发酵工厂设计概论复习题含答案.docx

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发酵工厂设计概论复习题含答案

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发酵工厂设计概论复习题

考试形式：

填空15个（15分），名词解释5个（20分），简答题7个（35分），综合题（计算题和画图题）2个（30分）。

一、名词解释

1、基本建设程序:

指基本建设项目在整个建设过程中各项工作必须遵循的先后顺序。

2、设计任务书：

一个指令性的文件，是确定基础建设项目，编制设计文件的主要依据。

3、初步设计：

在下达的设计任务书或与建设单位签署的设计合同基础上，确定全厂设计原则、设计标准和重大技术问题。

4、厂区总平面图：

亦称“总体布置图”，按一般规定比例绘制，表示出厂内各建筑物，构筑物、间距以及道路网、绿化、管网等准确位置及标高。

6、周边式布置:

基于厂址四周情况与城市规划的需要,将生产车间环绕厂区周边,首先从大门处开始布置,逐一带起辅助部门与动力部门,相随着布置,此称为周边式布置.

5、区带式布置：

在厂区划分的前提下,保证区域功能分明的特点,以主要生产车间的定位布置,带起辅助车间和动力车间的逐一布置.

7、物料流程图：

是一种以图形和表格结合的形式，反映设计计算结果，表达各车间内部工艺物料流程的图样。

8、工艺流程图：

是用来表达工艺生产流程的图样。

用图表符号形式，表达产品通过工艺过程中的部分或全部阶段所完成的工作

9、带控制点工艺流程图：

是表示全部工艺设备、物料管道、设备附件以及工艺和自控仪表的图例、符号等的一种工艺流程图。

10、厂区利用系数：

11、物料衡算：

指根据物料守恒定律，凡引入某一系统或设备的物料质量必等于所得到的产物质量和物料损失量之和。

12、热量衡算：

当物料经物理或化学变化时，如果其动能、位能或对外界所作之功，对于总能量的变化影响甚小可以忽略时，能量守恒定律可以简化为热量衡算

13、通用设备：

泵、风机等各行各业都可以使用的设备称为通用设备。

14、标准设备：

指某件设备用途单一，性能广泛。

即为做某件事所需要的设备，而它的功能可完成其他同类设备的要求

16、非标准设备：

指生产车间中除专业设备和通用设备之外的、用于与生产配套的贮罐、中间料池等设备和设施。

17、柱网：

柱子的纵向和横向定位轴线垂直相交，在平面上排列所构成的网格线，称为柱网

18、柱距：

柱距是由横向定位轴线间的尺寸表示的

19、跨度：

跨度是由纵向定位轴线间的尺寸表示的，跨度在18m和18m以下时，应采用3m的倍数，跨度在18m以上时，应采用6m的倍数。

20、设备布置图：

设备布置图是用来表示设备与建筑物、设备与设备之间的相对位置，并能直接指导设备的安装的重要技术文件。

21、相对标高：

相对标高是把室内首层地面高度为相对标高的零点，用于建筑物施工图的标高标注。

22、GMP：

药品生产管理规范，是药品生产质量管理的基本准则，适用于药品制剂生产的全过程和原料药生产中影响成品质量的关键工序。

23、公称直径：

管子的公称直径是指管子的名义直径，即不是管子内径，也不是它的外径，而是与管子的外径相近又小于外径的一个数值。

24、公称压力：

通称压力，一般应大于或等于实际工作的最大压力。

25、清洁生产：

是实现可持续发展战略的需要，它彻底改变了过去被动的、滞后的污染控制手段，从根本上扬弃了末端治理的弊端，强调在污染产生之前就予以削减，即在产品及其生产过程并在服务中减少污染物的产生和对环境的不利影响。

二、填空题

1、生物工程工厂生产车间一般由生产部分、辅助部分、生活行政部分等部分组成。

2、厂房的框架结构是由横梁和立柱组成。

3、生物制药的车间布置设计必须达到药品生产质量管理规范（GMP）对洁净厂房的要求。

4、空气洁净的含义，其一是指洁净空气，其二是指空气净化。

5、生物工程工厂建筑物按厂房的层数分类，可分为单层、多层和层次混合厂房三类，主要由生产工艺特点和工艺设备布置要求所决定。

6、生物工程工厂厂房外形一般有长方形、L型、T型、E型和II型等数种。

7、生物工程工厂常用的管材有钢管、铸铁管、有色金属管、非金属管。

8、管道布置设计主要依据是带控制点的工程流程图、设备布置图、土建图、有关配管规范等。

9、按锅炉燃用的燃料可分为：

、和。

三、问答：

1、基本建设程序包括哪些内容？

（1）、可行性研究，即对建设项目在投资决策前进行技术经济论证。

（2）、计划任务书，又称设计任务书，是确定基本建设项目、编制设计文件的依据。

　　（3）、建设地点的选择，按项目隶属关系，由主管部门组织勘测、设计等单位和所有相关部门共同进行。

　　（4）、编制设计文件、设计概算及审批设计文件。

　　（5）、建设准备，即进行工程补充勘测与组织设计文件的编审、落实施工材料、施工力量、施工条件等。

　　（6）、计划安排，建设项目必须有经过批准的初步设计和总预算，进行综合平衡后，才能列入年度计划。

　　（7）、组织施工，建设项目必须列入国家或省、市级年度计划，做好建设准备后，才能开工。

　　（8）、生产准备，以使基本建设项目部分或全部早日投产。

　　（9）、竣工验收、交付生产或使用。

2、简述新建工厂的基本建设阶段及其内容。

按项目的内在联系和发展过程，建设程序一般包括：

（1）、建设前期的工作程序，其主要内容有项目申请阶段和初步设计阶段等；

（2）、建设期的工作程序，主要包括开工建设、单项工程验收、试生产、主管部门验收和移交生产等；

（3）、交付使用期的工作程序，主要内容是设计单位进行回访总结、资料存档等工作。

3、简述可行性研究的任务内容和意义。

任务：

根据三级经济规划（包括国家、地区与行业的）要求或根据市场经济的要求，对拟建（扩、改建）工程项目的技术性、经济性和工程实施性，进行全面调查、预测、分析和论证，做出是否合理可行的科学评价，最后，写出可行性研究报告，为对项目做出决策提供可靠依据。

意义：

可行性研究实质是对投建的工程项目，进行全面的技术经济分析，从而避免和减少建设项目决策的失误，提高建设投资的综合效益，是决定项目投资命运的关键。

如果没有可行性研究，或者有研究但不深入、分析预测不准确、经济评价不科学，都会对项目的投资与投产带来难以弥补的经济损失。

4、什么是初步设计？

初步设计的内容和成果分别包括哪些？

初步设计：

是在下达的设计任务或与建设单位签署的设计合同基础上，确定全厂设计原则，设计标准，设计方案和重大技术问题。

初步设计的内容包括总图、运输、工艺、土建、电力、照明、采暖、通风、空调、给排水、动力及设计概算等。

初步设计的成果是设计说明书和设计图纸。

5、初步设计的步骤？

（1）选择并确定生产工艺流程，确定技术经济指标

（2）进行生产工艺的各种计算

（3）设备的选型和计算，确定生产设备的规格和台数

（4）车间设备布置设计

（5）向配套专业提出设计要求和有关资料

（6）正式绘制车间设备布置图，工艺流程图，编制设备和主要材料估算表

（7）编写初步设计有关生产工艺部分的文件

6、厂址选择的总原则？

（1）厂址选择必须符合工业布局、符合所在地区、城市规划要求，按照国家法律、法规及建设前期工作的规定进行。

（2）充分利用各地区的有利条件，避开或克服不利条件；充分利用当地的人力、物力、财力和自然资源，保护环境；节约用地，不占用良田，并符合国家现行土地管理、环境保护等法规有关规定。

尽量远离风景游览区和自然保护区，不污染水源，有利于三废处理，并符合现行环境保护法规规定。

（3）使企业接近原料、能源产地和产品消费区，消除不合理运输;总体经济效益好，有利于加快国家经济发展和人民生活的提高。

7、工厂内道路有哪些布置形式？

（1）一种是循环式布置即道路为环绕厂房建、构筑物的闭合系统的道路网，并保证物流人流的运输方便、安全、高效以及消防要求。

（2）另一种是道路不兜环、各有分散终点的分散式布置。

其特点是在终点端设置回车场，以便车辆调头。

8、生物发酵工厂常有哪些车间组成？

（1）.生产车间

（2）.辅助车间（3）.动力车间（4）.行政部门

（5）.绿化区域（6.）道路及运输设施和各类地上、地下工程网（7.）三废治理

9、工厂总平面设计包括哪些内容。

包括五方面：

平面布置设计、竖向设计、运输设计、管线综合布置、绿化布置。

10、简述工艺流程图的设计原则和设计步骤。

原则：

（1）保证产品质量符合国家标准

（2）尽量采用成熟的、先进的技术和设备。

（3）实施清洁生产，有完善的三废治理措施，以减少或消除对环境的污染并做好三废回收和综合利用。

（4）确保安全生产，以保证人身和设备的安全。

（5）生产过程尽量采用机械化和自动化，实现稳产、高产。

步骤：

（1）生产工艺流程示意图；

（2）生产工艺流程草图；（3）生产工艺流程图；

11、简述生产工艺流程设计的三个阶段。

（1）生产工艺流程示意图；

（2）生产工艺流程草图；

（3）生产工艺流程图；

12、简述物料衡算的方法和步骤。

（1.）弄清题意和计算的目的要求

（2）.绘出物料衡算流程示意图（3）、写出生物反应方程式（4）、收集设计基础数据和有关物化常数（5）确定工艺指标及消耗定额等（6.）选定计算基准。

（7.）由已知数据进行物料衡算（8）.校核与整理计算结果，列出物料衡算表。

（9.）绘出物料流程图

13、设备标注方法和管道标注方法。

（见课本P49-52）

设备的标注：

①标注内容：

在图上标注位号和名称②标注方式：

设备的位号和名称一般标注在相应的设备上方或者下方并且各设备在横向之间的标注方式应基本排成一行。

14、车间布置设计的任务？

确定车间火灾危险类别、爆炸和火灾危险性场所等级、GMP洁净度等级、卫生等级等

确定车间的结型式及主要尺寸，并对生产区、辅助区、行政生活区位置进行布局；

确定车间所有设备在车间建筑平面和空间的相对位置。

15、车间布置设计的内容？

（1）厂房整体布置和轮廓设计

厂房边墙的轮廓、车间建筑的轮廓、跨度、柱距等；门窗楼梯的位置；吊装孔、预留孔、地坑等位置尺寸；标高

（2）设备的排列和布置

设备外形的几何轮廓；设备的定位尺寸；操作台位置及标高

（3）车间附属工程设计

配电室、汽配室、空气压缩室、化验室、储藏室等

生活用房配置，办公室，会议室等

（4）车间布置说明

16、车间布置设计的原则？

符合生产工艺的要求；符合生产操作的要求；符合设备安装、检修的要求；符合厂房建筑的要求；符合建设投资的要求；符合安全、卫生和防腐蚀的要求；

符合生产发展的要求。

17、设备布置露天化或半露天化的优点？

可以节约大量建筑面积，从而节约大量基本建设投资；

节约土建施工工程量，从而加快基本建设进度；

将有毒物质的设备、具有火灾、爆炸危险的的设备露天化或半露天化，可节约厂房通风设备及动力，降低厂房防火、防爆等级，降低生产费用和厂房造价；

对厂房的改建、扩建，增加灵活性。

18、管道设计与布置的步骤？

（任写不少于5项）

（1）选择管道材料；

（2）选择介质的流速；（3）确定管径；（4）确定管壁厚度；（5）确定管道连接方式；（6）选阀门和管件；（7）选管道的热补偿器；（8）绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择；（9）管道布置；（10）计算管道的阻力损失；（11）选择管架及固定方式；（12）确定管架跨度；（13）选定管道固定用具；（14）绘制管道图；（15）编制材料汇总表；（16）确定防腐措施。

19、生物工程工厂常用的阀门及其特点？

（任写不少于5种）

（1）旋塞旋塞具有结构简单，外形尺寸小，启闭迅速，操作方便，管道阻力损失小的特点。

（2）截止阀具有操作可靠，容易密封，容易调节流量和压力。

（3）闸阀阻力小，没有方向性，不易堵塞，适用于不沉淀物料管线安装用。

（4）隔膜阀结构简单，密封可靠，便于检修，流体阻力小，通用于输送酸性介质和带悬浮物质流体的管道，特别适用于发酵工业，但所采用的橡皮隔膜应耐高温。

（5）球阀结构简单，体积小，开关迅速，阻力小，常用于发酵罐的配管中。

（6）针形阀能精确的控制流体流量，在生物工程工厂中主要用于取样管道上。

（7）止回阀止回阀靠流体自身的力量开闭，不需要人工操作，其作用是阻止流体倒流。

（8）安全阀在锅炉、管道和各种压力容器中，为了控制压力不超过允许数值，需要安装安全阀。

（9）减压阀减压阀的作用是自动地将外来较高压力的介质降低到需要压力。

（10）疏水器排除加热设备或蒸汽管线中的蒸汽凝结水，同时能阻止蒸汽的泄露。

（11）蝶阀蝶阀又称翻板阀。

结构简单，外形尺寸小，是用一个可以在管内转动的圆盘（或椭圆盘）来控制管道启闭的。

蝶阀不易和管壁严密配合，密封性差，只适用于调节流量，不能用于切断管路。

20、车间管道布置设计的原则？

（任写不少于5项）

（1）管道布置首先应满足生产需要和工艺设备的要求，便于安装、检修和操作管理。

（2）尽可能使管线最短、阀门最少。

（3）车间内管道一般采用明线敷设，安装费用低，检修安装方便，操作人员容易掌握管道的排列和操作。

（4）管径大的、常温的、支管少的、不长检修的和无腐蚀性介质的管道靠墙；管径小的，热力管道、常检修的支管多的和有腐蚀性介质管道靠外。

（5）管道穿过楼板、墙壁时，应预先留孔，穿过楼板或墙壁的管道，其法兰和焊口菌不得位于楼板或墙壁之中。

（6）易堵塞管道在阀门前接上水管或压缩空气

（7）管道应避免经过电动机或配电板的上空，以及两者的邻近。

（8）输送腐蚀性介质管道的法兰不得位于通道上空；与其它介质管道并列时，应保持一定距离，且略低。

（9）阀门和就地仪表的安装高度应满足操作和检查的方便。

如阀门位置过高，可接长阀杆，使开关手轮或手柄位于适当操作的位置。

21、管道布置图的内容？

一组视图按正投影原理，画一组平、立面剖视图，表达整个车间的设备、建筑物简单轮廓以及管道、管件、阀门、控制点等的布置情况。

尺寸和标注注出管道及有些管件、阀门控制点等的平面布置尺寸和标高，对建筑物轴线编号、设备位号、管段序号、控制点代号等进行标注。

分区简图表明车间分区的简单情况。

方位标表示管道安装方位基准。

标题栏注写图名、图号、设计阶段等。

22、生物工程工厂电力负荷的分级？

（1）一级负荷是指突然中断供电时，即造成人身死亡、重大设备损坏，或给国家经济带来重大损失者。

（2）二级负荷突然停电将产生大量废品，或停产造成经济上较大损失者

（3）三级负荷凡不属于一、二级负荷者。

四、画图题

（1）一段长10m、DN50的物料管道，管道物料流向提取车间，距地面标高为5m，管道初端安装有一段法兰板连接的截止阀，末端连有一法兰连接的止回阀，物料由截止阀端流向止回阀端，坡度为i=0.003。

请根据以上数据绘制出管道图，并做好相应的管道标注和尺寸标注。

（2）绘制一单层车间平面图，要求车间长60m，宽30m，跨度为15m，柱距为6m，并作出相应的尺寸标注及定位轴线标示；在车间内绘制直径为3m的发酵罐两个，罐与罐之间距离为2000mm，罐边与北墙线距离为6000mm，与西墙线距离为3000mm，并注明设备名称；南墙线中心处绘制1800mm的门，并注明；车间地面要求作出零点标高标示？

（绘图比例自选）

第一章基本建设程序

1、建设程序三阶段（建设前期、建设期、交付使用期）

2、项目申请报告主要内容.

项目申报单位情况、拟建项目情况、建设用地及相关计划、资源利用和能源用分析、生态环境影响分析、经济和社会效益分析、建设与实施、结论与建议、有关附件。

3、可行性研究的任务；可行性研究的意义；可行性研究的内容（掌握5条以上）。

4、设计任务书定义。

是一个指令性的文件，是确定基础建设项目，编制设计文件的主要依据。

5、初步设计的定义、依据、主要内容和成果。

第二章

1、厂址选择的总原则。

2、厂址选择的三个阶段。

（准备阶段、现场勘查阶段、厂址选择报告编写阶段）

3、总平面设计：

定义、任务、重要性、内容、原则和要求（掌握5条以上）。

4、工厂组成、厂区划分。

组成：

生产车间、辅助车间、动力车间、行政部门、绿化区域、三废治理

划分：

厂前区、生产区、厂后区、左右两侧区。

5、总平面布置得形式分类。

（总平面水平向布置、总平面竖向布置、联合式布置）

6、工厂内道路布置形式。

（循环式、终端式）

第三章

1、生产工艺流程设计三阶段。

生产工艺流程示意图/草图/流程图、

2、工艺流程设计原则。

3、生产工艺流程示意图作用。

是定型的表明原料变成产品的路线和顺序以及应用的过程及设备。

4、工艺流程图分类。

（物料平衡图、物料流程图、带控制点工艺流程图）

5、全厂总工艺流程图（物料平衡图）、物料流程图、带控制节点流程图定义。

6、设备和管道标注。

第四章

1、物料衡算方法和步骤。

2、物料衡算例子（重点啤酒和味精物料衡算）。

3、热量衡算方法和步骤。

（1）画出单元设备的物料流向及变化的示意图

（2）分析物料流向及变化写出热量衡算式

（3）搜集数据（4）确定合适的计算基准（5）进行具体的热量计算

（6）有关热量衡算值得注意的问题

第五章

1、设备设计与选型原则（掌握5条以上）。

（1）保证工艺流程实施的安全可靠

（2）经济上合理，技术上先进（3）投资省、耗材少，加工方便，易采购（4）运行费用低，水电气消耗少（5）考虑生产波动与设备平衡，留有一定的余地。

（6）考虑设备故障及检修备用

2、会计算发酵工厂生产能力、发酵罐数量和主要尺寸（直径）。

3、常用泵种类、气体运输设备、固体物料运输设备。

泵种类：

离心式（常用）、轴流式、旋涡式、活塞式、日转式

常用气流运送设备：

低压空气压缩机、送风机、真空泵、高压压缩机（很少用）。

固体物料运输设备：

带式输送机、斗式提升机、螺旋输送机。