20000吨豆粕发酵工厂设计

毕业设计

题目 年产2万吨发酵豆粕工厂设计

学院名称

专业班级 学生姓名

导师姓名 职 务

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目 录

摘 要------------------------------------------------------------------------------------------1

第一章 总论--------------------------------------------------------------------------------3

1.1设计依据-----------------------------------------------------------------------------3 1.2设计原则-----------------------------------------------------------------------------3 1.3设计的主要内容及步骤--------------------------------------------------------3 1.4设计规模-----------------------------------------------------------------------------3

第二章 设计基本理论依据---------------------------------------------------------4

2.1豆粕的简介-------------------------------------------------------------------------4 2.1.1豆粕中主要的抗营养因子-------------------------------------------------4 2.1.2大豆中抗营养因子的去除方法------------------------------------------4 2.2发酵豆粕的简介-------------------------------------------------------------------5 2.2.1发酵豆粕--------------------------------------------------------------------------5 2.2.2发酵豆粕生产简史------------------------------------------------------------5 2.2.3发酵豆粕的用途---------------------------------------------------------------5 2.3发酵豆粕的发酵微生物---------------------------------------------------------5 2.4豆粕发酵生产过程中的主要影响因素------------------------------------6 2.4.1pH值----------------------------------------------------------------------------------6 2.4.2物料含水量-----------------------------------------------------------------------6 2.4.3温度与湿度-----------------------------------------------------------------------6

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第三章 发酵豆粕的发酵生产工艺流程---------------------------------------6

3.1发酵菌种的培养---------------------------------------------------------------------6 3.1.1 酵母的扩大培养----------------------------------------------------------------6 3.1.2 乳酸菌的扩大培养------------------------------------------------------------7 3.2原料-------------------------------------------------------------------------------------7 3.2.1豆粕的选择-----------------------------------------------------------------------7 3.2.2菌种----------------------------------------------------------------------------------7 3.3菌种豆粕混合-----------------------------------------------------------------------7 3.4发酵-------------------------------------------------------------------------------------7 3.4.1发酵条件--------------------------------------------------------------------------7 3.4.2发酵过程--------------------------------------------------------------------------7 3.5烘干------------------------------------------------------------------------------------8 3.6粉碎------------------------------------------------------------------------------------8 3.7包装------------------------------------------------------------------------------------8 3.8工艺流程-----------------------------------------------------------------------------8 3.9发酵豆粕评判程序---------------------------------------------------------------8 3.9.1对发酵豆粕的评判-----------------------------------------------------------8 3.9.2发酵豆粕评判指标的检测和判定--------------------------------------9 3.10发酵豆粕的规格---------------------------------------------------------------10

第四章 工艺计算-----------------------------------------------------------------------10

4.1设计参数----------------------------------------------------------------------------10 4.2物料衡算----------------------------------------------------------------------------10

第五章 主要设备的设计与选型-------------------------------------------------11

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5.1发酵车间的设计------------------------------------------------------------------11 5.2烘干机的选择----------------------------------------------------------------------11 5.3空压机的选择---------------------------------------------------------------------12

第六章 总平面布置与建筑说明-------------------------------------------------13

6.1设计依据和范围-----------------------------------------------------------------13 6.1.1设计依据------------------------------------------------------------------------13 6.2厂址----------------------------------------------------------------------------------14 6.2.1厂址地理位置----------------------------------------------------------------14 6.2.2厂区基本条件----------------------------------------------------------------14 6.3总厂平面设计-------------------------------------------------------------------14 6.3.1平面设计原则----------------------------------------------------------------14 6.3.2平面的总体布置的设计方案-------------------------------------------15 6.3.3工厂出入口布置特征-----------------------------------------------------15 6.3.4厂区设计----------------------------------------------------------------------15 6.3.5坐标系统----------------------------------------------------------------------15 6.3.6厂区划分要求---------------------------------------------------------------16 6.4建筑物的布置位置-----------------------------------------------------------16

第七章 职业安全卫生-------------------------------------------------------------16

7.1设计依据-------------------------------------------------------------------------16 7.2设计原则-------------------------------------------------------------------------17 7.3 生产过程中职业危害因素及主要对应措施-----------------------17 7.4 工人的卫生管理-------------------------------------------------------------17

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7.5 原料、辅料及产品的管理---------------------------------------------------18 7.6产品的检验-------------------------------------------------------------------------18 7.7工厂卫生组织---------------------------------------------------------------------18

参考文献--------------------------------------------------------------------------------------20 致 谢------------------------------------------------------------------------------------------21

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摘 要

豆粕是广泛应用于饲料工业的蛋白源。但是，豆粕本身的某些理化特点，限制了豆粕应用价值的体现。如，抗营养因子的存在，氨基酸的不平衡，结构致密造成的适口性差和消化率偏低等。目前，应用发酵技术处理豆粕，是有效提高豆粕品质的方法之一。发酵豆粕可降解大豆抗原蛋白, 提高蛋白质消化率, 产生有价值的有机酸, 同时还产生更多的微生物源性营养物, 提高了发酵豆粕蛋白的附加值。

固态发酵是非均相发酵，发酵豆粕的质量和稳定性受到物料、菌种、发酵环境、接种量、水分含量、发酵工艺、人为因素、生产经验等的影响，其中菌种和生产工艺是影响发酵豆粕质量和稳定性的关键因素。菌种选定以后，发酵工艺条件对发酵豆粕产品的性能也有很大影响，需要对如发酵模式、料水比、菌种组成和比例、接种量、接种温度、pH值、发酵时间、通气量等参数进行一系列优化。

在这次研究中，运用固态箱子发酵。常见的固态发酵菌种有细菌类和真菌类，细菌类主要有芽孢杆菌、乳酸菌；真菌类主要有酵母菌和霉菌。

依据本设计选用的豆粕发酵的生产工艺和所设计计算设备，根据任务书的要求绘制了厂区平面布局图、生产工艺流程图及固体发酵车间设计图，发酵车间的设计主要包括轨道的铺设方式、发酵箱的选择和数量的计算及布局、电气控制及物料传送设备的选择和分配。 关键词：发酵豆粕 固态发酵

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ABSTRACT

Soybean meal is a protein source is widely used in feed industry. However, some physical characteristics of the meal itself, limiting soybean meal application value. Such as, presence of antinutritional factors, amino acid imbalance, dense structure caused by poor palatability and digestibility is low. At present, application of fermentation technology for the treatment of soybean meal, is effective in improving the quality of soybean meal. Fermented soybean meal degradation of soybean antigen protein, increase the protein digestibility, produce organic acid value, but also of microbial more nutrition, improve the added value of fermented soybean meal protein.

Solid-state fermentation is heterogeneous fermentation, influence the quality and stability of fermented soybean meal by material, strain, fermentation, inoculum size, moisture content, fermentation technology, human factors, production experience, the strain and the production process is a key factor affecting the quality and stability of fermented soybean meal. Strain selection, fermentation conditions had great influences on the properties of fermented soybean products, such as the need for fermentation pattern, the ratio of material to water, composition and proportion, amount of inoculation, incubation temperature, pH value, fermentation time, ventilation and other parameters are a series of optimization.

In this study, using solid state fermentation box. Solid state fermentation strains are common bacteria and fungi, bacteria are mainly bacillus, lactic acid bacteria; fungi mainly yeasts and molds.

Production process based on the fermentation of soybean meal the design selection and design of equipment, according to the requirements of the plant layout, production process flow chart and solid fermentation workshop design diagram, fermentation workshop design mainly includes the track laying, ferment box selection and amount of calculation and layout, electrical control and

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大学 material handling equipment selection and allocation.

keywords：Fermented soybean meal , solid state

第一章 总 论

1.1设计依据

a.根据豆粕发酵的工艺流程和生产要求； b.建设厂家提供的项目基础资料；

1.2设计原则

a. 认真执行国家有关方针、政策、遵循国家法律、法规、及有关设计规范； b. 根据本项目情况，合理布置生产、公用设施，确保厂区功能明确，人流物流畅通；

c. 合理选用工艺处理设备、动力设备、以节能降耗为原则，积极采用四新技术，力求设计科学合理，可靠使用；

d. 重视环境保护、消防、安全及工业卫生，做好厂区绿化，体现工厂现代化。

1.3设计的主要内容及步骤

1.根据设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料及工艺参数，进行厂址及后处理方法的选择与比较，工艺流程与工艺条件的确定和论证。

2.工艺计算：发酵车间的物料、能量衡算。

3. 年产2万吨豆粕发酵车间的设备选型计算：包括设备的选型、容量、数量及主要的外形尺寸。

4.发酵车间主体设备进行单体设备的详细化工设计与计算。

5.绘制年产2万吨豆粕发酵工厂的厂区平面布局图、生产流程图及发酵车间设计图，发酵车间的设计主要包括轨道的铺设方式、发酵箱数量的计算、电气控制及物料传送设备的选择和分配。

1.4设计规模

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1.年产2万吨豆粕发酵。

2.项目总占地面积26667㎡。主要建设内容包括：配料车间、发酵车间、烘干冷却粉碎包装车间、成品和原料库及其他配套设施。项目总建筑面积12230㎡，总建筑物占地面积在40%左右合适，所以建筑物总占地面积为10667㎡，绿地占地面积大约在15%，所以绿地占地面积为4000㎡，道路面积在10000㎡左右。

第二章 设计基本理论依据

2.1豆粕的简介

2.1.1豆粕中主要的抗营养因子

表2-1 大豆中抗营养因子对动物的生理效应

抗营养因子名称 胰蛋白酶抑制因子 大豆凝集素 抗原蛋白 单宁 皂甙 植酸磷 大豆寡糖 异黄酮 抗维生素因子 生理效应 降低胰（糜）蛋白酶活性，生长迟缓，胰腺增生、肿大 肠壁损伤，免疫反应，增加内源氮排出量，增加内源蛋白分泌 免疫反应，影响肠壁完整性 通过形成蛋白质－碳水化合物复合物，影响蛋白质和碳水化合物的消化 溶血，影响肠道渗透性 与蛋白质和微量元素形成复合物，抑制微量元素的吸收 涨气、腹泻，影响养分消化 抑制生长，子宫增大 干扰动物对维生素的利用，引起维生素缺乏症 [1]

根据饲料营养价值和动物生物学反应，将大豆中抗营养因子分为以下六类：①降低蛋白质消化率和利用率的因子（蛋白酶抑制因子、糜蛋白酶抑制因子、凝集素等）；②降低碳水化合物消化率因子（酚类化合物如单宁和寡糖等）；③影响矿物质利用率的因子（植酸）；④影响维生素活性或增加动物维生素需求量的因子，包括抗维生素A、维生素D、维生素E和维生素B12等因子；⑤刺激免疫体系的因子（抗原蛋白）以及其它一些抗营养因子（致甲状腺肿因子、皂甙、异黄酮和生氰糖甙等）；⑥饲料中具有毒素作用的因子（凝集素）。

2.1.2大豆中抗营养因子的去除方法

大豆中抗营养因子是影响大豆蛋白源在饲料中使用的主要因素，要提高大豆蛋白源在饲料中的使用量，必须采取合适的措施进行处理，使大豆抗营养因子失

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活、钝化。目前，世界范围内对降低或消除大豆蛋白抗营养因子问题的研究在不断完善。通常采用物理、化学和生物学等方法进行钝化处理。

表2-2 降低豆科植物抗营养因子的加工方法

序号 1 2 3 加工方法 育种与基因改良 饲料配方：原料选择，氨基酸或其他添加剂，如抗生素、酶制剂等 初次加工：化学处理，酶处理，物理处理（膨化，热处理） 二次加工：包被/制粒

2.2发酵豆粕的简介 2.2.1发酵豆粕

豆粕的蛋白质含量很高，是制备畜禽精饲料的基本原料，但直接饲喂蛋白质生物转化率较低。而豆粕经固态发酵则可有效提高生物转化率。

发酵豆粕又名生物肽，生物豆粕，生物活性小肽，大豆肽 该产品是利用现代生物工程发酵菌种技术与中国传统的固体发酵技术相结合，以优质豆粕为主要原料，接种微生物，通过微生物的发酵最大限度地消除豆粕中的抗营养因子，有效地降解大豆蛋白为优质小肽蛋白源，并可产生益生菌、寡肽、谷氨酸、乳酸、维生素、UGF（未知生长因子）等活性物质。具有提高适口性，改善营养物质消化吸收，促进生长、减少腹泻的功效。

2.2.2发酵豆粕生产简史

发酵豆粕产业化始于欧洲, 从20 世纪90 年代开始, 经台湾省传入大陆。进入21世纪后, 随着饲料业尤其是水产饲料业的高速发展, 鱼粉资源的不断枯竭, 加上近年来国内外陆生养殖动物流行病害严重, 使得动物蛋白源如肉骨粉、禽肉粉、血浆蛋白粉等的使用受到严重限制, 国内一些研究机构、院校及生产厂

【11】家开始关注发酵豆粕的生产及应用研究。2002年开始, 国内有商业化的发酵

豆粕产品面世, 可是产量较小。2005年下半年, 进口优质鱼粉、乳清粉价格大幅飚升, 给发酵豆粕产品带来空前的机遇, 一些饲料生产厂商开始着手进行发酵豆粕的大规模生产。随着发酵豆粕逐渐被更多的养殖生产者所认识和接受,其市场前景非常看好, 除了饲料生产厂商以外, 一些油脂生产厂商瞄准商机, 结合自身有利条件, 也开始进行发酵豆粕的研制和生产。

2.2.3发酵豆粕的用途

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发酵豆粕在日粮中的添加比例可以依据饲养对象、饲养阶段以及生理状态（泌乳、抗应激、促生长等)的不同而异，就其功能而言：第一、可全部替代猪饲料中的乳清粉、代乳粉；第二，可全部替代畜、禽饲料中的优质鱼粉；第三，可全部取代肠膜蛋白粉及40%的血浆蛋白粉，且无病菌污染的危险。

2.3发酵豆粕的发酵微生物

豆粕的发酵过程就是利用微生物体内的生物酶对大分子营养物质进行消化分解的过程, 因此采用具有优良特性的菌种是生产优质发酵豆粕的前提条件。适于豆粕发酵的理想微生物应具备下列特性[3]:①能较好地分解和利用豆粕, 能够以豆粕为底物进行较好的生长、繁殖;②繁殖速度快, 菌体蛋白含量高;③无毒性和致病性; ④菌种性能稳定。发酵豆粕生产常选用的菌种有芽孢杆菌、霉菌、酵母菌和乳酸菌等, 这些微生物在发酵过程中产生蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶等活性较高的酶, 能够有效降解豆粕中的大分子蛋白质, 消除抗营养因子。此外不同的菌种还具有独特的优良性质, 如酵母菌菌体蛋白质含量高, 氨基酸构成合理, 富含B族维生素, 可以同化尿素、硫酸铵等非蛋白氮源,并能产生促进细胞分裂的生物活性物质, 有强化营养和抗病促生长的效果; 乳酸菌在发酵过程中具有产酸作用, 能降低产品pH 值, 产生酸甜芳香的气味, 改善产品的风味和适口性。实际生产中, 结合各种微生物不同的特性进行合理的选择和组合非常之关键。所以在此次设计中主要运用的是酵母菌和乳酸菌的混合发酵。

2.4豆粕发酵生产过程中的主要影响因素 2.4.1pH 值

发酵料按比例称好后拌匀，pH 值应调整在5.6～8.0， 这种pH 值能够抑制部分杂菌生长而对酵母菌等没有影响。

2.4.2物料含水量

含水量的控制发酵底物的含水量要根据发酵料配方的不同而不同，一般含水量要控制在45%左右，这需严格掌握，过高过低都会影响产品质量。

2.4.3温度与湿度

发酵房温度在刚开始进料时应稍高一些，控制在25～30℃较为理想， 当料温开始上升后可将室温降至20～25℃。发酵房湿度应始终保持在80%～90%，以免

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发酵料水分蒸发过快而使发酵过早终止。

第三章 发酵豆粕的发酵生产工艺流程

3.1发酵菌种的培养 3.1.1 酵母的扩大培养

酵母菌种接种到种子罐中进行扩大培养，种子罐操作：

①温度控制：30±1℃。

②(NH4)2S04：添加量：5Kg/m3。 ③罐压：0.05MPa。

④通风控制：O～6h，36～40m3/h；7～11h，渐增至72m3/h；12～15h，渐增至144m3/h；16～19h，180m3/h；20～24h，280～288m3/h：24h后，360m3/h；加大风量，可使菌体生长速率加快。

3.1.2 乳酸菌的扩大培养

乳酸菌接种到种子罐中进行扩大培养，种子罐操作： ①温度控制：37℃左右。 ②pH控制：6.0

③不通风，进行厌氧发酵

3.2原料 3.2.1豆粕的选择

①选来源丰富、质量好、且便于储存运输的豆粕； ②因地制宜，就近取材，尽量降低成本； ③符合生产工艺要求；

3.2.2菌种

根据实际需要，本次设计用到的酵母菌和乳酸菌由实验室构建并保藏。

3.3菌种豆粕混合

将液体发酵得来的菌液加入大约37%左右的水分，与豆粕在混合罐中进行搅拌混合，混合后物料水分大约在45%。

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3.4发酵 3.4.1发酵条件

①温度：根据季节的不同，控制温度也不一样，夏天控制在25℃—28℃即可，冬 控制在20℃—25℃，春秋季节25℃左右。

②湿度：物料的水分在45%左右，发酵房湿度保持在80%～90%即可。

③通风：在整个发酵过程不需要通风，发酵车间密闭，菌种进行无氧呼吸，进行

厌氧发酵。

3.4.2发酵过程

混匀后的物料在混合罐下端下落，进入到发酵车间中的箱子中，箱子是在匀速前进中的轨道上的，在发酵车间进行匀速前进的同时就可以发酵好。

3.5烘干

在前面经过发酵车间发酵的发酵豆粕含有大约45%的水分，因为水分含量太高不方便运输和包装，需要将这些水分除去。常用的去湿方法有机械祛湿法和加热祛湿法。其中机械祛湿法主要是对于含较多液体的悬浮液，在本次设计中不适合，所以采用的是加热祛湿法。[7]其中又包括直火式烘干和蒸汽烘干。因为直火式烘干的成本低，操作简便，所以本次设计中采用的是直火式烘干。物料进入烘干机，经过烘干过程，就可以达到发酵豆粕的水分含量要求。

3.6粉碎

前面经过烘干的发酵豆粕，在进行包装之前，需要进行粉碎，达到一定的粉碎度。进入粉碎机粉碎即可。

3.7包装

粉碎后的发酵豆粕已经符合各种指标要求，可以进入包装车间进行成品成袋包装。

3.8工艺流程

豆粕 ——→ 除杂除铁 ———→原料仓 ——→计量秤

∣

↓ 水

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粉碎←——烘干 ←—— 发酵容器 ←—— 混合机←—微生物制

剂

∣ 其他物料 ↓

包装——→检验——→成品

图3-1 发酵豆粕简易生产工艺流程图

3.9发酵豆粕评判程序 3.9.1对发酵豆粕的评判[3]

可以按四个步骤进行，需要检测的指标如下： 1.感官评判

包括细度、色泽、粘度、气味 2.常规理化分析

包括蛋白质含量、水分、灰分、酸度、TCA-N 3.非常规理化分析

包括SDS-PAGE电泳、挥发性盐氨基酸、胰蛋白酶抑制因子、脲酶活性、有益活菌数。 4．深度分析

包括抗原定量、低聚糖（棉籽糖和水苏糖）、大豆凝集素、全氨基酸组成分析、蛋白酶活性、尿素氮等。

3.9.2发酵豆粕评判指标的检测和判定

1.色香味和粘度

豆粕维持一定的温度经过发酵、干燥后颜色变深，国内外优质的发酵豆粕皆为棕黄色，如果颜色浅而与豆粕一致，有可能发酵程度不够或掺入其他浅颜色蛋白原料。

发酵豆粕加适量水煮开后有很强而且愉快的发酵香气，无氨臭；口尝略有酸涩味。

发酵豆粕按1：1或1：2加水调和后可感觉其粘度。 2．酸度

采用滴定法测定，简单快捷。发酵豆粕的酸度大于2%，过低则可能发酵程度不够或者发酵控制不当而产生氨。

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3.TCA-N肽氨

该方法采用三氯乙酸沉淀后测定可溶性小分子蛋白质含量，如果在产品中加入可溶性无机氮源，测定结果会受到严重的干扰。

发酵豆粕中TCA-N含量大概在8%-12%（相对于所含蛋白质的比例）。含量过低则发酵降解程度不够，如果含量大于15%，粘度过高，产品干燥困难。

4.SDS-PAGE电泳

在保证提取液蛋白质浓度一致的条件下，可以定性检查发酵豆粕中7S和11S蛋白的降解情况。某些发酵豆粕由于干燥温度过高，蛋白质不能提取，上样式蛋白质浓度很低，会出现SDS-PAGE显示蛋白降解很好的假象[10]。

5.抗营养因子

胰蛋白酶抑制因子是豆粕中主要的抗营养因子。对于豆粕中的胰蛋白酶抑制因子目前普遍采用酶化学法检测。大豆凝集素是豆粕中另外一种重要的抗营养因子。可以采用红细胞凝集反应进行定性比较分析，ELISA定量检测大豆凝集素也有报道。

3.10发酵豆粕的规格

表3-1 发酵豆粕的规格

项目 水分/% 粗蛋白质/% 大豆肽/% 蛋白质KOH溶解度/% 脲酶活性/[mg/(min.g)] VBN/(mg/100g) 粒度（60目标准筛筛下物）/%

指标 ≤10 ≥50 ≥9 ≥70 ≤0.1 ＜250 60 [3]

第四章 工艺计算

4.1设计参数

1.箱式固体发酵的发酵周期 2天

3.发酵箱中豆粕的填充系数为 0.8

5.固体发酵箱体积1.5m×1.5m×1.2m

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2.年工作天数300天 4.总收率可设定为 95% 6.原料内含水分 10%

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7.总混合物水分 45% 8.产品质量 2万吨 9.豆粕容重620g/L

10.发酵中湿豆粕容(ρ)520g/L

11.液体菌种的接种量为1%

4.2 物料衡算

（1）一年需要豆粕原料重量M总

M总 = 20000t÷95% = 21053t

（2）每天实际生产的的发酵豆粕M

M = 20000t÷300 = 66.7t

（3）已知烘干前的发酵豆粕含水量45%，烘干后含水8%，

烘干去除的水分总量为：21053×45%-20000×8%=7873.85t，

日蒸发总量为7873.85÷300=26.25t,

按每天烘干20h计算，每小时蒸发量约为：1.32t

（4）每天需要生产含水45%的发酵豆粕T=70×(1-8%)÷(1-45%)=117t，按120吨进行计算,每天发酵的湿豆粕总体积为：120t/0.519t/立方米=231立方米，按发酵箱装料系数85%计算，每天需要的发酵箱总体积为272立方米。

菌种接种量1%，所以每天需要菌种1.2吨。

第五章 主要设备的设计与选型

5.1发酵车间的设计

发酵箱高度一般在一个人的高度即可，这里设计的发酵箱高度为1.2m，长1.5m，宽1.5m，所以一个发酵箱的体积是V = 1.5m×1.5m×1.2m = 2.7m3。

一个发酵周期为2天，每天需要的发酵箱总体积为272立方米，需要发酵箱数量为272×2÷2.7=202个，每个发酵箱之间需要留有一定的间隔，取为20cm， 所以轨道长度为202×(1.5＋0.2)=344m。

一个发酵周期是2天，是2880分钟。平均每10分钟出来一个发酵箱，即每10分钟箱子向前移动1.5m，所以轨道的转速为0.0025m/s，发酵箱运行0.2m所用时间为80s。

物料需要用10分钟把发酵箱加满，所以混匀后的物料下落速度v=(231×2÷202×1000)L/10min=229L/min

豆粕需要在80s内加满混合机，添加豆粕的速度为28.6L/s。

5.2烘干机的选择

对于烘干机的选择，从烘干效果看, 转筒式烘干机去除水份越多, 烘干物均

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匀度越高, 烘干效果就越好; 但烘干又与温度成正比, 去除水份越多,所需温度越高。从结构看，结构合理简单、制作精密，产量高，能耗低，运转方便等优点。所以，我们得出的结论是, 转筒式烘干机为目前烘干机机型中的最佳选择。主要原因: 一是转筒式烘干机的烘干时间可以通过调节转筒转速来实现,另外, 该机具有热能消耗量小、风力输送压损小、工作可靠、不堵塞、不沉积之优点, 故该机为此次设计中烘干机最佳机型选择方案。

1．转筒烘干机的选型与计算滚筒烘干机

转筒式烘干机是一个旋转的金属圆筒，由10—20mm的钢捆焊接而成，滚筒直径为1—3m，长度为5—20m，长径比为5—8。筒体倾斜安装，斜度为3—6％，转速约2—7r／min。因筒体安装具有一定的倾斜度又连续旋转，因此物料在重力作用下，从筒体的高端向低端移动，在移动过程中逐渐被热气体干燥。物料在烘干机内停留时间约为20—40min。[5]

1）转筒式烘干机实际小时产量Gw的计算

Gw =66.7/20=3.335t 下面表格是回转烘干机的规格及技术指标：

表5-1 回转烘干机的规格及技术指标

规格

筒体内径（m） 筒体长度（m） 筒体容积（m） 筒体转速（r/min） 筒体斜度（%） 产量（t/h） 电机型号 电机转数（r/min） 电机功率(kW)

3

?1.2×8 1.2

8 9.1 5.5 3

?1.2×10 ?1.5×12 ?2.2×12 ?2.4×18 ?3×20 1.2 10 11.3 5.5 5

1.5 12 21.2 5.07 5

2.2 12 45.6 4.7

5 4—8 Y200L2-6

970 22

2.4 18 81 3.2 4 10—12.5 Y225M—6 970 30

3.0 20 141.4 3.5 3 20 JQ02-91-4

985 55

?3.3×25 3.3 25 3.5 4 18—30 JQ02-91-6

985 55

0.8—1.3 1.1—1.7 4—6 Y132M2-6 960 5.5

Y160M-6 970 7.5

J02-62-4 1460 17

2)确定水的蒸发量

每小时水分蒸发量mw = 1.32t

3)选定蒸发强度A值，确定烘干机容积V及烘干机的规格（D×L）

m??V?w?D2L?kiD3

A44D?34mw A?ki18

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式中 ki——烘干机的长径比，ki?L/D=5—8，在这里选定ki=7

D?34?132040?3.14?7=1.817m，在这里取D=2.2m

所以，

由表2，选择规格?2.2×12的回转烘干机。

5.3空压机的选择

空压机的的送风量按照每小时一个车间容积取值。

车间容积36m×28m×2.5m=2520m3，空压机每小时送风量为2520m3/h=42m3/min。

空压机型号规格参数表：

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 产品型号 VW-3/7 VW-3/100 VW-5/10 VW-6/7 VW-6/30 VW-7/10 VW-9/12 VW-7.8/4 VW-9.8/4 VW-10/7 VW-11/10 VW-13/7 VW-13/20 VW-13.5/4 VW-17/12 VW-18/7 VW-18.5/4 VW-20/8 排气量(m3排气压力转速 驱动机型号(功压缩介质 /M) (MPa) (r/min) 率) 空气 空气 空气 空气 空气 空气 空气 空气 空气 空气 空气 空气 空气 空气 空气 空气 空气 空气 3 3 5 6 6 7 9 7.8 9.8 10 11 13 13 13.5 17 18 18.5 20 0.7 10.0 1.0 0.7 3.0 1.0 1.2 0.4 0.4 0.7 1.0 0.7 2.0 0.4 1.2 0.7 0.4 0.8 740 450 510 740 740 740 980 980 980 980 500 980 520 980 980 980 980 980 外型尺寸(mm) 重量(Kg) 1500 6000 3000 1500 2500 1800 3000 1650 1750 1750 3000 2500 5000 2480 2700 2700 2700 2500 Y225M-8 (22KW) 1730×1630×1400 Y280M-6 (55KW) 3535×3250×2330 Y225S-4 (37KW) 3035×1490×1700 Y280-8 (37KW) 1750×1630×1400 Y315M-8 (75KW) 2400×1965×1610 Y315S-8 (55KW) 1844×1650×1400 Y280S-6 (65KW) 2200×1900×1560 Y250M-6（37KW） 1735×1630×1240 Y280S-6（45KW） 1844×1630×1240 Y280M-6（65KW） 1850×1630×1240 Y280S-4 (75KW) 2650×1160×1730 Y315M-6 (75KW) 2033×1850×1452 Y315M1-4 (132KW) 3000×2000×2100 Y280M-6（65KW） 2033×1850×1450 Y315M-6 (132KW) 2142×1850×1562 Y315M-6 (110KW) 2142×1850×1562 Y315M-6（90KW） 2142×1850×1560 Y315L2-6 (132KW) Y315L2-4 (200KW) 2200×1850×1562 19 20 21 VW-30/8 VW-33/3 VW-40/3 空气 空气 空气 30 33 40 0.8 0.3 0.3 560 980 740 2860×1330×1840 3000 2500 3500 Y315M-6（120KW） 2140×1950×1560 Y355M-8（160KW） 3200×1870×1400 19

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22 VW-40/3.5 空气 40 0.35 740 Y355L1-8（185KW） 3200×1870×1400 3600 根据参数表可知，选取1个VW-11/10型和2个VW-17/12型空压机组合使用。

第六章 总平面布置与建筑说明

6.1设计依据和范围 6.1.1设计依据

a、国家及地方现行的规范、规定； b、项目相关专业提供的技术条件； c、厂方提供的基础资料

6.2厂址

6.2.1厂址地理位置

本设计的厂址选择充分考虑了国家地区的工业布局和城市规划，考虑了本地区的地质条件，年降雨量，风向，地形地势等一系列地理条件和能源供应，给排水等技术经济条件，协调了同周围企业的共同发展问题，具有方便的交通条件，保证原料和产品的及时流通。厂址选择保证了建厂过程中以最省的投资费用，安质安量安期完成工程设计中所提出的各项指标，充分考虑了投产后的长期生产，技术管理和发展远景问题，例如投产后的工厂生产管理工作，原材料和成品的产供销，动力设施的安装和维修，交通运输方式和费用，产品的结构和质量及职工生活安排等方面

6.2.2厂区基本条件

（1）厂址的位置要符合城市规划（供汽、供热、给排水、交通工程、职工文化生活、商业网点等）和微生物发酵工厂对环境的特殊要求。

（2）厂址的地区要接近原料、燃料基地和产品销售服务区，还要接近水源和电源。

（3）具有良好的交通运输条件。

（4）场地有效利用系数较高，并有远景规划的最终总体布局。 （5）有一定的基建施工条件和投产后的协作条件。 （6）厂址选择要有利于“三废”处理，保证环境卫生。

6.3总厂平面设计

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参考文献

[1] 吴思方.《生物工程工厂设计概论》，中国轻工业出版社，2007 [2] 王志魁.《化工原理》，化学工业出版社，2010 [3] 高孔荣《发酵设备》， 轻工业出版社1991.10 [4] 张玉伟.《机械工程图学》，国防工业出版社，2011 [5] 徐清华.《生物工程与设备》徐清华，科学出版社，2010 [6] 曲音波.《微生物技术开发原理》，化学工业出版社

[7] 上官棣华，赵睿等译《生物体系中的化学测量》，化学工业出版社 [8] 郭秀君《微生物学》，山东大学出版社

[9] 李建.《发酵豆粕研究进展》，《粮食于饲料工业》，2009，NO.6

[10] 姚琨,李兆勇.发酵豆粕生产工艺的最新研究进展[J].饲料工业.2011，32

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[18] 华南工学院等编：《发酵工程与设备》，轻工业出版社，1981年

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[21]李总根.《空气压缩机操作工基本信息》，中国劳动社会保障出版社，2007-10-01版

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6.3.1平面设计原则 发酵工厂总平面设计主要是依据总平面布置方案草图及生产工艺流程简图，并按照国家有关的设计标准和规范，逐步编制出来的。总平面设计的内容有以下几个方面：

1、总平面设计必须符合生产流程要求，并能保证合理的生产作业线，避免原材料、半成品的运输交叉和往返运输。

2、总平面设计应将面积大、主要的生产厂房布置在长驱的中心地带，以便其他部门为其配套服务；辅助车间和动力车间应尽量在靠近其所服务的负荷中心；工厂大门和生活区应与生产主厂房相适应，便于工人上下班。

3、总平面设计应充分考虑地区主风向的影响。散发煤烟灰尘的车间和易燃仓库及堆场应尽可能集中布置在场地的边沿地带和主导的下风向。

4、总平面设计应将人流、货流通道分开，避免交叉。工厂的大门至少应设置两个以上。合理设计厂区对外运输系统，将运输量大的仓库尽量靠近对外运输主干线，保证良好运输条件和效益。

5、总平面设计应符合国家有关规定和规范。如：建筑设计防火规范、厂矿道路设计规范、工业企业采暖通风和空气调节规范、工业锅炉房设计规范、工业企业卫生标准、工业“三废”排放试行标准规定、工业与民用通风设备电子装备设计规范等。

6.3.2平面的总体布置的设计方案

一般来说，工厂厂区包括下列几个项目：

1、 生产车间 包括从种子制备和发酵配料开始到成品分装，包装出厂全过程的生产车间。它是工厂的主体。

2、 辅助车间 包括原料仓库、成品仓库、机修部分排放物的处理等部门。 3、 动力车间 一般指锅炉房、变电站、配电室、空压站、水泵房、冷冻站，并含有地上、地下各类有关构成物。 4、行管部门。

5、运输设施和各类地上、地下工程管网。如上、下水道，电缆或架空电气线路、物料管道、空气管道。 6、绿化设施和美化环境布置。

6.3.3工厂出入口布置特征

厂区设计两个出入口，东门位于本项目南侧，主要功能是小型车辆、人员通行。西门位于本项目北侧，主要功能用于大型车辆的通行，承担生产车间的原料及产品的运输。

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6.3.4厂区设计

本项目占地面积66667m2，考虑到现代化生物工程工厂的特色，尽量节约生产空间，适当提高绿化、道路等占地面积。主要建设内容包括：建设发酵车间、干燥车间、包装车间、生产车间、动力和循环车间、成品和原料库及其他配套设施[2]。成品车间5400 m2，原料车间7800 m2，包装车间1125 m2，发酵车间11200 m2，干燥粉碎车间1125 m2。

规划道路及硬化地面约占总面积的18%，绿地占25%，建筑48%，厂标、雕塑等其他内容5%。

6.3.5坐标系统

本设计平面定位采用相对坐标，原点（A0.000，B0.00）拟定于厂区征地的西南角。场地空间根据自然地势和环境条件，地势坡度由东向西下降和排放雨水。

6.3.6厂区划分要求

在进行总平面布置的时候，首先对厂区进行建筑划分。根据生产、管理的需要，结合安全卫生、运输和绿化的特点，把全厂建、构筑物群划分为若干紧密而性质相近的单元。这样则满足了生产工艺流水线的要求，以利于邻近各厂房建、构筑物之间保持协调、互相的关系。

在总平面布置时，同时还要与厂址实际地势相联系，进行合理的布置。在考虑各建、构筑物布置的同时，厂区运输道路要布置合理，主干道与大门连通，绿化设施、美化环境等问题都要进行考虑。

6.4建筑物的布置位置

1、主生产车间建筑物的布置位置是决定全厂区布置的关键 在确定其位置时，考虑到生产的工艺，建筑物的高低，对采光的要求等因素。厂房要求平直整齐，沿生产流程线呈链条状布置。这样便于集中管理。

2、辅助车间建筑物等的布置 辅助车间建筑物等的位置应安排在服务对象的最近距离，以减少管道的输送距离。

第七章 职业安全卫生

7.1设计依据

a、中华人民共和国劳动部令第3号：《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》 b、《污水综合排放标准》（GB8978-96） c、《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）

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d、《工业企业设计卫生标准》

e、《工业企业噪声卫生标准》（GB3096-82） f、《工业企业噪声控制设计范围》（GB87-85）

g、《工业企业采暖通风和空气调节设计范围》（GB87-85） h、《工业企业采光设计标准》（GB50033-91） i、《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85） j、《建筑灭火器配置设计范围》（GB140-90） k、《建筑设计防火规范》（GBJ16-87） l、《建筑防雷设计规范》（GBJJ57-83）

m、《化工企业防静电接地设计规范》（HGJ28-90）

7.2设计原则

a、重视工业卫生和劳动保护，使各设计指符合标准。

b、改善劳动条件，减少和消除职业危害，保障职工在生产过程中的安全和健康。 c、贯彻劳动保护方针，讲究安全生产，消防隐患、防止伤亡事故。

7.3 生产过程中职业危害因素及主要对应措施

一．生产过程中的不安全因素

a、在运转设备操作过程中，因操作过程接触起动设备，如操作不慎或违反操作规程，易造成设备损伤；

b、在有电气设备或电线的地方可能发生触电事故； c、在加热设备和管路设备，可能造成烫伤； d、在噪声和振动的环境中对职工身体的影响； e、与强酸接触的工人有被灼伤的危险。 二．防范措施

A．所有设备操作人员都应接受和通过操作规程的培训。未经培训或未经安全技术指导的工人不准许操作设备。严禁设备带病运转，严禁设备在运转时进行检修。 B．生产车间内吸烟和使用明火。车间内电气设备应是密闭型，制冷车间、空压机间设备电机必要时应有防爆性能；

C．所有用电设备均作接地保护装置，凡在进行设备维修时，要切断点电源，并挂有“有人检修，严禁扳动电源”的警告牌，以确保工人安全。

D．凡加热设备及管道，均设保温隔热措施，以节约能源，并防止职工烫伤。 E．设计时选用噪声低、振动小的设备，并辅之降噪减震措施，争取良好的工作环境。

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7.4 工人的卫生管理

包装车间必须加强对操作工人进行严格的卫生管理，以保证生产的安全和使用的安全。

一．工人的健康管理

对生产工人，车间管理人员和经常去车间的其他工作人员，要进行下列卫生管理；

A．要进行定期卫生检查，每月检查一次，以确定是否有消化系统的传染病。 B．要按卫生法规进行各种预防接种。

C．若发现有发烧、呕吐、下泄等症状或手指及身体其它部位有化脓情况时，立即报告管理人员，以便进行有效的隔离。 二．操作人员的作业管理

A．根据健康管理的报告，判断操作人员如有对产品质量有危害影响时，应立即调到不危害产品质量部门工作或停止工作。

B．对操作工人的服装及工作情况要加以管理或给以注意。在工作中要穿着整齐的工作服，工作帽。部在车间内吃东西，不随地吐痰和乱丢污秽杂物，养成良好的卫生习惯。个人服装，鞋帽等均应放在更衣室。

生产工人应保持手、脸及全身清洁。下班前，必须将其工作地点保持应有的清洁状态，交给与接班人员。不得将烟、火柴、药品、戒指、别针、镜子、化妆品及各种食物和其他物品带入车间。

7.5 原料、辅料及产品的管理

产品添加剂的存放与管理必须符合国家颁布的质量和卫生标准。为保证最终产品符合这个要求，则对产品的原料，辅料和各个生产环节都要进行严格的卫生检查。 一．原料检查

必须严格检验原料的成分及质量，严禁将发酵变质的原料投入生产。 二．辅料及添加物的检查

凡加入半成品中的辅料及添加物都要符合生产所要求的标准，添加操作严格按操作规程，不得感染杂菌。

7.6产品的检验

产品必须进行严格管理，其理化及卫生标准必须符合国家和国际标准。为生产出符合质量标准产品，原料，在制品和成品不得用手接触，发现可疑原料及半

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成品，应立即请示领导，未经许可不准进行加工。

7.7工厂卫生组织

卫生组织是生物生产厂的重要机构，也是贯彻卫生管理法规所绝不可缺少的。卫生能使企业经营稳步前进，经济效益提高，并使企业能顺利完成发展目标，因此，制定卫生制度，严格操作规程是关于产品质量，企业效益，兴衰的问题。 工厂应制定严格的卫生管理制度，由厂长和厂质检部门共同领导，监督执行，并指导卫生专职人员至少履行下列任务： （1）对原材料的质量检查；

（2）对进入产品生产的水质的卫生监督； （3）防止用不卫生设备（施）进行生产；

（4）监督（加工过程每个环节），做到彻底杀菌的实施情况； （6）对操作人员健康进行了解和监督； （7）参与建筑物的新建与设备更新的计划审查； （8）监督排水和废弃物的处理； （11）对原料，产品保管进行卫生监督；

（12）对采光、取暖、换气及其他卫生管理事宜进行监督；

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