【文章內(nèi)容簡介】 出氣口直徑 Φ 133 根據(jù)參考文獻 [3]選取 林可霉素生產(chǎn)發(fā)酵罐 7 冷卻水進、出口直徑 Φ 133 由工藝條件確定 補料口直徑 Φ 133 根據(jù)參考文獻 [3]選取 取樣口直 徑 Φ 133 由工藝條件確定 溫度計 裝配式熱電阻溫度傳感器Pt100 型， D＝ 100mm 壓力表 250YZ? 液位計 61R 溶氧探頭 SENDOF? ? pH探頭 2PHS?型 攪拌器及攪拌軸的設計 攪拌器軸功率的計算 根據(jù)任務要求，攪拌器為后彎葉圓盤渦輪攪拌器。 后彎葉角度β =45176。； 槳葉數(shù) Z=6； 總直徑 Dj=1/3D=； 槳葉寬度 b==； 槳葉長度 l==； 槳葉厚度δ ==26mm； 圓盤直徑 rd==； 圓盤厚度δ d==26mm； 轉(zhuǎn)速 n=130/rmp 攪拌葉輪個數(shù) m=2 3, 不通氣條件下的軸功率 P0 大中型發(fā)酵罐技術(shù)參數(shù) 公 稱 體 積 筒體高度 筒體直徑 攪拌器直徑 轉(zhuǎn)速 電機功率 a r 彎=( 1/ 2) d r 箭=( 1/ 4) d10a= 38e : h : b :d1:d=3:3. 5 : 5 : 1 3 : 20h : b : d : d = 4 : 5. 5 :1 3 :2 0h : b : d : d = 4 : 5 : 13 : 2 0圖61 通 用的渦輪式攪拌器 a 六平葉 b 六 彎葉 c六 箭葉hrhbbbdd1d1dd1d林可霉素生產(chǎn)發(fā)酵罐 8 3m H(mm) mm ㎜ r/min kw 10 3600 1800 640 180 11 50 6000 3100 1050 110 55 75 8150 3200 800 185 90 100 10000 3400 950 150 132 200 11500 4600 1100 142 215 由圖表知： 公稱體積 為 100 3m 時，當攪拌葉直徑 Di=950 ㎜ ，攪拌轉(zhuǎn)速 ω =150 r/min。 已知攪拌葉直徑與轉(zhuǎn)速的關(guān)系為 :322112 ????????? dd?? 所以可以計算得： 此時的攪拌轉(zhuǎn)速 2? =130 r/min 取發(fā)酵醪液黏度 ?=6010 3PaS ，密度31020 /kgm??， 攪拌轉(zhuǎn)速ω =130 r/min=， 則雷諾準數(shù) Re=???iD =410， 因為 Re≥4，所以發(fā)酵系統(tǒng)充分湍流狀態(tài)，即有效功率系 數(shù)PN= 魯士頓 (Rushton J. H.)公式： P0 = 53 iLp DN ?? = P0－無通氣攪拌輸入的功率（ W）； PN－功率準數(shù)，是攪拌雷諾數(shù) ReM 的函數(shù)；圓盤六彎葉渦輪 NP≈ ω－渦輪轉(zhuǎn)速（ r/s）； L?－液體密度（ kg/m3）因發(fā)酵液不同而不同； iD－渦輪直徑（ m）對于多層攪拌器的軸功率可按下式估算： Pm=P*(+)= m=2攪拌器層數(shù)。 ． 2 通氣攪拌功率 Pg的計算 因為是非牛頓流體，所以用以下公式計算 林可霉素生產(chǎn)發(fā)酵罐 9 g )mPDPC Q?? （ C－系數(shù)，/3iDD? 時，取 mP－多層攪拌輸入的功率（ kW） ω－渦輪轉(zhuǎn)速（ r/min），取 130 r/min iD－渦輪直徑（ m）， Q－通氣量（3/min），取 1－ 6 3/min，取 3m/min 計算 Pg= 攪拌軸的設計 攪拌軸的材料選擇 45 號鋼，其力學性能如下表： 技術(shù) 條件 界面尺寸 mm δ b MPa δ n MPa δ s % α k J/cm2 HB [τ] MPa A JB75585 ≤ 100 588 294 15 39 162～ 217 30～ 40 118 ～107 ＞ 100 588 284 15 149～ 217 取 A=118，攪拌軸的直徑 d?? s npA 上式中， P—— 軸傳遞的額定功率，根據(jù)任務目標取 N—— 軸的轉(zhuǎn)速，根據(jù)任務目標取 130rpm，其中 S=3 考慮到軸上連有聯(lián)軸器有孔槽以及 一定的腐蝕浴度和安全系數(shù)，取攪拌軸的直徑 d=160mm。 扭轉(zhuǎn)切應力校核：? ? ][ 3 ?? ???? MPdTWT T，因此，設計符合要求。 傳動電機設計選型 電機功率? rm PP ?? 式中 Pm—— 攪拌所需軸功率； PT—— 為軸封摩擦損失功率，按 1%Pm 計算 。 η —— 為傳動系統(tǒng)的效率，選擇三角皮帶傳送，皮帶傳動效率取 ，軸承滾動效率取 ，軸承滑動效率取 ，則η = = 假設 ReM104，即發(fā)酵液處于湍流狀態(tài)，且 D/d= Hf/d= B/d=擋板數(shù)為 4 的林可霉素生產(chǎn)發(fā)酵罐 10 情況下，此時對于六彎葉渦輪攪拌器 K=，攪拌軸功率53 jm DnKP ??式中， K 為功率特征數(shù)，ρ 為發(fā)酵液體密度。對于多層攪拌器 Pm= 。 因此，電機功率 P=（ 1+)*（ KW） 查相關(guān)資料，選用電機型號 KTG114 型，參數(shù)如下： 發(fā)酵罐攪拌功率的設計計算結(jié)果 項目及代號 參數(shù)及結(jié)果 備注 轉(zhuǎn)速 130r/min 根據(jù)參考文獻 [3]選取 不通氣條件下的軸功率 計算 多層攪拌器軸率 計算 通氣量 由工藝條件 確定 通氣攪拌功率 計算 電機的功率 （ KW） 計算 電機的選擇 型號 KTG114 功率 315kw 根據(jù)參考文獻 [3]選取 軸徑 85mm 根據(jù)參考文獻 [3]選取 傳動裝置 三角皮帶 根據(jù)參考文獻 [3]選取 三角皮帶型號和根數(shù) 6D?根 根據(jù)參考文獻 [3]選取 小皮帶輪直徑 300mm? 根據(jù)參考文獻 [3]選取 大皮帶輪直徑 1100mm 根據(jù)參考文獻 [3]選取 型號 額定功率 額定電流 *2 變頻器容量 *1 制動任務率 重量 KTG114 (KW) A [KVA] （ %ED） KC 315 585 445 沒有限制 250 林可霉素生產(chǎn)發(fā)酵罐 11 冷卻裝置設計 冷卻方式 發(fā)酵罐容量大，罐體的比表面積小。夾套不能滿足冷卻要求，使用蛇管冷卻，綜合比較列 管的冷卻效果好，在使用水作冷卻介質(zhì)時，選用列管。 裝液量 各類發(fā)酵液的發(fā)酵熱 發(fā)酵液 發(fā)酵熱 (kJ/ 3m h) 青霉素絲狀菌 23000 青霉素球狀菌 13800 鏈霉素 16800 四環(huán)素 25100 紅霉素 26300 谷氨酸 29300 賴氨酸 33400 檸檬酸 11700 酶制劑 14700－ 18800 設 計發(fā)酵罐裝料系數(shù)：取70% 發(fā)酵罐裝料液體積： V1=V* = 3m 不計算下封頭時的裝液體積： V柱 = V1Vf=179。179。=179。 裝液高度： h1=V 柱 /(π D2/4﹚ = 單位時間傳熱量＝發(fā)酵熱裝料量 即： Q=Q 發(fā) *V1=16800 =1206240j/h 冷卻水耗量 由實際情況選用進出口水溫為 20℃ 、 26℃，則 21258720 ( /)( ) (2618)pQW kghCtt? ? ?? ??）（ 2026* 1206240 =林可霉素生產(chǎn)發(fā)酵罐 12 Q－單位時間傳熱量 Cp－冷卻水的平均比熱，取 kJ/ (kg ℃ ) t2t1－冷卻水進出口溫度差 對數(shù)平均溫度差 ，由工藝條件知道Ft=31℃， 1212( ) ( ) (33 20) (33 28) 33 33 28oFFmFFt t t ttCtttt? ? ? ? ? ??? ? ?????2631 2031ln26312031??）（）（ =℃ t1－冷卻水進口溫度 t2－冷卻水出口溫度 Ft－發(fā)酵溫度 冷卻面積 33258720 mQAmKt? ? ?? ??*30001206240 = m2 根據(jù)實際取 53 m2 △ tm －對數(shù)平均溫度差 K－傳熱總系數(shù)，取 310 kJ/(m2 h℃ ) 冷卻面積 (2m) A=π dL 冷卻蛇管總長度 (m) , 85,4 = mLm md???? ?? 0取整分為組，每組長L.10* 53 ＝ ,取整 L=169m ，分為 8組，每組長 L0= d－蛇管內(nèi)徑， d＝外徑－壁厚 取?110 5mm