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-wenkub
2023-03-21 13:40:08 本頁(yè)面
【正文】 根據(jù)關(guān)系求出其他尺寸。 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。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 (11)其他特殊問(wèn)題的考慮。 (7)設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì)。 (3)設(shè)備生產(chǎn)能力的確定。 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。 (4)設(shè)備數(shù)量計(jì)算。 (8)支撐方式的計(jì)算選型。,(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)] 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。 直徑計(jì)算出來(lái)后，應(yīng)將其值圓整到接近的公稱直徑系數(shù)。,(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(guò)計(jì)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(shí) ——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。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。這樣，不僅防止或減少氣泡的逃逸，而且由于抽吸作用，也減少了泡沫的產(chǎn)生。目前常用的過(guò)濾介質(zhì)有棉花、活性炭、超細(xì)玻璃纖維、石棉濾紙、PVA燒結(jié)材料過(guò)濾介質(zhì)、燒結(jié)金屬過(guò)濾介質(zhì)等。原因是微生物直徑很細(xì)，質(zhì)量很輕，它隨低速氣流流動(dòng)慢慢靠近纖維時(shí)，微粒所在的主導(dǎo)氣流流線受纖維所阻，而改變流動(dòng)方向，繞過(guò)纖維前進(jìn)，并在纖維的周邊形成一層邊界滯流區(qū)。懸浮在空氣中的微生物微粒大多帶有不同的電荷，如枯草桿菌孢子20%帶正電荷，20% 帶負(fù)電荷，15%中性， 這些帶電的微粒會(huì)受帶異性電荷的物體所吸引而沉降.此外，表面吸附也歸屬于這個(gè)范疇，如活性炭的大部分過(guò)濾效能應(yīng)是表面吸附的作用。 優(yōu)點(diǎn) ：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，能承受高壓，可用耐腐蝕材料制造 缺點(diǎn) ：容器內(nèi)液體湍動(dòng)程度低，管外對(duì)流傳熱系數(shù)小。其缺點(diǎn)是噴淋不易均勻。能用多種材料制造，故適用性較強(qiáng)，操作彈性較大，尤其在高溫、高壓和大型裝置中多采用列管式換熱器。,（3）U型管式換熱器 U型管式換熱器每根管子都彎成U型，進(jìn)出口分別安裝在同一管板的兩側(cè)，封頭用隔板分成兩室。,板式換熱器 1）夾套式換熱器 夾套式換熱器式最簡(jiǎn)單的板式換熱器，它是在容器外壁安裝夾套制成，夾套與容器之間形成的空間為加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)的通路。 夾套式換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其加熱面受容器的限制，且傳熱系數(shù)也不高。在螺旋板兩側(cè)焊有蓋板。,平板式換熱器,平板式換熱器簡(jiǎn)稱板式換熱器，是由一組長(zhǎng)方形的薄金屬板平行排列，加緊組裝于支架上而構(gòu)成。冷熱流體交錯(cuò)地在板片兩側(cè)流過(guò)，通過(guò)板片進(jìn)行換熱。,平板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是： 1）傳熱系數(shù)高：由于平板式換熱器中板面有波紋或溝槽，可在低雷諾數(shù)（Re=200左右）下即達(dá)到湍流。平板式換熱器的金屬消耗量可減少一半以上。通常操作壓強(qiáng)低于1.5Mpa，最高不超過(guò)2.0Mpa，壓強(qiáng)過(guò)高容易泄露。這類換熱器一般都不耐高溫高壓，但對(duì)于壓強(qiáng)較低，溫度不高或腐蝕性強(qiáng)而需用貴重材料的場(chǎng)合，則顯示出更大
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