发酵工业清洁生产技术(ppt版).ppt

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1、第十二章第十二章发酵工业清洁发酵工业清洁(qngji)生产技术生产技术第一页，共八十三页。一、清洁一、清洁(qngji)生产的概念及主要内容生产的概念及主要内容二、清洁生产与末端治理的比较二、清洁生产与末端治理的比较三、发酵行业开展清洁生产的意义三、发酵行业开展清洁生产的意义四、实现清洁生产的有效途径四、实现清洁生产的有效途径主要主要(zhyo)内容：内容：第二页，共八十三页。一、清洁生产的概念一、清洁生产的概念(ginin)及主要内容及主要内容1 1、清洁生产、清洁生产(shngchn)(shngchn)的提出的提出pUNEP联合国环境规划署联合国环境规划署1989：p清洁生产：是一种新的创

2、造性思想，将整体清洁生产：是一种新的创造性思想，将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品预防的环境战略持续应用于生产过程、产品(chnpn)和效劳中，以增加生态效率和减少人类和环境的和效劳中，以增加生态效率和减少人类和环境的风险。风险。第三页，共八十三页。一、清洁生产的概念一、清洁生产的概念(ginin)及主要内容及主要内容u对生产过程：节约原材料和能源，淘汰有毒原材对生产过程：节约原材料和能源，淘汰有毒原材料；料；u对产品：要求减少从原材料提炼到产品最终对产品：要求减少从原材料提炼到产品最终(zuzhn)处置的全生命周期的不利影响；处置的全生命周期的不利影响；u对效劳：要求将环境因素纳入

3、设计和所提供的效劳对效劳：要求将环境因素纳入设计和所提供的效劳中。中。第四页，共八十三页。其他其他(qt)提法：提法：欧洲欧洲(u zhu)(u zhu)：“少废无废工艺少废无废工艺,“,“无废生产无废生产日本：日本：“无公害工艺无公害工艺美国：美国：“废物最少化、废物最少化、“减废技术、减废技术、“污染预防污染预防第五页，共八十三页。?中华人民共和国清洁中华人民共和国清洁(qngji)生产促进法生产促进法?u清洁生产：指不断采取改进设计、使用清洁的能清洁生产：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

4、源头消减污染，提高管理、综合利用，从源头消减污染，提高(tgo)资资源利用效率，减少或者防止生产、效劳和产品使源利用效率，减少或者防止生产、效劳和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减少或者消除用过程中污染物的产生和排放，以减少或者消除对人类健康和环境的危害。对人类健康和环境的危害。第六页，共八十三页。包括包括(boku)(boku)3 3各方面：各方面：采用清洁的能源采用清洁的能源采用清洁的生产采用清洁的生产(shngchn)过程过程生产清洁的产品生产清洁的产品第七页，共八十三页。清洁清洁(qngji)生产主要研究内容：生产主要研究内容：p政策和管理研究政策和管理研究p清洁生产清洁生产(sh

5、ngchn)技术研究、开发和示技术研究、开发和示范范p清洁技术推广清洁技术推广p企业审计、宣传教育企业审计、宣传教育第八页，共八十三页。形成形成(xngchng)清洁生产的战略与方法：清洁生产的战略与方法：1污染预防污染预防2消减有毒物品消减有毒物品(wpn)使使用用3为保护环境而设计为保护环境而设计第九页，共八十三页。二、清洁二、清洁(qngji)生产与末端治理的比较生产与末端治理的比较p清洁生产对产品和生产过程持续清洁生产对产品和生产过程持续(chx)运用整体预防的运用整体预防的环境保护战略，使污染物产生量、流失量和治理量到达环境保护战略，使污染物产生量、流失量和治理量到达最少，使资源充分

6、利用。最少，使资源充分利用。p末端治理只把环境责任放在环保研究、管理等人员身上，末端治理只把环境责任放在环保研究、管理等人员身上，仅仅把注意力集中在对生产过程中已经产生的污染物的仅仅把注意力集中在对生产过程中已经产生的污染物的处理上。处理上。第十页，共八十三页。侧重末端侧重末端(mdun)治理存在的问题：治理存在的问题：p污染控制与生产过程没有污染控制与生产过程没有(miyu)密切结合起来，密切结合起来，资源和能源不能在生产过程中得到充分利用。资源和能源不能在生产过程中得到充分利用。p污染物产生后再进行治理，处理设施即将投资污染物产生后再进行治理，处理设施即将投资大，运行费用高。大，运行费用高

7、。第十一页，共八十三页。三、发酵行业开展清洁生产三、发酵行业开展清洁生产(shngchn)的意义的意义p发酵过程产生大量有机废液，是发酵工业的发酵过程产生大量有机废液，是发酵工业的主要废水污染。主要废水污染。p发酵工业有机废水的特点发酵工业有机废水的特点(tdin)：u浓度高浓度高u排放量大排放量大u无毒且富含营养物质无毒且富含营养物质第十二页，共八十三页。l l强化强化(qinghu)(qinghu)内部管理内部管理l l改进工艺技术改进工艺技术l l废弃资源综合利用废弃资源综合利用四、实现清洁四、实现清洁(qngji)生产的有效途径生产的有效途径第十三页，共八十三页。第十三章第十三章发酵工

8、厂发酵工厂(gngchng)设计概设计概述述第十四页，共八十三页。主要主要(zhyo)内容：内容：u发酵工厂根本建设程序和设计工作的根本内容发酵工厂根本建设程序和设计工作的根本内容u发酵工厂厂址选择发酵工厂厂址选择(xunz)和总图布置和总图布置u发酵工艺流程设计发酵工艺流程设计u物料衡算与设备选型物料衡算与设备选型u发酵车间设备布置与管道设计发酵车间设备布置与管道设计u发酵工业发酵工业“三废处理及其工厂化设计三废处理及其工厂化设计u发酵工厂投资概算与经济评价发酵工厂投资概算与经济评价第十五页，共八十三页。一、发酵工厂根本建设一、发酵工厂根本建设(jinsh)程序和设程序和设计工作的根本内容计

9、工作的根本内容p发酵工厂发酵工厂(gngchng)根本建设程序根本建设程序p设计工作的根本内容设计工作的根本内容第十六页，共八十三页。1 1、发酵工厂根本、发酵工厂根本(gnbn)(gnbn)建设程序建设程序u工程工程(gngchng)决策期决策期u建设期建设期u生产期生产期第十七页，共八十三页。两阶段两阶段(jidun)：2 2、发酵工厂工程设计的根本、发酵工厂工程设计的根本(gnbn)(gnbn)内容内容初步设计初步设计施工图设计施工图设计(shj)第十八页，共八十三页。1 1初步设计阶段初步设计阶段(jidun)(jidun)的内容的内容 初步设计文件初步设计说明书。文字说明局部图纸：工

10、艺流程、车间设备布置图、主要生产设备和电动机一览表、主要材料估算(sun)表。总概算第十九页，共八十三页。工艺工艺(gngy)设计设计u选择并确定生产流程，确定技术经济指标选择并确定生产流程，确定技术经济指标u进行生产工艺的各种计算进行生产工艺的各种计算u设备的选型和计算设备的选型和计算u车间设备布置的方案比较和设备配置的平面和空车间设备布置的方案比较和设备配置的平面和空间关系确实间关系确实(qush)定及设计制图定及设计制图u向配套专业提出设计要求和有关资料向配套专业提出设计要求和有关资料u正式绘制车间生产设备布置图、工艺流程图、正式绘制车间生产设备布置图、工艺流程图、编制设备表和主要材料估

11、算表编制设备表和主要材料估算表u编写初步设计有关生产工艺局部的文件编写初步设计有关生产工艺局部的文件第二十页，共八十三页。2 2施工图设计阶段的内容施工图设计阶段的内容(nirng)(nirng)p施工图设计文件施工图设计文件u设计和施工说明书设计和施工说明书u设计图纸设计图纸(tzh)u设计表格设计表格p工艺设计施工图设计的步骤工艺设计施工图设计的步骤p227第二十一页，共八十三页。二、发酵工厂二、发酵工厂(gngchng)厂址选择和总图布置厂址选择和总图布置p厂址选择厂址选择(xunz)p总平面布置总平面布置第二十二页，共八十三页。1 1、厂址选择、厂址选择(xunz)(xunz)p自然条

12、件自然条件u地理条件地理条件u环境卫生条件环境卫生条件u地形、地势地形、地势(dsh)与地质与地质u气象条件气象条件p技术技术(jsh)经济条件经济条件p原料、辅料等供给原料、辅料等供给p能源供给能源供给p给排水给排水p交通运输条件交通运输条件第二十三页，共八十三页。p 设计(shj)依据：2 2、总平面布置、总平面布置u厂址选择报告厂址选择报告u厂址总平面布置方案厂址总平面布置方案(fngn)草图草图u生产工艺流程简图生产工艺流程简图第二十四页，共八十三页。遵循(zn xn)原那么：u合理紧凑合理紧凑u符合生产流程要求，并能保证合理的布置生产线符合生产流程要求，并能保证合理的布置生产线u生产

13、厂房布置在厂区中心地带生产厂房布置在厂区中心地带u考虑考虑(kol)主风向主风向u人流、货流分开人流、货流分开u遵从城市规划要求遵从城市规划要求第二十五页，共八十三页。第二十六页，共八十三页。第二十七页，共八十三页。第二十八页，共八十三页。1、设计(shj)原那么三、发酵工艺流程三、发酵工艺流程(nylichn)设计设计u保证产品质量符合国家标准保证产品质量符合国家标准u尽量采用成熟的、先进的技术和设备尽量采用成熟的、先进的技术和设备u尽量减少三废尽量减少三废(snfi)排放量排放量u确保生产平安确保生产平安u尽量采用机械化自动化尽量采用机械化自动化第二十九页，共八十三页。2 2、设计、设计(

14、shj)(shj)步骤步骤p生产工艺流程示意图生产工艺流程示意图p定性说明原料变成产品的路线定性说明原料变成产品的路线(lxin)和顺序，和顺序，应用的过程和设备应用的过程和设备p生产工艺草图生产工艺草图p物料衡算物料衡算设备设计设备设计草图修改和充实草图修改和充实p生产工艺流程图生产工艺流程图p车间设备布置设计车间设备布置设计第三十页，共八十三页。1 1、物料、物料(w lio)(w lio)(w lio)(w lio)衡算衡算四、物料四、物料(wlio)衡算与设备选型衡算与设备选型2、主要(zhyo)技术经济指标p230第三十一页，共八十三页。3 3、设备、设备(shbi)(shbi)选型

15、选型u专业专业(zhuny)设备设备u通用设备通用设备u非标准设备非标准设备1 1设备设备(shbi)(shbi)选型原那么选型原那么 p231p231第三十二页，共八十三页。2 2设备设备(shbi)(shbi)选型类型选型类型u专业专业(zhuny)设备的设计与选型设备的设计与选型u通用设备的设计与选型通用设备的设计与选型u非标准设备的设计与选型非标准设备的设计与选型第三十三页，共八十三页。五、发酵车间设备布置五、发酵车间设备布置(bzh)与管道设计与管道设计p车间设备布置车间设备布置(bzh)p管道设计管道设计第三十四页，共八十三页。p 原原那那么么(n(n me)me)p233p233

16、1、车间(chjin)设备布置u本车间与其他车间的关系；本车间与其他车间的关系；u设备布置应按工艺流程顺序；设备布置应按工艺流程顺序；u操作中相互有联系的设备，应布置得彼此接近；操作中相互有联系的设备，应布置得彼此接近；u应满足检修要求；应满足检修要求；u充分考虑劳动保护、平安防火和防腐等特殊要求；充分考虑劳动保护、平安防火和防腐等特殊要求；u考虑今后开展，留有余地考虑今后开展，留有余地(liyuyd)；u同时满足其它非工艺专业设计要求，搞好相互协作同时满足其它非工艺专业设计要求，搞好相互协作第三十五页，共八十三页。p步骤步骤(bzhu)和方法和方法u车间布置草图车间布置草图将车间内所有将车间

17、内所有(suyu)设备按比例、设备平面投影设备按比例、设备平面投影的图形逐一画在厂房建筑平面内。的图形逐一画在厂房建筑平面内。u车间布置图车间布置图车间平面布置图、立面布置图和剖面图。车间平面布置图、立面布置图和剖面图。第三十六页，共八十三页。p 工工艺艺(gngy)管管道道设设计计内内容：容：2 2、车间工艺管道、车间工艺管道(gundo)(gundo)设计设计u车间水、蒸汽、压缩空气、真空、物料等管道平车间水、蒸汽、压缩空气、真空、物料等管道平面、立面布置图；面、立面布置图；u分区工艺设备的管道布置图和管段轴测图；分区工艺设备的管道布置图和管段轴测图；u管架和特殊管架和特殊(tsh)管件施

18、工制造图及安装图；管件施工制造图及安装图；u管段材料表和车间管道材料汇总表管段材料表和车间管道材料汇总表第三十七页，共八十三页。六、六、“三废三废(snfi)处理及工厂化设计处理及工厂化设计u废气：废气：u防尘装置、气体吸收、冷凝等防尘装置、气体吸收、冷凝等u废水：废水：u节水节水(jishu)、改进生产工艺、废水处理站、改进生产工艺、废水处理站u废渣：废渣：u煤渣、煤渣、酒糟等废渣酒糟等废渣第三十八页，共八十三页。七、发酵工厂投资七、发酵工厂投资(tuz)概算与经济评价概算与经济评价p总投资概算总投资概算p费用计算费用计算p产品本钱计算产品本钱计算p借款利息和还款能力借款利息和还款能力(nn

19、gl)预测预测p工程投资的经济评价工程投资的经济评价第三十九页，共八十三页。1 1、总投资、总投资(tu z)(tu z)概算概算建设工程总投资建设工程总投资(tuz)=建设投资建设投资+流动资金流动资金+建设期借款利息建设期借款利息第四十页，共八十三页。1建设建设(jinsh)投投资资p工程费用工程费用p主要生产工程工程费用、辅助生产工程费用、主要生产工程工程费用、辅助生产工程费用、公用工程费用、三废治理工程费用、效劳性工公用工程费用、三废治理工程费用、效劳性工程工程费用、生活福利程工程费用、生活福利(fl)工程工程费用工程工程费用p其它费用其它费用p预备费预备费p根本预备费、涨价预备费根本

20、预备费、涨价预备费第四十一页，共八十三页。2 2流动资金流动资金(lidngzjn)(lidngzjn)u储藏储藏(chcng)资金资金u生产资金生产资金u成品资金成品资金p占全年生产本钱占全年生产本钱(bnqin)的的30%左右。左右。第四十二页，共八十三页。2 2、费用、费用(fi yong)(fi yong)计算计算u设备费概算：设备费概算：占总投资占总投资50%以上以上 设备购置费、设备运输费、设备安装费设备购置费、设备运输费、设备安装费u工艺管道安装费：工艺管道安装费：设备总价的设备总价的25-35%管道安装材料费、人工费管道安装材料费、人工费u土建费用计算土建费用计算 直接费用直接

21、费用 其他直接费其他直接费u电气工程和仪表电气工程和仪表(ybio)自控费用自控费用第四十三页，共八十三页。3 3、产品、产品(chnpn)(chnpn)本钱计算本钱计算u原材料和辅助材料费用原材料和辅助材料费用原、辅材料年总费用原、辅材料年总费用=产品消耗定额产品消耗定额*年产量年产量*原辅材料价格原辅材料价格u燃料费用燃料费用=燃料消耗定额燃料消耗定额*年产量年产量*燃料单价燃料单价(dnji)u动力费用动力费用=产品电耗产品电耗*年产量年产量*电单价电单价第四十四页，共八十三页。u人工费用人工费用u 直接生产工人工资直接生产工人工资u =平均平均(pngjn)月工资月工资*车间人数车间人

22、数*12工工资附加费资附加费u车间维修费车间维修费u车间折旧费车间折旧费u车间管理费：车间管理费：前六项总和的前六项总和的2-3%u车间本钱费：前七项总和车间本钱费：前七项总和第四十五页，共八十三页。u企业管理费：车间本钱的企业管理费：车间本钱的5-10%u副产品收入副产品收入u工厂工厂(gngchng)本钱：本钱：u 工厂本钱工厂本钱=车间本钱车间本钱+企业管理费企业管理费-副产品收副产品收入入u销售费销售费u 产品运输费、广告费、推销费产品运输费、广告费、推销费u 销售本钱销售本钱=工厂本钱工厂本钱+销售费销售费u 单位产品本钱单位产品本钱=销售本钱销售本钱/年产量年产量第四十六页，共八十

23、三页。4 4、借款利息和还款能力、借款利息和还款能力(nngl)(nngl)预测预测p 借款利息借款利息(lx)p 还款能力预测还款能力预测u利润利润(lrn)：利润：利润(lrn)=销售收入销售收入-本钱本钱-税税金金u折旧费折旧费还款资金来源：还款资金来源：第四十七页，共八十三页。5 5、工程、工程(gngchng)(gngchng)投资的经济评价投资的经济评价p综合经济评价综合经济评价p盈亏盈亏(yngku)平衡点分析平衡点分析p敏感性分析敏感性分析u借款归还借款归还(guhun)期期u投资回收期投资回收期u投资利润率投资利润率u投资利税率投资利税率u内部收益率内部收益率u净现值净现值第

24、四十八页，共八十三页。第十四章第十四章发酵发酵(fjio)经济学经济学第四十九页，共八十三页。本章本章(bnzhn)内容：内容：p概述概述p影响发酵产品本钱的主要影响发酵产品本钱的主要(zhyo)因素因素p发酵过程的经济学评价发酵过程的经济学评价第五十页，共八十三页。一、概述一、概述(ish)发酵工程发酵工程(gngchng)原理原理菌株菌株反响过程代谢、工艺反响过程代谢、工艺(gngy)过程及控制过程及控制后处理后处理发酵经济学发酵经济学发酵产品及发酵工厂设计发酵产品及发酵工厂设计具体工艺、设备、效益分析具体工艺、设备、效益分析第五十一页，共八十三页。在开发在开发(kif)一个新的发酵产品时

25、，应考虑的条件：一个新的发酵产品时，应考虑的条件：u菌种：菌种：应选应选(ynxun)用高产稳定、适应性强的优良生产菌用高产稳定、适应性强的优良生产菌株株；u原料：原料：来源广泛来源广泛,利用率高；有替代品利用率高；有替代品;u发酵过程：发酵过程：易于控制，可实现自动控制系统，以控制易于控制，可实现自动控制系统，以控制产品质量产品质量u培养方式培养方式:尽量提高设备的利用率和劳动生产率，尽量提高设备的利用率和劳动生产率，缩短生长周期，或采用补料分批发酵提高发酵产量。缩短生长周期，或采用补料分批发酵提高发酵产量。第五十二页，共八十三页。u动力费用：充分利用动力和热量，最大限度降低单位能耗动力费用

26、：充分利用动力和热量，最大限度降低单位能耗u后处理：产物回收和纯化过程要简便、快速；后处理：产物回收和纯化过程要简便、快速；u投资额要求：对发酵及辅助设备的投资额要尽可能低，且投资额要求：对发酵及辅助设备的投资额要尽可能低，且对不同的发酵产品对不同的发酵产品(chnpn)有一定的通用能力；有一定的通用能力；u厂房规划及设计：建筑利用率高，考虑开展余地；厂房规划及设计：建筑利用率高，考虑开展余地；u清洁洁净生产清洁洁净生产:排放物的数量和浓度应小，这样可减少排放物的数量和浓度应小，这样可减少物料的损失，降低物料的损失，降低“三废处理的开支。三废处理的开支。第五十三页，共八十三页。总本钱总本钱(b

27、n qin)费用费用=生产本钱生产本钱(bn qin)+销售费用销售费用+管理费用管理费用+财务费用财务费用 +销售税金及附加销售税金及附加发酵产品本钱的主要发酵产品本钱的主要(zhyo)组成：组成：二、影响发酵产品本钱二、影响发酵产品本钱(bnqin)的主要因素的主要因素u原材料原材料u公用设施动力费、污水处理费；公用设施动力费、污水处理费；u工资及管理费；工资及管理费；u固定资产折旧费；固定资产折旧费；u销售费用；销售费用；u其它费用。其它费用。第五十四页，共八十三页。盈亏盈亏(yngku)平衡点平衡点产量产量(chnling)费用费用(fi yong)(价值价值)固定本钱固定本钱可变本钱

28、可变本钱总本钱总本钱销售收入销售收入第五十五页，共八十三页。影响发酵本钱影响发酵本钱(bnqin)的主要因素：的主要因素：u菌株性能菌株性能u培养基成分培养基成分u无菌空气用量无菌空气用量u搅拌搅拌(jiobn)功率功率u发酵生产方式发酵生产方式u发酵产物别离纯化发酵产物别离纯化u发酵规模发酵规模u“三废综合利用与循环使用三废综合利用与循环使用第五十六页，共八十三页。1 1、菌株选育对发酵本钱、菌株选育对发酵本钱(bn qin)(bn qin)的影响的影响提高提高(tgo)筛选效率很重要：筛选效率很重要：p别离一支有价值的菌株并不容易，通常别离一支有价值的菌株并不容易，通常要花费较长的时间和代

29、价，甚至花费了要花费较长的时间和代价，甚至花费了大量的精力大量的精力(jngl)仍一无所获。仍一无所获。第五十七页，共八十三页。除了除了(chle)注意注意高产高产外，还应考虑提高发酵过外，还应考虑提高发酵过程经济效益的程经济效益的其他性能因素其他性能因素！u对培养基的同化对培养基的同化(tnghu)能力能力u生长速率生长速率u遗传稳定性遗传稳定性u抗污染能力抗污染能力u耐热性耐热性u培养基适应性培养基适应性第五十八页，共八十三页。p耐热性：耐热性：在筛选菌体蛋白生产在筛选菌体蛋白生产(shngchn)株时，国株时，国外曾选定了外曾选定了耐热放线菌耐热放线菌，这是由于：，这是由于：u此菌可在此

30、菌可在55生长，所以可节约冷却水；生长，所以可节约冷却水；u该菌体蛋白富含甲硫氨酸，可用作强化蛋白添加该菌体蛋白富含甲硫氨酸，可用作强化蛋白添加剂；剂；u该菌菌体系该菌菌体系(tx)由菌丝构成，简单的过滤技术即可获由菌丝构成，简单的过滤技术即可获得产品。得产品。第五十九页，共八十三页。n有较高的甲醇有较高的甲醇(ji chn)同化效率利用石油发酵。同化效率利用石油发酵。n增长速率快。增长速率快。n连续培养中遗传性能稳定。连续培养中遗传性能稳定。n菌体蛋白营养价值高，且不存在毒性和病原性。菌体蛋白营养价值高，且不存在毒性和病原性。ICI公司选定生产公司选定生产(shngchn)scp的菌株时，考

31、的菌株时，考虑了几个经济技术指标：虑了几个经济技术指标：第六十页，共八十三页。n 产酶单位高；产酶单位高；n 遗传性能稳定遗传性能稳定(wndng)；n 不产或少产杂酶、杂蛋白；不产或少产杂酶、杂蛋白；n 同化培养基能力强，能充分利用培养基。同化培养基能力强，能充分利用培养基。Aumstrup(1977)在筛选产酶菌株时，确定了在筛选产酶菌株时，确定了以下以下(yxi)目标：目标：第六十一页，共八十三页。生产生产(shngchn)菌株的改进：菌株的改进：n改进本钱与改进后效益相比很小；改进本钱与改进后效益相比很小；n突变株的青霉素生产单位数提高突变株的青霉素生产单位数提高10%,年产年产450

32、吨的吨的青霉素工厂一年内增加的产值超过选育费三倍。青霉素工厂一年内增加的产值超过选育费三倍。n糖化酶生产株糖化酶生产株 UVB-11-1-3形态回复突变株每形态回复突变株每吨酒精消耗吨酒精消耗(xioho)糖化酶本钱可比使用糖化酶本钱可比使用UV-11固固体曲时降低体曲时降低50%左右。左右。n利用基因工程、代谢工程育种；利用基因工程、代谢工程育种；第六十二页，共八十三页。2 2、发酵培养根本、发酵培养根本(gnbn)(gnbn)钱分析钱分析碳源：碳源：n价格影响因素价格影响因素：u种植面积和收获情况种植面积和收获情况(qngkung)。u市场需求量市场需求量。n贮存问题：贮存问题：u需建大容

33、量仓库；需建大容量仓库；u占用大量流动资金，影响资金周转；占用大量流动资金，影响资金周转；u变质的危害。变质的危害。第六十三页，共八十三页。p降低培养降低培养(piyng)根本钱的主要方法：根本钱的主要方法：u筛选发酵筛选发酵(f jio)单位较高的培养基配方，提高单位较高的培养基配方，提高培养基的利用率和转化率。培养基的利用率和转化率。u选用价格较低、来源广泛的选用价格较低、来源广泛的C、N源组分源组分。第六十四页，共八十三页。u确定培养基配方时，不仅要比较它们的单确定培养基配方时，不仅要比较它们的单耗本钱，而且还要考虑通风量与搅拌功率。耗本钱，而且还要考虑通风量与搅拌功率。u工业废料工业废

34、料(filio)的利用的利用。u优点：以此作为廉价优点：以此作为廉价C源，主要意义在其社源，主要意义在其社会效益显著，保护了环境会效益显著，保护了环境。u缺点：经济效益不如传统原料高。缺点：经济效益不如传统原料高。第六十五页，共八十三页。矿物质无机盐矿物质无机盐n原材料中矿物质所占比重一般较小，其中价原材料中矿物质所占比重一般较小，其中价高的为磷酸盐，且要求高的为磷酸盐，且要求(yoqi)是食用级的而不是食用级的而不是肥料级的。是肥料级的。n培养基用的钾、镁、锌、铁盐，应采用它们培养基用的钾、镁、锌、铁盐，应采用它们的硫酸盐而不是氯化物的硫酸盐而不是氯化物。第六十六页，共八十三页。3 3、无菌

35、空气、无菌空气(kngq)(kngq)与通气搅拌本钱分与通气搅拌本钱分析析无菌空气制备本钱无菌空气制备本钱(bn qin)分析：分析：u加热直接灭菌空气：耗能太大，不适合加热直接灭菌空气：耗能太大，不适合(shh)工业应用。工业应用。u利用压缩热进行空气的热灭菌，其最经济的无菌空气生产利用压缩热进行空气的热灭菌，其最经济的无菌空气生产规模为规模为140150m3/min。u空气过滤器的总操作费：空气过滤器的总操作费：u 1大小与动力费的关系大小与动力费的关系u 2除菌效率上考虑除菌效率上考虑u 3过滤介质的选择过滤介质的选择 第六十七页，共八十三页。通气搅拌设备及运行本钱通气搅拌设备及运行本钱

36、(bnqin)分析：分析：p通气费与搅拌费相互关联通气费与搅拌费相互关联(gunlin)，最正确的通气量和，最正确的通气量和搅拌转速，应在工艺允许的范围内，以两者合计的搅拌转速，应在工艺允许的范围内，以两者合计的动力费和设备维修费为最低来确定。动力费和设备维修费为最低来确定。p在分批培养的不同时期，需氧量有所不同，最适通气在分批培养的不同时期，需氧量有所不同，最适通气量与搅拌转速亦会改变，应根据工艺要求设计，使整量与搅拌转速亦会改变，应根据工艺要求设计，使整个运转费最低。个运转费最低。第六十八页，共八十三页。4 4、动力、动力(dngl)(dngl)费的本钱分析费的本钱分析发酵生产中，需要发酵

37、生产中，需要(xyo)加热与冷却的工序大体有：加热与冷却的工序大体有：p培养基的加热灭菌或者淀粉质原料的蒸煮培养基的加热灭菌或者淀粉质原料的蒸煮糊化，然后糊化，然后(rnhu)冷却到接种温度；冷却到接种温度；p发酵罐及辅助设备的加热灭菌与冷却；发酵罐及辅助设备的加热灭菌与冷却；p发酵热的冷却，发酵恒温；发酵热的冷却，发酵恒温；p产物提炼与纯化过程的蒸发、蒸馏、结晶、枯燥产物提炼与纯化过程的蒸发、蒸馏、结晶、枯燥等。等。第六十九页，共八十三页。p 节约节约(jiyu)(jiyu)冷却水用量的方法：冷却水用量的方法：u采用气升式发酵罐；采用气升式发酵罐；u选育嗜热或耐热的生产菌株；选育嗜热或耐热的

38、生产菌株；u改变改变(gibin)原料路线，少用烃类原原料路线，少用烃类原料。料。第七十页，共八十三页。p 淀粉质原料酒精发酵淀粉质原料酒精发酵(f jio)(f jio)中的节能问题：中的节能问题：u无蒸煮发酵或低温蒸煮发酵无蒸煮发酵或低温蒸煮发酵u浓醪发酵浓醪发酵u高温发酵高温发酵u蒸馏流程中的热泵节能和汽相过塔蒸馏流程中的热泵节能和汽相过塔u余热利用和废醪沼气余热利用和废醪沼气(zhoq)发酵回收燃烧发酵回收燃烧值值第七十一页，共八十三页。5 5、发酵工艺不同、发酵工艺不同(b tn)(b tn)培养方式的本钱比照分析培养方式的本钱比照分析p分批培养时，在整个操作分批培养时，在整个操作(

39、cozu)周期中的周期中的平均生产能力平均生产能力为：为：P生产能力，生产能力，g cell或产物或产物(chnw)(Lh)Xf最终细胞浓度，最终细胞浓度，g/l；X0初始细胞浓度，初始细胞浓度，(g/l)m最大比生长率，最大比生长率，(h-1)；tL生长缓慢期的时间，生长缓慢期的时间，(h);第七十二页，共八十三页。提高平均生产能力的措施：提高平均生产能力的措施：增加接种量，增加接种量，X0值增大值增大；接种时接入处于接种时接入处于(chy)生长旺盛期的种子，可以有生长旺盛期的种子，可以有效地缩短效地缩短tL;选育选育m值较大的生产菌株或高产菌株值较大的生产菌株或高产菌株;辅助操作所占用时间

40、的影响，对发酵周期较短的辅助操作所占用时间的影响，对发酵周期较短的过程影响很大；而对长周期发酵产品那么影响较过程影响很大；而对长周期发酵产品那么影响较小。小。第七十三页，共八十三页。连续培养的主要连续培养的主要(zhyo)优点是生产能力较高，优点是生产能力较高，将连续培养与分批培将连续培养与分批培养的生产能力相比较，得：养的生产能力相比较，得：Xm最大细胞浓度；X0起始细胞浓度；m 最大比生长速率；DC临界稀释速率；YX/S细胞得率系数(xsh)对限制性基质。第七十四页，共八十三页。p一般对生长较快的菌株来说，采用连续培一般对生长较快的菌株来说，采用连续培养是很有利养是很有利(yul)的。的。

41、p以后处理本钱为主的发酵不适合进行连续发以后处理本钱为主的发酵不适合进行连续发酵酵。第七十五页，共八十三页。6 6、发酵、发酵(f jio)(f jio)产品别离纯化的本钱分析产品别离纯化的本钱分析下游工艺的优劣对产品成品的影响主要下游工艺的优劣对产品成品的影响主要(zhyo)表现在：表现在：p影响着本钱影响着本钱(bn qin)的最终收得率；的最终收得率；p提取过程动力费用大；提取过程动力费用大；p提取过程要耗用大量的溶剂、吸附剂、中和剂等辅助材料；提取过程要耗用大量的溶剂、吸附剂、中和剂等辅助材料；p设备投资大，有的已占有全厂设备总投资额的设备投资大，有的已占有全厂设备总投资额的80%，或

42、是，或是发酵设备投资额的发酵设备投资额的56倍。倍。第七十六页，共八十三页。p提取收得率是后处理中判断工艺是否优越提取收得率是后处理中判断工艺是否优越(yuyu)的重要指标。的重要指标。p对于同一种发酵产品，提取工艺不同时，其对于同一种发酵产品，提取工艺不同时，其技术经济指标的差异很大技术经济指标的差异很大。第七十七页，共八十三页。7 7、发酵、发酵(f jio)(f jio)规模的本钱分析规模的本钱分析u从理论上说，规模越大越经济。从理论上说，规模越大越经济。u规模大小规模大小(dxio)与本钱的关系可用以下经验式：与本钱的关系可用以下经验式：n规模规模(gum)系数系数(啤酒啤酒:n=0.

43、6;SCP:n=0.70.8)第七十八页，共八十三页。具体确定规模时具体确定规模时,还要考虑还要考虑(kol)(kol)以下节约性因素：以下节约性因素：u设备可获得的最大通气能力设备可获得的最大通气能力(传质传质);u冷却能力冷却能力(传热传热);u制造制造(zhzo)技术水平和运输安装等问题。技术水平和运输安装等问题。第七十九页，共八十三页。p超大型罐的设计力求减少设备投资费和操作费，超大型罐的设计力求减少设备投资费和操作费，致力于提高传氧效率致力于提高传氧效率(xiol)且结构简单。且结构简单。p装置的使用寿命直接影响着折旧费的大小装置的使用寿命直接影响着折旧费的大小。p在筹建或扩建一个发

44、酵工厂时，除了应慎重考虑在筹建或扩建一个发酵工厂时，除了应慎重考虑设备的放大方案、市场需求和原料来源等因素外，设备的放大方案、市场需求和原料来源等因素外，还应注意水、电、汽的配套或供给问题。还应注意水、电、汽的配套或供给问题。第八十页，共八十三页。8 8、市场经济信息、市场经济信息(xnx)(xnx)分析及管理技术分析及管理技术u及时了解原材料和产品的市场行情，并收集、分析国内及时了解原材料和产品的市场行情，并收集、分析国内外的有关经济信息，预测今后的变化趋势，及早做好应外的有关经济信息，预测今后的变化趋势，及早做好应变的准备。变的准备。u为了为了(wile)增加对原材料变动的应变能力，需有能

45、吃其他增加对原材料变动的应变能力，需有能吃其他代用原料的备用菌种或者为同一生产株筛选好几个培养代用原料的备用菌种或者为同一生产株筛选好几个培养基配方，以便按照市场的供给情况，随时更换菌种或配基配方，以便按照市场的供给情况，随时更换菌种或配方。方。u在新产品的开发方面，要根据国民经济开展规划，并对在新产品的开发方面，要根据国民经济开展规划，并对今后的市场需求进行可行性分析，再做定论。今后的市场需求进行可行性分析，再做定论。第八十一页，共八十三页。三、发酵三、发酵(fjio)过程的经济学评价过程的经济学评价n产物产物(chnw)浓度浓度n生产效率生产效率n基质转化率基质转化率n单位产品的能耗单位产品的能耗第八十二页，共八十三页。内容(nirng)总结第十二章。对效劳：要求将环境因素纳入设计和所提供的效劳中。发酵工厂根本建设程序和设计工作的根本内容。一、发酵工厂根本建设程序和设计工作的根本内容。初步设计文件初步设计说明书。选择(xunz)并确定生产流程，确定技术经济指标。根本预备费、涨价预备费。利润：利润=销售收入-本钱-税金。动力费用：充分利用动力和热量，最大限度降低单位能耗。此菌可在55生长，所以可节约冷却水。该菌体蛋白富含甲硫氨酸，可用作强化蛋白添加剂第八十三页，共八十三页。