華南理工大學(xué)發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)第六章設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型final(已修改)
2025-03-10 13:40 本頁面
【正文】 第六章 設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型,一、專業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)與選型的依據(jù),由工藝計(jì)算確定的成品量、物料量、耗汽量、耗水量、耗風(fēng)量、耗冷量等。 工藝操作的最適外部條件(溫度、壓力、真空度等)。 設(shè)備的構(gòu)造類型和性能。,二、專業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)與選型的程序和內(nèi)容,(1)設(shè)備的工藝操作任務(wù)、工作性質(zhì)、工作參數(shù)的確定。 (2)設(shè)備選型及該型號設(shè)備的性能、特點(diǎn)評價(jià)。 (3)設(shè)備生產(chǎn)能力的確定。 (4)設(shè)備數(shù)量計(jì)算。 (5)設(shè)備主要尺寸的確定。 (6)設(shè)備的傳動攪拌和動力消耗計(jì)算。 (7)設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì)。 (8)支撐方式的計(jì)算選型。 (9)壁厚的計(jì)算選擇。 (10)材質(zhì)的選擇和用量計(jì)算。 (11)其他特殊問題的考慮。,(一)間歇操作設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算,1．間歇操作設(shè)備生產(chǎn)能力的確定 生產(chǎn)能力的表示方法，一般為t／(罐批)或m3／(罐批)。例如3000t／a味精廠選容積為100t的發(fā)酵罐，其生產(chǎn)能力為： 10070％15％48％80％112％ (11％)＝4.47[t／(罐批)] 100——發(fā)酵罐容積(t) 15％——發(fā)酵初糖濃度 70％——填充系數(shù) 48％——發(fā)酵轉(zhuǎn)化率 80％——提取率 112％——精制收率 1％——染菌率,3．設(shè)備容積的計(jì)算,式中 V 設(shè)備的總?cè)莘e(m3) Va——24h內(nèi)加工的成品或半成品的容積() r——操作周期，包括預(yù)備時(shí)間、操作和清洗等輔助操作時(shí)間(h) ? ——設(shè)備的填充系數(shù)，裝有攪拌和冷卻裝置的或產(chǎn)生泡沫多的物料應(yīng)取0.6～0.8，酒精發(fā)酵罐等取0.8～0.85，汽液分離器取0.7等,4．設(shè)備主要尺寸的計(jì)算,發(fā)酵工廠的設(shè)備多為容器型設(shè)備。不同的設(shè)備，高徑比有很大差別。錐形底制作容易，排料干凈，間歇操作采用較多。 通常根據(jù)已知容量V以及高徑比、封頭高度，列出數(shù)學(xué)方程求出各部尺寸。 直徑計(jì)算出來后，應(yīng)將其值圓整到接近的公稱直徑系數(shù)。然后校核總?cè)萘渴欠窨蓾M足工藝計(jì)算的容量要求。如偏差太大，還要作相應(yīng)調(diào)整，直到符合要求。 直徑確定后，可根據(jù)關(guān)系求出其他尺寸。,(二)連續(xù)操作設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算,設(shè)計(jì)的依據(jù)： (1)物料流量V(m3／s或t／s)：物料的流量V，是根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，通過計(jì)算確定。 (2)物料在設(shè)備中的逗留時(shí)間τ(s)：物料在連續(xù)操作設(shè)備中的逗留時(shí)間則取決于生產(chǎn)工的要求。 (3)物料在設(shè)備各部位的流速ω(m／s)。,1．生產(chǎn)能力的確定 對于連續(xù)操作的設(shè)備，其生產(chǎn)能力是在保證生產(chǎn)工藝條件的基礎(chǔ)上，單位時(shí)間通過設(shè)備的物料量，由工廠的規(guī)模與物料衡算確定。 2．設(shè)備容積的計(jì)算 已知物料的流量V和逗留時(shí)間τ，可以計(jì)算出設(shè)備的有效容量V有效： 3．設(shè)備數(shù)量的計(jì)算 4．設(shè)備主要尺寸計(jì)算,（三）專用設(shè)備設(shè)計(jì)常識 ——發(fā)酵罐,谷氨酸發(fā)酵罐,罐體 攪拌器和擋板 消泡器 聯(lián)軸器及軸承。 變速裝置 空氣分布裝置 軸封 冷卻裝置,發(fā)酵罐制造,發(fā)酵罐為封閉式，一般都在一定罐壓下操作，同時(shí)還需用蒸汽進(jìn)行空罐或?qū)嵐逌缇怨摅w是一個(gè)受壓容器，見圖2。要根據(jù)最大使用壓力(一般采用滅菌時(shí)的蒸汽壓力，Pg＝0.25 MPa)來決定鋼板的厚度。罐體是一個(gè)圓柱體，罐頂和罐底采用橢圓形或碟形封頭，因?yàn)檫@種封頭比其他型式的封頭在同樣使用壓力下可用較薄的鋼板，,2立方米以下的小型發(fā)酵罐罐頂和罐身采用法蘭連接，大中型發(fā)酵罐大多是整體焊接。為了便于清洗，小型發(fā)酵罐罐頂設(shè)有清洗用的手孔 ，大中型發(fā)酵罐則要裝設(shè)人孔，并在罐內(nèi)設(shè)置爬梯，人孔的大小不但要考慮操作人員能方便進(jìn)出，還要考慮安裝和檢修時(shí)，罐內(nèi)最大部件能順利放入或取出。罐頂還裝有 視鏡和燈孔以便觀察罐內(nèi)情況，在視鏡和燈孔近旁，必要時(shí)還裝設(shè)無菌壓縮空氣或蒸汽的吹管，用以沖洗玻璃。裝于罐頂?shù)慕庸苡校哼M(jìn)料口、補(bǔ)料口、排氣口、接種口和壓力表等，裝于罐身的接管有：冷卻水進(jìn)出口、空氣進(jìn)口、溫度和其他測控儀表的接口。罐頂上面的排氣口位置靠近罐中心的位置。這樣，不僅防止或減少氣泡的逃逸，而且由于抽吸作用，
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