年產(chǎn)1000噸飼用酸性蛋白酶的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-10-03 15:23 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖 61 傳動(dòng)部臥式電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸圖 四臺(tái)發(fā)酵罐采用二種減速箱 , 前二臺(tái)罐為迸口減速箱 , 減速箱內(nèi)裝有一對(duì)直齒輪和一對(duì)弧形傘齒輪 , 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 維修方便 , 一般只有傘齒輪及進(jìn)軸、軸承損中北大學(xué) 2020 年發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 11頁(yè) 壞要維修更新。后二臺(tái)罐采用國(guó)產(chǎn)福州發(fā)電設(shè)備廠(chǎng)生產(chǎn)的行星齒輪箱 , 箱內(nèi)加設(shè)一對(duì)弧形傘齒輪使進(jìn)軸作 90176。 變向 , 由聯(lián)軸節(jié)與臥式電動(dòng)機(jī)相聯(lián)。與進(jìn)口減速箱比 , 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、行星輪壞很難修理。 部軸承座 , 內(nèi)裝中型普通軸承一粒 , 輕型平面受力軸承一粒 ， 軸承上端軸頭由夾殼聯(lián)軸節(jié)與減速箱出軸 聯(lián)接。設(shè)計(jì)少放一部軸承降低傳動(dòng)架約米的高度 , 增強(qiáng)了減速箱及電機(jī)在罐頂上的穩(wěn)定性。罐內(nèi)設(shè)計(jì)放二部軸瓦來(lái)定位罐內(nèi)軸與上主軸的同心度 , 上部軸瓦在盤(pán)管上方 , 下部軸瓦安裝在軸端。軸瓦、軸套材質(zhì)均為鑄鐵。只要上下軸垂直同心度裝得好 , 軸瓦、軸套半年到一年更換一次。 , 冷卻面積及冷卻管的設(shè)計(jì)非常重要 , 既要考慮排作形式 , 又要起到最好冷卻效果 , 還要便于安裝維修。設(shè)計(jì)中采取盤(pán)管式 , 列管式同時(shí)采用的做法 , 加設(shè)盤(pán)管組相對(duì)來(lái)講好布置 , 可利用盤(pán)管間之間隙當(dāng)樓梯用 , 給安裝及今后維修帶來(lái)很大方便。加設(shè) 列管組可彌補(bǔ)全用盤(pán)管時(shí)需用冷卻面積的管量放不下和盤(pán)管無(wú)檔板作用的缺點(diǎn)?？紤]罐徑大 , 放熱量集中冷卻效果一定要好 ,所以又在冷卻管的合理進(jìn)出水上做文章 , 采用快進(jìn)快出的接管法 , 就是把盤(pán)管列管分成多組 , 使冷卻水分成多路進(jìn)多路出 , 以水在冷卻管內(nèi) 米 /秒停留 1 分鐘來(lái)分組。與發(fā)酵液熱交換后的熱水匯集總管進(jìn)熱水池、再用泵送冷卻塔 , 冷卻后的水進(jìn)冷水池 ,由泵供送發(fā)酵罐進(jìn)水用。原則冷卻塔循環(huán)水量要大于發(fā)酵用水量約倍 , 保證熱水通過(guò)冷卻塔及時(shí)降溫到氣溫夏天滿(mǎn)足發(fā)酵冷卻用水的需要 ,如圖 圖 62 發(fā)酵罐冷卻管設(shè)計(jì) 中北大學(xué) 2020 年發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 12頁(yè) 次直接影響到產(chǎn)酸及攪拌功率 , 由于罐體矮胖形 , 罐徑大 ,， 設(shè)計(jì)采用大槳葉 , 低轉(zhuǎn)速。底道槳 Φ1900， 八彎葉 , 中道槳小 , 六彎葉 , 轉(zhuǎn)速 。 所以 , 采用高通風(fēng) , 大槳葉 , 低轉(zhuǎn)速攪抖 ,可降低攪拌功率 , 同樣達(dá)到高產(chǎn)酸的效果。槳葉葉片做成可裝拆 式 , 部件拿進(jìn)罐內(nèi)后組裝 , 用不 銹 螺栓把 葉片鎖緊在園盤(pán)上 , 給運(yùn)輸安裝帶來(lái)方便 , 司時(shí)罐頂人孔可縮小 , 開(kāi) Φ600 即可。 八萬(wàn)葉輪尺寸如下： 葉徑 d==5200=1900mm， 盤(pán)徑 d==1900=1175mm， 葉片高 h==1900=280mm， 葉片弧長(zhǎng) L==1900=760mm， 風(fēng)管： 罐壓 ： ，罐溫 ： 35℃ ， 培養(yǎng)基量： 最大通風(fēng)比 1： 時(shí) 120 m3。 液柱高度 ： H= 米，風(fēng)管出口壓 P=。 貯氣筒壓頭 P（供氣最低壓力）：空氣輸送管道阻力 ，二級(jí)空氣過(guò)濾器阻力 。故 P=++=（絕對(duì)壓力） （ 管徑根據(jù)通風(fēng)量計(jì)算 , 在盤(pán)管上放二付不銹法蘭 , 便于安裝 及今后清洗，盤(pán)管徑等于低道槳徑。 盤(pán)管放在底道槳葉片下面 , 盤(pán)管下方開(kāi)三排小孔 ,， 二排成 45176。角， 小孔徑 Φ4~6， 交叉排列、這樣有利于罐底部液體中北大學(xué) 2020 年發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 13頁(yè) 的攪拌和通風(fēng) , 且不易被固體物堵塞 , 孔數(shù)根據(jù)盤(pán)管內(nèi)截面積計(jì)算 , 小孔總面積鎮(zhèn)盤(pán)管內(nèi)截面積 , 使 風(fēng)通過(guò)各個(gè)小孔時(shí)有產(chǎn)生噴力。 , 放料管從罐底中接出斜穿過(guò)水泥墩壁排水孔引接到打料泵送等電點(diǎn)提取。避免了裙座造成罐底難清洗 , 死角多 , 長(zhǎng)雜菌、難消毒的缺點(diǎn)。整臺(tái)罐底下通風(fēng)好 , 陽(yáng)光照 , 清洗消毒非 常方便。 2 目不銹鋼網(wǎng)來(lái)捕集罐內(nèi)螺褚全、螺母等另部件的脫落回收 , 給查罐時(shí)及時(shí)提供維修信息 ,保證了放料閥、打料泵不易損 壞 , 使用安全可靠性。 發(fā)酵罐壁厚 罐體壁厚 中北大學(xué) 2020 年發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 14頁(yè) δ1=pD/(2σψp)+C （ 62） 式（ 62）中： p— 耐受壓強(qiáng)（取 ） ψ— 焊縫系數(shù)，雙面焊取 ，無(wú)縫焊取 σ— 設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力（不銹鋼焊接壓力容器許用應(yīng)力為150℃ ,137 MPa） C— 腐蝕裕度，當(dāng) δ C10mm時(shí)， C=3mm 解得罐體壁厚 δ1=pD/(2σψp)+C=1500/（ 2137） +3=4. 7 mm 取整為 δ1=5 mm 封頭壁厚 δ2=pDy/(2σψ) +C （ 63） 式（ 63）中： p— 耐受壓強(qiáng)（取 ） y— 開(kāi)孔系數(shù)，取 ψ— 焊縫系數(shù)，雙面焊取 ，無(wú)縫焊取 σ— 設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力（不銹鋼焊接壓力容器許用應(yīng)力為150℃ ,137 MPa） C— 腐蝕裕度，當(dāng) δ C10mm時(shí)， C=3mm 解得封頭壁厚 δ2=pDy/(2σψ)+C=1500（ 2137） +3= mm 取整為 δ2=7 mm 發(fā)酵罐個(gè)數(shù)的確定 已知年產(chǎn)量為 1000 噸，一年有 300 個(gè)工作日， 黑曲霉 發(fā)酵周期 T=48h=2d，其中清理發(fā)酵罐 1 天，產(chǎn)量為 50 g/L，罐壓 ㎏ /㎝ 2。 查相關(guān)資料有：酸性蛋白酶發(fā)酵周期 48h，清理及維修發(fā)酵罐時(shí)間為 1 天，則發(fā)酵總時(shí)間為 3 天，產(chǎn)量為 50g/L,滅菌時(shí)間為 5h，發(fā)酵液預(yù)處理收率約為 90 %，提取時(shí)的收率約為 95%，濃縮干燥收率為 90%，裝料系數(shù)為 60% 一年需放罐的次數(shù)： 300247。 3=100 次 每批次產(chǎn)酸性蛋白酶 1000/100=10 噸 總提取率為： 90 %95%90 %=% 中北大學(xué) 2020 年發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 15頁(yè) 假設(shè)用一臺(tái)發(fā)酵罐，則發(fā)酵罐的體積 V=101000/%/60%/50= m3 選 發(fā)酵罐的公稱(chēng)體積為 200 m3，則 需要發(fā)酵罐 3 個(gè)，則購(gòu)置 4 臺(tái)發(fā)酵罐，一臺(tái)備用。 發(fā)酵罐附屬結(jié)構(gòu)的計(jì)算 攪拌器 攪拌槳葉形式及檔 次直接影響到產(chǎn)酸及攪拌功率 , 由于罐體矮胖形 , 罐徑大 ,， 設(shè)計(jì)采用大槳葉 , 低轉(zhuǎn)速。底道槳 Φ1900， 八彎葉 , 中道槳小 , 六彎葉 , 轉(zhuǎn)速 。 所以 , 采用高通風(fēng) , 大槳葉 , 低轉(zhuǎn)速攪抖 ,可降低攪拌功率 , 同樣達(dá)到高產(chǎn)酸的效果。槳葉葉片做成可裝拆 式 , 部件拿進(jìn)罐內(nèi)后組裝 , 用不 銹 螺栓把 葉片鎖緊在園盤(pán)上 , 給運(yùn)輸安裝帶來(lái)方便 , 司時(shí)罐頂人孔可縮小 , 開(kāi) Φ600 即可。 八萬(wàn)葉輪尺寸如下： 葉 徑 d==5200=1900mm， 盤(pán)徑 d==1900=1175mm，
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