本書(shū)共10章，介紹了生物工廠工藝設(shè)計(jì)的概念、特點(diǎn)和要求，生物工廠的基本建設(shè)程序，工藝流程設(shè)計(jì)，工藝計(jì)算，工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型，車(chē)間布置設(shè)計(jì)，管道設(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)應(yīng)提交的設(shè)計(jì)條件，非工藝設(shè)計(jì)，課程設(shè)計(jì)與說(shuō)明書(shū)等內(nèi)容。
本書(shū)層次清晰，內(nèi)容安排合理，針對(duì)性和應(yīng)用性強(qiáng)，可作為高等院校生物工程、生物技術(shù)、發(fā)酵工程、生物制藥和食品科學(xué)與工程等專業(yè)本科生及研究生的教材或參考書(shū)，也適合相關(guān)企業(yè)的科研技術(shù)人員自學(xué)。
本書(shū)有配套的多媒體課件，以便讀者更容易地了解和掌握本書(shū)內(nèi)容。選用本書(shū)作為教材時(shí)，推薦教學(xué)時(shí)數(shù)為32～48學(xué)時(shí)。
在生物產(chǎn)業(yè)中，工藝設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)生物產(chǎn)品從實(shí)驗(yàn)室研究到工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程的必經(jīng)階段，因?yàn)樾陆�、改建或擴(kuò)建一個(gè)生物工廠，都離不開(kāi)工藝設(shè)計(jì)。
生物工廠工藝設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)了生物工藝學(xué)、生物工程設(shè)備、生物反應(yīng)與分離工程、化工原理等課程的基礎(chǔ)上，為培養(yǎng)能在生物產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)生產(chǎn)管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)所需工程技術(shù)人才而開(kāi)設(shè)的一門(mén)理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的課程。本課程重點(diǎn)突出了對(duì)學(xué)生工程技能方面的培養(yǎng)，通過(guò)課堂教學(xué)和實(shí)踐可為相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人才提供兩個(gè)方面的支撐：一是在了解生物工廠基本建設(shè)程序和組成的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)掌握生物工廠工藝設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，為其他專業(yè)的設(shè)計(jì)工作提供數(shù)據(jù)資料和技術(shù)支持，使其具備設(shè)計(jì)生物工廠的基本能力，完成工程師的綜合訓(xùn)練；二是通過(guò)設(shè)計(jì)生物工廠的生產(chǎn)工藝圖紙，撰寫(xiě)工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，培養(yǎng)學(xué)生在生物工廠工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中的工程素養(yǎng)和技能。
在編寫(xiě)過(guò)程中，本書(shū)力求突出如下特點(diǎn)：
① 在涉及概念和理論等內(nèi)容時(shí)，本書(shū)注重穿插學(xué)習(xí)方法的介紹和講解，并將更多的學(xué)時(shí)和內(nèi)容重點(diǎn)放在設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)技能以及設(shè)計(jì)過(guò)程的闡述上。
② 隨著生物產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，以及相關(guān)新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，本書(shū)在介紹基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)，更注重對(duì)相關(guān)前沿知識(shí)和成果的介紹。
③ 由于生物工廠工藝設(shè)計(jì)具有學(xué)科交叉、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此本書(shū)在涉及案例與不同類型生物工廠設(shè)計(jì)分析的同時(shí)更注重知識(shí)點(diǎn)的綜合性和完整性。
本書(shū)由鄧祥元和高坤編寫(xiě)，其中第5～8章由鄧祥元編寫(xiě)，其余各章由高坤編寫(xiě)，在編寫(xiě)過(guò)程中參閱了大量同行的教材、資料與文獻(xiàn)，謹(jǐn)此表示誠(chéng)摯的謝意。此外，在本書(shū)編寫(xiě)過(guò)程中，江蘇科技大學(xué)生物技術(shù)學(xué)院給予了大力支持，化學(xué)工業(yè)出版社的領(lǐng)導(dǎo)和編輯給予了悉心指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝。
由于編者水平有限，書(shū)中難免存在一些疏漏和不足之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
編者
2019年5月16日
鄧祥元，江蘇科技大學(xué)，副教授，自2009年到江蘇科技大學(xué)工作以來(lái)，作為主講教師，本人先后承擔(dān)了生物工程和生物技術(shù)專業(yè)的《生物工程設(shè)備及其設(shè)計(jì)》、《發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)概論》、《生物工藝學(xué)原理》、《食品工藝學(xué)》、《酶制劑工藝學(xué)》、《免疫生物制品》、《分子生物學(xué)》和《生物制品》等7門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的教學(xué)任務(wù)，并承擔(dān)了《海洋科學(xué)導(dǎo)論》、《新能源概論》及《海洋藥物導(dǎo)論》等3門(mén)校級(jí)公選課的教學(xué)工作，累計(jì)授課近5000人次，教學(xué)效果好，好評(píng)率達(dá)95%以上。鄧祥元博士現(xiàn)為國(guó)際清潔能源拔尖創(chuàng)新人才（2018年）、江蘇省六大人才高峰高層次人才（2018年）、江蘇省高校青藍(lán)工程中青年學(xué)術(shù)帶頭人（2016年）、江蘇科技大學(xué)首批深藍(lán)工程青年學(xué)者（2015年）。自2009年7月到江蘇科技大學(xué)工作以來(lái)，本人依托學(xué)校科研平臺(tái)，結(jié)合自身科研特點(diǎn)，圍繞生物資源開(kāi)發(fā)利用開(kāi)展了系列研究工作，并積極開(kāi)展生物工程學(xué)科的基礎(chǔ)理論研究和科研創(chuàng)新。至今共承擔(dān)完成了科研課題二十余項(xiàng)，其中包括國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金等課題，發(fā)表有較高質(zhì)量和一定創(chuàng)見(jiàn)性的學(xué)術(shù)論文70余篇，獲得中國(guó)發(fā)明專利4件。
第1章緒論1
1.1概述1
1.2生物工廠工藝設(shè)計(jì)的概念和主要內(nèi)容2
1.2.1生物工廠工藝設(shè)計(jì)的概念2
1.2.2生物工廠工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容2
1.3生物工廠工藝設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和要求2
1.4學(xué)習(xí)本課程的目的和方法3
第2章生物工廠的基本建設(shè)程序5
2.1概述5
2.2設(shè)計(jì)前期工作階段6
2.2.1項(xiàng)目建議書(shū)6
2.2.2可行性研究6
2.2.3設(shè)計(jì)委托（任務(wù)）書(shū)7
2.3設(shè)計(jì)中期工作階段7
2.3.1設(shè)計(jì)工作所涉及的專業(yè)和分工8
2.3.2國(guó)際通用的工藝設(shè)計(jì)程序9
2.3.3初步設(shè)計(jì)階段11
2.3.4技術(shù)設(shè)計(jì)階段13
2.3.5施工圖設(shè)計(jì)階段13
2.4設(shè)計(jì)后期工作階段14
第3章工藝流程設(shè)計(jì)15
3.1概述15
3.1.1工藝流程設(shè)計(jì)的重要性15
3.1.2工藝流程設(shè)計(jì)的任務(wù)和成果15
3.1.3工藝流程設(shè)計(jì)的原則16
3.2工藝流程設(shè)計(jì)的基本程序16
3.2.1產(chǎn)品方案的確定16
3.2.2產(chǎn)量的確定19
3.2.3工藝流程圖的繪制20
3.3常見(jiàn)單元設(shè)備的自控流程31
3.3.1泵的自控流程設(shè)計(jì)31
3.3.2換熱設(shè)備的自控流程設(shè)計(jì)32
3.3.3反應(yīng)器的自控流程設(shè)計(jì)33
3.4工藝流程的完善與優(yōu)化35
第4章工藝計(jì)算37
4.1物料衡算37
4.1.1概述37
4.1.2實(shí)例解析42
4.2熱量衡算50
4.2.1概述50
4.2.2實(shí)例解析53
4.3用水量衡算57
4.3.1概述57
4.3.2實(shí)例解析58
4.4計(jì)算耗冷量61
4.4.1概述61
4.4.2實(shí)例解析65
4.5計(jì)算抽真空量68
4.5.1概述68
4.5.2實(shí)例解析70
4.6計(jì)算無(wú)菌壓縮空氣消耗量71
4.6.1概述71
4.6.2實(shí)例解析74
4.7計(jì)算用電量75
4.7.1概述75
4.7.2實(shí)例解析76
第5章工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型78
5.1概述78
5.1.1工藝設(shè)備的分類78
5.1.2工藝設(shè)備設(shè)計(jì)與選型的任務(wù)、原則和階段78
5.1.3工藝設(shè)備設(shè)計(jì)與選型的流程80
5.1.4工藝設(shè)備裝配圖的繪制81
5.2專業(yè)設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型81
5.2.1專業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)與選型的依據(jù)、內(nèi)容和特點(diǎn)81
5.2.2實(shí)例解析82
5.3通用設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型93
5.3.1液體輸送設(shè)備選型93
5.3.2氣體輸送設(shè)備選型96
5.3.3固體輸送設(shè)備選型99
5.3.4通用設(shè)備的選型注意事項(xiàng)103
5.4非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型104
5.4.1非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的類型104
5.4.2非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)與選型的流程105
5.4.3非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型實(shí)例106
5.5生物工廠中常用的工程材料107
5.5.1工程材料的分類107
5.5.2工程材料的性能108
5.5.3幾種常見(jiàn)的工程材料111
5.5.4工程材料的選用114
5.6工程材料的腐蝕和防腐蝕115
5.6.1耐腐蝕材料的選擇115
5.6.2材料的防腐蝕措施116
5.7主要設(shè)備明細(xì)表及設(shè)備一覽表117
5.7.1主要設(shè)備明細(xì)表117
5.7.2設(shè)備一覽表117
第6章車(chē)間布置設(shè)計(jì)119
6.1概述119
6.1.1車(chē)間布置設(shè)計(jì)的重要性和目的119
6.1.2生物工廠車(chē)間的組成119
6.1.3車(chē)間布置設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟119
6.2車(chē)間的總體布置121
6.2.1廠房形式121
6.2.2廠房總平面布置123
6.2.3廠房平面布置和立面布置124
6.2.4車(chē)間公用及輔助設(shè)施的布置124
6.3設(shè)備布置的基本要求125
6.3.1滿足工藝要求125
6.3.2滿足建筑要求126
6.3.3滿足安裝和檢修要求127
6.3.4滿足安全和衛(wèi)生要求127
6.4多功能車(chē)間的布置127
6.4.1產(chǎn)品方案128
6.4.2工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)和選擇128
6.4.3車(chē)間布置129
6.5車(chē)間布置設(shè)計(jì)方法和車(chē)間布置圖130
6.5.1車(chē)間布置設(shè)計(jì)的方法和步驟130
6.5.2初步設(shè)計(jì)車(chē)間布置圖130
6.5.3初步設(shè)計(jì)車(chē)間布置圖的繪制步驟131
6.5.4廠房的詳細(xì)畫(huà)法131
6.5.5設(shè)備的詳細(xì)畫(huà)法134
6.5.6施工圖設(shè)計(jì)車(chē)間布置圖138
第7章管道設(shè)計(jì)140
7.1概述140
7.1.1管道設(shè)計(jì)的作用和意義140
7.1.2管道設(shè)計(jì)的條件、內(nèi)容和階段140
7.2管道、閥門(mén)和管件的選擇與連接141
7.2.1管道及其選擇141
7.2.2閥門(mén)及其選擇149
7.2.3管件及其選擇154
7.2.4管道的連接154
7.3管道布置設(shè)計(jì)155
7.3.1管道布置155
7.3.2管道的支承159
7.3.3管道的柔性設(shè)計(jì)160
7.3.4管道的隔熱160
7.4管道布置設(shè)計(jì)圖樣162
7.4.1管道布置圖162
7.4.2管道軸測(cè)圖170
7.4.3計(jì)算機(jī)在管道布置設(shè)計(jì)中的應(yīng)用171
第8章工藝設(shè)計(jì)應(yīng)提交的設(shè)計(jì)條件172
8.1概述172
8.2設(shè)備及機(jī)泵條件173
8.2.1塔類設(shè)備條件173
8.2.2反應(yīng)器設(shè)備條件173
8.2.3熱交換器設(shè)備條件174
8.2.4加熱爐設(shè)備條件175
8.2.5容器類設(shè)備條件175
8.3土建條件175
8.3.1廠房及設(shè)備基礎(chǔ)、外形尺寸、位置、標(biāo)高條件176
8.3.2設(shè)備基礎(chǔ)、樓板及鋼平臺(tái)的載荷條件176
8.3.3設(shè)備吊裝要求的土建條件176
8.3.4設(shè)備地腳螺栓條件177
8.3.5管廊及其他土建條件177
8.3.6其他要說(shuō)明的條件內(nèi)容177
8.4自控條件178
第9章非工藝設(shè)計(jì)180
9.1廠房180
9.1.1廠房的結(jié)構(gòu)組成與定位軸線180
9.1.2廠房的室內(nèi)裝修（以潔凈廠房為例）182
9.2倉(cāng)庫(kù)183
9.2.1倉(cāng)庫(kù)的分類與平面布置183
9.2.2倉(cāng)庫(kù)設(shè)備與管理184
9.3公用系統(tǒng)188
9.3.1給排水系統(tǒng)188
9.3.2供電系統(tǒng)189
9.3.3供汽系統(tǒng)190
9.3.4供暖系統(tǒng)194
9.3.5制冷系統(tǒng)195
9.3.6供氣系統(tǒng)196
9.3.7消防系統(tǒng)197
9.4勞動(dòng)安全管理與環(huán)境保護(hù)198
9.4.1勞動(dòng)安全管理198
9.4.2環(huán)境保護(hù)202
9.4.3清潔生產(chǎn)與清潔工藝207
9.5工程經(jīng)濟(jì)概算208
9.5.1工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)概算208
9.5.2項(xiàng)目投資208
9.5.3成本估算211
9.5.4工程項(xiàng)目的財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)212
第10章課程設(shè)計(jì)與說(shuō)明書(shū)213
10.1概述213
10.2課程設(shè)計(jì)的任務(wù)214
10.2.1課程設(shè)計(jì)的基本環(huán)節(jié)214
10.2.2課程設(shè)計(jì)的具體任務(wù)214
10.3課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)214
10.3.1味精糖化車(chē)間（工廠）設(shè)計(jì)214
10.3.2味精發(fā)酵車(chē)間（工廠）設(shè)計(jì)215
10.3.3啤酒發(fā)酵車(chē)間（工廠）設(shè)計(jì)218
10.3.4酒精發(fā)酵車(chē)間（工廠）設(shè)計(jì)218
10.3.5糖化酶發(fā)酵車(chē)間（工廠）設(shè)計(jì)219
10.3.6其他參考選題220
10.4課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)220
10.4.1課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的構(gòu)成220
10.4.2說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)基本要求及格式221
10.5課程設(shè)計(jì)文本示例225
10.5.1封面示例225
10.5.2課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)示例226
10.5.3目錄示例227
10.5.4摘要示例228
10.5.5正文示例229
10.5.6結(jié)論示例229
10.5.7參考文獻(xiàn)示例230
10.5.8致謝示例230
10.6考核方法與成績(jī)?cè)u(píng)定230
10.6.1考核方法230
10.6.2成績(jī)?cè)u(píng)定表231
參考文獻(xiàn)232
書(shū)單推薦
