发酵罐设计
发酵罐设计要求

发酵罐设计要求
以下是 6 条关于发酵罐设计要求:
1. 发酵罐的容量可得合适啊,就像你做饭不能锅太大或太小一样。
你想想,要是容量不合理,要么生产效率低,要么浪费资源,那多不划算呀!比如做酸奶,一次做太少满足不了需求,一次做太多又浪费。
2. 温度控制多重要啊!嘿,这就跟人得保持合适体温似的。
温度不合适,发酵效果能好吗?比如酿酒,温度高了或低了,那酒的品质能有保障吗?
3. 搅拌系统可得靠谱呀!这就好比划船得有个好桨,不然怎么能搅拌均匀呢?你再想想,要是搅拌不均匀,那发酵能均匀进行吗?比如说做泡菜,搅拌不好不就有的地方太咸有的地方没味道啦!
4. 材质也得精挑细选呀!难道不是吗?这不像是造房子得选坚固的材料一样吗。
要是材质不行,容易坏不说,还可能影响发酵呢!就像用质量差的罐子腌咸菜,说不定会漏呢。
5. 密封性能可不能马虎啊!你说要是密封不好,那不就跟瓶子没盖紧一样嘛。
里面的东西不就容易坏或者受污染呀!比如发酵饲料,密封不好,不就白费劲啦!
6. 清洁维护得方便呀!这就跟你要经常打扫房间一样。
如果设计得不方便清洁维护,那时间久了多脏多乱呀,还怎么保证发酵质量呢!好像做面包的发酵罐,不清理干净下次做出来的面包能好吃吗?
我觉得好的发酵罐设计真的太重要啦,关系到最终产品的质量和成败呀!。
发酵罐的设计范文

发酵罐的设计范文发酵罐是用来进行微生物发酵过程的设备,广泛应用于食品、医药、饲料、酒精等行业。
它的设计对于保证发酵过程的顺利进行具有重要意义。
首先,在设计发酵罐时,需要考虑容器的材质选择。
常见的发酵容器材质有玻璃、不锈钢、塑料等。
其中,不锈钢是目前最常用的材料,因为它具有良好的耐腐蚀性能和机械强度,能够适应不同的发酵工艺和条件。
此外,不锈钢材质还易清洗,能够保证发酵过程的卫生安全。
其次,发酵罐的设计应考虑容器的形状和尺寸。
一般而言,发酵罐的形状可以是圆柱形、椭圆形或立方形,尺寸则根据实际需要而定。
圆柱形发酵罐具有较小的基底面积,体积利用率较高,适用于大规模的发酵过程;而椭圆形发酵罐能够减小搅拌时的死角和液流的旋转,有利于发酵物料的均匀混合;立方形发酵罐则容易进行工艺控制和操作。
根据实际需要选择合适的形状和尺寸,以满足发酵工艺的要求。
同时,发酵罐的设计还需要考虑气体供应和排出的设施。
发酵过程中,微生物需要氧气进行呼吸,因此罐体需要有合适的进气装置,以保证微生物的正常生长。
常见的进气装置有机械式搅拌、气体通道等。
同时,还需要考虑废气的排出,避免微生物产生过量气体而影响发酵过程。
此外,温度和酸碱度是影响发酵过程的关键因素,因此在设计发酵罐时需要考虑温度和酸碱度的控制设备。
发酵罐通常会设置恒温装置,以保持适宜的发酵温度。
常见的恒温设备有水浴、电热传导等。
对于酸碱度的控制,可以通过添加酸碱溶液等方式进行调节。
最后,发酵罐的设计还需要考虑搅拌和控制系统。
搅拌过程有助于增加氧气传递、混合反应物料和促进产物的分散。
搅拌系统通常包括电机、搅拌桨和传动装置等。
对于控制系统,需要设置相应的传感器和控制器,以对温度、酸碱度、溶解氧等过程参数进行监测和控制。
总之,发酵罐的设计是一项复杂而重要的任务,需要考虑容器材质选择、形状尺寸、气体供应排出、温度酸碱度控制以及搅拌控制系统等方面。
只有合理设计,才能满足发酵过程的要求,保证产品的质量和产量。
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。
发酵罐设计实验报告

80m3 通用式发酵罐的设计第一章设计方案1.1发酵罐体积确实定1.2发酵罐散热方式确实定1.3搅拌桨的选择和搅拌层数确实定其次章设备参数确实定2.1发酵罐搅拌器搅拌功率的计算2.2发酵罐散热设备的计算第三章设计计算汇总表3.1 设计数据汇总表附图:80m3通用式发酵罐工艺条件图0 第一章 设计方案1.1 发酵罐体积确实定所设计发酵罐为通用式发酵罐,且公称容积为 80m ³。
公称容积近似为圆柱体容积,设 H =3D由于是通用式发酵罐,所以可得D =V =3√π D 2H 4V 0解得发酵罐直径D = 3.24m 取发酵罐直径D = 3.5m通用式发酵罐主要尺寸如下:0.785 × 31. 本设计取H 0 = 3即H = 3D = 10.5mD取发酵罐高H 0 = 10m 2. 搅拌器直径承受六弯叶涡轮搅拌器,直径为D i = D/3 = 3.5 ÷ 3 = 1.2m3. 相邻两组搅拌器的间距本设计S = 3D i = 3.5m 4. 下搅拌器与罐底距离:故本设计取C = D i = 1.2m 5. 挡板宽度和与罐壁距离挡板宽度:W = 0.1D i = 0.12m 挡板与罐壁的距离:B = W /5 = 0.02m 6. 封头高度h = h a + h b当封头公称直径2m 时,h b = 25mm当封头的公称直径大于2m 时,h b = 40mm 。
4本设计D > 2m ,h b = 40mm式中,h a 当为标准封头时取h a = 0.25D = 3.5= 0.9 。
7. 装罐系数h = h a + h b = 0.04 + 0.9 = 0.94m本设计取装罐系数ŋ = 0.7 8. 液柱高度9. 椭圆封头容积H L = ŋH + h a + h b = 0.7 × 10 + 0.94 = 7.94mπ D π3.5 V 2 = 4 D 2(h b + 6) = 4 × 3.52 × (0.04 + 6) = 6m ³10. 全罐高度1.2 发酵罐散热方式确实定H = H 0 + 2h = 11.880m参考有关资料可知大于 5 m ³的发酵罐应承受列管式散热器。
发酵罐 设计

成套液体发酵设备一、种子罐20L(304/夹套/机械搅拌)(一)性能指标要求:1、罐体:公称容积:20L;装料系数70%;夹套控温。
设计压力:0.3MPa,工作压力:0.15Mpa设计温度:130℃,工作温度:121℃。
罐体材质:06Cr19Ni10(304);夹套材质:06Cr19Ni10(304)罐体接口:专用放料阀(带蒸汽灭菌)、专用取样口(带蒸汽灭菌)、罐侧设有pH、DO、温度传感器接口、视镜视灯,补料接口、接种口、移种口、进气排气、压力表口、备用口等多个工艺标准接口。
表面处理:罐内无死角;可见焊缝磨平,角焊缝磨成光滑过度,无表面缺陷。
内精抛光,抛光精度Ra0.6um;外一次抛光。
灭菌方式:在位蒸汽灭菌,灭菌的同时可搅拌。
2、搅拌:搅拌形式:顶部直联机械搅拌系统搅拌轴:精密加工,具有理想的动平衡效果,长期使用不变形。
搅拌桨:CFD模拟优化设计搅拌桨。
罐内壁设有三块折流挡板。
机架:不锈钢机架机械密封:约翰克兰机械密封,德国技术,安全可靠。
电机:直流电机0.25KW,50-1000rpm。
3、空气:转子流量计显示和调节,需要的空气压力0.1~0.4Mpa;4、蒸汽:压力表显示管道压力,手动阀门开度调节。
蒸汽精过滤器(不锈钢壳体,聚四氟乙烯烧结滤芯,过滤精度:1μm,过滤能力:99%)5、排气:压力表显示罐压,手动阀门开度调节。
6、水:不锈钢热水箱,热水循环泵控制加热,冷水电磁阀控制冷却。
7、支管道:管路系统均符合微生物发酵要求,与物料接触管路均为304不锈钢无缝管,采用氩气保护无污染焊接配套规格硅熔胶铸造球阀、截止阀、针阀、隔膜阀、死角排气阀以及配件材质与相应管路材质相同。
(二)、发酵过程控制系统:1、温度自控(PT100/PID控制/独立热水箱)2、压力、通气量手控(压力表/转子流量计)3、消泡自控(消泡电极/PID控制)4、PH自控(梅特勒PH电极1-14)二、种子罐200L(304/夹套/机械搅拌)(一)性能指标要求:1、罐体:公称容积:200L;装料系数70%;夹套控温。
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。
20000吨啤酒发酵罐的设计

1前言1.1 设计目的目前,世界上啤酒市场的竞争日益激烈,广大消费者对啤酒品种结构和产品质量的要求也越来越高,相应的新品种也层出不穷。
因而,很有必要将这方面的技术加以科学地总结和分析,以推动啤酒产品多样化在广度和深度上的健康发展,随着人们生活水平的提高,饮食消费结构的不断改变,啤酒已进入了千家万户。
但是我国人均啤酒的消费还没有达到世界平均水平。
所以建设新的、大型的啤酒厂,增加产量,就可以满足人们将来物质生活的需求。
所以,设计啤酒厂是有意义有必要的。
1.2 技术背景啤酒发酵过程是啤酒酵母在一定的条件下,利用麦汁中的可发酵性物质而进行的正常生命活动,其代谢的产物就是所要的产品--啤酒。
由于酵母类型的不同,发酵的条件和产品要求、风味不同,发酵的方式也不相同。
根据酵母发酵类型不同可把啤酒分成上面发酵啤酒和下面发酵啤酒。
一般可以把啤酒发酵技术分为传统发酵技术和现代发酵技术。
现代发酵主要有圆柱露天锥形发酵罐发酵、连续发酵和高浓稀释发酵等方式,目前主要采用圆柱露天锥形发酵罐发酵。
传统发酵技术的生产工艺流程:充氧冷麦汁→发酵→前发酵→主发酵→后发酵→贮酒→鲜啤酒。
现代发酵技术主要包括大容量发酵罐发酵法(其中主要是圆柱露天锥形发酵罐发酵法)、高浓糖化后稀释发酵法、连续发酵法等。
传统啤酒是在正方形或长方形的发酵槽(或池)中进行的,设备体积仅在5~30m3,啤酒生产规模小,生产周期长。
20世纪50年代以后,由于世界经济的快速发展,啤酒生产规模大幅度提高,传统的发酵设备已满足不了生产的需要,大容量发酵设备受到重视。
所谓大容量发酵罐是指发酵罐的容积与传统发酵设备相比而言。
大容量发酵罐有圆柱锥形发酵罐、朝日罐、通用罐和球形罐。
圆柱锥形发酵罐是目前世界通用的发酵罐,该罐主体呈圆柱形,罐顶为圆弧状,底部为圆锥形,具有相当的高度(高度大于直径),罐体设有冷却和保温装置,为全封闭发酵罐。
圆柱锥形发酵罐既适用于下面发酵,也适用于上面发酵,加工十分方便。
发酵罐的设计原则

发酵罐的设计原则
发酵罐的设计原则主要包括以下几个方面:
合理性:发酵罐的设计应合理,既要满足工艺要求,又要符合实际生产需要。
罐体的尺寸和形状应符合生产规模和物料特性的要求,同时要便于操作和维护。
耐腐蚀性:发酵罐通常会接触各种酸、碱、盐等腐蚀性介质,因此罐体应选用耐腐蚀性强的材料,如不锈钢、玻璃钢等。
同时,对于与物料接触的部分,应选用符合食品卫生标准的材料,以保证产品的安全。
密封性:发酵罐应具有良好的密封性能,以防止气体和液体的泄漏。
密封结构应简单可靠,易于清洗和更换。
安全性:发酵罐应设计安全设施,如防爆阀、安全阀等,以防止超压和爆炸等事故的发生。
同时,罐体上应设有观察窗或摄像头等监控设施,以便实时监测罐内物料的状态和变化。
节能环保:发酵罐的设计应考虑节能环保的要求,如采用保温材料、降低能耗等措施。
同时,对于排放的废气和废水,应进行有效的处理,以符合环保标准。
可操作性:发酵罐的设计应便于操作和维护。
罐体的布局和结构应便于清洁和消毒,同时要便于设备的安装和拆卸。
总之,发酵罐的设计原则应综合考虑合理性、耐腐蚀性、密封性、安全性、节能环保和可操作性等方面,以确保发酵罐能够满足实际生产需要,提高生产效率和产品质量。
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目录前言 (2)设计方案的拟定 (3)(1)、机械搅拌生物反应器的型式 (3)(2)、反应器用途 (3)(3)、冷却水及冷却装置 (3)(4)、设计压力罐内0.4MPa;夹套0.25 Mpa (4)表-发酵罐主要设计 (4)工艺设计及计算 (5)(1)生产能力、数量和容积的确定 (5)(2)主要尺寸计算 (5)(3)冷却面积的计算 (6)(4)搅拌器设计 (6)(5)搅拌轴功率的计算 (7)(6)i求最高热负荷下的耗水量W (8)ii 冷却管组数和管径 (9)iii冷却管总长度L计算 (10)iv 每组管长l和管组高度 (10)n (10)V 每组管子圈数Vi 校核布置后冷却管的实际传热面积 (10)(7)设备材料的选择 (10)(8)发酵罐壁厚的计算 (11)(9)接管设计 (12)(10)支座选择 (13)设计结果汇总 (14)参考资料 (14)发酵罐设计心得体会 (15)附录及设计图前言生化工程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,要求我们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,对培养我们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,对我们进行一次生化过程发酵设备设计的基本训练,使我们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。
设计方案的拟定我们设计的是一台25M3机械搅拌通风发酵罐,发酵生产味精。
设计基本依据(1)、机械搅拌生物反应器的型式通用式机械搅拌生物反应器,其主要结构标准如下:①高径比:H/D=1.7-4.0②搅拌器:六弯叶涡轮搅拌器,Di :di:L:B=20:15:5:4③搅拌器直径:Di=D/3④搅拌器间距:S=(0.95-1.05)D⑤最下一组搅拌器与罐底的距离:C=(0.8-1.0)D⑥挡板宽度:B=0.1D,当采用列管式冷却时,可用列管冷却代替挡板(2)、反应器用途用于味精生产的各级种子罐或发酵罐,有关设计参数如下:①装料系数:种子罐0.50-0.65发酵罐0.65-0.8②发酵液物性参数:密度1080kg/m3粘度2.0×10-3N.s/m2导热系数0.621W/m.℃比热4.174kJ/kg.℃③高峰期发酵热3-3.5×104kJ/h.m3④溶氧系数:种子罐5-7×10-6molO2发酵罐6-9×10-6molO2⑤标准空气通风量:种子罐0.4-0.6vvm发酵罐0.2-0.4vvm(3)、冷却水及冷却装置冷却水:地下水18-20℃冷却水出口温度:23-26℃发酵温度:32-33℃冷却装置:种子罐用夹套式冷却,发酵罐用列管冷却。
(4)、设计压力罐内0.4MPa;夹套0.25 MPa发酵罐主要由罐体和冷却列管,以及搅拌装置,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25M3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。
表-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味精工作压力0.4MPa 由任务书确定设计压力0.4MPa 由任务书确定33℃根据任务书选取发酵温度(工作温度)设计温度150℃由工艺条件确定冷却方式列管冷却由工艺条件确定发酵液密度由工艺条件确定发酵液黏度由工艺条件确定25m3机械搅拌发酵罐的设计工艺设计及计算:(1) 生产能力、数量和容积的确定①发酵罐容积 V=25m3②生产能力计算:现每天产99%纯度的味精2t ,谷氨酸发酵周期为48h (包括发酵罐清洗、灭菌、进出物料等辅助操作时间),则每天需糖化液体积为V 糖。
每天产纯度为99%的味精2t ,每吨100%的味精需糖液15.66m3。
V 糖=15.66×2×99%=31m3设发酵罐填充系数φ=70%,则每天需要发酵罐的总容积为V 0(发酵周期为48h ) V 0= V 糖/φ=31/0.7=44.3m3③发酵罐个数的确定:计算发酵罐容积时有几个名称需明确。
a 、 装液高度系数,指圆筒部分高度系数,封底则与冷却管、辅助设备体积相抵消。
b 、公称容积,指罐的圆柱部分和底封头容积之和,并圆整为整数。
c 、罐的全容积,指罐的圆柱部分和两封头容积之和。
本次设计所需发酵罐个数为:N=240总V V τ=3.5个 取圆整得:N=4个 实际产量验算:3005.1527.025⨯⨯⨯=677.42t/a 富裕量:%10060060042.677⨯-=12.9% 能满足产量要求。
(2) 主要尺寸计算发酵罐全体积为V 0=25m3椭圆形封头体积:V 1=a 2b 2h D 6h D 4ππ+式中:b h -椭圆封头的直边高度,m b h =0.05ma h -椭圆封头短半轴长度,a h =D 41 而,V 0=122V H D 4+π≈)(0.26D H D 432b h 忽略+π=25将H/D=2代入上式得:D=2.4m ,H=2D=4.8mV 1=b 2a 2h D 4h D 6ππ+≈2m36 公称体积V N = V 0-V 封=25-2=23m3验算全容积 V 全:V ’全=V 筒+2 V 封 =)h D 6h D 4(2H D 4a 2b 22πππ+⨯+ =)(πππ2.0205.02.1D 2++ ≈25.7(3) 冷却面积的计算:为了保证发酵罐在最旺盛、微生物消耗基质最多以及环境气温最高时也能冷下来,必须按发酵生成热量高峰、一年中最热的半个月的气温下,冷却水可能达到最高温度的恶劣条件下,设计冷却面积。
计算冷却面积使用牛顿传热定律公式,即:F=m k Q +∆总 发酵过程的热量计算有许多方法,但在工程计算时更可靠的方法仍然是实际测得的每1m3发酵液在每1h 传给冷却器的最大热量。
对谷氨酸发酵:高峰期发酵热,3×104KJ/h.m3采用竖式蛇管换热器,取经验值 K=4.18×500KJ/(m3.h.℃)平均温差△t m :△t m =2121t t ln t t ∆∆∆-∆ 32℃→32℃20℃→26℃12 6代入 △t m =612ln 612-=8.656℃ 对总容量为25m3的发酵罐,每罐实际装液量为V ,0=31/2=15.5m3Q 总=Q ×15.5=3×104KJ/h.m3×15.5m3=4.65×105KJ换热面积:F=m t k Q ∆⋅总=656.850018.41065.45⨯⨯⨯=25.7㎡ (4) 搅拌器设计机械搅拌通风发酵管的搅拌涡轮有三种形式,可根据发酵特点、基质以及菌体特性7选用。
本次设计,由于谷氨酸发酵过程有中间补料操作,对混合要求较高,因此选用六弯叶涡轮搅拌器。
该搅拌器的各部分尺寸与罐径D 有一定比例关系,现将主要尺寸列出: 搅拌器叶径D i =D/3=2.4/3=0.8m 取d=0.8m叶宽 B=0.2 D i =0.2×0.8=0.16m弧长 l=0.375d=0.375×0.8=0.3m底距 C=0.8D=0.8×2.4=1.9m盘径 d i =0.75×D i =0.75×0.8=0.6m叶弦长 L=0.25D=0.25×0.8=0.2m叶距 S=D=2.4m弯叶板厚 δ=12mm取两档搅拌,搅拌转速N 2可根据50m3罐,搅拌器直径1.05m ,转速N 1=110r/min ,以等P 0/V 为基准放大求得:N 2=32322118.005.1110D D N )()(⨯==132(r/min ) (5) 搅拌轴功率的计算通风搅拌发酵罐,搅拌轴功率的计算有许多种方法,现用修正的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:① 计算R emR em =μNP D 2式中 D —搅拌器直径,D=0.8mN---搅拌器转速,N=132r/hρ---醪液密度,ρ=1080Kg/m3μ—醪液粘度,μ=2.0×103-N.S/㎡将数代入上式:R em =322100.210801328.0NP D -⨯⨯⨯=μ=4.56×107>104 视为湍流② 计算不通气时的搅拌轴功率P 0:7 式中 N p ——在湍流搅拌状态时其值为常数4.7N ——搅拌转速,N=132r/hD=0.8m ,ρ=1080Kg/m3代入上式,得:,0P ==⨯⨯⨯10808.02.27.45317.7Kw两档搅拌:P 0=2,0P =35.42Kw③ 计算通风时的轴功率:g P39.008.0303g )(1025.2P Q ND p ⨯⨯=-(Kw ) 式中, P 0——不通风时轴功率(Kw ),P 0=35.42KwQ —— 通风量(ml/min ),取通风比为0.2,则Q=0.2×15.5×106=3.1×106ml/minQ 08.0=3.306代入上式,得 39.008.0303g )(1025.2P Q ND p ⨯⨯=- =39.0323)306.38013242.25(1025.2⨯⨯⨯⨯- =25.8Kw④ 求电机功率P 电:P 电=01.1321⨯ηηηg P采用三角带传动η1=0.92,滚动轴承η2=0.99,滚动轴承η3=0.98,端面密封增加的功率为1%,代入公式得P 电=01.1321⨯ηηηg P =01.198.099.092.08.25⨯⨯⨯ =29.2Kw查手册选取合适的电机。
(6)i 求最高热负荷下的耗水量W8 W=)(总12p t t C -Q 式中:Q 总——每1m3醪液在发酵最旺盛时,1h 的发热量与醪液总体积的乘积:Q 总=Q ×15.5=3×104KJ/h.m3×15.5㎡=4.65×105KJp C ——冷却水的比热容,4.18KJ/(Kg.K)2t ——冷却水终温,26℃1t ——冷却水初温,20℃将各值代入上式, W=)(总12p t t C -Q =s /kg 15.5202618.41065.45=-⨯⨯)( 冷却水体积流量为5.15Kg/s ,取冷却水在竖直蛇管中流速1m/s ,根据流体力学方程式,冷却管总截面积总S 为:式中,w ——冷却水体积流量,w=5.15×103-m3/sV ——冷却水流速,v=1m/s代入上式,总S =5.15×103-㎡ii 冷却管组数和管径:设管径为0d ,组数为n ,则根据本罐情况,取n=3,求管径,由上式得:查金属材料表选取不锈钢无缝钢管表,选取Ф51×2.0无缝管,内d =47mm ,0d d >内,满足要求,平均d =49mm现取竖蛇管圈端部u 型弯管曲径为250mm ,则两直管距离为500mm ,两端弯管总长度0l9iii 冷却管总长度L 计算:有前知冷却管总面积F=25.7㎡现取无缝钢管Ф51×2.0,每米长冷却面积为20m 15.01049.014.3F =⨯⨯= 则L=15.07.25F F 0==172m 冷却管占有体积V=0.785×0.0512×172=0.35m3iv 每组管长0l 和管组高度:另需连接管4m :实际l =L+4=176m可排竖直蛇管的高度,设为静液面高度,下部可伸入封头。