2m3谷氨酸发酵罐设计
推荐-2立方米谷氨酸发酵罐设计 精品

生物工程设备课程设计200m3谷氨酸发酵罐设计院系:生物与化学工程学院专业:生物工程班级:学号:姓名:指导老师:日期:20XX年5月11日生物反应工程与设备课程设计任务书—机械搅拌生物反应器设计一、课程教学目标生物反应工程与设备课程设计是生物工程专业一个重要的、综合性的实践教学环节,要求学生综合运用所学知识如生化反应工程与生物工程设备课程来解决生化工程实际问题,对培养学生全面的理论知识与工程素养,健全合理的知识结构具有重要作用。
在本课程设计中,通过生化过程中应用最为广泛的设备,如机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、动植物细胞培养反应器,蒸发结晶设备、蒸馏设备等的设计实践,对学生进行一次生化过程发酵设备设计的基本训练,使学生初步掌握发酵设备设计的基本步骤和主要方法,树立正确的设计思想和实事求是,严肃负责的工作作风,为今后从事实际设计工作打下基础。
二、课程设计题目设计200m3谷氨酸机械搅拌通风反应器三、课程设计内容1、设备所担负的工艺操作任务和工作性质,工作参数的确定。
2、容积的计算,主要尺寸的确定,传热方式的选择及传热面积的确定。
3、动力消耗、设备结构的工艺设计。
四、课程设计的要求课程设计的规模不同,其具体的设计项目也有所差别,但其基本内容是大体相同,主要基本内容及要求如下:1、工艺设计和计算根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算,热量衡算,主体设备工艺尺寸计算和简单的机械设计计算,汇总工艺计算结果。
主要包括:(1)工艺设计①设备结构及主要尺寸的确定(D,H,HL ,V,VL,Di等)②通风量的计算③搅拌功率计算及电机选择④传热面积及冷却水用量的计算(2)设备设计①壁厚设计(包括筒体、封头和夹套)②搅拌器及搅拌轴的设计③局部尺寸的确定(包括挡板、人孔及进出口接管等)④冷却装置的设计(包括冷却面积、列管规格、总长及布置等)2、设计说明书的编制设计说明书应包括设计任务书,目录、前言、设计方案论述,工艺设计和计算,设计结果汇总、符号说明,设计结果的自我总结评价和参考资料等。
年产6万吨味精厂谷氨酸机械搅拌通风发酵罐设计

生物工程与设备课程设计说明书年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计专业班级:生物工程作者学号:201106011158作者姓名:张晓勇指导老师:王君高王兰芝设计日期:2013年6月18日至2013年6月21日山东轻工业学院课程设计任务书食品与生物工程学院11 级生物工程专业学生张晓勇题目:年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计一、主要内容:1、物料恒算,计算发酵罐总容积;2、求发酵罐个数,取单罐公称容积200m3;3、公称容积200m3发酵罐设计(罐体尺寸、壁厚、搅拌器类型选择及尺寸设计、搅拌功率计算、搅拌轴直径计算、冷却面积计算与设计)二、基本要求1、编写计算设计说明书(有前言、设计参数、物料恒算、发酵罐工艺设计,设计体会)2、用CAD绘出发酵罐结构图。
三、设计参数1、糖酸转化率61%2、发酵产酸水平11%3、发酵周期32小时4、发酵罐充满系数为0.75、味精分子式187.13(C5H8NO4Na).H2O6、谷氨酸分子式147.13(C5H9NO4)7、谷氨酸密度取1.553g/cm3 8、残还原糖0.8%,干菌体1.7%9、谷氨酸提取率97.5%。
10、谷氨酸生产味精精制率为125%11、空罐灭菌压力0.25MPa 12、年工作日安330天计算四、主要参考资料〔1〕郑裕国《生物工程设备》化学工业出版社2007〔2〕高孔荣《发酵设备》轻工业出版社1991.10〔3〕梁世中《生物工程设备》轻工业出版社2002.2〔4〕化工设备设计全书编辑委员会编《搅拌设备设计》上海科学技术出版社1985〔5〕吴思方《发酵工厂工艺设计概论》中国轻工业出版社2007(6)化工工艺设计手册(7)于令信《味精工业手册》(8)张克旭《氨基酸发酵工艺学》轻工业出版社完成期限:自2013年6月18 日至2012 年 6 月21日指导教师:王君高王兰芝教研室主任:一、计算设计说明书前言机械搅拌式发酵设备和技术在整个制药、生物产品的开发过程中起着特别重要的作用。
m3谷氨酸发酵罐设计

江西科技师范学院生物工程专业《化工原理课程设计》说明书题目名称 2m3 产谷氨酸发酵罐的设计专业班级 2009 级生物工程(1)班学号学生姓名唐盼阙素云周婷指导教师常军博士2011 年 10 月 31 日目录一、设计方案的确定 (1)谷氨酸的生产工艺流程 (1)生产原料 (1)发酵菌株 (2)培养基的制备 (2)二、发酵罐主体设计计算 (2)发酵罐主要条件及主要技术指标 (2)罐体选型、几何尺寸的确定、罐体主要部件尺寸的设计计算 (3)发酵罐的选型 (3)发酵罐容积的确定 (3)发酵罐装液量的确定 (4)冷却装置的设计 (4)罐体选料 (5)罐体壁厚 (5)封头壁厚计算 (5)夹套直径 (6)挡板的设计 (6)搅拌器的设计 (6)搅拌器的计算 (6)搅拌轴功率的计算 (7)管道设计 (9)通风管管径计算 (9)进出物料管 (9)冷却水进出口管径 (10)管道接口 (10)仪表接口 (10)三、其他附件选型 (10)四、附录及图纸 (11)附录1计算结果汇总表 (11)附录2计算结果汇总表 (12)五、总结 (13)六、参考文献及资料 (14)一、设计方案的确定谷氨酸的生产工艺流程谷氨酸的生产主要包括以下工作:谷氨酸发酵的原料处理和培养基的配制;子培养;发酵工艺条件的控制;谷氨酸提取;谷氨酸的精制。
发酵法生产谷氨酸的工艺流程如下:图1 谷氨酸生产工艺流程图生产原料谷氨酸生产时发酵原料的选择原则:首先考虑菌体生长繁殖的营养;考虑到有利于谷氨酸的大量积累;还要考虑原料丰富,价格便宜;发酵周期短,产品易提取等因素。
目前谷氨酸生产上多采用尿素为氮源,采用分批流加,以生物素为生长因子。
国内大多数厂家用淀粉为发酵原料,主要有玉米、小麦、甘薯、大米等,其中甘薯的淀粉最为常用。
少数厂家用糖蜜为发酵原料,主要有甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜。
发酵菌株现有谷氨酸生产菌分属于棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属及节杆菌属。
目前工业上应用的谷氨酸产生菌有谷氨酸棒状杆菌、乳糖发酵短杆菌、散枝短杆菌、黄色短杆菌、噬氨短杆菌等。
谷氨酸发酵设计任务书

长江大学课程设计任务书学院(系)生命科学学院专业生物工程班级学生姓名指导教师/职称夏帆/高级工程师1.设计题目:年产***万吨谷氨酸发酵车间设计2.设计起止时间:2010年11月18日~2010年12月20日3.设计所需资料及原始数据(指导教师选定部分)①《发酵工厂工艺设计概论》②厂址自然资源条件③谷氨酸生产工艺④谷氨酸生产主要技术经济指标4.设计应完成的主要内容(1)工艺流程的选择、设计及论证。
(2)物料、热量衡算。
(3)车间的设备选型和设备计算(4)工厂总平面图绘制、车间平面布置图绘制5.设计的目标及具体要求目标:设计年产***万吨谷氨酸发酵车间、工艺先进、节能降耗具体要求:本设计在确定工艺流程和选择设备时,在工艺上力求其合理性和先进性,在设备上尽量选用先进的生产设备,做到技术上先进,生产过程机械化、自动化,减轻繁重的体力劳动,提高劳动生产率。
尽量采用已成熟的生产技术和设备,使建厂后即能顺利投产,并能达到设计能力。
经济上合理,因地制宜,管理方便,合理降低能耗,保护环境。
6、完成设计所需的条件及上机时数要求①工具书《发酵工厂工艺设计概论》;《化工原理》;《AutoCAD2002应用程序》;《白酒工业手册》;《酿酒工艺与设备选用手册》。
②资料来源图书馆,中国期刊网(CNKI),Springer外文期刊网,指导老师提供③设计基础(1)认真学习了《发酵工厂工艺设计概论》,并了解工厂车间设计的基本步骤和方法。
(2)仔细研究了所查阅的资料并进行整理分类。
(3)指导老师提供一些基础资料。
任务书批准日期年月日教研室(系)主任(签字)任务书下达日期年月日指导教师(签字)完成任务日期年月日学生(签名)。
年产三万吨谷氨酸的发酵罐设计与选型

年产3万吨谷氨酸发酵罐设计目录第一章前言第二章谷氨酸发酵罐的主要技术指标第三章谷氨酸生产工艺流程及计算3.1谷氨酸生产原料及处理3.2谷氨酸生产工艺流程图第四章谷氨酸发酵罐的总物料衡算4.1谷氨酸生产的工艺技术指标4.2谷氨酸发酵车间的物料衡算4.3三万吨谷氨酸发酵车间的物料衡算结果表第五章谷氨酸发酵罐的设计与选型5.1谷氨酸发酵罐空管灭菌蒸汽用量5.2发酵罐的选型5.3生产能力、数量和容积的确定5.4主要尺寸的计算5.5冷却面积的计算5.6搅拌器计算5.7搅拌轴功率的计算5.8设备结构的工艺计算5.9设备材料的选择5.10发酵罐壁厚的计算5.11接管设计5.12支座选择选用裙式支座第六章发酵罐的设计图第一章前言谷氨酸是一种氨基酸, 其用途非常广泛,可用于食品、医学、化妆品等,它是非人体所必需氨基酸,但它参与许多代过程,因而具有较高的营养价值,在人体,谷氨酸能与血氨结合生成谷氨酰胺,解除组织代过程中所产生的氨毒害作用,可作为治疗肝病的辅助药物,谷氨酸还参与脑蛋白代和糖代,对改进和维持脑功能有益。
另外,众所周知的谷氨酸钠盐即味精有很强烈的鲜味,是重要的调味品。
第二章谷氨酸发酵罐的主要技术指标根据常识,一个良好的发酵罐应满足下列要求:①结构严密,经得起蒸汽的反复灭菌,壁光滑,耐腐性好,以利于灭菌彻底和减小金属离子对生物反应的影响;②有良好的气-液-固接触和混合性能以及高效的热量、质量、动量传递性能;③在保持生物反应要求的前提下,降低能耗;④有良好的热量交换性能,以维持生物反应最是温度;⑤有可行的管道比例和仪表控制,适用于灭菌操作和自动化控制。
本论文设计原理是基于强化传质、传热等操作,将生物体活性控制在最佳状态,降低总的操作费用。
另外,发酵罐部状态也是不可忽视的影响因素。
初步确定主要技术指标如表1所示。
表1主要技术指标第三章谷氨酸的生产工艺流程3.1谷氨酸原料的处理3.1.1谷氨酸生产糖蜜预处理的目的是为了降低生物素的含量。
谷氨酸发酵罐的设计(1)

,
以 下均 以 我 厂
发酵
远 远超 出 了环 境 保 护 法 的 规 定
度 不够 精确
然 噪音 低
,
且 因 加 工精
,
根据 压 力 容 器 受 内压 容 器 的 设
。 ‘
,
因 此 维 修频 繁
,
。
进 口 减 速机 虽
,
但价 格 昂 贵
且备 件 购 买 不 便
,
二 声一 二 井石 一 一一 云 十 乙 」 甲一
从 而 使 罐 内能 保持 一 定 的适 合微
。
若 下 档 用 六 弯叶
断 地 向下 压
,
,
用 以打 碎 空 气 泡
,
,
而上 档
改成 螺旋 浆 推 进 式搅拌 器 发 挥 出来
,
将上 而 的 液 体 不
生 物 生 长 的 温度
谷 氨 酸 发 酵 罐 通 常采 用 罐
,
从 而使搅 拌 叶 的 搅 拌 效果充分
长 所消 耗 的 氧
的 时间越 长
,
筒 体越 长
氧在 筒 体 中 停 留
,
则 不仅增 加 了 冷 却 面 积
,
。
满 足 了 谷氨 酸
溶氧 就越充 分
,
但 筒 体长
,
,
压
,
发 酵 的 工艺要 求
的 作用
同 时 对 筒体 也 起 到 了 加 强
。
缩 空 气 的 压 力 要 求 就越 高
均 匀混合
,
顶料 与 底 料 不 易 操作 不 便
以满 足 微 生 物 发 酵 过 程 甲 对 氧 的
内装 冷 却 列 管 的 方 担
在 南 方 由于 夏 季 温 度
2m3谷氨酸发酵罐设计

2m3⾕氨酸发酵罐设计江西科技师范学院⽣物⼯程专业《化⼯原理课程设计》说明书题⽬名称2m3 产⾕氨酸发酵罐的设计专业班级2009 级⽣物⼯程(1)班学号学⽣姓名唐盼阙素云周婷指导教师常军博⼠2011 年10 ⽉31 ⽇⽬录⼀、设计⽅案的确定1⾕氨酸的⽣产⼯艺流程1⽣产原料1发酵菌株1培养基的制备2⼆、发酵罐主体设计计算2发酵罐主要条件及主要技术指标2罐体选型、⼏何尺⼨的确定、罐体主要部件尺⼨的设计计算3发酵罐的选型3发酵罐容积的确定 3发酵罐装液量的确定3冷却装置的设计3罐体选料4罐体壁厚4封头壁厚计算5夹套直径5挡板的设计5搅拌器的设计5搅拌器的计算5搅拌轴功率的计算 6管道设计8通风管管径计算8进出物料管8冷却⽔进出⼝管径 8三、其他附件选型9四、附录及图纸10附录1计算结果汇总表10附录2计算结果汇总表10五、总结11六、参考⽂献及资料12⼀、设计⽅案的确定⾕氨酸的⽣产⼯艺流程⾕氨酸的⽣产主要包括以下⼯作:⾕氨酸发酵的原料处理和培养基的配制;⼦培养;发酵⼯艺条件的控制;⾕氨酸提取;⾕氨酸的精制。
发酵法⽣产⾕氨酸的⼯艺流程如下:图1 ⾕氨酸⽣产⼯艺流程图⽣产原料⾕氨酸⽣产时发酵原料的选择原则:⾸先考虑菌体⽣长繁殖的营养;考虑到有利于⾕氨酸的⼤量积累;还要考虑原料丰富,价格便宜;发酵周期短,产品易提取等因素。
⽬前⾕氨酸⽣产上多采⽤尿素为氮源,采⽤分批流加,以⽣物素为⽣长因⼦。
国内⼤多数⼚家⽤淀粉为发酵原料,主要有⽟⽶、⼩麦、⽢薯、⼤⽶等,其中⽢薯的淀粉最为常⽤。
少数⼚家⽤糖蜜为发酵原料,主要有⽢蔗糖蜜、甜菜糖蜜。
发酵菌株现有⾕氨酸⽣产菌分属于棒状杆菌属、短杆菌属、⼩杆菌属及节杆菌属。
⽬前⼯业上应⽤的⾕氨酸产⽣菌有⾕氨酸棒状杆菌、乳糖发酵短杆菌、散枝短杆菌、黄⾊短杆菌、噬氨短杆菌等。
⽬前国内各味精⼚所使⽤的⾕氨酸⽣产菌主要有(1)纯齿棒状杆菌及其(2)天津短杆菌T613及其诱变株FM-415、CMTC6282、诱变株B9、B9-17-36、F-263等菌株;S9114等菌株;(3)北京棒杆菌及其诱变株D110等菌株。
发酵罐设计计算20151114

最大热负荷下耗水量W大=Q大/(c*Δt)(kg/hr)
Δt(℃) 水比热C(kcal/kg.℃) 冷却水流速v1.5~3m/s,取 冷却水管总截面积S(m2)=W/v 进水总管直径d总=√(S/π/4)(m) 取d总=100mm,φ108*4
9.1.1.5.1内蛇管 选冷拔无缝钢管GB8163-88 取冷却管竖直蛇管组数n 冷却蛇管直径d0(m)=√(S/n/(π/4)) 取d0=40mm,φ45*2.5 冷却管总长L=A/A0=A/(πd0)(m) 外加连接管(m)
10 0.5 9.424777961 48.04750063
5.5
1.125 0.9
2.025 1.6875
4.6125
57585.9375
1050 0.05 130
9.1.1.6.1不通气搅拌功率 底层弯叶涡轮搅拌功率准数Np1 中间及上层平叶旋桨搅拌功率准数Np2,3 底层弯叶涡轮搅拌功率P1=Np1*n3*d5*ρ/1000(kw) 中间及上层平叶旋桨搅拌功率P2,3=Np2,3*n3*d5*ρ/1000(kw) 校正系数f=1/3√((D/d)*(HL/d)) 底层弯叶涡轮校正搅拌功率P1*(kw) 中间及上层平叶旋桨校正搅拌功率P2,3*(kw) 搅拌桨层数m 中间及上层平叶旋桨校正总搅拌功率P2,3m(kw)=P2,3*(1+0.6 (m-1)) ΣP=P1*+P2,3m(kw)
9设备计算及选型 9.1设备衡算 如无特别说明,设备均采用不锈钢材质
9.1.1发酵罐 9.1.1.1发酵罐的选型 公称容积V0(m3)=Vc+Vd=(π/4)*H*D2+(π/24)D3=((π /4)*(H/D)+0.13)D3 髙径比H/D D(m) H(m) 圆整D(m) 圆整H(m) ha封头椭圆高(m) hb封头直边高度(m) 封头高(m)=ha+hb 封头容积Vd(m3) 直筒部分容积Vc(m3) 验算公称容积V0(m3)=Vc+Vd 验算全容积V(m3)=V0+Vd 符合设计要求,可行。 计算后的公称容积 (m3)取 计算后的全容积 (m3)取 人孔取 视镜取 支座采取
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江西科技师范学院生物工程专业《化工原理课程设计》说明书题目名称2m3 产谷氨酸发酵罐的设计专业班级2009 级生物工程(1)班学号学生姓名唐盼阙素云周婷指导教师常军博士2011 年10 月31 日目录一、设计方案的确定1谷氨酸的生产工艺流程1生产原料1发酵菌株1培养基的制备2二、发酵罐主体设计计算2发酵罐主要条件及主要技术指标2罐体选型、几何尺寸的确定、罐体主要部件尺寸的设计计算3发酵罐的选型3发酵罐容积的确定 3发酵罐装液量的确定3冷却装置的设计3罐体选料4罐体壁厚4封头壁厚计算5夹套直径5挡板的设计5搅拌器的设计5搅拌器的计算5搅拌轴功率的计算 6管道设计8通风管管径计算8进出物料管8冷却水进出口管径 8管道接口8仪表接口8三、其他附件选型9四、附录及图纸10附录1计算结果汇总表10附录2计算结果汇总表10五、总结11六、参考文献及资料12一、设计方案的确定谷氨酸的生产工艺流程谷氨酸的生产主要包括以下工作:谷氨酸发酵的原料处理和培养基的配制;子培养;发酵工艺条件的控制;谷氨酸提取;谷氨酸的精制。
发酵法生产谷氨酸的工艺流程如下:图1 谷氨酸生产工艺流程图生产原料谷氨酸生产时发酵原料的选择原则:首先考虑菌体生长繁殖的营养;考虑到有利于谷氨酸的大量积累;还要考虑原料丰富,价格便宜;发酵周期短,产品易提取等因素。
目前谷氨酸生产上多采用尿素为氮源,采用分批流加,以生物素为生长因子。
国内大多数厂家用淀粉为发酵原料,主要有玉米、小麦、甘薯、大米等,其中甘薯的淀粉最为常用。
少数厂家用糖蜜为发酵原料,主要有甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜。
发酵菌株现有谷氨酸生产菌分属于棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属及节杆菌属。
目前工业上应用的谷氨酸产生菌有谷氨酸棒状杆菌、乳糖发酵短杆菌、散枝短杆菌、黄色短杆菌、噬氨短杆菌等。
目前国内各味精厂所使用的谷氨酸生产菌主要有(1)纯齿棒状杆菌及其(2)天津短杆菌T613及其诱变株FM-415、CMTC6282、诱变株B9、B9-17-36、F-263等菌株;S9114等菌株;(3)北京棒杆菌及其诱变株D110等菌株。
本实验选择北京棒杆菌。
培养基的制备培养过程:斜面培养一级种子培养二级种子培养发酵罐(1)斜面培养基:葡萄糖%、牛肉膏%、蛋白胨%、氯化钠%、琼脂%、~。
(2)一级种子培养基:葡萄糖%、尿素%、KH2PO4 %、MgSO4•7H2O %、玉米浆~、。
(3)二级种子培养基:水解糖12~14%、尿素~%、玉米浆~、KH2PO4 ~%、MgSO4•7H2O %、。
(4)发酵培养基:水解糖12~14、尿素~%、玉米浆、MgSO4•7H2O %、KCl %、Na2HPO4 %、。
二、发酵罐主体设计计算发酵罐主要条件及主要技术指标根据常识,一个良好的发酵罐应满足下列要求:①结构严密,经得起蒸汽的反复灭菌,内壁光滑,耐腐性好,以利于灭菌彻底和减小金属离子对生物反应的影响;②有良好的气-液-固接触和混合性能以及高效的热量、质量、动量传递性能;③在保持生物反应要求的前提下,降低能耗;④有良好的热量交换性能,以维持生物反应最是温度;⑤有可行的管道比例和仪表控制,适用于灭菌操作和自动化控制。
表1 发酵罐主要设计条件项目及代号参数及结果备注发酵产品谷氨酸由任务书确定工作压力由任务书确定设计压力由任务书确定发酵温度(工作温度)32℃根据任务书选取设计温度150℃由工艺条件确定冷却方式夹套冷却由工艺条件确定发酵液密度 3m /kg 1080=ρ由工艺条件确定 发酵液黏度23m /s N 100.2⋅⨯=μ-由工艺条件确定罐体选型、几何尺寸的确定、罐体主要部件尺寸的设计计算 2.2.1 发酵罐的选型 选用机械搅拌通风发酵罐 2.2.2 发酵罐容积的确定 根据工艺参数和高径比确定各部几何尺寸;高径比H/D=,则H= 初步选用公称容积为2m 3酵罐。
公称体积 V -罐的筒身(圆柱)体积和底封头体积之和 全 体 积 V 0-公称体积和上封头体积之和。
封头体积设2/0=D H ,根据设计条件发酵罐的公称体积为2m 3;罐体直径D=,取整为1100mm ; 罐体总高度H==×1100mm=2750mm ;查阅文献[5],当公称直径D=1100mm 时,标准椭圆封头的曲面高度h a =275mm ,直边高度h b =25mm ,总深度为H f =300mm ,内表面积2m 398.1S =封,容积3f m 198.0V =。
则此时9546.11100/2150D /H 0==,与前面的假设相近,故可认为D=1100mm 是合适的。
发酵罐的全体积:2.2.3 发酵罐装液量的确定 设计发酵罐装料系数:取70% 发酵罐装料液体积:1v =公称容积×装料系数=2×70%=3m 冷却装置的设计因发酵罐容积小于5m3,故可以采用夹套冷却 Ⅰ 发酵产生的总热量:()h /kJ 105.3%072600018.4Q 4⨯=⨯⨯⨯=总m m21506002750H 2H H f 0=-=-=32b 020m 44.2)]1.161025.0(215.2[1.14)]D 61h (2H [D 4V =⨯+⨯+⨯⨯π=++π=302D24H D 4V π+π=Ⅱ 夹套传热系数:()()℃⋅⋅⨯=h m /kJ 250~15018.4K 2现取K=×220kJ/(m 2·h·℃) Ⅲ 平均温差:发酵温度t=32℃;水初温20~23℃,取t 1=23℃;水终温t 2=27℃,则 平均温差:Ⅳ 需冷却面积F :Ⅴ 核算夹套冷却面积:按静止液深确定夹套高度 静止液体浸没筒体高度 :液深:夹套可能实现的冷却面积为封头表标面积S 封与圆筒被液体浸没的筒体为表面积S 筒之和:夹套高度应不高于动态时的液面高度,因高于液面的传热面积,并没有起多少冷却作用。
综上,传热需要的面积F=该设计夹套能提供的冷却面积为S 夹= m 2, S 夹>F ,可满足工艺要求。
罐体选料考虑压力,温度,腐蚀因素,选择罐体材料和封头材料,封头结构、与罐体连接方式。
因糖化酶是偏酸性(pH 值为),对罐体不会有太大腐蚀,所以罐体和封头都使用16MnR钢为材料,封头设计为标准椭圆封头,因D>500mm ,所以采用双面缝焊接的方式与罐体连接。
2.4.1罐体壁厚对于带夹套的容器,应该按外牙容器计算壁厚。
考虑到冷却水压力与容器内压力又不同时存在的情况,取水压作为容器外压。
S= = ,取整5mm 。
D -罐体直径(mm ) P -耐受压强 (取 φ-焊缝系数,双面焊取[σ ]-设计温度下的许用应力(kg∙f/c m 2)(16MnR 钢焊接压力容器许用应力为150℃,℃8.627322332ln27322332t t t t ln )t t ()t t (t 2121m =--+--=-----=∆24m m 6.58.622018.4105.3t K Q F =⨯⨯⨯=∆=总()m 27.11.10.7850.198-1.4S V V H 2f 0=⨯=-=罐醪mm 57012701300H H H 0L =+=+=封20m 78.5398.172.11.114.3S DH S S S =+⨯⨯=+π=+=封封筒夹mm62.434.08.0170211004.0=+-⨯⨯⨯C 2PD +ϕσ〕〔170MPa )C -腐蚀裕度,321C C C C ++= 式中 C 1——钢板负偏差,现取C 1= C 2——为腐蚀余量,现取C 2=2mmC 3——加工减薄量,现取C 3=2.4.2 封头壁厚计算,取整为7mm 。
D -罐体直径(mm ); P -耐受压强 (取;y -开孔系数,取 ; φ-焊缝系数,双面焊取; [σ]-设计温度下的许用应力(16MnR 钢焊接压力容器许用应力为150℃,170MPa )。
2.4.3 夹套直径夹套直径与筒体直径的关系为:mm 1200100D D =+=夹 挡板的设计根据全挡板条件:式中 B -挡板宽度 B==×1100=110(mm) D -罐径D=1100mm Z -挡板数:块,取Z=6块。
搅拌器的设计 采用六弯叶涡轮式搅拌器。
2.6.1 搅拌器的计算直径:m m 36011003/1D 3/1D i =⨯== 叶片宽度: 弧长:盘径:叶弦长:搅拌器间距:底距:m m 1083603.0D 3.0h i =⨯==m m 135360375.0D 375.0r i =⨯==m m 27036075.0D 75.0d i i =⨯==m m9036025.0D 25.0L i =⨯==m m 1100D D 3Y i ===m m 360D C i ==m m 72.638.017023.211004.0C ][2PDy S 2=+⨯⨯⨯⨯=+ϕσ=5.0Z DB=⋅511011005.0B D 5.0Z =⨯=⨯=mm 32.028.0C =++=表2 2m 3发酵罐的几何尺寸项目及代号 参数及结果 备注公称体积(m 3) 2 设计条件全体积(m 3) 计算罐体直径(mm ) 1100 计算 发酵罐总高(mm ) 2750 计算 发酵罐筒体高度(mm ) 2150 计算 搅拌叶直径(mm ) 360 计算 椭圆封头短半轴长(mm ) 275 计算 椭圆封头直边高度(mm ) 25 计算 底搅拌叶至封头高(mm ) 360 计算 搅拌叶间距(mm ) 1100 计算取两档搅拌,搅拌器转速N 2,根据50m 3罐,110r/min ,搅拌器直径D 1=,使用P 0/V 为基准缩小,求得:2.6.2 搅拌轴功率的计算 通风搅拌发酵罐搅拌轴功率的计算有很多种方法,现在用迈凯尔式求搅拌轴功 率,并由此选择电机。
淀粉水解糖液低浓度细菌醪,可视为牛顿流体,计算步骤如下: Ⅰ 计算Re m式中:D ——搅拌器直径,D= N ——搅拌器转速,ρ——醪液密度,ρ=1080 kg/m 3 μ——醪液粘度, μ=2×10-3N·s/m 2 将数代入上式:视为湍流,则搅拌功率准数N p =,根据参考文献[8]得。
Ⅱ 计算不通气时的搅拌轴功率ρ5i 3P 0D N N P =式中:N p ——在湍流搅拌状态时其值为常数N ——搅拌转速,N=s D i ——搅拌器直径,D i = ρ——醪液密度,ρ=1080kg/m 3 代入上式: kW 60.1108036.073.37.4P 53'0=⨯⨯⨯=()min /r 2243601050110D D N N 3/23/2i 112=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=()s /r 73.360224N ==μρN D Re 2m =4532m 10106.2102108073.336.0Re >⨯=⨯⨯⨯=-两挡搅拌kW 2.36.12P 2P '00=⨯==Ⅲ通气搅拌功率Pg 的计算式中:P 0-多层搅拌输入的功率(kW )N -搅拌转速(r/min ),取224 r/miniD -搅拌器直径(m ),Q —通风量(ml/min ),设通风比VV m =~,现取; 则:Q=×=(m 3/min ) 故:Ⅳ 求电机功率采用三角带传动η1=;滚动轴承η2=,滑动轴承η3=;端面密封增加功率为1%;代入公式数值得:搅拌轴直径1/3(/)d A Pn =⨯,n 为转速(单位为转/分),系数A 可以取97-149, 取120A =,已知m in r 224n kW 24.0P ==,,则得根据文献选轴径为20mm 。