的冷卻面積進(jìn)行求取計(jì)算FL=FF0=15.490.094=164.8m它需要占到的體積是：V=0.785計(jì)算單組管的長(zhǎng)度L0以及每一組所需要的高度的數(shù)值：L除此之外，我們還要使用到大概5米長(zhǎng)的接管，那么實(shí)際長(zhǎng)度是：L以可以安裝的豎直蛇管高度作為基礎(chǔ)依據(jù)，可以將其作為靜液面的高度，我們認(rèn)為它的下面部分能夠進(jìn)入到封頭里250mm。若罐內(nèi)的螺絲等安裝輔助部件所占到的體積是0.17m3，我們可以計(jì)算罐內(nèi)所有東西的占用體積：V那么發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵醪液的液體深度是：V罐內(nèi)安裝的蛇管的高度是：H前面已經(jīng)計(jì)算得出兩邊彎曲管的長(zhǎng)度是l0=1260mm，它的總體高度是400mm，那么就可以得出直管的長(zhǎng)度數(shù)值：h=那么單圈次的管的長(zhǎng)度是：L=2h+校核布置后冷卻管的實(shí)際傳熱面積：要對(duì)安裝的無(wú)縫鋼管的實(shí)際達(dá)到的可以傳熱的面積進(jìn)行校驗(yàn)與核對(duì)：F我們已經(jīng)得出F是15.49m2，那么F實(shí)的值是大于F的,所以符合設(shè)計(jì)初衷。六、設(shè)備材料的選擇：產(chǎn)品質(zhì)量有時(shí)會(huì)受到來(lái)自于發(fā)酵設(shè)備材質(zhì)的影響，要全方位的考慮再選擇適當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)制作發(fā)酵罐。不僅要能夠滿足工藝生產(chǎn)的要求，還要在不降低安全性的條件下盡可能的節(jié)約成本，針對(duì)一些有機(jī)酸發(fā)酵選擇耐腐蝕性強(qiáng)的材料無(wú)疑是最優(yōu)選擇。本次的發(fā)酵設(shè)備選擇使用不銹鋼1Cr18Ni9Ti。七、發(fā)酵罐壁厚的計(jì)算：（1）現(xiàn)階段對(duì)罐體壁的厚度的求取一般選擇計(jì)算法，其值用S表示：S=其中：P=0.4MPa，它的含義是罐體制造時(shí)的設(shè)計(jì)壓力，一般將其定位最大的工作壓力時(shí)的1.05倍；D=1.8m，其含義為發(fā)酵罐的內(nèi)徑數(shù)值；[σ]=40MPa，φ=0.7，C的含義是罐壁厚度的附加值（cm），其定義式和含義如下所示：C=其中：將C1=的值定為0.8mm,它的含義為鋼板負(fù)偏差，在工業(yè)上的取值一般是在0.13-1.3之間；將C2的值取為2mm，其含義是腐蝕裕量，一般情況下會(huì)認(rèn)為單面腐蝕是1mm，雙面是2mm；令C3=0，其含義是加工時(shí)減薄量，有兩種情況，分為冷加工和熱加工，一般前者取0，后者加工封頭時(shí)其值為10%的S0；將前面的各項(xiàng)值代進(jìn)公式內(nèi)：C=0.8+2+0=2.8mm=0.28cmS=通過(guò)對(duì)其圓整為0.8cm，也就是8mm。對(duì)于使用不銹鋼1Cr18Ni9Ti制造而成的發(fā)酵罐，它的罐體直徑是1.8m，罐體壁厚是8mm，筒體的直高度是3.6m，1米的該材料重量是356kg，那么通過(guò)計(jì)算知道筒體的質(zhì)量是：C筒=356x3.6=1281.6kg。（2）封頭壁厚計(jì)算：對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，對(duì)它的的厚度進(jìn)行求算時(shí)，使用下面的公式：S=把各個(gè)符號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)值代進(jìn)式子：S=通過(guò)圓整，取為0.8cm，也就是8mm，那么封頭的質(zhì)量為G封=232kg。八、接管設(shè)計(jì)：（1）對(duì)接管的長(zhǎng)度進(jìn)行選取，并用符號(hào)h表示：在本次的工藝設(shè)計(jì)中，我們將其選為100mm。它的選取一般是將罐直徑的值以及是否存在保溫層作為基礎(chǔ)依據(jù)，通常情況下都是在100mm-200mm之間。（2）對(duì)接管的直徑進(jìn)行求取計(jì)算：我們現(xiàn)在把排料管當(dāng)作示例，對(duì)其進(jìn)行求算：（同時(shí)也是通風(fēng)管）前面已經(jīng)得出罐內(nèi)實(shí)際的裝液量是6.583m3，若它們?cè)?.2h里排出至空罐，那么就可以計(jì)算出醪液的體積流量：Q=我們認(rèn)為發(fā)酵液流出時(shí)的速度為1m/s，用符號(hào)v表示；那么可以求出排料管的截面面積，并用F物表示：FF所以管的直徑是：d=因此，我們選用的無(wú)縫管是?121×4mm，它的內(nèi)徑是113mm，大于108mm,那么選用的無(wú)縫管是符合要求的若是以通風(fēng)管作為求算，對(duì)于壓縮空氣而言，0.4MPa條件下的支管的氣體流動(dòng)速度是在20-25m/s之間。我們認(rèn)為通風(fēng)比的數(shù)值是在0.1-0.18vvm間進(jìn)行選取，那么要對(duì)20℃、0.1MPa的條件下，對(duì)其轉(zhuǎn)化至0.4MPa的壓力，溫度是30℃的情況。此時(shí)，對(duì)于風(fēng)量Q1，可以選較大的數(shù)：Q運(yùn)作時(shí)的風(fēng)量Qf的求算：（一般使用氣態(tài)方程式）Q對(duì)通風(fēng)管的截面面積進(jìn)行求算，用Ff表示：（令風(fēng)速v的值為20m/s）F原始表達(dá)式是Ff=0.785d氣2，那么可以得出氣管的直徑d因?yàn)樵摪l(fā)酵罐的通風(fēng)管同時(shí)也可以用作排料管，所以將兩數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，選擇其中較大的數(shù)值。即?=121×4mm。我們還要對(duì)排料的時(shí)間進(jìn)行再次核對(duì)，以確保符合生產(chǎn)要求。前面已經(jīng)得出排出時(shí)醪液流量Q為0.00914m3/s，流出時(shí)的速度為1m/s；那么管道的截面面積是：F=0.785相同的流出速度條件下，排出的醪液由于管直徑比前面計(jì)算得出的數(shù)據(jù)更大，那么對(duì)應(yīng)的流速比就是：P=所以實(shí)際排出發(fā)酵醪液的時(shí)間是：t=0.2九、支座選擇：在眾多的常用支座中，本設(shè)計(jì)選用裙式支座。第四節(jié)醇析罐設(shè)計(jì)計(jì)算為獲得純度較高的靈芝多糖才是最終目的。醇析過(guò)程主要是將離心后的上清液做進(jìn)一步醇析提取，該過(guò)程在常溫下操作，由于乙醇的揮發(fā)性很強(qiáng)，過(guò)高的溫度還會(huì)造成其大批量揮發(fā)，產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)，增加生產(chǎn)成本。另外，在高溫下操作也會(huì)致使危險(xiǎn)性大大增加。醇析罐體積計(jì)算：物料衡算：因?yàn)檎麄€(gè)過(guò)程是屬于間歇操作，按照年產(chǎn)30噸的生產(chǎn)任務(wù)，可以知道每批次的進(jìn)料量為1000kg，那么它的含糖量為0.35%，然后經(jīng)濃縮操作，使其濃度達(dá)1%，因此將它們作為依據(jù)，可以把單批次投入醇析罐的量做出求算：1000m=我們可以把加入到醇析罐的溶液看作水，按照水的密度作求算，其原因是加入的多糖溶液中水的比重可以達(dá)到99%，那么：V加入95%乙醇，對(duì)其進(jìn)行物料衡算可以得出它的體積，那么會(huì)有：(得：V則每一次需要使用95%乙醇為1m3。對(duì)實(shí)際體積的求算是符合體積加和性的要求的，那么進(jìn)行醇析操作時(shí)的體積就是1.35m3。把裝填系數(shù)選作0.8，那么：V選醇析罐的高徑比為H/D=1.1V=D=H=1.1D=1.1（2）醇析罐材料選擇在該工藝設(shè)中選用1個(gè)醇析罐，通過(guò)查閱資料選取其恰當(dāng)?shù)拇嘉龉蕖５谖骞?jié)脫蛋白罐設(shè)計(jì)計(jì)算靈芝多糖的保健、藥理及醫(yī)療作用非常明顯，但我們市面上的制品都是經(jīng)過(guò)脫蛋白處理的，否則會(huì)致使靈芝多糖的藥理活性降低甚至消失，而脫蛋白的過(guò)程的目的就是將多糖里的含有蛋白質(zhì)類的物質(zhì)被脫去掉。脫蛋白罐體積計(jì)算在將粗多糖加入到脫蛋白罐之前，要依照一定的比例將其與純凈水混合，進(jìn)行溶解，其混合比例為1:10，那么加到脫蛋白罐的體積是：m=14V把裝填系數(shù)取作0.83，那么會(huì)有：V我們可以選擇高徑比為H/D=1.1的脫蛋白罐：V=D=對(duì)其進(jìn)行圓整，為590mm；H=1.1D=1.1對(duì)其進(jìn)行圓整，為650mm。（2）脫蛋白罐材料的選擇在該工藝中選擇使用2個(gè)脫蛋白罐，查閱相關(guān)資料選擇恰當(dāng)?shù)拿摰鞍坠?。第六?jié)干燥器的設(shè)計(jì)計(jì)算若該工藝需要干燥處理的靈芝多糖液體含水量是85.7%，該數(shù)值以濕基作為標(biāo)準(zhǔn)；生產(chǎn)車(chē)間的溫度為20℃，用t0表示；80%是相對(duì)濕度的數(shù)值；而加熱蒸汽的工作壓力位是0.8MPa；在干燥操作時(shí)，進(jìn)風(fēng)的溫度是160℃，用t1表示，而排出時(shí)風(fēng)的溫度是80℃，用t2表示；干燥的最終結(jié)果使產(chǎn)品達(dá)到2%左右的含水量就是符合要求的。（1）干燥操作時(shí)被蒸發(fā)的水分量：W（2）對(duì)干燥過(guò)程多糖的產(chǎn)量進(jìn)行求算：G（3）對(duì)進(jìn)風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算：已知t0是20℃，相對(duì)濕度80%，用I-H圖進(jìn)行對(duì)照查取，會(huì)知道：xI對(duì)于t1為160℃，t2為80℃，對(duì)照I-H圖進(jìn)行對(duì)照查取，會(huì)有：Ix=0.0425kg水蒸氣/kg干空氣所以可以得到：L=查文獻(xiàn)資料知空氣在20℃下，它的比容是：γ那么進(jìn)風(fēng)量就是：V對(duì)排風(fēng)量的求取計(jì)算：查文獻(xiàn)資料知在80℃下，排出時(shí)水蒸氣尾氣的含濕空氣比容是：γ那么排風(fēng)量是：V對(duì)總熱耗的求算：其理論熱耗為：Q由于運(yùn)作的設(shè)備的工作效率不會(huì)達(dá)到100%，都會(huì)有著一部分的熱量損耗，所以我們?nèi)?%，作為干燥器運(yùn)行時(shí)的熱量損耗，那么：Q（6）空氣加熱管面積查文獻(xiàn)資料并對(duì)照飽和水蒸氣性質(zhì)表，可以得到在0.8MPa（表壓）時(shí)，飽和蒸汽的溫度為174.5℃，用T表示；它的比熱焓是2778kJ/kg，用I進(jìn)行表示；而冷凝水的比熱焓是相對(duì)較小的，為=734.1kJ/kg，用i表示。求其對(duì)數(shù)平均溫度，如下：?那么極熱面積的值是：A=（7）對(duì)該過(guò)程消耗的蒸汽量進(jìn)行求算：V=我們可以選擇恰當(dāng)?shù)膰婌F干燥器以滿足該工段的生產(chǎn)需要，其相關(guān)數(shù)據(jù)如下：第七節(jié)儲(chǔ)罐的選擇（1）由于該工藝是屬于間歇性操作，那么我們可以選取儲(chǔ)罐（Ⅰ）對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行暫存，它的主要作用是緩沖。在本次的工藝設(shè)計(jì)中，我們可以選擇公稱容積為10m3的儲(chǔ)罐，現(xiàn)把相關(guān)參數(shù)列于下表。（2）儲(chǔ)罐（Ⅱ）的主要用途是存儲(chǔ)乙醇在工藝流程中，需要使用大量的乙醇對(duì)上清液進(jìn)行沉淀，所以要選取恰當(dāng)?shù)囊掖純?chǔ)罐放置在廠區(qū)內(nèi)。對(duì)于乙醇儲(chǔ)罐的選取及其相關(guān)參數(shù)列于下表。第四章全廠布置及車(chē)間布置設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中的多項(xiàng)任務(wù)中，要對(duì)全廠總平面進(jìn)行合理的布置與規(guī)劃，任何一個(gè)新建廠區(qū)在投建之前都要考慮多方面的因素，如生產(chǎn)車(chē)間的選址、對(duì)人員的管理、建設(shè)所需成本、過(guò)程中所需的能耗、原料和成品運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)方面，對(duì)它們的設(shè)計(jì)與估算，將會(huì)對(duì)廠區(qū)是否可以做到節(jié)約及順利的建設(shè)并投產(chǎn)使用有著直接的影響。另外，還要結(jié)合當(dāng)前社會(huì)形式設(shè)計(jì)美觀高質(zhì)量的廠區(qū)，聯(lián)系市場(chǎng)行情規(guī)劃工廠在今后的發(fā)展。第一節(jié)廠區(qū)布置原則（1）將供電、交通運(yùn)輸?shù)缺匾獥l件作為挑選廠址位置的依據(jù)，按照城市規(guī)劃政策進(jìn)行建廠。將工廠生產(chǎn)過(guò)程中所需要的資源盡可能的配備齊全，例如：水源、電源、商品的銷(xiāo)售市場(chǎng)等考慮在內(nèi)。（2）適當(dāng)?shù)膭澐謴S區(qū)，在保證符合防火和衛(wèi)生技術(shù)的條件下，使建筑物之間的距離盡量縮小，將廠區(qū)內(nèi)的場(chǎng)地充分的利用起來(lái)。另外，在建設(shè)初期的規(guī)劃中，留出一部分空閑場(chǎng)地，確保工廠在將來(lái)發(fā)展時(shí)有充足條件。（3）將生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)需要配備的動(dòng)力設(shè)備布置在負(fù)荷中心附近，合理規(guī)劃主、副建筑的建設(shè)地。（4）給排水管道與城市排水連接，或是將其通入池塘等地，用以處理處理廠區(qū)內(nèi)工作人員的生活用水等問(wèn)題。（5）根據(jù)國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行三廢處理，在處理合格、符合排放標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放。（6）在建設(shè)廠區(qū)時(shí)要考慮成本，節(jié)約用地，減少土石用量，對(duì)建筑布局、工業(yè)管道等綜合考量，布置上力求緊湊。第二節(jié)車(chē)間平面布置原則（1）車(chē)間內(nèi)根據(jù)生產(chǎn)工藝流程而布局的各種設(shè)備應(yīng)遵循生產(chǎn)作業(yè)線最短，各區(qū)域聯(lián)系方便的原則。（2）依據(jù)生產(chǎn)流程，要保證原材料、半成品、成品的生產(chǎn)操作連貫性，杜絕交叉、往復(fù)作業(yè)的狀況出現(xiàn)。（3）在全廠的中心地帶建設(shè)車(chē)間建筑，即占地面積較大的的生產(chǎn)車(chē)間主廠房，而周?chē)钠渌鱾€(gè)建筑均要給車(chē)間廠房提供相應(yīng)的配合服務(wù)，利于生產(chǎn)。第三節(jié)年產(chǎn)30噸靈芝多糖工廠車(chē)間布置該車(chē)間布置是以生產(chǎn)靈芝多糖的工藝流程、通過(guò)計(jì)算而選型的設(shè)備為基礎(chǔ)的依據(jù)，查閱車(chē)間布置的相關(guān)資料和數(shù)據(jù)作為參考，并結(jié)合物料衡算等數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)出合理的生產(chǎn)工段、建筑的高度及形式，對(duì)車(chē)間內(nèi)的各項(xiàng)配置和生產(chǎn)設(shè)備的擺布做出恰當(dāng)?shù)陌才?，使生產(chǎn)得以順利的進(jìn)行。第四節(jié)環(huán)境保護(hù)與措施在工廠的發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中，必定會(huì)產(chǎn)出一部分廢物資源，如廢水、廢氣、廢渣，這其中的一部分可以通過(guò)回收再利用的方式生產(chǎn)副產(chǎn)品，不僅會(huì)增加額外收入，還會(huì)減小對(duì)周?chē)h(huán)境的污染程度。對(duì)于需要排放到自然環(huán)境中的廢棄物，一定要處理到符合國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，按不同的廢物資源規(guī)劃相應(yīng)的處理方式及路線。第五章給水排水工程在發(fā)酵工廠中，優(yōu)質(zhì)的水源是必不可少的，和原輔料一樣在生產(chǎn)過(guò)程中都是相當(dāng)重要的。而且，工廠的用水有著幾個(gè)突出的特點(diǎn)：需求量大。不僅是生產(chǎn)發(fā)酵用水，還包含冷卻用水、生產(chǎn)設(shè)備滅菌過(guò)程的用水、生活用水、消防儲(chǔ)存水源等。水源質(zhì)量高。水質(zhì)高的水源用在發(fā)酵液中，不僅無(wú)形中會(huì)提升產(chǎn)品的品質(zhì)，還會(huì)在一定程度上減小操作過(guò)程中的繁雜性，而且也極大程度降低了雜菌污染的可能性。排水量大。這是發(fā)酵工廠里的又一大特點(diǎn)，對(duì)于冷卻用水可以經(jīng)過(guò)處理后循環(huán)利用；生活用水只占所有排出水的一小部分，可以直接排入城市排水系統(tǒng)；而發(fā)酵產(chǎn)生的廢水占了很大比例，排出的廢水可能還會(huì)造成較為嚴(yán)重的環(huán)境污染，必須經(jīng)過(guò)廢水處理系統(tǒng)之后才可以回收利用或向外排放，增加了投資建設(shè)的成本。所以，為了能規(guī)劃出合理且符合基礎(chǔ)投資、保證產(chǎn)品質(zhì)量、較低成本的靈芝多糖生產(chǎn)工廠，必須要設(shè)計(jì)出給排水工程。它的任務(wù)目標(biāo)主要有兩個(gè)方面：一方面，在主要的水源選擇方面要考慮選擇地下水，其特征明顯：水質(zhì)穩(wěn)定、水量充足、成本低廉。不僅能夠滿足發(fā)酵工藝流程中的生產(chǎn)用水的標(biāo)準(zhǔn)，而且也解決掉了員工的生活用水和消防儲(chǔ)存水源的問(wèn)題。另一方面，生活污水和工廠廢水需要用合適的路線、管道將其排出，工業(yè)廢水要經(jīng)處理再被回收利用，而排出廠區(qū)的廢水必須要符合國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，做到不污染周?chē)h(huán)境。第六章供電工程供電工程可以說(shuō)是工廠企業(yè)的命脈，順利的生產(chǎn)必須要有充足的電力供應(yīng)，雖然它只是輔助部分，配合于發(fā)酵生產(chǎn)服務(wù)，但是，它卻是工廠工藝設(shè)計(jì)中必不可少的一環(huán)。第一節(jié)電力供應(yīng)設(shè)計(jì)的要求和內(nèi)容要求：（1）高品質(zhì)的電力供應(yīng)，要符合工廠電力系統(tǒng)的要求，才能夠使生產(chǎn)工藝順利進(jìn)行，從而滿足車(chē)間生產(chǎn)的需求。（2）要多方面的考慮電力設(shè)置，將供電合理的、充分的利用，不浪費(fèi)電力，還要保證供電過(guò)程中的高度安全以及穩(wěn)定運(yùn)行。本設(shè)計(jì)選用城市電網(wǎng)對(duì)工廠供電，主要包含：（1）供電系統(tǒng)：電源、配電線路等方面。優(yōu)先考慮在變電器附近，會(huì)將電力最先輸出到工廠以保證充足的電力供應(yīng)，而且，如果出現(xiàn)突發(fā)情況，也可以在第一時(shí)間做出反應(yīng)，降低損失。（2）車(chē)間電力設(shè)備：包含電機(jī)的選型、敲定電動(dòng)機(jī)功率和其它電機(jī)設(shè)施等。由于生產(chǎn)車(chē)間是潮濕的環(huán)境，而且室內(nèi)溫度較高，在選擇時(shí)要考慮到防水汽、耐腐蝕等條件，選擇相應(yīng)的電器、配電裝置和控制設(shè)備。（3）廠區(qū)外線和防雷接池：使用絕緣電纜進(jìn)行廠區(qū)的線路布置，遵循線路最短、交叉最少的排線布置原則；對(duì)于煙囪和多層廠房，分別安裝合適的接地裝置進(jìn)行防雷（4）電氣維修工段：所有的線路、電器設(shè)備在保證足夠安全的條件下，設(shè)置在便于維護(hù)的位置。（5）照明：照明線路與動(dòng)力線區(qū)分安裝，依據(jù)溫度、濕度、腐蝕性等條件選取恰當(dāng)?shù)恼彰鳠糸_(kāi)關(guān)，并集中控制安裝于一處。第二節(jié)工廠電力負(fù)荷和供電要求發(fā)酵法生產(chǎn)靈芝多糖是一個(gè)連續(xù)性的生產(chǎn)工藝流程，在供電可靠性方面有著比較高的標(biāo)準(zhǔn)。成品質(zhì)量的高低與否與電源有著直接的聯(lián)系，若是斷電時(shí)間過(guò)久，可能會(huì)導(dǎo)致該批次的生產(chǎn)品直接作廢。所以，靈芝多糖生產(chǎn)工廠工藝設(shè)計(jì)中的車(chē)間電力定做二級(jí)負(fù)荷。第七章三廢的處理及其綜合利用第一節(jié)靈芝多糖發(fā)酵有機(jī)廢水的處理現(xiàn)階段，我國(guó)的許多生物工程工廠已經(jīng)使用了國(guó)產(chǎn)設(shè)備，不需要花費(fèi)高昂的金錢(qián)購(gòu)買(mǎi)外國(guó)設(shè)備，而且關(guān)于如何處理凈化在發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，在理論知識(shí)上已經(jīng)逐漸完善，達(dá)到了相當(dāng)高的水平；在處理技術(shù)層面，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展已經(jīng)有了完整的處理系統(tǒng)。再加上近些年國(guó)人環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，環(huán)保產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展及完善，環(huán)保企業(yè)的承接業(yè)務(wù)領(lǐng)域也呈發(fā)散式發(fā)展，在很多方面給工廠企業(yè)帶去了極大的方便。對(duì)于靈芝多糖發(fā)酵廢水的處理，是工廠工藝設(shè)計(jì)中要必須考慮到的，將處理技術(shù)以作用原理分類，以除去廢水中對(duì)象為參考指標(biāo)，我們能夠選用物理法、化學(xué)法、生物法來(lái)進(jìn)行對(duì)有機(jī)廢水的處理操作。但最終的目的都是為了將存在于廢水中，可能危害人體健康和污染環(huán)境的物質(zhì)降解或是剔除，達(dá)到回收利用、排放于自然的標(biāo)準(zhǔn)。第二節(jié)靈芝多糖發(fā)酵廢氣的處理液態(tài)法發(fā)酵生產(chǎn)靈芝多糖的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生CO2，我們知道是CO2屬于無(wú)毒氣體。但是在生產(chǎn)車(chē)間這種類似于密閉的室內(nèi)，它的過(guò)量排放也許會(huì)導(dǎo)致人員或是動(dòng)物體減小對(duì)O2的攝入量，從而產(chǎn)生暈眩感等輕微癥狀，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)引起窒息，甚至死亡。所以，設(shè)置合理的排放或收集設(shè)備是工廠中必要規(guī)劃之一，由于產(chǎn)生的CO2具有很高的純度，也可以將其回收再利用產(chǎn)生額外價(jià)值，不僅可以防止事故發(fā)生，還可以處理廢氣并帶來(lái)收入。第三節(jié)靈芝多糖發(fā)酵廢渣的處理固體濾渣同樣也是在生產(chǎn)靈芝多糖過(guò)程中產(chǎn)出的主要廢棄物之一，面對(duì)著當(dāng)前社會(huì)上資源緊缺的現(xiàn)狀，許多工廠已經(jīng)建立專項(xiàng)部門(mén)和人員，并引進(jìn)相關(guān)技術(shù)和設(shè)備，依據(jù)濾渣里的組成成分，使用多種提取轉(zhuǎn)化處理工藝，將其中含有價(jià)值的部分進(jìn)行回收再利用。由于其內(nèi)包含許多有機(jī)廢物，直接排放、堆積就會(huì)造成對(duì)周?chē)h(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害，嚴(yán)重的污染水質(zhì)和大氣環(huán)境。隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，如今廢渣也成了資源的一種，經(jīng)過(guò)加工處理，將其提取或轉(zhuǎn)化等操作過(guò)程獲得有應(yīng)用價(jià)值的物質(zhì)或能量。尤其是在處理后生產(chǎn)高能燃料方面投入大量的研究并應(yīng)用于日常生活。第八章主要設(shè)備一覽表序號(hào)名稱用途110m3機(jī)械通風(fēng)發(fā)酵攪拌罐發(fā)酵22m3種子罐種子培養(yǎng)3電機(jī)帶動(dòng)攪拌4豎直蛇管加熱、冷卻5進(jìn)出料管進(jìn)出料6裙式支座支撐設(shè)備72m3醇析罐醇析80.2m3脫蛋白罐脫蛋白9PD-2型干燥器噴霧干燥1010m3儲(chǔ)罐（Ⅰ）暫