多學科交叉融合設(shè)計（上冊）

緒論 1
一、生物工廠設(shè)計在國民經(jīng)濟中的地位和意義 1
二、我國生物工業(yè)發(fā)展概況 1
三、“新工科”理念的產(chǎn)生 3
四、“新工科”背景下生物工程工廠設(shè)計教與學存在的問題分析 4
五、“新工科”背景下課程內(nèi)容的轉(zhuǎn)變 4
六、“新工科”背景下教與學的方法 6
章  工廠建設(shè)程序和工廠設(shè)計文件 13
節(jié)  生物工廠的基本建設(shè)程序 13
一、工廠基本建設(shè)的含義和范圍 13
二、工廠基本建設(shè)的分類 13
三、已工業(yè)化生產(chǎn)的工程項目的建設(shè)程序 13
四、未工業(yè)化研究成果的工業(yè)化建設(shè)程序 16
五、項目建設(shè)前的重要報告 18
六、工程項目施工、安裝、試產(chǎn)、驗收、交付生產(chǎn) 26
第二節(jié)  工廠的設(shè)計工作 26
一、設(shè)計工作方式的劃分 26
二、兩個階段設(shè)計方式的主要內(nèi)容 27
三、工廠設(shè)計的內(nèi)容 30
思考題 38
第二章  廠址選擇和總平面設(shè)計 39
節(jié)  廠址選擇和技術(shù)勘查 39
一、廠址選擇 39
二、技術(shù)勘查 41
第二節(jié)  工廠總平面設(shè)計 41
一、總平面圖內(nèi)的建、構(gòu)筑物和設(shè)施 42
二、總平面圖的畫法及內(nèi)容 43
三、總平面圖布置原則 46
四、主要和輔助建筑物的配置 48
五、廠區(qū)內(nèi)交通線布置 50
六、總平面設(shè)計實例 51
七、廠區(qū)內(nèi)工程管線布置 58
思考題 62
第三章  工藝流程設(shè)計 63
節(jié)  生產(chǎn)方法的選擇 64
一、工藝流程的選擇需要注意的問題 66
二、繪制工藝流程框圖 68
三、對選定的生產(chǎn)方法進行工程分析和處理 69
四、工藝流程設(shè)計工作程序與階段 70
第二節(jié)  工藝流程設(shè)計 70
一、工藝流程設(shè)計的內(nèi)容 70
二、不同設(shè)計階段工藝流程圖的區(qū)別 71
三、工藝物料流程圖（PFD圖）的繪制 73
四、初步設(shè)計階段的帶控制點流程圖（PID圖）的繪制 89
第三節(jié)  典型設(shè)備的控制方案 101
一、泵的流量控制方案 101
二、換熱器溫度的控制方案 102
三、精餾塔的控制方案 104
四、發(fā)酵罐的控制方案 106
五、釜式反應(yīng)器的自控流程設(shè)計 111
第四節(jié)  典型單元操作及產(chǎn)品生產(chǎn)的PID圖實例解讀 113
一、小麥制粉生產(chǎn)工藝PFD圖 113
二、玉米淀粉生產(chǎn)工藝PFD圖 115
三、淀粉液化糖化工藝優(yōu)化與控制 115
四、啤酒發(fā)酵設(shè)備的CIP清洗與消毒殺菌工藝 119
五、發(fā)酵菌種擴大培養(yǎng)工藝 121
六、酒精發(fā)酵工段和固態(tài)發(fā)酵飼料工段工藝PID圖 121
七、賴氨酸連續(xù)離交工藝 127
八、發(fā)酵液提取產(chǎn)品時的四效蒸發(fā)濃縮結(jié)晶工藝 129
九、維生素C生產(chǎn)工藝PID圖 131
十、乳酸生產(chǎn)工藝PID圖 134
十一、玉米胚芽制油生產(chǎn)工藝PID圖 137
十二、副產(chǎn)品飼料生產(chǎn)工藝PFD圖 138
思考題 140
第四章　工藝計算 141
節(jié)  項目生產(chǎn)規(guī)模的確定 141
一、規(guī)模經(jīng)濟理論 141
二、確定生產(chǎn)規(guī)模的方法 142
第二節(jié)  物料衡算 145
一、物料衡算的類型和方法 145
二、物料衡算的步驟及實例 147
三、工藝物料和水平衡圖 157
第三節(jié)  熱量衡算 159
一、能量衡算的目的和意義 159
二、單元設(shè)備的熱量衡算 160
三、系統(tǒng)熱量平衡計算 161
第四節(jié)  典型設(shè)備工藝設(shè)計 168
一、設(shè)備設(shè)計的基本要求 168
二、設(shè)備設(shè)計的基本內(nèi)容 169
三、定型設(shè)備設(shè)計計算 170
四、非標設(shè)備的設(shè)計 228
五、編制工藝設(shè)備一覽表 230
六、采用Aspen Plus軟件進行工藝流程的物料衡算和能量衡算 232
七、小結(jié)與展望 247
思考題 247
第五章  工藝設(shè)備選型 248
節(jié)  輸送、清理、粉碎、打漿與磨漿設(shè)備的選型 248
一、輸送設(shè)備的選擇 248
二、清理設(shè)備的選擇 263
三、粉碎設(shè)備的選擇 267
四、打漿和磨漿設(shè)備的選擇 273
第二節(jié)   微生物好氧、厭氧發(fā)酵設(shè)備及酶反應(yīng)器的選型 276
一、好氧發(fā)酵罐設(shè)備的選擇 276
二、厭氧發(fā)酵罐設(shè)備的選擇 280
三、固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器的選擇 283
四、酶反應(yīng)器的選擇 286
第三節(jié)  過濾分離、離心分離、膜分離設(shè)備的選型 289
一、過濾分離、離心分離設(shè)備選型 290
二、膜分離設(shè)備選型 301
第四節(jié)  萃取、離子交換、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、干燥、篩分設(shè)備的選型 306
一、萃取設(shè)備選擇原則 306
二、離子交換設(shè)備的選擇 314
三、蒸發(fā)濃縮設(shè)備的選擇 315
四、結(jié)晶設(shè)備的選擇 323
五、干燥設(shè)備選擇原則 328
六、篩分設(shè)備選擇 331
第五節(jié)  混合、成型、包裝、計量設(shè)備的選型 331
一、混合設(shè)備的選擇 331
二、成型設(shè)備的選擇 339
三、包裝設(shè)備的選擇 344
四、計量設(shè)備的選擇 358
第六節(jié)  廢水處理、廢氣處理設(shè)備的選型 358
一、廢水處理設(shè)備選擇原則 358
二、廢氣處理設(shè)備選擇原則 365
思考題 369
參考文獻 370