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1、年产5000吨工业用纤维素酶制剂厂设计专业名称:生物工程 作者:刘浩 指导教师：高健摘要本设计主要是对年产5000吨工业用纤维素酶制剂厂进行了设计。本设计主要在产品需求，地理环境，政策环境，生产工艺条件基本上，基于5000吨 工业纤维素酶制备项目的要求，做的车间的平面设计。同时通过对生产工艺、产品方案、 设备选型、物料衡算、全厂卫生安全、企业组织等方面的研究与设计。对本方案进行经济 的估算，初步估算：固定资产3000万元的项目投资，项目建成后，年产固体和液体纤维 素酶5000吨，年利润16920万元，投资回收期为3年。关键词：工业用纤维素酶；工厂设计；物料衡算；技术经济分析The Plant
2、Design of a 1000t/a Production Capacity of Industrial UsedCellulaseMajor: Biological Engineering Author: Liu hao Instructor: Gao JianAbstractThis study was aimed to design an industrial used cellulase production plant with a 1000-ton production annual capacity.Workshop horizontal design, the product
3、 plan and the craft proof, selection of processing technology and equipment, materials balancing, hygiene and safety, and organization were studied and designed for the industrial used cellulase production, based on the demand of product, geographical environment, governmental policies and the produ
4、ction technology. At last the analysis of technical economy of this project was done. It showed that the fixed assets was 27.3 million RMB, after the completion of the project, the plant may yearly produce solid cellulase 500t, liquid cellulase 500t, the annual profit was 35.25 million RMB, and the
5、return time of investment was 3 years.Key Words: Industrial used cellulase; Plant design; Materials balancing; Technical economy analysis1绪论1.1. 项目建设的背景1.1.1. 项目提出的依据纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称。它不是单种酶，而是起协同作用 的多组酶系。大多微生物产生的纤维素酶，最主要的有三个部分：内切葡聚糖酶；纤维二 糖水解酶；08萄糖苷酶。一般纤维素酶的相对分子质量在4500075000之间，最适合 温度50C左右，最适pH=
6、45。纤维素酶的用途极其广泛，近年来被广泛应用于酒精、饲 料、食品等行业1。纤维素是目前地球上唯一产量巨大而未得到充分利用的可再生资源，广泛而大量存在 于自然界。随着能源危机的日渐加剧，对于纤维素的利用吸引了许多研究者的眼光。利用 纤维素的关键是把不溶于水的纤维素分解为可发酵性糖，而纤维素酶则是此关键中的关 键。利用纤维素酶可将纤维素质原料转化为可发酵性糖，再利用微生物将糖转化为乙醇。 用此方法生产的燃料乙醇可部分取代汽油。这是目前生物能源研究的重点，也是纤维素酶 的主要应用方向。随着酶制剂工业的发展，纤维素酶的应用范围也进一步的扩大。纤维素酶是畜牧业的 一种新型饲料添加剂。利用纤维素酶能将饲
7、料中一部分难于消化的纤维素转化为糖和菌体 蛋白，改善动物饲料利用性，能使畜禽最大限度的利用饲料，提高饲料利用价值，减少畜 禽消化道疾病发生，同时可减少饲料用量，降低养殖成本3。1.1.2. 投资的必要性和经济意义随着生物工程的迅猛发展，纤维素酶制剂的生产变为现实。美国、丹麦和日本于20 世纪70年代就开始了纤维素酶的生产，国际市场基本上为它们所垄断，我国七五计划才 把纤维素酶的生产列为攻关计划，国内现已有些厂投产，年产量约5000多吨，国内生产 量远远不能满足市场需求。随着经济的发展和石油价格的爆涨，国内外纤维素酶的需求市 场前景十分乐观。纤维素酶生产行业是一个新兴行业，21世纪将是它的生命全
8、盛期。由于纤维素酶的广 泛应用，估计我国市场需求量将以每年25%35%的速度上升，预见用纤维素酶产业化生 产生物乙醇的关键技术将在未来5年内得到解决，那时我国的纤维素酶年需求量将增加到 2540万吨。纤维素酶的年利率可能达到50亿元以上。目前国内大规模生产纤维素酶的 公司只有天津诺维信公司、北京索莱宝科技有限公司、上海戴迪实业发展有限公司等少数 几家。因此，利用液体深层发酵法生产的纤维素酶将会有广泛的市场前景。1.2. 厂址选择1.2.1投资环境评价临沂市位于山东省东南部，地近黄海，东连日照，西接枣庄、济宁、泰安，北靠淄博、 潍坊，南邻江苏。根据国家统计局城市社会经济调查司对全国287个地级以
9、上城市根据2005 年城市基本情况统计年报资料，从“区位及自然环境”、“经济环境”、“市场环境”、“人力资 源环境”、“基础设施环境”、“社会服务环境”、“综合安全环境”等进行综合测评，发布了 “2006 投资环境百佳城市”名单，临沂市榜上有名。同时，在中国社会科学院工业经济研究所、 中国经营报社主办的中国城市竞争力论坛，临沂市荣获“2006跨国公司眼中最有投资潜力 的城市”。临沂经济开发区是2003年6月份，经山东省人民政府批准建立的省级经济开发 区，位于临沂市城区东南部，是临沂市的现代化工业新城区。经济开发区城市功能健全， 基础设施完善，交通运输便利，自然资源丰富，靠近国内第三大批发市场一
10、临沂批发市场， 具有巨大的商贸优势。开发区对投资企业实行优惠的扶持政策，按照“政策最优、体制最 顺、服务最好”的要求，对园区企业实行封闭式管理，提供最优的服务。从区位上看，形 成了海、陆、空三通的立体格局。该工业园在交通、原料、资源方面都具有非常大的优势。1.2.2. 开发区财政支持及土地政策对临沂市外投资的工业性生产项目企业所得税市级地方留成部分前三年政府全额扶 持，后两年扶持50%。投资项目建设用地，通过协议、招标、拍卖、挂牌、划拨、出让或 租赁等形式依法获得。生产性工业项目目前土地出让价格为每亩5.8万元左右，在此基础 上，根据项目投资规模、投资强度、建设期限、科技含量、税收贡献等再给予
11、不同程度的 优惠扶持。对于酶制剂厂厂址的选择，其基本要求是原料、燃料供应充分，产品流通迅速，交通 便利。而新开发的开发区为招商引资，往往会出台一系列的优惠政策，有利于企业的成长。 因此本着经济、合理、优势的原则，根据本项目的性质和对建厂地区及地址的相关条件进 行考察和论证分析，最后厂址选择临沂市经济开发区。综合看来，无论是从地理位置、交 通运输、原材料和燃料供应，还是从当地政策、投资环境来看，都是十分理想的。1.3. 项目建设的意义项目建成后一方面可以吸纳当地剩余劳动力，增加当地居民收入；另一方面，该项目 还可以解决当地农作物秸秆浪费的问题，增加当地农民的农业收入，生产中产生的废渣还 可以作为
12、农业用有机肥。本项目投产结构合理，投资少，见效快，效益高，投资回收期短， 发展前景广阔，并符合国家可持续发展战略和三农政策，能积极的带动当地农业的发展， 从而达到农业增效、农民增收、企业增值、国家增税，促进地方经济发展，为社会带来济 效益和社会效益。因此该项目切实可行。2厂区平面设计2.1. 总平面设计表2.1厂区建筑面积一览表序号建筑物建筑面积（m2）占地面积（m2）1应急发电室9X10 = 90902配电室9X10 = 90903原料库19X12 = 1081084空压机房8X10 = 80805水处理中心8X10 = 80806粉碎配料车间8X12 = 96967生产车间19X28X3
13、= 7562528生产车间29X28X3 = 7562529锅炉房10X12 = 12012010原料库28X10 = 808011成品车间8X14= 11211212污水处理站24X6+24X5 = 26426413职工公寓10X45X2 = 90045014机修车间5X8 = 404015职工餐厅20X15X2 = 60030016成品库8X9 = 727217科研中心20X15X3 = 90030018办公楼10X25X4 = 100025019警卫室15X8 = 404020警卫室25X8 = 40402.2. 设计说明书2.2.1. 设计依据（1）以方便生产为前提，符合车间生产程序，
14、避免原料、半成品、人流的交叉污染；（2）全厂建筑物采取南北朝向，利于通风、采光；（3）发酵附属设施安排在发酵车间的周围，为发酵提供高压蒸汽、原辅料、冷却水、 压缩空气；（4）粉碎车间和锅炉房安排在发酵车间旁边，远离生活区和公路，避免污染生活区的 空气；（5）配电房、锅炉靠近生产车间，减少能源消耗，锅炉房处于厂西北角，使生产车间 处在其上风位置；（6）通盘考虑全厂布置，填平补齐，力求合理、经济，并充分考虑全厂扩大生产4。2.2.2. 总平面设计说明（1）厂区主要建筑物：原料库、成品库、办公楼、科研楼（兼菌种保藏中心）、餐厅 （兼工人活动中心）、车库、工人公寓、广场、传达室、展厅、锅炉房、机修车间
15、、生产车间、成品车间、粉碎配料车间空气压缩站、水处理中心、污水处理池等。按照生产流程 布置，并尽量缩短距离，避免物料的往返运输。对厂房的布置符合生产工艺的要求，既保 证了生产过程的连续性，又使得整个厂区紧凑合理。（2）办公楼在人流出口附近，距离车间较近，方便管理，又与物流避免交叉。（3）绿化情况：厂区绿化以普通绿化与重点绿化相结合，沿厂区主入口的主要道路进 行重点绿化，种植有观赏价值的乔、灌木与草皮结合，并且绿化部分遍植草皮，并适当点 缀冬青灌木，绿地率达到50%以上，以创造出一个美丽、怡人的厂区环境。（4）厂区道路：厂区主干道为10m宽，非主要道路为8m宽，两旁种植悬铃木、榆叶 梅等。（5）厂区考虑到防火要求，各主要建筑物和易燃物附近均设有消防水龙头和灭火器。2.3. 主要设计指标表2.2主要设计指标一览表项目数据1全厂占地面积13872m32全厂建筑物占地面积2744 m33建筑系数19.78%4绿化面积1950 m35绿化率14.06%6土地利用系数32.88%3产品方案及工艺流程3.1. 产品与产量的
