【正文】 [7]黎潤(rùn)鐘．發(fā)酵工廠設(shè)備，中國(guó)輕工業(yè)出版社， 1991。圓整倒推薦值： D 過(guò)濾器 =1200mm ③ 分過(guò)濾器的壁厚：設(shè)計(jì)壓力 P= ? ?cmS ????? ?? 取 S=6mm。 通風(fēng)管管徑計(jì)算：設(shè)罐壓 ，發(fā)酵溫度 t=32℃，風(fēng)速 v=20m/s，通風(fēng)量為 ， 常壓下 t0=20℃，送風(fēng)量 V 為： ? ?m in/ 3mV ??? 將通風(fēng)換算成工作狀態(tài)，求通風(fēng)管直徑 d1 ? ? ? ?mmmvttPVd29330527301?????????????? 圓整，查 《 發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論 》 ， P313 表 12，無(wú)縫鋼管 (YB23170)，管徑采用 25 3mm ,內(nèi)徑 252 3=19 mm 大于 12 mm，可滿足生產(chǎn)要求?？?為： ’封‘ 筒‘ 總 VVV 2?? 簡(jiǎn)化方程如下： ? ?323 2327 8 mDDDV ????? ?‘ 總 整理后 33 ?? DD 解方程得 D= 則 H=2D=2 =（ m） 查得封頭高 H39。 ② 封頭壁厚計(jì)算：標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的厚度計(jì)算公式 [5]如下： ? ? CPPQS ??? ??2 （ cm） 式中 P= D=500cm 〔σ〕 =127MPa C=++=（ cm） φ = ? ?cmS ????? ?? （ 10）接管設(shè)計(jì) ① 接管的長(zhǎng)度 h 設(shè)計(jì)：各接管的長(zhǎng)度 h 根據(jù)直徑大小和有無(wú)保溫層，一般取100~200mm。 該攪拌器的各部分尺寸與罐徑 D 有一定比例關(guān)系 攪拌器葉徑 ? ?mDD i ??? 取 d=（ m） 葉寬 ： ? ?mdB ???? 弧長(zhǎng)： ? ?mdl 7 7 ???? 底距： ? ?mDC ??? 15 盤踞 ： ? ?mDd ii ???? 葉弦長(zhǎng)： ? ?mDL i ???? 葉距 ： ? ?mDY 5?? 彎葉板厚： δ =12（ mm） 取兩擋攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速 N2 可根據(jù) 50m3 罐，攪拌直徑 ，轉(zhuǎn)速N1=110r/min。干燥水分量 34（ kg/h） 18℃ 空氣濕含量 ψ=70%， X0=（ kg/kg 干空氣）， I0=；加熱80℃ ， I1=用公式 ： Δ=（ I2I1） /（ X2X1） =Q 物料 +Q 損失 Q 初溫 式中 Δ空氣經(jīng)過(guò)干燥后的熱量變化（ kJ/kg） Q 損失 損失熱量，通常為有效熱量的 10% Q 物料 =103（ 6018） （ kJ/kg 水） Q 損失 =（ 595+60+392418） =645（ kJ/kg 水） Δ=18= 4494（ kJ/kg 水） 設(shè) X2= I2=I1+Δ（ X2X1） =+（ 4494）（ ） =（ kJ/kg 空氣） 空氣耗量為： 34/=18888（ kg/h） 80℃ 時(shí)空氣的比容 實(shí)際消耗空氣量為： 18888=15677（ m3/h） 耗用蒸汽量（ D）：使用 （表壓）蒸汽加熱，熱損失按 15%計(jì)： D= =618（ kg/h） 每日用蒸汽量： 61816=9888（ kg/d） 平均每小時(shí)用蒸汽量： 9888/24=412（ kg/h） ： 每日用蒸汽 量為 338t/d，每小時(shí)平均量為 ，高峰量為 。 高峰量： 963+420=1383（ kg/h） （ 1） 培養(yǎng)液連續(xù)滅菌用蒸汽量 發(fā)酵罐 200m3 裝料系數(shù) ，每罐產(chǎn) 100%MSG 量： 2003%85%97%=（ t） 發(fā) 酵操作時(shí)間 48h（其中發(fā)酵時(shí)間 38h），需發(fā)酵罐臺(tái)數(shù) 6 臺(tái)。但存在廢水污染大，生產(chǎn)成本高，技術(shù)難度大等問(wèn)題，應(yīng)用上受到限制。 用于原料粉碎的設(shè)備除盤磨機(jī)外，還有錘式粉碎機(jī)和輥式粉碎機(jī)。 味精生產(chǎn)大致經(jīng)歷了三個(gè)大的階段： 第一階段 ： 最早的味精制造方法就是從天然的食物材料中抽取，例如：將海帶以熱水煮過(guò)，取其湯液濃縮后即可得到含有味精的濃縮液或調(diào)味粉。因此，谷氨酸能用來(lái)預(yù)防和治療肝昏迷。 谷氨酸單鈉（ monosodium glutamate） ,呈強(qiáng)烈鮮味，商品名為味精。 設(shè)計(jì)內(nèi)容為，了解味精生產(chǎn)中的原料預(yù)處理、發(fā)酵、提取部分的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)流程，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇發(fā)酵工段合適的生產(chǎn)流程，并對(duì)流程中的原料進(jìn)行物料衡算、熱量衡算及設(shè)備的選擇。每消耗一公斤的糖，約可產(chǎn)生 公斤的麩胺酸，生產(chǎn)效率非常高。 種子擴(kuò)大培養(yǎng)為保證谷氨酸發(fā)酵過(guò)程所需的大量種子，發(fā)酵車間內(nèi)設(shè)置有種子站，完成生產(chǎn)菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)任務(wù)。也有的廠家使用氣流干燥技術(shù)，生產(chǎn)量大，干燥速度快，干燥時(shí)間短，但干燥過(guò)程對(duì)味精光澤和外形有影響，同時(shí)廠房建筑要求較高，這樣均不如振動(dòng)式干燥床應(yīng)用效 6 果好。K），用 （表壓）蒸汽滅菌，使發(fā)酵罐在 Mpa（表壓）下，由 20℃ 升至 127℃ 。 ??? VVV m an （ m3/h） （ 4）車間無(wú)菌空氣年耗量： 52164610 39。00 ?? ③ 計(jì)算通風(fēng)時(shí)的軸功率 Pg ? ?kWQ NDPP g ??????????? ? 式中 P0—— 不通風(fēng)時(shí)攪拌軸功率（ kW）， 4220 ???P N—— 軸轉(zhuǎn)速， N=80r/min D—— 攪拌器直徑（ cm）， D3= 106= 106 Q—— 通風(fēng)量（ ml/min），設(shè)通風(fēng)比 VVm=~，取低限，如通風(fēng)量變大， Pg 會(huì)小，為安全?，F(xiàn)通風(fēng)比~，為常溫下 20℃， 下的情況，要折算 、 30℃ 狀態(tài)。 ④ 冷卻面積的計(jì)算 采用 夾套冷卻 22 Ⅰ 發(fā)酵產(chǎn)生的總熱量： ? ?hkJQ / %21556 0 0 4?? ????總 Ⅱ 夾套傳熱系數(shù)： ? ? ? ?℃???? hmkJK 2/2 5 0~1 5 現(xiàn)取 K= 220kJ/（ m2 一級(jí)種子罐個(gè)數(shù)的確定：一級(jí)種子罐與二級(jí)種子罐對(duì)應(yīng)上料。 這次設(shè)計(jì)不僅讓我們進(jìn)一步熟悉和鞏固了很多化工工藝方面的知識(shí)，還初步掌握了許多有關(guān)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，同時(shí)也讓我們明白理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，更讓我們懂得了獨(dú)立思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，以及謙虛的求教態(tài)度和團(tuán)結(jié)的合作精神等。 [12]何銘新等．建筑制圖 高等教育出版社， 1994。 [2]張啟先．我國(guó)發(fā)酵工業(yè)發(fā)展現(xiàn)伏與對(duì)策科技導(dǎo)報(bào)， 1992（ 2）： 4445。 （ 2）一級(jí)種子罐分過(guò)濾器： 一級(jí)分過(guò)濾器風(fēng)量的計(jì)算： ? ? ? ?m i n/0 0 4 ??????? 查《生物工程設(shè)備》 P389 表 319 JLSD 型空氣過(guò)濾器技術(shù)特性，選用JLSD001 型空氣過(guò)濾器，過(guò)濾能力 ，外型尺寸φ 22 150mm, 重量，進(jìn)出口管徑φ 6 1，與種子罐進(jìn)風(fēng)口不一致，可采用法蘭變徑即可。 i 計(jì)算 Rem[8] μ ρNDm 2Re ? 式中 D—— 攪拌器直徑， D= N—— 攪拌器轉(zhuǎn)速， ? ?srN / 7 6 ?? ρ —— 醪液密度，ρ =1050 kg/m3 μ —— 醪液粘度， μ = 103N （ 1）二級(jí)種子罐容積和數(shù)量的確定 ① 二級(jí)種子罐容積的確定：接種量為 10%計(jì)算，則種子罐容積 V 種 2為： ? ?32 m23%2230%10 ????? 總種 VV 式中 V 總 —— 發(fā)酵罐總?cè)莘e（ m3） ② 二級(jí)種子罐個(gè)數(shù)的確定：種子罐與發(fā)酵罐對(duì)應(yīng)上料。 現(xiàn)取豎蛇管圈端部 U 型彎管曲徑為 300mm，則兩直管距離為 600mm，兩端彎管總長(zhǎng)度為 0l ： ? ?mmDl ???? ? Ⅲ 冷卻管總長(zhǎng)度 L 計(jì)算：由前知冷卻管總面積 mF ? 現(xiàn)取無(wú)縫鋼管φ 89 4mm，每米長(zhǎng)冷卻面積為 ? ?20 mF ???? 18 則 : ? ?mFFL 9 3 3 20 ??? 冷卻管占有體積： ? ?32 mV ???? Ⅳ 每組管長(zhǎng) L0和管組高度： ? ?mnLL 3 00 ??? 另需連接管 8m： ? ?mLL 9 3 889 3 08 ?????實(shí) 可排豎式直蛇管的高度，設(shè)為靜液面高度，下部可伸入封頭 250mm。 h)。每罐產(chǎn) 100%MSG 10t，需結(jié)晶罐臺(tái) 4臺(tái) 。 ② 粉漿比熱 C 可按下式計(jì)算： C=C0 +C 水 式中 C0淀粉質(zhì)比熱容，取 （ kg對(duì)于發(fā)酵過(guò)程采用人工控制，檢測(cè)儀表不能及時(shí)反映罐內(nèi)參數(shù)變化，因而發(fā)酵進(jìn)程表現(xiàn)出波動(dòng)性，產(chǎn)酸率不穩(wěn)定。為保障全廠生產(chǎn)用水，還要設(shè)置供水站。具有旋光性，有 D型和 L型兩種光學(xué)異構(gòu)體。味精進(jìn)入胃后，受胃酸作用生成谷氨酸。 味精是一種強(qiáng)堿弱酸鹽，它在水溶液中可以完全電離變成谷氨酸離子（ GA︱+︱ ）和鈉離子。它含有一分子結(jié)晶水，其分子式為HOOCCH2CH(NH2)COONa H2O，分子量 。另外，為保障生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)蒸汽的需求，同時(shí)還設(shè)置了動(dòng)力車間，利用鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽，并通過(guò)供氣管路輸送到各個(gè)生產(chǎn)需求部位。 發(fā)酵設(shè)備，國(guó)內(nèi)味精廠大多采用機(jī)械攪拌通風(fēng)通用式發(fā)酵罐，罐體大小在50m3 到 200m3 之間。加水為 1： ，粉漿量為： 6820=13870（ t/h）。K)) 200m3 發(fā)酵罐的表面積為 201 m2，耗用蒸汽量： D 損 = =199（ kg） ④ 罐壁附著洗滌水升溫的蒸汽消耗 41（ kg） ⑤ 滅菌過(guò)程蒸汽滲漏，取總汽消耗量的 5%，空罐滅菌蒸汽消耗量為： 1632（ kg/h） 每空罐滅菌 ，用蒸汽量： 1632=2448（ kg/罐） 每日用蒸汽量： 24483=7344（ kg/d），平均量 7344/24=306（ kg/h） 年產(chǎn)萬(wàn)噸商品味精，日產(chǎn) 100%MSG ，選用 25m3 強(qiáng)制內(nèi)循環(huán)結(jié)晶罐，濃縮結(jié)晶操作周期 24h，其中輔助時(shí)間 4h。 （ 4）冷卻面積的計(jì)算 對(duì)谷氨酸發(fā)酵，每 1m3 發(fā)酵液、每 1h 傳給冷卻器的最大熱量約為 6000kJ/(m3由上式得： ? ?mnSd 20?? ?????總 查金屬材料表選取φ 89 4mm 無(wú)縫管 [9]， mmd 81?內(nèi) mkgg /? ，0dd ?內(nèi) ，認(rèn)為可滿足要求， 80mm?平均d 。 種子罐冷卻方 21 式采用夾套冷卻。 Ⅲ 攪拌軸功率的計(jì)算 淀粉水解糖液低濃度細(xì)菌醪，可視為牛頓流體。 數(shù)量與二級(jí)種子罐數(shù)量一致，共 6 只。 設(shè)計(jì)人： XXX 2020 年 12 月 9 日 參考文獻(xiàn) [1]張克旭．氨基酸發(fā)酵工藝學(xué)，中國(guó)輕工業(yè)出版社， 1992： 279280。 [13]華東理工大學(xué) 浙江大學(xué)，生物工程 (技術(shù) )專業(yè)英語(yǔ)，化學(xué)工業(yè)出版社，1999。這些對(duì)于我們將來(lái)的工作和生活都將有著很大的作用。二級(jí)種子罐平均每天上 5 罐，需一級(jí)種子罐 6 個(gè)。 h風(fēng)量 Q1取大值， ? ? ? ?smmQ / i n/ 331 ???? ?，F(xiàn)取 ； 則 Q=155 106= 107（ ml/min） ? ? ???Q 代入上式： ? ?kWP g ????????? ??????? ? ④ 求電機(jī)功率 P 電： 321 g ?? ???電P 采用三角帶傳動(dòng)η 1=；滾動(dòng)軸承η 2=，滑動(dòng)軸承η 3=；端面密封增加功率為 1%；代入公式數(shù)值得： ? ?kWP 7 8 . 6 9 . 1 ?????電 （ 7）設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝計(jì)算 ① 空氣