循環(huán)經(jīng)濟理念在生物工程工廠設計教學中的實現(xiàn)研究

1、    循環(huán)經(jīng)濟理念在生物工程工廠設計教學中的實現(xiàn)研究    李慧星摘 要：文章以2016年度南陽理工學院本科專業(yè)核心課程改革專項研究項目這一課題為背景，闡述了循環(huán)經(jīng)濟理念在生物工程工廠設計教學中的有效實現(xiàn)路徑，希望有所幫助。關(guān)鍵詞：循環(huán)經(jīng)濟理念 生物工程 工廠設計教學 實現(xiàn)在生物工程設備與工廠設計的課程設計教學過程中，對生態(tài)工業(yè)園模型予以有效地構(gòu)建，并針對園區(qū)內(nèi)部的啤酒廠、生物制藥工廠以及工業(yè)園公用設施展開了科學化地設計。在此過程中，始終遵循布局的循環(huán)經(jīng)濟與工廠技術(shù)經(jīng)濟分析等諸多基本原則，有效地融合了生物工程工廠內(nèi)部的物質(zhì)和能量循環(huán)和工業(yè)園區(qū)循環(huán)，借助

2、網(wǎng)絡載體實現(xiàn)了教學資源的共享。一、構(gòu)建合理的課程設計模型設計課程前，根據(jù)生產(chǎn)實習所積累的經(jīng)驗，加之教學隊伍成員具備企業(yè)清潔生產(chǎn)審核項目的相關(guān)經(jīng)驗，充分考慮學院的背景以及專業(yè)特征，以教學與項目試驗的經(jīng)驗為重要基礎(chǔ)，構(gòu)建了生物工程設備與工廠設計教學模型：a市位于山嶺重丘地區(qū)，擬在a式西北方向的20千米位置構(gòu)建面積是一萬畝的sk工業(yè)園，規(guī)劃其主導產(chǎn)業(yè)是食品生物、新型建筑材料和輕紡服裝等等，而企業(yè)的數(shù)量規(guī)劃成200家，人口數(shù)量在預計為40萬1。sk工業(yè)園在m水庫壩下游的10千米位置，水庫屬于年調(diào)節(jié)水庫，且水質(zhì)的標準是類，主要為城市提供水資源并進行農(nóng)業(yè)灌溉。在工業(yè)園的西北方是n河，在m水庫的下游區(qū)域，而

3、和誰的水質(zhì)標準是類。a市全年的風向是東南風，而環(huán)境空氣功能區(qū)域是二類區(qū)，對于聲環(huán)境功能區(qū)而言則是3類。在實踐調(diào)查建設范圍以后發(fā)現(xiàn)其中并不具備特殊敏感的生態(tài)保護對象。于sk工業(yè)園內(nèi)部，c中外合資企業(yè)將投資并建設啤酒生物工廠，一期建設的產(chǎn)能可以達到。此外，園區(qū)內(nèi)部還投資建設了生物制藥廠。根據(jù)以上條件，學生在課程設計過程中，需要嚴格遵循工業(yè)區(qū)的循環(huán)經(jīng)濟布局需求，在滿足生物工廠技術(shù)經(jīng)濟分析以及清潔生產(chǎn)要求的基礎(chǔ)上，初步完成啤酒廠一期工程與生物制藥廠的工廠設計。二、循環(huán)經(jīng)濟理念在生物工程工廠設計中的實現(xiàn)路徑將sk生態(tài)工業(yè)園內(nèi)部的啤酒廠一期工程與生物制藥工廠為設計對象，充分考慮相關(guān)行業(yè)規(guī)劃以及設計標準等，

4、學生需要在設計的過程中，保證合理運用大型化裝置并全面優(yōu)化全廠的節(jié)能效果，將企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟理念融入其中2。通過合理設計工廠生產(chǎn)工藝流程與生物工程設備，在實際生產(chǎn)的過程中，可以降低水資源、原料與能源使用量，確保有毒物質(zhì)減少甚至是消除，達到廢物排放量減少的目標。1.啤酒生物工廠一期工程的設計第一，工廠總圖的布置與設計。根據(jù)設計任務書的要求，應當以道路、工廠總平面與管線作為重要對象進行設計，同時還包括路面質(zhì)量、廠內(nèi)與場外運輸以及運輸機械等諸多內(nèi)容，將重點放在和工業(yè)園區(qū)管線對接方面。與此同時，要對廠內(nèi)道路與綠化設計圖等進行繪制，保證圖紙尺寸清晰地標注，規(guī)范設計廠內(nèi)的園林布置。第二，物料的處理與輸送設備設計

5、。在這一環(huán)節(jié)中，需針對麥芽原料倉、大米以及輸送設備進行設計，并計算出大米與麥芽濕法粉碎與輸送設備，并開展各個工段固體與液體物料的輸送設備選型計算，對原料倉的立面圖以及粉碎設備的平面布置圖進行有效地繪制。根據(jù)排放標準與生產(chǎn)能力，需完成排氣筒與風機選型的設計，對粉碎排氣筒的剖面圖等進行繪制。第三，重點車間的設計。在這一環(huán)節(jié)當中，需計算出糖化與糊化等相關(guān)工藝，對糊化車間與糖化車間設備布置的平面圖形進行繪制，同樣也包括車間柱網(wǎng)示意圖以及立剖圖等等。在設計空氣過濾除菌系統(tǒng)的過程中，應對無菌壓縮空氣的消耗量以及抽真空量進行計算，同時合理選擇設備的型號，最終對系統(tǒng)的流程圖進行繪制。第四，有機融合循環(huán)經(jīng)濟和“

6、三廢”。在設計生物工程工廠的時候，要保證空氣凈化系統(tǒng)當中的空壓機型號選擇以及冷卻水使用的合理3。為此，學生需要設計出二次蒸汽節(jié)能結(jié)構(gòu)，并且詳細地講解廠內(nèi)所使用的節(jié)能技術(shù)。在麥芽汁煮沸鍋二次蒸汽回收系統(tǒng)設計方面給予高度重視，將煮沸鍋二次蒸汽回收流程圖進行有效地繪制。通過熱水貯罐的設計，能夠針對糖化工段進行冷卻煮沸麥汁熱水循環(huán)利用，并對換熱器裝配圖予以有效地繪制。2.生物制藥工廠與廢水處理工藝的設計不同于啤酒厭氧發(fā)酵，抗生素選擇使用的是好氧發(fā)酵的方式，所以要合理地設計青霉素生物工廠與廢水處理工藝，對廠內(nèi)總工藝流程圖以及物料的流程圖進行合理地繪制。將重點放在關(guān)鍵的生產(chǎn)設備中，積極開展物料衡算工作，科

7、學選擇設備的型號，對培養(yǎng)基連續(xù)滅菌流程圖進行繪制。對于設計任務而言，需針對廠內(nèi)的循環(huán)經(jīng)濟內(nèi)容進行處理：第一，物料平衡與節(jié)能設計4。一般情況下，生物工程工程實際用水量相對較大且能源消耗極高，所以在工藝計算方面，應高度重視水平衡和物料平衡。另外，應在保證產(chǎn)品質(zhì)量標準與清潔生產(chǎn)標準的基礎(chǔ)上，對設備節(jié)能設計給予應有的重視。第二，園區(qū)內(nèi)部的工廠用水、用電以及廢水處理等主要是sk生態(tài)工業(yè)園區(qū)的配套工程負責供給，能夠集中治理規(guī)模效益和污染。然而，在實際設計的過程中，需始終遵循設計規(guī)范以及標準，確保對接關(guān)系的有效處理。結(jié)語綜上所述，在生態(tài)工業(yè)園區(qū)教學模型的構(gòu)建，并在課程設計中合理融入循環(huán)經(jīng)濟理論，與專業(yè)特色相

8、互結(jié)合，使得工廠的初步設計對于節(jié)能環(huán)保要求實現(xiàn)向教學內(nèi)容的轉(zhuǎn)化。南陽理工學院本科專業(yè)核心課程改革專項研究項目以生物工程設備與工廠設計為主，課程設計的效果理想，不僅強化了學生對專業(yè)知識的應用能力，同樣也形成了團隊協(xié)作的精神，具有一定的推廣價值。參考文獻1 楊佐毅，許燕濱，杜青平等.循環(huán)經(jīng)濟理念在生物工程工廠設計教學中的實現(xiàn)j.海南師范大學學報（自然科學版），2015（4）：465-468.2 戴清源，朱秀靈，陳濤等.三維虛擬仿真技術(shù)在發(fā)酵工廠設計教學中的應用優(yōu)勢j.科教文匯，2011（9）：37-40.3 吳建偉，尚小麗，羅振華等.利用工程蠅生物轉(zhuǎn)化器建設國酒茅臺循環(huán)型釀酒生態(tài)工業(yè)的技術(shù)工藝創(chuàng)新及相關(guān)理論研究c.第九屆全國循環(huán)經(jīng)濟與生態(tài)工業(yè)學術(shù)研討會暨