【正文】 源和先進 的設備。3 、焊接接頭型式及尺寸除圖中注明外，按G B 9 8 5 8 0 中規(guī)定；角焊縫的腰高按較薄板的厚度；法蘭的焊接按相應法蘭標準的規(guī)定。7 、攪拌軸旋轉(zhuǎn)方向應與圖示方向一致，不可反轉(zhuǎn)。5 、設備制造完畢后，以1 . 2 M P a 表壓進行液壓試驗。 北京理工大學珠 海學院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設計 29 木薯原料蒸汽調(diào)漿池 種子罐 空氣貯罐 發(fā)酵罐 貯液槽 預熱器 過濾器貯液槽脫色柱 貯液槽 陰離子交換柱陽離子交換柱 貯液槽降膜蒸發(fā)器 分離器降膜蒸發(fā)器分離器降膜蒸發(fā)器 分離器 貯液槽結(jié)晶罐間隙式分離器至包裝車間無菌空氣無菌空氣R101往復泵B102 F201 R202往復泵B203 F204空氣貯罐R205往復泵B206往復泵B302往復泵B305往復泵B309往復泵B311往復泵B314往復泵B317往復泵B320R301 H303R306R307 R308 R313R323R310R312H315R316H318R319H321 R322H324R325R304設計職責制圖校核審核簽字 日期工藝流程圖比例 1:150設計項目設計階段 初步設計A1第1張 共4張化工與材料學院 生物工程 班彭卡特年產(chǎn) 萬噸檸檬酸糖化、發(fā)酵車間的設計 北京理工大學珠 海學院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設計 30 序號 名稱 數(shù)量 材料 標準及規(guī)格 備注1 電機 鑄鐵2 軸承座 A3攪拌軸 鋼4 冷卻管 A3 63 3 . 55 熱電偶接口 A 36 底軸承 A37 放料口 鋼 13 3 48 進風管 A3 63 3 . 59 攪拌葉輪 A3 F10 溫度計接口 A311 中間軸承 A3 F12 聯(lián)軸節(jié) A3 F13 人梯 1 A3 F14 取樣管 1 A315 人孔 1 45 鋼16 軸封 1 A317 冷卻管接口 16 鋼18 排氣口 1 A319 回流口 1 A320 補料口 1 A321 進料口 1 A3 13 3422 壓力表 1 鋼23 取樣口 1 A324 視鏡 視鏡 2 鋼25 冷卻管 8 A326 進風管 1 45 鋼27 人梯 1 A3 F技術要求1 、本設備按G B 1 5 0 8 9 《鋼制壓力容器》及國家勞動局《壓力容器安全監(jiān)查規(guī)程》進行試驗和驗收。感謝這些老師、同學和朋友們！ 另外，要感謝在大學期間所有傳授我知識的老師，是 您 們的悉心 的 教導使我有了良好的專業(yè)課知識，這也是論文得以完成的基礎。因為這些，我在北京理工大學珠海學院，積累了豐富的知識，培養(yǎng)了嚴謹?shù)倪壿嬎伎寄芰?，為我今天的論文奠定了扎實的基礎。 年產(chǎn) 10 萬噸檸檬酸發(fā)酵車間 需 發(fā)酵罐 40 個，每個發(fā)酵罐 200 m3；配對 30 m3 的種子罐 13 個。發(fā)酵罐因罐體較大貫穿于第 3 層；種子罐與硫酸銨貯罐貫穿于第 2 層；泵體一般安裝于第 1 層，除主物料液化醪的輸送泵置于第 2 層樓，（為了節(jié)省能耗，從液化段的噴射冷凝器直接送到二樓）；而發(fā)酵液貯罐因罐體龐大且無特殊要求，可置于發(fā)酵車間的室外；金屬過濾器都安裝于第 3 層，便于對發(fā)酵罐操作。 車間布置設計必須在充分調(diào)查的基礎上，掌握必要懂得資料作為設計的依據(jù)或參考。此基礎上，又做了一定的修補，因為檸檬酸廠的廠區(qū)是上世紀建立的，布局以及各建筑的設計不盡合理，區(qū)的環(huán)境美化及工人的組織基本沒有。取 H=2D，有： V1=2 +π D3/24= m3 3 8 3 .3 / 1 .7 3 .6 6Dm? ? ? 圓整到推薦的系列值，取 D= m， H= m 則 V 實 = + = m3V1， 滿足要求。 （ 1）則每天用硫酸銨溶液體積為 V= 103247。 =2445m3/d， V 總 =V/η =2445247。 種子罐型號確定 由上述計算，選用容積為 30m3 的 機械攪拌通風式發(fā)酵罐作為種子罐。簡 =2+= m3 北京理工大學珠 海學院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設計 23 校核種子罐總?cè)莘e： V180。簡 =2 650+5300=6600mm 查表選取橢圓封頭直邊高度： hb=40mm， S 封 = m2， V 封 = m3 圓筒容量： V180。 H/D=2/1，則種子罐總體積： 2V V V????總 封 筒 ；簡化計算方程如： V’總 =2 п D3/24+ 2D=23m3 整理后， 331 .5 7 0 .2 6 2 3DD?? → D= 圓整到推薦的系列尺寸，取 D= 則： H=2D=2 = 查相應表得封頭高： H180。 （ 2） 種子罐個數(shù)確定：種子罐與發(fā)酵罐對應上料。 （ 3）排料實踐復核：物料流量 Q= 103m/s 流速 V=1m/s 管道截面積 F= = 103m2 在相同流速下，流國物料因管徑較原料計算結(jié)果大，則相應流速比為： P=Q/FV= 103247。 （ 2）接 管直徑的確定 該管實裝醪量 m3，設 5h 空，則物料體積流量： Q=247。 （ 2 ） +0. 5=9mm 選取 10mm厚不銹耐酸鋼。 發(fā)酵罐設備材料的選擇 發(fā)酵設備的材料選擇，優(yōu)先考慮的是滿足工藝的要求，其次是經(jīng)濟性。 24+ 52 = 則管筒體部分液深為： （ V 總 V 封 ） /S 截 =（ ） 247。由上式得： do= n = **8? = 查金屬材料表選取 476?? 無縫管， d內(nèi) ＝ 68 mm d0 ， d平均 ＝ 72 mm，現(xiàn)取豎蛇管圈端部 U 型彎管曲徑為 200 mm，則兩直管間距離為 400 mm，總長度： l0 ＝ D? ＝ 400＝ 1256 mm 北京理工大學珠 海學院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設計 20 ③ 長度 L 的計算： 冷卻管總面積 F＝ m2，無縫鋼管為 476?? ，每米的冷卻面積為Fo= 1=(m2)，則 L=F/Fo=247。 ① 求最高熱負荷下的好水量 W：21()QW Cp t t? ?總 式中： Q 總 每 1 m3 醪液在發(fā)酵最旺盛時， 1h 的發(fā)酵量與醪液總體積的乘積： Q 總 = 6000= 106 CP 冷卻水的比熱容， t2 冷卻水出溫， 15℃ 代入上式得： W= 106247。 （ 2）檔板 檔板的作用是加強攪拌強度，促使液體上下翻動和控制流型，防止產(chǎn)生 旋 渦而降低混北京理工大學珠 海學院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設計 19 合與溶氧效果 [4]。＝ kW ③計算通風時的軸功率 Pg： Pg＝ 2 33 0 .3 900 .0 82 .2 5 * 1 0 * ( )NDQP? kW 式中： PO－不通氣時的攪拌軸功率， P02 == 105 N－攪拌器轉(zhuǎn)速，為 80r/min D－攪拌器直徑 (cm)， D3 = 106= 106 Q－通風量 (ml/min)，通風比為 vvm=，取低限，如通風量變大， Pg會小，為安全，現(xiàn)取 ，則： Q=200 106= 107 ＝ ( 710 ) ＝ Pg= 103 ( 105 80 106/)= ④求電機功率 P電 ： P 電 ＝ Pg247。 ①計算 Rem ： Rem ＝ 2 /ND ?? 式中： D －攪拌器直徑，為 N －攪拌器轉(zhuǎn)速，為 N ＝ 80/60＝ (r/s) ? －醪液密度， ? ＝ 1050kg/ m3 ?－醪液粘度， ? ＝ 3?? N℃ )。h)。 24 D3 2＝ 230 解方程得： D＝ （ m） 取 D=5m， H=2D=10m； 根 據(jù) 《 發(fā) 酵工 廠 設 計概 論 》 通用 發(fā) 酵 罐系 數(shù) 表， 查 得 封頭 高 為 H 封 ＝ha+hb==1250+50=1300(mm)。 其中發(fā)酵時間為 66h，發(fā)酵操作時間為 75h （ 4）實際產(chǎn)量驗算： 13 300247。 90%= m3 （ 3）發(fā)酵罐個數(shù)的確定： 北京理工大學珠 海學院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設計 16 現(xiàn)選擇公稱容積為 200m3 的六彎葉機械攪拌通風發(fā)酵罐為例，則需要發(fā)酵罐的個數(shù)為1N 。則每天需糖液體積為 V 糖 。 現(xiàn)以此類發(fā)酵罐進行設計選型。因而，就本項目而言，按技術成熟，可靠、穩(wěn)妥的原則，結(jié)合檸檬酸工程中的設計經(jīng)驗，通過對罐內(nèi)空氣分配器進行適當改造，成為新型的通風式機械攪拌型發(fā)酵罐。 北京理工大學珠 海學院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設計 15 發(fā)酵罐的選型 當前，我國檸檬酸發(fā)酵占統(tǒng)治地位的發(fā)酵罐仍是機械渦輪攪拌通風發(fā)酵罐，即通常所說的通用罐。 板式換熱器的選型 螺旋板式換熱器投資小 ， 效果好 ， 可以回收熱量 ， 經(jīng)濟實用 。 V 維 =2V 封 +V 筒 =2 π D3247。 液化維持罐的選型 (1)生產(chǎn)能力 ， 數(shù)量和容積的確定 G 出 =(2)數(shù)量取 1 個 (3)容積 ： 根據(jù)工藝 ， 滯留時間 σ =， 填充系數(shù)取 φ =80%，則維持罐總?cè)萘? V 維 =V 出 σ 247。 （ 45 3600） = 102m2 直徑 d== = 取無逢鋼管 φ 231mm 3 則 φ 內(nèi)徑 =219mm， 可以滿足要求 （ 4）進料管直徑計算 : V 料 =， 物料流速取 (m2) d= 取無逢鋼管 φ 129mm 3，則 φ 內(nèi)徑 =117mm可以滿足要求。v =， 100℃飽和蒸汽熱焓量 I=100； D=Gc(t2t1)/(λ 1) =26900 (10050)247。 （ 3）根據(jù)以上計算，選用 2 個容積為 6m3 的調(diào)漿 罐（考慮到料液的黏度較大 ,故選用大葉輪片轉(zhuǎn)速低的攪拌器 ,罐體采用錨式）。 V 有效 =Vσ (m3) V 有效 設備有效容積 V流量 σ 滯留時間 V 有效 =(247。 調(diào)漿桶的選型 (1)已知薯干漿的流量為 G=,即 V=G247。 表 32 發(fā)酵車間蒸汽衡算 生產(chǎn) 工序 日用蒸汽量 (t/d) 平均蒸汽用量 (t/h) 年用蒸汽量 （ t/a） 培養(yǎng)基滅菌 10512 加熱發(fā)酵醪 123567 空罐滅菌 1050 合計 135129 北京理工大學珠 海學院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設計 10 發(fā)酵過程中的冷卻水耗量計算 已知發(fā)酵過程中的發(fā)酵熱為 6000 kJ/m3?h， 200 m3 的發(fā)酵罐一般裝料量為 180 m3（填充系數(shù)為 ），則 21QC)W tt? ?酵水（ = 8 60 00 18 0 8 (28 15 )???? =83077kg/h=已知 25 m3 的種子罐（填充系數(shù) ），裝料量為 m3 W 種子 = 6000 247。 [( ) 95%]=2923kg/h=； 每 天培養(yǎng)基滅菌用蒸汽量： 3 4= t/d； 所有用罐空罐滅菌及相關管道滅菌用蒸汽量 ， 據(jù)經(jīng)驗取培養(yǎng)基滅菌用蒸汽量的 10%，則： D1= 10%=。 其數(shù)量為： 180 13%247?！?) 北京理工大學珠 海學院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設計 8 由工藝可知 : 經(jīng)過噴射加熱器溫度由 t1=50℃升溫至 t2=100℃ Q= C1 G 醪液 (10050) = (10050) = kJ 發(fā)酵過程中的蒸汽耗量的計算 （ 1）蒸汽用量的計算公式 整個生產(chǎn)過程采用蒸汽加熱， 蒸汽耗用量計算公式為： ? ? ? ?? ?21D C t tQDI i I? ? ??????總 式中：η —— 為蒸汽的熱效率，取 95%?? ； I—— 汽化潛熱。 （ 95% 98%） =北京理工大學珠 海學院 20xx 屆 本科生畢業(yè)設計 7 淀粉質(zhì)原料年產(chǎn) 10 萬噸一水檸檬酸廠總物料衡算 即對生產(chǎn) 。 K) 為簡化計算 ， 定液化醪的比熱容在整個過程中維持不變 . (1) 經(jīng)噴射液化器前的液化醪量為 X: X+X (10050)247。 (3) 調(diào)漿及液化滅菌時產(chǎn)生的泡沫可用少量泡敵消泡。 =% 粉漿的干物質(zhì)濃度為： 100%247。α 淀粉酶用量按 8u/g 原料計算；有： 103 8247。 =（ 1）生產(chǎn)無水檸檬酸的總化學反應式： 6 1 0 5 2 2 6 8 7 2( ) 3 / 2 2nC H O nH O