1 绪论 1
1.1.1 生物发酵工业在国民经济中的地位 1
1.1.2 学习“生物发酵工厂设计”课程的意义 1
1.1.3 生物发酵工厂设计课程的内容 2
1.1.4 生物发酵工厂设计的特点 2
1.1.5 工艺设计与总体设计的关系 2
1.1.6 现代生物技术和工程技术在设计中的应用 3
2 生物发酵工厂设计的概述 4
2.1 基本建设程序及内容 4
2.1.1 基本建设程序的概念及地位意义 4
2.1.2 基本建设程序 4
2.1.3 基本建设程序内容 5
2.2 基本建设程序的步骤 6
2.2.1 项目建议书 6
2.2.2 项目的可行性研究 7
2.2.3 项目的审批 9
2.3 设计工作 11
2.3.1 工厂设计必须遵守的原则 11
2.3.2 初步设计 11
2.3.3 施工图设计 12
3 发酵工厂厂址选择和总平面设计 14
3.1 厂址选择 14
3.1.1 厂址选择的重要性及基本原则 14
3.1.2 厂址选择的程序及要求 17
3.1.3 厂址选择报告 19
3.2 总平面设计的任务和内容 22
3.3 总平面设计的原则、方法及所需资料 23
3.3.1 总平面设计的原则及方案 23
3.3.2 各类建筑物、构筑物的布置位置 24
3.3.3 竖向布置与管线布置 26
3.4 总平面设计的步骤 28
3.5 总平面设计有关技术经济指标 29
3.6 总平面布置的有关内容 31
4 生物发酵工艺流程设计 32
4.1 概述 32
4.1.1 生物发酵工艺流程设计的特点 32
4.1.2 生物发酵工艺流程设计的地位 34
4.2 工艺流程设计的内容及步骤 34
4.2.1 工艺流程设计的内容 34
4.2.2 工艺流程设计的步骤 35
4.3 产品设计方案及产量的确定 36
4.3.1 产品方案的制订 36
4.3.2 产量的确定 38
4.3.3 产品设计方案的比较与分析 38
4.4 工艺流程图的设计 40
4.4.1 工艺流程框图 40
4.4.2 工艺流程示意图 41
4.4.3 物料流程图 41
4.4.4 带控制点的工艺流程图 43
4.5 生产工艺流程图的绘制 46
4.5.1 制图的基本知识 46
4.5.2 视图内容 49
4.5.3 表示方法 49
4.5.4 常见单元设备的自控流程 53
4.5.5 工艺流程的完善与简化 57
4.5.6 带控制点的工艺流程图 59
5 工艺计算 60
5.1 物料衡算 60
5.1.1 物料衡算的意义 60
5.1.2 物料衡算的步骤与方法 60
5.1.3 物料衡算的基本方法 63
5.1.4 计算实例 65
5.2 热量衡算 71
5.2.1 热量衡算的意义、方法和步骤 71
5.2.2 计算实例（100000t／年啤酒厂糖化车间热量衡算） 75
5.3 水平衡计算 80
5.3.1 水衡算的意义、方法和步骤 80
5.3.2 计算实例 81
5.4 耗冷量计算 84
5.4.1 耗冷量计算的意义、方法和步骤 84
5.4.2 计算实例 88
5.5 抽真空量计算 91
5.5.1 抽真空量计算的意义、方法和步骤 91
5.5.2 计算实例 93
5.6 电的计算 94
5.6.1 电的计算的意义、方法和步骤 94
5.6.2 计算实例 95
6 设备设计的基础知识 97
6.1 工程力学基础 97
6.1.1 力的概念及基本性质 97
6.1.2 力矩与力偶 99
6.1.3 约束和约束力的概念 100
6.1.4 工程式中常见的约束 100
6.1.5 物体的受力分析与受力图 101
6.1.6 构件变形的基本形式 101
6.1.7 轴向拉伸和压缩时杆件的应力 101
6.1.8 直梁的弯曲 102
6.1.9 剪切 102
6.1.10 圆轴的扭转 103
6.1.11 压杆的稳定 103
6.2 工程材料 104
6.2.1 工程材料的分类 104
6.2.2 工程材料的基本力学性能 105
6.2.3 工程材料的物理性能 106
6.2.4 工程材料的化学性能 107
6.2.5 工程材料的加工工艺性能 107
6.2.6 金属材料 108
6.2.7 有色金属材料 109
6.2.8 非金属材料 109
6.2.9 工程材料的选用 111
6.3 化工仪表 112
6.3.1 工业仪表的分类 112
6.3.2 温度检测仪表 113
6.3.3 压力检测及仪表 115
6.3.4 流量检测及仪表 118
6.3.5 物位检测及仪表 120
6.4 化工原理的基本知识 121
6.4.1 概述 121
6.4.2 流体流动 123
7 工艺设备的设计和选型 129
7.1 设备的设计与选型原则 129
7.2 专业设备的设计与选型 130
7.2.1 专业设备的设计与选型依据、内容和特点 130
7.2.2 专业设备的设计与选型实例 132
7.3 通用设备的设计与选型 144
7.3.1 液体输送设备选型 144
7.3.2 气体输送设备选型 146
7.3.3 固体输送设备选型 149
7.3.4 通用设备的计算 151
7.3.5 通用设备的选型注意事项 157
7.3.6 通用设备的应用实例 158
7.4 非标准设备的设计 161
7.4.1 非标准设备的类型 161
7.4.2 非标准设备的设计步骤 161
7.4.3 应用举例 162
7.5 设备一览表 163
7.5.1 主要设备明细表 163
7.5.2 设备一览表 166
8 车间布置与管路设计 167
8.1 概述 167
8.1.1 车间布置设计的任务和重要性 167
8.1.2 GMP对生产车间设计的要求 167
8.2 车间布置设计 168
8.2.1 发酵工厂生产车间的组成 168
8.2.2 车间布置设计的内容 168
8.2.3 车间布置设计的原则 169
8.2.4 车间布置设计的依据 170
8.2.5 车间布置设计的步骤和方法 170
8.2.6 车间布置设计的有关技术与参数 171
8.3 设备布置设计 177
8.3.1 设备及容器的安装 177
8.3.2 设备布置的基本要求 177
8.3.3 常用设备及容器的布置 180
8.3.4 设备布置图 183
8.4 车间管道设计与布置 187
8.4.1 车间管道设计与布置的任务与内容 187
8.4.2 管道布置设计 188
8.5 生产企业洁净厂房设计 189
8.5.1 洁净厂房的设计要点 189
8.5.2 洁净厂房车间布置的原则 190
8.5.3 GMP对洁净车间管道的其他要求 191
9 公用工程 193
9.1 公用系统的主要内容 193
9.1.1 公用工程的分类 193
9.1.2 公用系统应满足的要求 194
9.2 给排水系统 194
9.2.1 给排水系统的设计目的、内容及依据 195
9.2.2 水质和水源 196
9.2.3 给水处理 197
9.2.4 用水量的确定 197
9.2.5 生产用水水压的确定 198
9.2.6 配水工程 198
9.2.7 消防系统 199
9.2.8 排水系统 199
9.3 供电及自控 200
9.3.1 供电及自控设计的内容和所需基础资料 200
9.3.2 供电要求及注意事项 200
9.3.3 负荷计算 200
9.3.4 供电系统 201
9.3.5 电气照明 203
9.3.6 建筑防雷和电气安全 203
9.3.7 检测仪表和自动控制系统 204
9.4 供汽系统 208
9.4.1 锅炉容量的确定 208
9.4.2 锅炉工作压力的确定 209
9.4.3 锅炉的选择 209
9.4.4 锅炉房位置的确定 211
9.4.5 锅炉房的布置及对土建的要求 211
9.4.6 烟囱及烟道除尘 211
9.4.7 锅炉的给水处理 212
9.4.8 煤和灰渣的贮运 212
9.5 采暖与通风 213
9.5.1 采暖 213
9.5.2 通风 214
9.5.3 空调 216
9.5.4 空气净化 216
9.6 制冷系统 218
9.6.1 制冷系统的选择 218
9.6.2 制冷剂和载冷剂 219
9.6.3 冷库建筑的特点 220
9.6.4 冷库的设计 220
9.6.5 耗冷量的计算 220
9.6.6 制冷设备的选型 221
10 环境保护与综合利用 222
10.1 概述 222
10.2 废气处理及利用 223
10.2.1 工业废气来源 223
10.2.2 废气处理与综合利用 223
10.3 废水处理及综合利用 225
10.3.1 废水来源 225
10.3.2 废水基本水质特点 225
10.3.3 废水处理及综合利用 226
10.4 废渣的处理和综合利用 227
10.5 噪声预防 229
10.6 大气质量控制 231
10.7 美化与绿化 232
10.7.1 工厂绿化规划时应遵循的原则 232
10.7.2 工厂分区绿化设计 233
11 技术经济与概算 236
11.1 技术经济 236
11.1.1 技术经济的基本任务、主要内容和方法 236
11.1.2 技术经济分析方法 237
11.1.3 技术经济的指标 237
11.1.4 成本的经济分析 239
11.1.5 技术经济效果综合分析 240
11.1.6 经济效果评价的程序 242
11.1.7 经济效果评价方案 245
11.2 工程概算 246
11.2.1 工程概算的内容及编制 246
11.2.2 工程概算的作用和意义 249
12 企业组织与全厂定员 251
12.1 企业组织 251
12.1.1 企业组织机构的设置 251
12.1.2 企业组织机构的形式 252
12.2 全厂定员 253
13 消防与安全 255
13.1.1 生产中的不安全因素 255
13.1.2 防火防爆 255
13.1.3 防毒 256
13.1.4 安全管理及防范措施 257
14 工艺设计应提交的设计条件 259
14.1 设备及机泵条件 259
14.1.1 塔类设备条件 259
14.1.2 反应器设备条件 260
14.1.3 热交换器设备条件 261
14.1.4 加热炉设备条件 262
14.1.5 容器类设备条件 262
14.2 土建条件 262
14.2.1 厂房及设备基础、外形尺寸、位置、标高条件 262
14.2.2 设备基础、楼板及钢平台的荷载条件 263
14.2.3 设备吊装要求的土建条件 263
14.2.4 设备地脚螺栓条件 264
14.2.5 管廊及其他土建条件 264
14.2.6 其他要说明的条件内容 264
14.3 自控条件 265
主要参考文献 267
附录 269
一、有关数据表 269
二、发酵行业主要技术经济指标（乙醇行业） 291
三、味精行业国家级企业标准 293
四、酿酒行业国家级企业标准（白酒部分） 294
五、发酵行业国家级企业标准 297
六、化工工艺图的代号 297
七、管内流体常用流速范围 298
八、发酵罐系数 300
九、各种生化反应器气液传质特性的比较 301