生物工程工厂设计概论期末考试简单题

河北经贸大学生工学院生物工程工厂设计概论期末考试笔记整理

一1生产工艺设计的依据内容和深度

依据：(1)可行性研究报告以及设计计划任务书。(2)项目工程师或项目总负责人下达的设计工作提纲和总工程师作出的技术决定。(3)如采用新原料品种、新技术和新设备时，必须在技术上有切实把握并且依据了正式的试验研究报告和技术鉴定书，经设计部门领导核准后方可作为设计依据。内容和深度：初步设计的工艺设计及部分设备设计。范围：车间设计为主

2设计阶段划分几个阶段

一般按工程规模的大小、工程的重要性、技术的复杂性、设计条件的成熟程度以及设计水平的高低，总的可分为三阶段设计、二阶段设计、一阶段设计。

三阶段设计： 初步设计--技术设计--施工图设计 二阶段设计：扩大初步设计--施工图设计

一阶段设计：施工图设计 3初步设计阶段生产工艺内容 设计文件：解决所有的技术经济问题 包括⑴设计依据和设计范围 ⑵设计指导思想、建设规模和产品方案⑶生产方法及工艺流程的比较和阐述⑷主要生产技术经济指标和生产定额⑸主要设备选型及计算⑹车间布置的说明⑺存在问题及解决问题的建议。

设计图纸主要有（1）生产流程图（2）车间和设备布置图（3）主要生产设备和电动机一览表（4）只要材料估算表 4初步设计的深度包括

设计方案的比较选择确定；主要设备和材料定货；土地征用； 建设投资控制 ；确定劳动定员和安排人员技术培训；提供主管部门和有关单位进行设计审查；施工图设计的依据；进行施工安装准备和生产准备。 二1厂址选择的原则省什么

厂址位置符合城市规划和微生物工厂对环境的特殊要求。正确处理各种关系。厂址的地区交通运输应方便、快捷。接近原料、燃料基地和产品销售市场，接近水源、电源。厂址有效利用系数较高，并有远景规划的最终布局。有一定的基建施工条件和投产后的协作条件。厂址选择有利于三废处理 三1总平面设计的原则和要求 a遵从城市总体发展规划要求；b符合生产流程的要求 原料、半成品、成品的生产作业线应顺直短捷、避免作业线的交叉和返回。c考虑地区主导风向的影响；d主厂房布置在厂区中心地带，以便其他部门为其服务； e应充分利用厂址的自然条件；f人流货流通道分开，避免交叉 。g洁净厂房区域应布置成独立的小区，减少露土地面，且不宜布置在主干道两侧。符合国家有关规范和规定；h应留有发展的余地。

2总平面水平向布置形式

总平面图通常指水平面上的布置。主要布置形式有两种：区带式和周边式

区带式布置：在厂区划分的前提下，保证区域功能分明的特点，以主要生产车间的定位布置，带起辅助车间和动力车间的布置。特点：主要车间放在中心地带

周边式布置：由于厂址四周情况与城市规划的需要，将生产车间环绕厂区周边，首先从大门口开始布置，逐一带起辅助部门与动力部门，相随着布置，称为周边式布置。特点：厂房沿周边，外观整齐美观。缺点: 厂房与主风向很难成60o~90o通风不利

总平面的竖向布置。主要布置形式有两种：分离式和连续式

分离式布置:主要生产车间和辅助车间的厂房或一个车间的各个工序的厂房，分散布置在划分好的区片内，并且厂房建筑多是单层或二层式的布置形式，称为分离式布置。特点：结构简单 间距大 安全 余地 缺点：流程长 联系不便 运输费高

连续式布置：是将主要车间和辅助车间或车间的若干工序的厂房进行竖向布置，予以合理并接。优点：相对减少占地面积，缩短工艺流程线和运输距离，车间联系方便。缺点：建筑密度大，使通风采光或高温作业条件差，防火要求高等。

3洁净厂房总平面设计的原则是什么？ a洁净厂房应远离污染源，并布置在全年主导风向的上风处b洁净厂房的布置应有利于生产和管理c合理布置人流和物流通道，并避免交叉往返d洁净厂房区域应布置成独立小区，区内应无露土地面 四1工艺流程设计是什么？

在确定的原料路线和技术路线的基础上进行的，他是整个工艺设计的中心，设计人员在设计工艺流程是，要做到认真仔细，反复推敲，努力设计出技术上先进可靠的经济上合理可行的工艺流程。 2工艺流程设计的任务 主要任务： A确定由原料到成品的各个生产过程及顺序，即说明生产过程中物料和能量发生的变化及流向，应用的生物反应或化工过程及设备。B绘制工艺流程图

具体内容A确定工艺流程的组成B确定载能介质的技术规格和流向C.确定操作条件和控制方法 D确定安全技术措施E绘制不同深度的工艺流程图

3工艺流程图的主要依据和设计原则

主要依据是原料来源、种类和性质。产品的质量和规格。生产规模。技术水平。建厂地区的自然环境。经济合理性。

设计原则:A保证产品质量符合国家标准，外销产品还必须满足销售地区的质量要求。B尽量采用成熟的、先进的技术和设备。努力提高原料利用率，提高劳动生产率，降低水、电、汽及其他能量消耗，降低生产成本，使工厂建成后能迅速投产，在短期内达到设计生产能力和产品质量要求，并做到生产稳定、安全、可靠C.尽量减少三废排放量，有完善的三废治理措施，以减少或消除对环境的污染，并做好三废的回收和综合利用。D确保安全生产，以保证人身和设备的安全。E生产过程尽量采用机械化和自动化，实现稳产、高产。F提高设备利用率

4带控制点的工艺流程图基本要求

A表示出生产过程中的全部工艺设备，包括设备图例、位号和名称。B表示出生产过程中的全部工艺物料和载能介质的名称、技术规格及流向。C表示出全部物料管道和各种辅助管道(如水、冷冻盐水、蒸汽、压缩空气及真空等管道)的代号、材质、管径及保温情况E表示出生产过程中的全部工艺阀门以及阻火器、视镜、管道过滤器、疏水器等附件，但无需绘出法兰、弯头、三通等一般管件。F表示出生产过程中的全部仪表和控制方案，包括仪表的控制参数、功能、位号以及检测点和控制回路等。图面内容：图形 标注 图例 标题栏

五1物料衡算的意义

通过物料平衡计算，可以求出引入和离开设备的物料(包括原料、中间体和成品等)各组分的成分、重量和体积，进而计算产品的原料消耗定额、每日或每年消耗量以及成品、副产物、废物等排出物料量。根据物料衡算结果，可进一步完成下列的设计（意义）： (1)确定生产设备的容量、个数和主要尺寸。(2)工艺流程草图的设计。(3)水、蒸汽、热量、冷量等平衡计算

2物料衡算计算基准有哪几种

A以单位时间产品量或单位时间原料量作为计算基准。这类基准适用于连续操作过程及设备的计算。B以单位重量、单位体积或单位摩尔数的产品或原料为计算基准。对于固体或液体常用单位质量(t或kg )，对于气体常用单位体积或单位摩尔数(L，m3或mol)，热量一般以焦耳为单位(J)。C以加入设备的一批物料量为计算基准。 3热量衡算的意义

热量衡算的目的在于定量研究生产过程，为过程设计和操作最佳化提供依据。

A通过热量衡算，计算生产过程能耗定额指标。B热量衡算的数据是设备类型的选择及确定其尺寸、台数的依据。C热量衡算是组织和管理、生产、经济核算和最优化的基础。热量衡算的结果有助于工艺流程和设备的改进，达到节约能源、降低生产成本的目的。通常，取0℃为基准温度可简化计算。 六1设备设计与选型的原则

保证工艺过程实施的安全可靠；经济合理，技术上先进；投资省，耗材料少，加工方便，采购容易。运行费用低，水电汽消耗少；操作清洗方便，耐用易维修，备品配件供应可靠减轻工人劳动强度，实施机械化和自动化方便；结构紧凑，尽量采用经过实践考验证明确实性能优良的设备；考虑生产波动与设备平衡，留有一定裕量；考虑设备故障及检修的备用；

2专业设备设计选型的依据和特点

A由工艺计算确定的成品量、物料量、耗汽量、耗水量、耗风量、耗冷量等。B工艺操作的最适外部条件(温度、压力、真空度等)。C设备的构造类型和性能。

特点：发酵专业涉及多种发酵产品的生产，由于不同产品在具体生产过程中的要求不一样，以在设计计算和选型过程中就会有很大差异。应当在对各种发酵产品生产全过程充分认识了解的基础上着手进行设计。主要考虑各种产品的生产特点，原料性质来源，现阶段生产水平可能达到的技术经济指标，有效生产天数，各个生产环节的周期等因素。 3连续操作设备的设计的依据？

A物料流量V(m3/s或t/s)根据设计的生产规模，通过计算确定的。B物料在设备中的逗留时间τ(s)；逗留时间则取决于生产工艺的要求。C物料在设备各部位的流速ω(m/s)。 七1车间布置设计的目的和依据

车间布置设计的目的是对厂房的配置和设备的排列作出合理的的安排，并决定车间的长度、宽度、高度和建筑结构型式，以及各车间之间与工段之间的相互连接。

A生产工艺流程图B物料衡算数据及物料性质，包括原料、半成品、成品、副产品的数量及性质；三废的数量及处理方法。C设备资料，包括设备外形尺寸、重量、支撑形式、保温情况及其操作条件，设备一览等。D公用系统耗用量，供排水、供电、供热、冷冻、压缩空气、外管资料等。E土建资料和劳动安全、防火、防爆资料F车间组织及定员资料。G厂区总平面布置，包括本车间与其他生产车间、辅助车间、生活设施的相互联系、厂内人流物流的情况与数量。H有关布置方面的一些规范资料。 2车间布置设计的原则

A应符合生产工艺的要求B应符合生产操作的要求C应符合设备安装、检修的要求D应符合厂房建筑的要求E应符合节约建设投资的要求F应符合安全、卫生和防腐蚀的要求G应符合生产发展的要求 3车间布置设计的内容包括：

A厂房的整体布置和轮廓设计B设备的排列和布置C车间附属工程设计D车间布置设计说明E车间布置设计的图纸 4露天化或半露天化建筑优点

(1)可以节约大量建筑面积，从而节约大量基本建设投资；(2)节约土建施工工程量，从而加快基本建设进度(3)将有毒物质的设备、具有火灾、爆炸危险的设备露天化或半露天化，可节约厂房通风设备及动力，降低厂房防火、防爆等级，降低生产费用和厂房造价；(4)对厂房的改建、扩建，增加灵活性。

凡属下列几种情形者，可适当考虑设备露天布置：(1)生产中不需要经常看管的设备，辅助设备，气候影响较小的设备。(2)需要大气来调节温度、湿度的设备，如凉水塔、冷却塔等。 (3)不需要人工操作，高度自动化的设备。(4)气候温暖，无酷暑或严寒的地区。 八1按照规定管道压力可分为几个等级？ 可分为低、中、高压管道

低压管道分为: 2.5、6、10、16(×105Pa)四个压力等级，

中压管道分为: 25、40、64、100(×105Pa)四个压力等级，

高压管道分为; 160、200、250、300(×105Pa)四个压力等级

2发酵车间管道布置的特点：

A选择恰当的的管材和阀门B选择正确的的管道连接C合理布置管道D消灭管道死角 九十1发酵工厂用的水的特点

用水量大，用水质量较高，排水量大，排出的废水对环境污染较严重， 2给排水设计的依据

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A地区所属省地质局水文工程地质队提供的建厂地点水源勘察报告。B工艺生产及附属生产对给排水的要求C厂区的总体布置，各建筑物卫生设施及防火等级。D住宅区人口、建筑面积、卫生设施等情况。E根据我国目前公布的有关给排水设计标准和规范。 3给排水设计的目的和任务

给水、排水设计的目的和任务，一是供给符合发酵生产工艺要求的生产用水，符合生活饮用水水质的生活用水和消防用水；二是排除工业废水、生活污水以及厂区、福利区的雨水。

4给排水工程设计的主要内容 给水工程（取水 水处理 输配水） 排水工程（排水管网 污水处理和利用） 5供电设计的内容和要求

内容：A供电系统：包括负荷、电源、电压、配电线路、变电所位置和变压器选择等。B车间电力设备：主要包括电机的选型和电动机功率的确定，以及其他电力设施等。C照明。D弱电通讯。E厂区外线及防雷接地。F电气维修工段。

要求：A工厂的供电设计是电力系统的一个组成部分，必须符合电力系统的要求，如按电力负荷分级供电等。B 工厂的供电系统必须满足工厂生产的需要，保证高质量的用电。C必须考虑电路的合理利用与节约，供电系统的安全与经济运行，施工与维修方便。 6电力负荷的分级

(1)一级负荷： 是指突然中断供电时，将造成人身伤亡、重大设备损坏，或给国民经济带来重大损失者。(2)二级负荷突然停电将产生大量废品，或停产造成经济上较大损失者。(3)三级负荷凡不属于一、二级负荷者。 7供热工程设计的主要内容：决定供应全厂生产、采暖和生活用汽量； 确定供汽的汽源；按蒸汽消耗量选择锅炉；按所选锅炉的型号和台数设计锅炉房；锅炉给水及水处理设计；配置全厂的蒸汽管网等。有热电站供汽，不考虑锅炉房设计。

8锅炉房的位置选择：应处于厂区和生活区常年主导风向的下风向，减少对环的污染，同时尽可能蒸汽负荷中心。整体布局，有扩建余地，有充足煤场、油库灰场面积，便于运输。不宜和生产厂房或宿舍相连。

十一1什么是洁净生产？与末端处理的区别？

洁净生产：指不断采取改进设计，使用清洁的能源和原料，采用先进的工艺技术与设备，改善管理、综合利用，从源头消减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。

清洁生产与末端治理的最大区别在于产生的结果。末端治理技术带来的主要是环境效益，而清洁生产技术带来的不仅是良好的环境效益，而且还有巨大的经济效益

2啤酒厂废水处理达到排放标准的技术途径 ① 改进生产工艺，减少污染，综合利用。Ⅰ发酵间应大力回收废酵母泥 Ⅱ灌装车间尽量降低破损率 Ⅲ尽量减少废水排放： 按下要求可达到排放标准a制冷用水：装凉水塔，全部循环使用；b麦汁冷却用水：全部回收供糖化、啤酒稀释使用；c减少洗涤水用量，d防止跑漏水，e 冷却水回用。 ②.采用两段曝气法（Z-A ）处理啤酒废水 3防止噪音的原则

(1)对振动源进行控制、隔离(2)动力消振装置，将振动控制在合适范围内(3)采用阻尼材料，使振动迅速衰减。(4)加大基础的质量。 十二1工艺部分车间初设说明书的主要内容 A车间概况及特点B车间组织。C工作制度D成品或半成品的主要技术规格及质量标准E生产流程简述F采用新技术的内容、效益及来源。G主要工艺技术指标(需列表说明)。H原辅材料用量及主要技术规格或质量标准I主要设备选择。J.车间化验站的设置和主要设备选择。K测量、计量器具的配置说明。L室外工艺管道M存在问题及建议。N附件（工艺流程图 设备布置图 设备一览表 主要材料估算表）

十三1车间成本费组成:

原料费 辅助材料费 燃料费 动力消耗费 生产工人工资 生产工人工资附加费 车间经费

2技术经济分析的主要内容

A基建投资的经济分析；B产品设计成本(或经营费用)的经济分析；C劳动生产率的分析；D投产后财务效益分析等等。 3技术经济评价主要指标

投资回收期、投资利润率、成本利润率、年销售收益比率、内部收益率等

1青岛啤酒总平面图中，包装车间301坐标位置7B+12.5—9B+25和1A+46m—3A+38m网格 车间的长度L=9B+25-(7B+12.5)=2B+12.5=112.5m 车间的宽度B=3A+3B-(1A+46)=2A-8=92M 取的间隔是100m 2 管径的计算与选择 先求出液体的流量，根据流体在管内的流量、流速与管径之间的关系即可计算出管道的内径d：1.88(Q/W)1/2 Q——流体流量(m3/h) w——流体的流速(m/s)

3某发酵车间，每天处理发酵醪量320m3选用100m3发酵罐，发酵周期为72h，发酵罐充满系数为80%，求所需发酵罐的个数。

NV0 155 72

1

24Va

24 118 80%

4.93

去公称容积100m3发酵罐5个

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