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文檔簡介
1、復習資料1、 簡述酒精生產過程對淀粉原料進行糖化時的主要設備及作用。(1)主要設備:糖化工段主要設備由真空冷卻氣液分離器、真空泵、連續(xù)糖化罐及螺旋板式換熱器。(2)作用:真空冷卻氣液分離器:蒸煮醪自接近常壓的氣液分離器出來經過減壓閥,醪液產生大量的蒸汽,溫度驟降,汽醪混合液流體以極高速度進入真空冷卻氣液分離器,醪液溫度降至與容器真空度相對應的溫度。因此氣液分離器的設計主要是保證汽醪分離,輸送曲液(糖化醪液稀釋水)到噴射-蒸汽的湍流中是依靠發(fā)生引射的混合效果,使曲液與蒸煮醪充分接觸。醪液冷卻下來連續(xù)的流入糖化醪內。真空泵:維持真空冷卻氣液分離器真空環(huán)境。連續(xù)糖化罐:將已糖化醪或曲乳(液)混合,維
2、持一定的發(fā)酵溫度(60、3045min),保持流動狀態(tài),淀粉在酶的作用下變成可發(fā)酵性糖。螺旋板式換熱器:螺旋板式換熱器用于后冷卻。2、 簡述可行性研究的任務、意義和主要內容。(1) 任務:根據三級經濟規(guī)劃(包括國家、地區(qū)與行業(yè)的)要求,或根據市場經濟的要求,對擬建(擴、改建)工程項目的技術性、經濟性和工程實施性,進行全面調查、預測、分析和論證,做出是否合理可行的科學評價,最后寫出可行性研究報告,為國家主管部門對項目做出決策提供可靠依據。(2) 意義:可行性研究實質是對投建的工程項目,進行全面的技術經濟分析,從而避免和減少建設項目決策的失誤,提高建設投資的綜合效益,是決定項目投資命運的關鍵。如果
3、沒有可行性研究,或者有研究但不深入、分析預測不準確、經濟評價不科學,都會對項目的投資與投產帶來難以彌補的經濟損失。(3)主要內容:1、總論(項目背景,研究工作依據和范圍) 2、根據經濟預測、市場預測確定項目建設的規(guī)模和產品方案3、資源、原材料、動力、運輸、供水等配套條件及公用設施的落實情況 4、建廠條件、廠址選擇方案及總圖布置方案 5、工藝技術、主要設備選型、建設標準及相應的技術經濟指標 6、主要單項項目、公用輔助設備、總體布置方案和土建工程量估計 7、環(huán)境保護、安全生產、勞動衛(wèi)生、消防、GMP等要求和采取的相應措施方案 8、企業(yè)組織、勞動定員和人員培訓設想 9、建設工期和實施進度 10、投資
4、估算和資金籌措 11、經濟效益和社會效益評價 12、結論3、簡述總平面設計的內容、原則和步驟。(1)內容:1平面布置設計 ;2豎向布置設計;3運輸設計;4管線綜合設計;5綠化設計。(2)原則:嚴格遵照“依據”的要求進行布置設計。既要結合廠址自然條件因地制宜,又要注重技術經濟性、節(jié)約用地、節(jié)省投資和留有發(fā)展余地。(依據:審批的設計任務書、廠址選擇報告和廠址總平面布置方案草圖及生產工藝流程簡圖。)(3)步驟:(一)初步設計方案圖(總平面布置資料圖) 工廠總平面布置圖(初步設計成品圖) (二)施工圖設計工廠總平面施工資料圖工廠總平面布置施工圖4、 簡述物料衡算的方法和步驟。(1)明確衡算目的要求;如
5、通過物料衡算確定生產能力、純度、收率等數據。(2)繪出物料流程示意圖,劃定衡算范圍;畫流程簡圖步驟及要點如下: 1)流程簡圖中的設備可用方框表示;2)用線條和箭頭表示物料流股的途徑和流向;3)標出流股的已知變量(流量、組成等)4)未知量用符號表示。根據已知量和未知量劃定體系,應特別注意盡量利用已知條件,要求的未知量要通過體系邊界,且應使通過邊界的物料流股的未知項盡量少。(3) 寫出所有化學反應方程式;包括所有主副反應,且為配平后的,將各反應的選擇性、收率注明。(4) 收集與物料衡算有關的計算數據;規(guī)模和年生產日;原輔材料、中間體及產品的規(guī)格;有關的定額和消耗指標;有關的物理化學常數,如密度、蒸
6、氣壓、相平衡常數等。(5) 選定衡算基準;計算中要將基準交代清楚,過程中基準變換時,要加以說明。(6)列出物料平衡方程式,進行物料衡算;(7)編制物料平衡表;(8)必要時畫出物料衡算圖。(6) 簡述啤酒廠糖化設備的組合方式及優(yōu)點:(1) 二器組合:常見于小型啤酒廠。由一只糖化過濾槽和一只糊化煮沸鍋構成一套單式糖化系統(tǒng),每天可糖化2次左右。該套組合的特點是:一鍋二用,投資少,設備利用率高,但生產效率較低。(2) 四器組合:常見于中型啤酒廠。由糊化鍋、糖化鍋、過濾槽和煮沸鍋4只專用設備構成一套復式糖化系統(tǒng),每天可糖化4次左右。該套組合的特點是設備分工明確,但利用率極不均衡。(3) 五器組合:常見于
7、中型啤酒廠的技術改造中。在四器組合的基礎上,增加一只暫貯罐,用于暫貯過濾后的麥汁,可以此縮短等待煮沸鍋的時間,提高整個系統(tǒng)的生產效率,使每天的糖化能力增加到6次。(4) 六器組合:常見于大型啤酒廠。一只糊化鍋,一只糖化鍋,一只過濾槽和兩只麥汁煮沸鍋,一只回旋沉淀槽,一只麥汁冷卻器。每天可糖化8次左右,該套組合的特點是糊化鍋與糖化鍋的利用率已達到最高。5、 簡述生物反應器放大的基本方法及其特點。(1) 基本方法:理論方法:所謂理論放大法,就是建立及求解反應系統(tǒng)的動量、質量和能量平衡方程,2個反應系統(tǒng)可用同一微分方程描述;半理論方法:考慮液流主體的流動,忽略局部如攪拌葉輪或罐壁附近的復雜流動;因次
8、分析法:維持生物發(fā)酵系統(tǒng)參數構成的無因次數群(稱為準數)恒定不變,把反應系統(tǒng)的動量、質量、熱量衡算以及有關的邊界條件、初始條件以無因次形式寫出用于放大過程;數學模型法:利用數學模型進行模擬放大;經驗規(guī)則:維持P0/V不變或者維持P0/V不變。(2)特點:把小型設備中進行科學實驗所獲得的成果 在大生產設備中予以再現的手段,它不是等比例放大, 而是以相似論的方法進行放大。在生物反應器中存在三種不同類型的重要過程:熱力學過程,微觀動力學過程和傳遞過程。其中傳遞過程在生物反應器比擬放大中影響最大:1)反應器放大后,系統(tǒng)內的動量傳遞過程將相應變化,2)攪拌器的攪拌剪切作用隨反應器規(guī)模
9、增大而增加,3)這不僅影響細胞團的分散狀態(tài)如絮凝,懸浮,結成團塊,嚴重時還會使細胞本身產生剪切損傷作用放大后,傳遞過程對生物發(fā)酵過程的影響:1)通氣發(fā)酵>厭氣發(fā)酵2)連續(xù)發(fā)酵>間歇發(fā)酵。 7、 簡述生物工程設備清潔程度的確認方式。(4) 清潔程度的檢驗(5) 表面清潔規(guī)范(6) 蛋白質污染物清潔的檢驗(7) 清洗后殘余細胞的檢驗(8) 致熱物質的檢驗(9) 最終漂洗結果的檢驗8、 簡述發(fā)酵罐實罐滅菌采用的“三路進汽”原理和實罐滅菌的進、排汽原則。(2) 原理:“三路進汽”是在對培養(yǎng)基滅菌時,讓蒸汽從空氣進口、排料口、取樣口進入罐內,使培養(yǎng)基均勻翻騰,達到培養(yǎng)基滅菌之目的。
10、這是因為這三個管都是插入到發(fā)酵醪中,若不進蒸汽就會形成滅菌死角。(3) 原則:進、排汽原則是“非進即出”:所有進入發(fā)酵罐的管道在滅菌過程中如果不進入蒸汽就一定要進行排氣,使所有管道都被蒸汽(或二次蒸汽)通過,得以滅菌。不能有既不進汽也不排汽的管道(死角)存在。9、 簡述項目建議書的任務、意義和主要內容。(1)任務:項目建議書是設計工作的前奏,其任務是向國家、省、市有關主管部門直接申請工程項目,以期批準立項,進行廠址選擇調研工作及可行性研究工作。(2)意義:對于大、中型工程項目國家有嚴格的管理規(guī)定,需要按程序報國家有關部門批準。對于小型工程項目,項目建議書由主管部門批準,可按明確的設計方案,直接
11、進行施工圖設計,使設計程序得以簡化。 (3)內容:1、投資項目提出的必要性;2、產品方案、擬建規(guī)模和建設地點的初步設想; 3、資源情況、建設條件、協(xié)作關系的初步分析; 4、投資估算和資金籌措設想; 5、項目大體進度安排;6、經濟效益和社會效益的初步評價。(2) 簡述廠址選擇的一般原則及廠址方案比較的方法。(1) 原則:廠址的位置要符合城市規(guī)劃(供汽、供電、給排水、交通運輸、職工文化生活、商業(yè)網點)和微生物發(fā)酵工廠對環(huán)境的特殊要求。廠址的地區(qū)要接近原料、燃料基地和產品銷售市場,還要接近水源和電源。具有良好的交通運輸條件。場地有效利用系數較高,并有遠景規(guī)劃的最終總體布局。有一定的基建施工條件和投產
12、后的協(xié)作條件。廠址選擇要有利于三廢處理,保證環(huán)境衛(wèi)生。(2) 比較方法:廠址比較方法主要有統(tǒng)計學方法和方案比較法。統(tǒng)計學方法:就是把廠址的諸項條件(自然條件和技術經濟條件)當作影響因素,把要比較的廠址編號,然后對每一廠號廠址的每一個影響因素,逐一比較其優(yōu)缺點,并打上等級分值,最后把諸因素比較的等級分值進行統(tǒng)計,得出最佳廠號的選擇結論。方案比較法:就是以廠址自然條件為基礎,以技術經濟條件為主體,列出其中若干條件作為主要影響因素,形成廠址方案。然后對每一方案的優(yōu)缺點進行比較,最后結合以往的選擇廠址經驗,得出最佳廠號的選擇結論。(5) 簡述連續(xù)發(fā)酵的特點和基本方式。(1) 特點:優(yōu)點:培養(yǎng)液濃度和代
13、謝產物含量相對穩(wěn)定,發(fā)酵周期短,設備利用率和生產效率高,易于自動化生產,發(fā)酵過程中微生物維持穩(wěn)定狀態(tài),細胞處于均質狀態(tài)。缺點:微生物的突變、染菌、混合均勻度、絲狀菌的輸送。(2)方式:從單罐連續(xù)發(fā)酵發(fā)展到多罐的串聯連續(xù)發(fā)酵。從單罐連續(xù)發(fā)酵發(fā)展到多罐的串聯連續(xù)發(fā)酵?;纠碚撌沁B續(xù)發(fā)酵動力學為主。(5) 簡述工藝流程的設計原則和設計步驟。(1)原則:保證產品質量符合國家標準,外銷產品還必須滿足銷售地區(qū)的質量要求;盡量采用成熟的、先進的技術和設備。(努力提高原料利用率,提高勞動生產率,降低水、電、汽及其他能源的消耗,降低生產成本,使工廠建成后能迅速投產,在短期內達到設計生產能力和產品質量要求,并做到
14、生產穩(wěn)定、安全、可靠)實施清潔生產,有完善的三廢治理措施,以減少或消除對環(huán)境的污染,并做好三廢的回收和綜合利用;確保安全生產,以保證人身和設備的安全;生產過程盡量采取機械化與自動化,實現穩(wěn)產、高產。(2)步驟:繪制工藝流程框圖;繪制工藝流程示意圖;繪制物料流程圖;繪制初步設計階段帶控制點的工藝流程圖;繪制施工階段帶控制點的工藝流程圖。13、 簡述車間布置設計的原則和基本內容。(1)基本原則:1、車間布置應符合生產工藝要求的原則;2、車間布置應符合生產操作要求的原則;3、車間布置應符合設備安裝、檢修要求的原則;4、車間布置應符合廠房建筑要求的原則;5、車間布置應符合節(jié)約建設投資要求的原則;6、車
15、間布置應符合安全、衛(wèi)生和防腐蝕的要求7、車間布置應符合生產發(fā)展的要求。(2)基本內容:1、廠房的整體設計;2、設備的排列和布置;3、車間附屬工程設計;4、車間布置設計說明;5、車間布置設計的圖紙。(2) 簡述機械攪拌通風發(fā)酵罐的冷卻方式及其使用范圍和特點。15、 簡述氣升式發(fā)酵罐的工作原理。工作原理:把無菌空氣通過噴嘴或噴孔噴射進發(fā)酵液中,通過汽液混合物的湍流作用而使空氣泡分割細碎,同時由于形成的氣液混合物密度降低故向上運動,而氣含率小的發(fā)酵液下沉,形成循環(huán)流動,實現混合與溶氧傳質。雖然沒有攪拌器,但形成定向循環(huán)流動。16、簡述熱量衡算的方法和步驟。(1)明確衡算目的,如通過熱量衡算確定某設備
16、或裝置的熱負荷、加熱劑或冷卻劑的消耗量等數據。(2)明確衡算對象,劃定衡算范圍,并繪出熱量衡算示意圖。(3)收集與熱量衡算有關的熱力學數據,如定壓比熱、相變熱、反應熱等。(4)選定衡算基準,在計算各項熱量之前,首先要確定一個計算基準。一般情況下,可以0和1.013´105 Pa為計算基準。對于有反應的過程,也常以25和1.013´105Pa為計算基準。(5)列出熱量平衡方程式,進行熱量衡算。當內能、動能、勢能的變化量可以忽略且無軸功時,輸入系統(tǒng)的熱量與離開系統(tǒng)的熱量應平衡,由此可得出傳熱設備的熱量平衡方程式為:(6)編制熱量平衡表。17、簡述廠房的整體布置的原則。(1)廠房
17、的整體布置應根據生產規(guī)模,工藝流程、原料來源、水源、電源、熱源、交通、氣候條件、廠區(qū)地形特點、工程及水文地質條件以及主要生產車間與輔助生產車間、公用福利設施的關系而定。有幾種式布置和分散式布置兩種方式,單多采用幾種式布置,即將主要生產工段幾種在一個聯合車間內,各個工藝布置實例都是集中式布置。(2)廠房的平面布置應考慮工藝流程的合理性,力求簡單,緊湊,占地面積小,運輸方便,并留有擴建的余地。柱網布置應盡可能符合建筑模數制的要求。(3)廠房垂直方向的布置采用多層或單層,主要根據工藝特點確定。每層層高主要由設備高度,檢修安裝要求而定,并滿足采光通風的要求,但最低層高不宜低于2.5m。層高的確定應符合
18、建筑模數制的要求。(4)廠區(qū)布置和主要道路應貫徹不流與貨流分流的原則,盡量避免相互交叉。廠區(qū)道路面應選用整體性好、灰塵少的材料,如瀝青、混凝土。車輛的停車場應遠離藥品生產廠房。廠房與道路之間應有一定距離的衛(wèi)生緩沖帶,緩沖帶可種植草坪,嚴禁種花,樹木周圍以卵石覆蓋土壤,綠化設計做到“土不見天”。18、簡述常見加熱劑和冷卻劑的種類及特點。19、 簡述專業(yè)設備設計與選型的程序和內容。(1)設備所擔負的工藝操作任務和工作性質,工作參數的確定。(2)設備的選型及該型號設備的性能、特點評價。(3)設備生產能力的確定。(4)設備數量計算(考慮設備使用維修及必需的裕量)。(5)設備主要尺寸的確定。(6)設備化工過程(換熱、過濾、干燥面積、塔板數等)的計算。(7)設備的傳動攪拌和動力消耗計算。(8)設備結構的工藝設計。(9)支撐方式的計算選型。(10)壁厚的計算選擇。(11)材質的選擇和用量計算。(12)其他特殊問題的考慮。20、簡述生物反應器開發(fā)的趨勢。生物反應器新的發(fā)展趨勢,主要表現為:(1)高通量、微型化生物反應器應用于生物過程工
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