【正文】 [7]鄭裕國(guó)：《生物工程設(shè)備》[M]，化學(xué)工業(yè)出版社2007年，第566131頁(yè)。冷卻方式是豎直蛇管冷卻，具體計(jì)算結(jié)果如表44所示。 以排料管為例計(jì)算管徑?，F(xiàn)取無縫鋼管Φ89，() 冷卻管占有體積V管為：() 取冷卻管組n=8?！?[8]，() 攪拌器設(shè)計(jì) 由于谷氨酸發(fā)酵過程中有中間補(bǔ)料操作，對(duì)混合要求較高，因此選用六彎葉渦輪攪拌器。 每日用蒸汽量為：() 平均用蒸汽量為：() 滅菌過程的熱損失 輻射與對(duì)流聯(lián)合給熱系數(shù)α，罐外壁溫度60℃[2]。傳熱、溶氧、功耗、細(xì)菌生長(zhǎng)和發(fā)酵水平諸多因素。1909年味精作為商品問世以來已有101年歷史[3]。早期味精是由酸法水解蛋白質(zhì)進(jìn)行制造的，自從1956年日本協(xié)和發(fā)酵公司用發(fā)酵法生產(chǎn)以后，發(fā)酵法生產(chǎn)迅速發(fā)展，目前世界各國(guó)均以此法進(jìn)行生產(chǎn)[4]。該設(shè)備投產(chǎn)、運(yùn)行穩(wěn)定，控制性能好，發(fā)酵產(chǎn)酸率和轉(zhuǎn)化率都比較高。() [2]，消耗蒸汽量為：() 罐壁附著洗滌水升溫所需蒸汽量()式中 ——附壁水平均厚度，m[2] 發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)與選型 發(fā)酵罐的選型 選用機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐。 該攪拌器的各部尺寸與罐徑D有一定比例關(guān)系，現(xiàn)將主要尺寸列后[8]： 攪拌器葉徑Di為：() 。 (4) 每組管長(zhǎng)L0為：() ，() 可排豎直蛇管的高度設(shè)為靜液面高度，下部可伸入封底209mm。設(shè)2h之內(nèi)排空，則排料時(shí)的物料體積流量qv為：() 取發(fā)酵醪流速υ=1(m/s)，則排料管截面積A物為：()() 則排料管直徑d為：() 查表12選取Φ1946無縫管，d內(nèi)=182mm，d平均=188mm[8]。表44進(jìn)水總管直徑/mm冷卻管組數(shù)管徑/mm冷卻管總長(zhǎng)度/m每組管長(zhǎng)/m每組管子圈數(shù)Dg22578Φ896本罐內(nèi)壓圓筒選用12mm厚的碳鋼鋼板，橢圓形封頭選用10mm厚的碳鋼鋼板。[8]吳思方：《生物工程工廠設(shè)計(jì)概論》[M]，中國(guó)輕工業(yè)出版社2008年，第70、11111111112727281頁(yè)。[6]李鳳林、黃聰亮、余蕾：《食品添加劑》[M]，化學(xué)工業(yè)出版社2009年，第152頁(yè)。本罐擬采用雙面機(jī)械密封方式，處理軸與罐的動(dòng)靜問題。 (2) 接管直徑的確定： 接管直徑的確定，主要根據(jù)流體力學(xué)方程式計(jì)算。 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，兩彎管總長(zhǎng)度l0為：() (3) 冷卻管總長(zhǎng)度L計(jì)算： 由公式()知，冷卻管總面積S=。h其蒸氣用量為：() 式中 ——(表壓)蒸汽熱焓，kJ/kg[2] ——，127℃時(shí)蒸汽凝結(jié)水熱焓，kJ/kg[2] 每日用蒸汽量為：() 平均用蒸汽量為：() 填充發(fā)酵罐空間所需蒸汽量 公稱容積200m3發(fā)酵罐的全容積為230m3，其蒸氣用量為：() 式中 ρ——加熱蒸汽的密度，ρ=[2] 發(fā)酵罐滅菌(，表壓)1h。此設(shè)備充分考慮了傳質(zhì)。由于我國(guó)味精產(chǎn)量增加，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)提高幅度大，產(chǎn)品成本降低，在國(guó)際市場(chǎng)上具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，2005年出口味精達(dá)100000t[2]。實(shí)際上發(fā)酵法在微生物發(fā)酵階段，主要是獲得谷氨酸，制造味精是后續(xù)加工完成的。2 論文設(shè)計(jì)理念與方案 本論文擬選擇味精發(fā)酵生產(chǎn)中最關(guān)鍵的設(shè)備，發(fā)酵罐作為設(shè)計(jì)主題，并以年產(chǎn)30000噸為規(guī)模進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，并決定選用歷史比較悠久，資料較齊全的機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐，作為論文的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)根據(jù)常識(shí)，一個(gè)良好的發(fā)酵罐應(yīng)滿足下列要求：①結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，經(jīng)得起蒸汽的反復(fù)滅菌，內(nèi)壁光滑，耐腐性好，以利于滅菌徹底和減小金屬離子對(duì)生物反應(yīng)的影響；②有良好的氣液固接觸和混合性能以及高效的熱量、質(zhì)量、動(dòng)量傳遞性能；③在保持生物反應(yīng)要求的前提下，降低能耗；④有良好的熱量交換性能，以維持生物反應(yīng)最是溫度；⑤有可行的管道比例和儀表控制，適用于滅菌操作和自動(dòng)化控制。 生產(chǎn)能力、數(shù)量和容積的確定 (1) 發(fā)酵罐容積的確定： 選用公稱容積為200m3的發(fā)酵罐。 葉寬B為：() 弧長(zhǎng)l為：() 底距C為：() 。則總占有體積為：() 筒體液面為：() 豎直蛇管總高H管為：() 。 以通風(fēng)管為例計(jì)算管徑，通風(fēng)量Q1為：() 利用氣態(tài)方程式計(jì)算工作狀態(tài)下的風(fēng)量Qf為：() 如取風(fēng)速υ=25(m/s)，則風(fēng)管截面積Af為：()() 則氣管直徑d氣為：() 查表12選取Φ133