【文章內(nèi)容簡介】 :13 :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hrhbbbdd1d1dd1d200M3產(chǎn)潔霉素機械攪拌生物反應器設計 7 又 ? ，得 d=，取無縫鋼管，查閱資料，平焊鋼管法蘭 HG2059397，取公稱直徑 100，??。 其他管道也是如此計算。 管道接口 （ 采用法蘭接口） 進料口：直徑.，開在封頭上， 排料口：??，開在罐底； 進氣口： ，開在封頭上； 排氣口：.，開在封頭上； 冷卻水進、出口：??，開在罐身； 補料口：.，開在封頭上； 取樣口： ，開在封頭上； 儀表接口 溫度計；裝配式熱電阻溫度傳感器 Pt100型， D＝ 100mm，開在罐身上 ； 壓力表； 彈簧管壓力表（徑向型）， d1=20mm，精度 ，型號： 250YZ? ，開在封頭上 ； 液位計：采用標準： 5 1368HG ? 型號： 61R? 直徑： 550(260 14)mm? ? ，開在罐身上； 溶氧探頭： SE N DO F? ? ? ； pH探頭： 2PHS? 型； 表 4 發(fā)酵罐主要部件尺寸的設計計算結(jié)果 項目及代號 參數(shù)及結(jié)果 備注 罐體材料 16MnR鋼 由工藝條件確定 焊接方式 雙面縫焊接 由工藝條件確定 罐體筒壁厚 mm11 計算 封頭壁厚 20 計算 攪拌器類型 六彎葉渦輪式攪拌器 根據(jù)參考文獻 [3]選取 攪拌葉直徑 mm1630 計算 攪拌器層數(shù) 2 由工藝條件確定 人孔 1個，標準號HG215221995 根據(jù)參考文獻 [3]選取 200M3產(chǎn)潔霉素機械攪拌生物反應器設計 8 4 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 設計發(fā)酵罐裝料系數(shù)：取 75% 發(fā)酵罐裝料液體積： 31 %75215 mV ????? 裝料系數(shù)全體積 不計算下封頭時的裝液體積： VV??1柱 下 封 頭 體 積 31 mV ???? 下封頭體積柱 裝液高度：? ? ? ? mDVh ???? ?柱 單位時間傳熱量＝發(fā)酵熱裝料量 即：hKJV / 641 ??????發(fā) 視鏡 2個，標準號HGJ5018617 根據(jù)參考文獻 [3]選取 進、排料口直徑 ??mm 根據(jù)參考文獻 [3]選取 進、出氣口直徑 . 根據(jù)參考文獻 [3]選取 冷卻水進、出口直徑 ??mm 由工藝條件確定 補料口直徑 . 根據(jù)參考文獻 [3]選取 取樣口直徑 ??mm 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 SE N DO F? ? ? pH探頭 2PHS? 型 200M3產(chǎn)潔霉素機械攪拌生物反應器設計 9 冷卻水耗量 由實際情況選用進出口水溫為 20℃ 、 27℃，則 ? ? ? ? ? ?hkgttC QW / 5612 ???? ???? 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 冷卻面積 發(fā)酵液溫度 31℃，冷卻水進口溫度 20℃，出口溫度 27℃，則平均溫度差 mt? 為： ? ? ? ? 2731 2031ln27312031 ????????mt 26 mtK QAm ?????? 根據(jù)實際取 200 m2 △ tm －對數(shù)平均溫度差 K－ 傳熱總系數(shù)，取 3? 310 kJ/(m2 h℃ ) 冷卻面積 ( 2m ) A=π dL 冷卻蛇管總長度 (m) mLmLmdAL6410,640, 0 ??????每組長組，分為取整? d－蛇管內(nèi)徑， d＝外徑－壁厚 取 ? 110?mm （徑取 50－ 80mm，壁厚取 － 5mm ） 每圈蛇 管長度 ? ? ? ? mhDl pP 2222 ?????? ? D－蛇管圈直徑， hp －蛇管圈之間的距離，取 每組蛇管圈數(shù) 圈圈，則總?cè)?shù)為 640 ?????? lLN P 蛇管總高度 ? ? ? ? mmhNH pP 4 2 8 ????????? 200M3產(chǎn)潔霉素機械攪拌生物反應器設計 10 表 5 200 3m 發(fā)酵罐冷卻裝置設計計算結(jié)果 項目及代號 參數(shù)及結(jié)果 備注 裝料系數(shù) 75% 由工藝條件確定 裝 料體積 3215m 計算 裝料高度 計算 總發(fā)酵熱 hKJ / 6? 計算 冷卻水耗量 hKg / 5? 計算 冷卻面積 m 計算 冷卻蛇管總長度 m640 計算 冷卻蛇管總高度 計算 蛇管組數(shù) 10組 由工藝條件確定 每組蛇管圈數(shù) 5圈 計算 5 攪拌器軸功率的計算 不通氣條件下的軸功率 P0 取發(fā)酵醪液黏度spa ??? 31060?，密度 31020 /kg m? ? ，攪拌轉(zhuǎn)速srr / in/80 ??? 則雷諾準數(shù) 43 ??? ???? ?? ?? lie DR 因為 Re≥ 410 ，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： kwDNP ilP 7 7 2 0 2 53530 ?????? ?? 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/min）； L? －液體密度（ kg/m3）因發(fā) 酵液不同而不同，一般取 800－ 1650 kg/m3 ； iD －渦輪直徑（ m）；對于多層攪拌器的軸功率可按下式估算： 200M3產(chǎn)潔霉素機械攪拌生物反應器設計 11 ? ? ? ? kwmPP m ??????? m攪拌器層數(shù)。 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 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 142r/min iD －渦輪直徑（ m）， Q－通氣量（ 3m /min）， ????Q 計算 kwQ wDPCP img 32 ????????? ???????????? 電機及變速裝置選用 根據(jù)攪拌功率選用電動機時，應考慮傳動裝置的機械效率。 gP －攪拌軸功率 TP －軸封摩擦損失功率，一般為 00 g1 P η－傳動機構效率 根據(jù)生產(chǎn)需要選擇三角皮帶電機。三角皮帶的效率是 ，滾動軸承的效率是 ，滑動軸承的效率是 ，端面軸封摩擦損失功率為攪拌軸功率的 1%，則電機的功率 ? ? kwPPP tg % ???????? ? 攪拌軸直徑 1/ 3( / )d A P n?? ， n為轉(zhuǎn)速（單位為轉(zhuǎn) /分），系數(shù) A可以取 97149， 取 100,A? 已知 mmdr pmnkwP 80 ,80,3/1 ??????????? 則得，根據(jù)文獻選軸徑為 200mm。 gTPPP ???200M3產(chǎn)潔霉素機械攪拌生物反應器設計 12 表 6 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 min/80r 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 通氣量 min/ 3m 由工藝條件確定 通氣攪拌功率 kw948 計算 電機的功率 計算 電機的選擇 型號 Y315L28 功率 kw110 轉(zhuǎn)速 740 /minr 根據(jù)參考文獻 [3]選取 軸徑 mm110 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