50M3机械搅拌通风发酵罐的设计说明书
机械搅拌通风发酵罐设计
机械搅拌通风发酵罐设计(1). 设计题目50m3谷氨酸机械搅拌通风发酵罐系统的放大设计(2). 设计任务某厂在100L机械搅拌通风发酵罐中发酵生产谷氨酸生产试验，获得良好效果，拟放大到50m3生产罐，此发酵液为牛顿型流体，粘度m=2.0×10-3Pa·S，密度rL=1020kg/m3。
试验罐的尺寸为：直径D=375mm，搅拌叶轮Di=125mm，高径比H/D=2.4，液深HL=1.5D，4块档板的W/D=0.1，装液量为70L，通气强度VVm=1.0，使用两组圆盘六平直叶涡轮搅拌器，转速w=350r/min。
通过实验研究，表明此发酵为高耗氧的生物反应，现按体积溶氧系数相等之原则进行放大。
对生产罐的部份具体要求是：罐体材质为不锈钢，罐体上签证下封头为椭球体；用2组圆盘六平直叶涡轮搅拌器、搅拌转轴直径10cm；采用4组对称布置的竖式蛇管冷却器，蛇管材质为不锈钢管。
罐体表面加隔热层，故可不计罐体表面散热损失。
(3). 操作条件1）生产时，装料系数70%，发酵温度为32°C，保压为0.1Mpa（表压），罐内气体相对湿度为100%；进气压力为0.15Mpa（表压）、温度为25°C，相对湿度为70%；蛇管总传热系数K=3000KJ/(m2·h·°C)，冷却水进口温度为-10°C，出口温度为25°C。
主酵阶段最大耗糖速度每小时为发酵液量的0.7%，糖分消耗中发酵占80%，呼吸占20%，1kg糖发酵时产生的呼吸热为15660KJ（或产生的发酵热为4860KJ）。
同实验罐。
罐内灭菌时蒸汽压力为0.25Mpa（表压）。
2）培养基制备工艺流程采用水解设备流程（参见《发酵设备》P55）。
以淀粉为原料，采用分批式操作，分两批在8小时内装完一个发酵罐。
每一批操作中，调浆操作耗时30分钟，调浆后，粉浆密度为1084kg/m3，粉浆比热容为3.6KJ/(kg·k)，水解压力为0.25~0.26Mpa（表压），温度为95°C，水解维持时间约30min，水解液经过滤后用列管式冷却加拿大投资移民器（进水温度10°C，出水温度40°C）在60分钟内冷却到70°C后，送入一次中和罐，中和与脱色操作耗时30分钟。
5立方米机械搅拌通气发酵罐设计
5立方米机械搅拌通气发酵罐设计本文旨在介绍《5立方米机械搅拌通气发酵罐设计》的背景和目的。
发酵罐作为一种重要的工业设备，在许多领域中都有广泛的应用。
它用于制造食品、药品、酒精、生物质燃料等各种发酵产品。
发酵过程是一种生物化学过程，通过微生物或酵母菌将有机物质转化为其他化合物。
因此，设计一个有效和高效的发酵罐对于提高产品质量和产量具有重要意义。
本文的目的是介绍一种容量为5立方米的机械搅拌通气发酵罐的设计。
这种发酵罐结构合理、操作便捷，并且能够提供适宜的发酵环境。
设计一个合理的发酵罐可以有效控制温度、气体流动和营养物质供应等参数，从而促进微生物的生长和代谢过程。
通过对发酵罐的设计，可以提高发酵效率，降低生产成本，并保证产品的质量和安全性。
在接下来的章节中，我们将详细介绍这个发酵罐的设计方案，包括结构设计、搅拌系统、通气系统和控制系统等方面。
通过这些设计方案，我们可以实现高效、稳定和可控的发酵过程，为工业生产提供可靠的设备支持。
以上为《5立方米机械搅拌通气发酵罐设计》引言部分的内容。
本文档旨在详细描述《5立方米机械搅拌通气发酵罐设计》的要求和功能。
基本参数容量：5立方米材料：应选用符合食品安全要求的不锈钢材料外形尺寸：根据所需的工作场地尺寸调整，但需确保机械搅拌和通气系统的有效布置容量要求发酵罐容量需达到5立方米，以满足预定发酵过程的产量需求机械搅拌系统要求设备需具备可靠的机械搅拌系统，以确保发酵物料充分混合搅拌速度和时间可根据具体发酵要求进行调节和控制设备需具备均匀的搅拌效果，以避免发酵过程中出现死角通气系统要求设备需配备有效的通气系统，以提供足够的氧气供应和二氧化碳排放通气系统应可以根据发酵过程需要进行调节，以保持适当的通气速率和压力设备需具备良好的气密性，以防止气体泄漏和外界污染物的进入以上为《5立方米机械搅拌通气发酵罐设计》的要求和功能描述，详细设计应根据具体需求和工艺流程进行确定。
本文将提出针对《5立方米机械搅拌通气发酵罐设计》的具体设计方案。
机械搅拌通风发酵罐的设计
课程设计任务书一、课程设计的内容1、通过查阅机械搅拌通风发酵罐的有关资料，熟悉基本工作原理和特点。
2、进行工艺计算3、主要设备工作部件尺寸的设计4、绘制装配图5、撰写课程设计说明书二、课程设计的要求与数据高径比为2.5，南方某地，蛇管冷却，初始水温18℃，出水温度26℃1．应用基因工程菌株发酵生产赖氨酸，此产物是初级代谢产物。
牛顿型流体，二级发酵。
学号末尾数为0 ： 15M3发酵罐；1号：50M3发酵罐；2号： 200 M3发酵罐2．应用基因工程菌株发酵生产柠檬酸，此产物是初级代谢产物。
牛顿型流体，二级发酵。
3号： 60M3发酵罐；4号 75M3发酵罐； 5号 100 M3发酵罐3．应用黑曲霉菌株发酵生产糖化酶，此产物是初级代谢产物。
非牛顿型流体，三级发酵。
6号： 15M3发酵罐； 7号: 20 M3发酵罐； 8号： 40 M3发酵罐； 9号：200 M3发酵罐(公称体积)三、课程设计应完成的工作1．课程设计说明书（纸质版和电子版）各1份2．设备装配图（A2号图纸420*594mm）1张四、课程设计进程安排五、应收集的资料及主要参考文献[1]郑裕国. 生物工程设备[M]. 北京：化学工业出版社，2007[2]李功样, 陈兰英, 崔英德. 常用化工单元设备的设计[M]. 广州：华南理工大学出版社，2006[3]陈英南, 刘玉兰. 常用化工单元设备的设计[M]. 杭州：华东理工大学出版社，2005[4]王福源主编.现代发酵技术(第二版)［M］. 北京：中国轻工业出版社，2004[5]潘红良，郝俊文主编.过程设备机械设计. 杭州：华东理工大学出版社，2006[6]吴思方主编.发酵工厂工艺设计概论［M］. 北京：中国轻工业出版社，2005[7]郑裕国主编，薛亚平副主编.生物工程设备［M］.北京：化学工业出版社，2007[8] 黄福源主编，生物工艺技术[M] .北京：中国轻工业出版社，2006摘要本文对黑曲霉菌株为原料生产柠檬酸的生产流程和主要反应设备作了设计和计算。
发酵罐毕业设计说明书
摘要发酵罐是化工生产中实现化学反应的主要设备。
其作用：①使物料混合均匀；②使气体在液相中很好分散；③使固体颗粒在液相中均匀悬浮；④使不均匀的另一液相均匀悬浮或充分乳化。
目前已广泛地用于制药、味精、酶制、食品行业等。
它的主要组成部分包括釜体、搅拌装置、传热装置、轴封装置。
还根据需要加其他的附件，如装焊人孔、手孔和各种接管(为了便于检修内件及加料、排料)，安装温度计、压力表、视镜、安全泄放装置(为了操作过程中有效地监视和控制物料的温度、压力)等。
釜体是由简体和两个封头组成，它的作用是为物料进行化学反应提供一定的空间。
搅拌装置是由传动装置，搅拌轴和搅拌器组成，它的作用是参加反应的各种物料均匀混合，使物料很好地接触而加速化学反应的进行。
搅拌装置可以分为非潜水型(仅驱动机和减速机及传动系统露在液体外面和潜水型(从驱动机至搅拌器全部潜入液体内)两种类型。
传热装置是在釜体内部设置蛇管或在釜体外部设置夹套，它的作用是使控制物料温度在反应所需要范围之内。
本发酵罐的设计容积是63立方米，属于大型罐设计，采用蛇管传热，三级搅拌。
关键词：搅拌罐；搅拌器；釜体；传热装置；轴封装置；人孔AbstractFermentation is a chemical reaction to achieve the production of major equipment. Its role is:①to mixed materials; ②the gas is well dispersed in the liquid phase; ③ making uniform solid particles suspended in liquid;④souneven suspension or other liquid emulsified in uniform。
For the uniform reaction, now is widely used in pharmaceutical, monosodium glutamate, enzyme system and food industries. Its main components include the reactor body, mixing equipment, heat transfer equipment and seal device. Also add other accessories needed, such as assembly and welding manhole, hand hole and all over (in pieces for ease of maintenance and feeding, nesting), install thermometers, pressure gauges, mirrors, safety relief device (for operation effectively monitor and control the material temperature, pressure) and so on. Mixing device is a gear, shaft and agitator stirring composition, its role is to participate in a variety of materials, reaction mixed evenly, so that good contact material to accelerate the chemical reaction. Mixing devices can be divided into non-diving type (only driven machines and gear and transmission system disclosed in the liquid outside and dive type (from the driving machine to sneak into a liquid blender all) types. Heat transfer device is set in the interior of reactor body coil or external tank set up in the jacket, its role is to control the materials needed in the reaction temperature range.The design of the fermentation tank volume is 63 cubic meters,and this is a large tank design with coil heat transfer and three mixings.Key words:mixing tank；mixer；kettle body；heat transfer equipment；seal device；manhole.目录摘要 .......................................... 错误！未定义书签。
5立方米机械搅拌通气发酵罐设计
5立方米机械搅拌通气发酵罐设计一、选型原则与背景通气发酵技术是一种较为成熟的生化处理技术之一，适用于含有大量难以降解有机物质的各种有机废弃物的处理，可将有机物质转化为厌氧菌、需氧菌等微生物的生物质，同时产生沼气和有机肥等价值产品。
通气发酵装置中，通气发酵罐作为关键设备之一，对于发酵过程的实施和低成本运营起着至关重要的作用。
通气发酵罐的选型应考虑适用性、可靠性、耐久性和安全性等因素。
首先，通气发酵罐的体积应适当，以容纳发酵物质和发酵气体，并且方便操作维护；其次，罐体应具有良好的耐久性和韧性，以承受发酵过程中的厌氧、需氧微生物的反复冲击；第三，通气发酵罐应具有高度的密闭性和前瞻性，以保证稳定的发酵过程和产量的提高；最后，通气发酵罐应具有高效的能耗和运营成本的控制，以确保经济性和可持续性。
为了满足上述设计原则，我们选用5立方米的机械搅拌通气发酵罐作为设计对象。
下面就机械搅拌通气发酵罐的选型原则和设计特点进行详细介绍。
二、设计特点1、通气式发酵罐通气发酵装置中，通气式罐具有高效、节能的特点。
因为相较于密闭式罐，通气式罐具有更快的反应速度和更高的气体转化率。
在罐体底部设置通气孔，以不间断地向罐内通入外部空气；同时，罐体顶端采用编织式气体松弛带，将罐内产生的气体排放至大气中，以保证罐内气体压力稳定。
这种通气式设计可以最大限度地提高罐体内的通气效率，加速发酵过程，提高产物的产率和质量。
2、机械搅拌方式机械搅拌是现代化通气式发酵装置的核心功能之一。
机械搅拌能充分混合罐内物料，使得各种生化因素得到更好的充分发酵，促进了微生物的生长和代谢，并提高了发酵物质的接触效率。
同时，机械搅拌还提高了罐内反应的均匀性，减少了底部物料的淤积，减轻了对发酵物进行柔性控制的工作量。
3、独立切换操作面板机械搅拌发酵罐的独立操作面板设计，方便了罐内各种参数的实时检测和调节。
面板设有可变频率、分析仪和控制器等多个功能区，能够给发酵罐低频、中频及高频的信号控制和调整能力，保证了反应的可靠性和生产品质的稳定性。
50m3谷氨酸机械搅拌通风反应器 南阳理工学院.
生物与化学工程学院课程设计报告题目设计50m3谷氨酸机械搅拌通风反应器学生姓名：赵议专业班级：生物工程二班学号：105010540090指导教师：罗建成设计时间：课程设计任务书学院生化学院专业班级生工（2）班姓名赵议所在组别6组设计题目设计50m3谷氨酸机械搅拌通风反应器完成时间2013.5.26设计内容及要求1、设备所担负的工艺操作任务，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。
工作进度及安排1、2013.5.21阅读设计指导书，查阅资料，拟定设计程序和进度计划。
2、2013.5.22调查、收集有关数据，奠定设计基础。
3、2013.5.23~26设计计算，绘图，编写说明书。
指导教师罗建成2013年05 月26 日摘要本次设计的是一台50m3机械搅拌通风发酵罐，发酵生产谷氨酸。
发酵罐主要由罐体和冷却装置、搅拌装置、传动装置、轴封装置、人孔和其它的一些附件组成。
罐体材料为钢为材料，内涂环氧树脂防腐，厚度为8mm。
采用标准椭圆封头，壁厚为14mm，与发酵罐采用双面缝焊接方式连接。
发酵罐的高，直径为3000mm，罐内采用二层，六弯叶涡轮式搅拌器。
搅拌轴直径为1000mm，由45KW电动机驱动，并采用轴封与罐体密封。
冷却装置为57×3.5mm的冷却蛇管58m，分6组安装在罐内。
最后绘制了该发酵罐的装配图。
关键词：机械搅拌发酵罐，封头，搅拌器，端面轴封，冷却装置AbstractThe design of mechanical agitation is a 50m3 ventilation fermenter, glutamic acid fermentation. Mainly by fermentation tank and the cooling device, a stirring device, transmission device, the shaft sealing device, a number of manholes and other accessories. Tank material as the material of steel, internally coated anti-corrosion epoxy, a thickness of 8mm. Using standard elliptical head, a wall thickness of 14mm, with fermentation tanks using double-sided seam welding connection. Fermenter high with a diameter of 3000mm, tank using two-story, six curved leaf turbine type agitator. Stirring shaft diameter of 1000mm, driven by a motor 45KW, using seal sealing the tank. Cooling device is 57 ×3.5mm of cooling coils 58m, divided into 6 groups installed in the tank. Finally draw the fermentation tank assembly drawing.Keywords: mechanical agitation fermentor, head, blender, end seals, cooling device目录1.课程设计背景简介 (5)2.设计依据 (5)2.1本次设计内容 (6)2.2基本参数 (6)2.3冷却水及冷却装置 (6)2.4设计压力 (6)3发酵罐各部分设计 (7)3.1罐体设计 (7)3.1.1罐体尺寸 (7)3.1.2罐体壁厚 (7)3.1.3挡板设计 (8)3.1.4搅拌器设计 (8)3.2人孔及视镜设计 (8)3.3接口管设计 (9)3.4冷却装置设计 (10)3.5搅拌功率 (12)3.5.1不通风时搅拌功率计算 (12)3.5.2通风时搅拌功率及电功的计算 (13)4.参考文献 (14)5.附录或附图 (15)5.1附录1 (15)5.2附录2 (16)6.课程设计体会 (17)1.课程设计背景简介谷氨酸（glutamic acid）化学式为C5H9O4N，是一种酸性氨基酸，化学名称为α-氨基戊二酸，是20种常见α-氨基酸之一。
发酵罐设计说明书
目录前言 (1)第一章、概述 (2)1.1、我酸 (2)1.2、賊酸的新工艺 (2)1.3、机械搅拌通风发酵罐 (3)1.3.1、通用型发酵罐的几彳可尺寸比例 (3)1.3.2、罐体 (3)133、搅拌器和挡板 (3)1.3.4、消泡器 (4)1.3.5、联轴器及轴承 (4)126、变速装置 (4)1.3.7、通气装置 (4)138、轴封 (5)139、附属设备 (5)第二章、设备的设计计算与选型 (5)2.1、发酵罐的主要尺寸计算 (5)2.1.1、圆筒体的径、高度与封头的高度 (5)2.1.2、圜筒体的壁厚 (7)2.1.3、封头的壁厚 (7)2.2、搅拌装置设计 (8)2.2.3、电痕率 (10)2.3、冷却装置设计 (10)2.3.1、 冷却方式 (10)2.3.2、 冷却水耗臺 (10)2.3.3、 冷却管组数和管径 (12)2.4零部件 (13)2.4.1人孔和视谯 (13)2.4.2 接管口 ................................................................. 13 243、梯子 (15)2.6支座的选型蹄总结 附录 (18)符号的总结 ...................................................................... 18 参考文献 . (20)生物工程设备课程设计任务书―、课程设计题目”1000计的机械搅拌发酵罐”的设计。
2.5®体重 ..................................................................15 16 第三章、计算结果的总、结 ............................................................16 17二课程设计容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。
50M3机械搅拌通风发酵罐的设计说明书
设计50M3机械通风发酵罐，应用基因工程菌株发酵生产柠檬酸，产物是初级代谢产物，牛顿型流体，二级发酵。
发酵罐高径比为2.8，生产场地为南方某地，蛇管冷却，初始水温：18℃，出水温度26℃。
1.设计方案的拟定我设计的是一台50M3机械搅拌通风发酵罐,发酵生产柠檬酸。
经查阅资料[1]，得知生产链霉素的菌种有黑曲霉、温氏曲霉、梨形毛霉、淡黄青霉、二歧拟青霉、棒曲霉、泡盛曲霉、芬曲霉、丁二烯酸曲霉、斋藤曲霉及宇佐美曲霉、绿色目霉、黑粉霉等，综合生产能力、菌种稳定性、传统经验等因素选择黑曲霉，该菌种最适发酵温度为30℃，pH为2-3，培养基为蔗糖发酵培养基，主要由蔗糖、硝酸铵、盐酸和水合硫酸镁等所组成。
发酵罐主要由罐体、封头、冷却蛇管、搅拌装置、传动装置、轴封装置、人孔和其它的一些附件组成。
这次设计就是要对机械搅拌通风发酵罐的几何尺寸进行计算；考虑压力，温度，腐蚀因素，选择罐体材料，确定罐体外形、罐体和封头的壁厚；根据发酵微生物产生的发酵热、发酵罐的装液量、冷却方式等进行冷却装置的设计、计算；根据上面的一系列计算选择适合的搅拌装置，传动装置，和人孔等一些附件的确定,完成整个装备图，完成这次设计。
这次设计包括一套图样，主要是装配图，还有一份说明书。
而绘制装配图是生物工程设备的机械设计核心内容，绘制装配图要有合理的选择基本视图和各种表达方式，有合理的选择比例，大小，和合理的安排幅面。
说明书就是要写清楚设计的思路和步骤，把整个设计的运算过程和相应的表格列明。
表1-1 发酵罐主要设计条件步骤项目及代号参数及结果备注1发酵菌种黑曲霉2工作压力0.20Mpa3设计压力0.25Mpa4发酵温度30C5设计温度150C6冷却方式蛇管冷却7培养基蔗糖发酵培养基8工作pH 2—39设定pH 3 根据参考文献【1】选取由工艺条件确定由工艺条件确定根据参考文献【1】选取由工艺条件确定由工艺条件确定根据参考文献【1】选取由工艺条件确定由工艺条件确定2 罐体几何尺寸的确定2.1夹套反应釜的总体结构夹套反应釜主要由搅拌容器，搅拌装置，传动装置，轴封装置，支座，人孔，工艺接管和一些附件组成。
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设计50M3机械通风发酵罐，应用基因工程菌株发酵生产柠檬酸，产物是初级代谢产物，牛顿型流体，二级发酵。
发酵罐高径比为，生产场地为南方某地，蛇管冷却，初始水温：18℃，出水温度26℃。
1.设计方案的拟定我设计的是一台50M3机械搅拌通风发酵罐,发酵生产柠檬酸。
经查阅资料[1]，得知生产链霉素的菌种有黑曲霉、温氏曲霉、梨形毛霉、淡黄青霉、二歧拟青霉、棒曲霉、泡盛曲霉、芬曲霉、丁二烯酸曲霉、斋藤曲霉及宇佐美曲霉、绿色目霉、黑粉霉等，综合生产能力、菌种稳定性、传统经验等因素选择黑曲霉，该菌种最适发酵温度为30℃，pH为2-3，培养基为蔗糖发酵培养基，主要由蔗糖、硝酸铵、盐酸和水合硫酸镁等所组成。
发酵罐主要由罐体、封头、冷却蛇管、搅拌装置、传动装置、轴封装置、人孔和其它的一些附件组成。
这次设计就是要对机械搅拌通风发酵罐的几何尺寸进行计算；考虑压力，温度，腐蚀因素，选择罐体材料，确定罐体外形、罐体和封头的壁厚；根据发酵微生物产生的发酵热、发酵罐的装液量、冷却方式等进行冷却装置的设计、计算；根据上面的一系列计算选择适合的搅拌装置，传动装置，和人孔等一些附件的确定,完成整个装备图，完成这次设计。
这次设计包括一套图样，主要是装配图，还有一份说明书。
而绘制装配图是生物工程设备的机械设计核心内容，绘制装配图要有合理的选择基本视图和各种表达方式，有合理的选择比例，大小，和合理的安排幅面。
说明书就是要写清楚设计的思路和步骤，把整个设计的运算过程和相应的表格列明。
表1-1 发酵罐主要设计条件步骤项目及代号参数及结果备注1发酵菌种黑曲霉2工作压力3设计压力4发酵温度30C5设计温度150C6冷却方式蛇管冷却7培养基蔗糖发酵培养基8工作pH 2—39设定pH 3 根据参考文献【1】选取由工艺条件确定由工艺条件确定根据参考文献【1】选取由工艺条件确定由工艺条件确定根据参考文献【1】选取由工艺条件确定由工艺条件确定2 罐体几何尺寸的确定夹套反应釜的总体结构夹套反应釜主要由搅拌容器，搅拌装置，传动装置，轴封装置，支座，人孔，工艺接管和一些附件组成。
搅拌容器分罐体和夹套两部分，主要由封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺设计而定；传动装置是为为带动搅拌装置设置的，主要由电机，减速器，联轴器和传动轴等组成；轴封装置为动密封，一般采用机械密封或填料密封；它们与支座，人孔，工艺接管等附件一起，构成完整的夹套反应釜。
2. 2 几何尺寸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=初步设计：设计条件给出的是发酵罐的公称体积（503m）公称体积V －－罐的筒身（圆柱）体积和底封头体积之和可得罐体直径D2879mm，取整D=2900mm，H==8120mm根据直径D查文献资料[7]可得封头总高度765mm，封头体积，H=8120-765×2=6590mm，由此可得Di= 1/3D= 1/3×2900= 取整970mmB = =×2900=290mmS = 3Di=3×970=2910mmC = Di=970mmHa==×2900=725mmHb=765-725=40mmhb－椭圆封头的直边高度C －底搅拌叶至底封头高度Di －搅拌叶直径D－罐体直径Ho －罐体直筒部位高度B－挡板宽度ha －椭圆封头短半轴长度S －搅拌叶间距公称容 筒体高度 筒体直 换热面 转速 电机功 量 3m H （mm ） 径 mm 积 2m r/min 率 kw 10 3200 1800 12 150 21 4700 2200 21 154 30 30 6600 2400 34 180 45 50 7000 2800--3000 38-60 160 55 60 8000 3000--3200 65 160 65 75 8000 3200 84 165 100 100 9400 3600 114 170 130 200 11500 4600 221 142 215表2-2 50m 3发酵罐的几何尺寸步骤 项目及代号 参数及计算结果 备注表2-1大中型发酵罐技术参数4 H 8120mm5 H 0 6190mm6 B 290mm7 S 2910mm8 C 970mm9 H a 725mm 10 H b 40mm罐体主要部件尺寸的设计计算2.3.1 罐体材料和封头材料，封头结构、与罐体连接方式因柠檬酸呈酸性（pH 值为2-3），对金属罐体很容易腐蚀腐蚀，所以罐体和封头都使用16MnR 钢，内涂环氧树脂防腐，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。
2.3.2 罐体壁厚D －罐体直径（mm ） p －耐受压强 (取φ － 焊缝系数，双面焊取，无缝焊取[σ ] －[σ ] －设计温度下的许用应力（kgf/c 2m ）（不锈钢焊接压力容器许用应力为150℃，137MPa ）C －腐蚀裕度，当δ －C<10mm 时，C ＝3mm2.3.3 封头壁厚计算D －罐体直径（mm ） p －耐受压强 (取 y －开孔系数，取10.252900()3 6.3()221370.80.25pD C mm mm p20.252900 2.3()310.6()221370.8pDyC mm mmφ － 焊缝系数，双面焊取，无缝焊取[σ ] －设计温度下的许用应力（不锈钢焊接压力容器许用应力为150℃，137MPa ） C －腐蚀裕度，当δ －C<10mm 时，C ＝3mm 、挡板挡板宽度b 取，装设4~6块即可满足全挡板条件。
根据下式计算挡板数n ：0.10.5b D n n D D由此可得n=5 式中 b ——挡板宽度，mm ； D ——罐内径，mm ； n ——挡板数，mm 。
搅拌器采用涡轮式搅拌器，选择搅拌器种类和搅拌器层数，根据d 确定h 和b 的值尺寸：六弯叶涡轮式搅拌器已标准化，称为标准型搅拌器；搅动液体的循环量大，搅拌功率消耗也大；查阅文献[3]可知503m 发酵罐采用6-6-6箭叶式搅拌叶 叶径: d=1000mm盘径: di= 13/20d=13/20×1000=650mm 叶高: h = 20d =20×1000=175mm 叶长: b = d=×1000=250mm人孔和视镜人孔的设置是为了安装、拆卸、清洗和检修设备内部的装置。
本次设计只设置了1个人孔，标准号为： HG21520－1995 人孔（R ·A －2707） ，直径为 600mm ，高度为260mm ，开在顶封头上，左边轴线位于离中心轴1000mm 处视镜用于观察发酵罐内部的情况。
本次设计只设置了2个视镜，标准号为Ⅱ，DN100A HG21505-1992直径为DN150mm ，高度为52mm ，开在顶封头上，位于俯视面左下45度和右上45度距离中心轴线1200mm 处接口管2.7.1 管道接口：（采用法兰接口）进料口：法兰型号为 DN150,接口管规格 159×，开在封头上。
排料口：法兰型号为 DN200,接口管规格 209×，开在罐底。
进气口：法兰型号为 DN150,接口管规格 159×，开在封头上。
排气口：法兰型号为 DN150,接口管规格 159×，，开在封头上冷却水进、出口： 89×4mm，开在罐身；补料口：法兰型号为 DN150,接口管规格 159×，开在封头上。
取样口：法兰型号 DN65,接口管规格，开在封头上。
2.7.2 仪表接口：温度计：DN32mm压力表：DN25mm液位计：采用标准：51368HG 型号：R-61直径： 550（260 14）mm ，开在罐身上；溶氧探头：TN-2509pH探头：YP-100A表2-3 发酵罐主要部件尺寸的设计计算结果步骤项目及代号参数及结果备注13 排气口 Ф159× 14 补料口 Ф159× 15 取样口 DN65mm 16 温度计 DN32mm 17 压力表 DN25mm 18 液位 Ф550（260 14）mm 19 溶氧探头 DN63mm 20 PH 探头 DN60mm冷却装置设计2.8.1 冷却方式：发酵罐容量大，罐体的比表面积小。
夹套不能满足冷却要求，使用蛇管冷却，综合比较列管的冷却效果好，在使用水作冷却介质时，选用列管。
2.8.2 装液量 发酵罐装料系数：80%发酵罐装料液体积：v1=全体积×装料系数=×80%=3m 不计算下封头时的装液体积：v 柱=v1-下封头体积2123146142.5 2.90.04 2.94639.0m b v v D h D柱π装液高度：221/0.78539.0/(0.785 2.9) 5.91h v Dm 柱单位时间传热量＝发酵热×装料量，即：Q=1×Q v 发=11700×=510 3m表2-4各类发酵液的发酵热发酵液 发酵热（KJ/3m ·h ）青霉素丝状菌 23000 青霉素球状菌 13800 链霉素 18800 四环素 25100 红霉素 26300 谷氨酸 29300 赖氨酸 33400 柠檬酸 11700 酶制剂2.8.3 冷却水耗量（W ）由课题给出进出口水温为18℃ 、26℃，则Q －单位时间传热量Cp －冷却水的平均比热，取 kJ/ (kg · ℃)12t t －冷却水进出口温度差对数平均温度差 ，由工艺条件知道F t =30℃，1212()()(3018)(3026)7.2830182.303lg 2.303lg3026F F m F F t t t t t t t t t℃t1－冷却水进口温度 t2－冷却水出口温度F t －发酵温度2.8.4 冷却面积（A ）5421 4.9810 1.4910(/)() 4.186(2618)p Q W kg h C t t5334.981035.4210m Q A m K t △tm －对数平均温度差K －传热总系数，取×310 kJ/(m 2 ·h ·℃) 冷却面积(2m ) A=πdL 冷却蛇管总长度(m)d －蛇管内径，d ＝外径－壁厚 60×3.5mm 外径取60mm ，壁厚取蛇管一般分为4组，则每组长度：L/6 =55m 每圈蛇管长度9.42l mD －蛇管圈直径，3mhp －蛇管圈之间的距离，取0.10m 蛇管总圈数24023.359.42p L N l圈 取整24圈，每组24/4=6圈 蛇管总高度(1)(241)0.10 2.3p p H N h m验算每组蛇管堆叠的厚度：m d 蛇因蛇管对称分布，则d ’=2d 蛇 =,再加上搅拌叶的直径Di=，靠近筒壁的蛇管与筒壁之间的距离为0.1m ，即D ’=d ’+Di+（－d 外径／2）=++（－／2）=．因D ’<D=3.4m,所以蛇管能全部放进发酵罐内部，而且高度低于液柱高度，故蛇管的设计符合要求。