年產(chǎn)15萬噸味精發(fā)酵車間設(shè)計(jì)說明書(編輯修改稿)
2024-08-28 20:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 cp——冷卻水的比熱容，（kgK） t2——冷卻水終溫，t2=27℃ t1——冷卻水初溫，t1=20℃ 將各值代入上式102m3/s，取冷卻水在豎直蛇管中的流速為1m/s，根據(jù)流體力學(xué)方程式，冷卻管總截面積S總為：式中 W——冷卻水體積流量，W=102m3/s V——冷卻水流速，v=1m/s代入上式：進(jìn)水總管直徑 ：Ⅱ 冷卻管組數(shù)和管徑：設(shè)冷卻管總表面積為S總，管徑d0，組數(shù)為n，則：取n=8，求管徑。由上式得：查金屬材料表選取φ894mm無縫管[9]， ，認(rèn)為可滿足要求。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，兩端彎管總長度為：Ⅲ 冷卻管總長度L計(jì)算：由前知冷卻管總面積現(xiàn)取無縫鋼管φ894mm，每米長冷卻面積為則:冷卻管占有體積：Ⅳ 每組管長L0和管組高度：另需連接管8m：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。，則：總占有體積為則筒體部分液深為：豎式蛇管總高 又兩端彎管總長，兩端彎管總高為600mm，則直管部分高度：則一圈管長：Ⅴ 每組管子圈數(shù)n0：現(xiàn)取管間距為，則可計(jì)算出攪拌器的距離在允許范圍內(nèi)（不小于200mm）。Ⅵ.校核布置后冷卻管的實(shí)際傳熱面積：而前有F=，可滿足要求。（8）設(shè)備材料的選擇[10]選用A3鋼制作，以降低設(shè)備費(fèi)用。（9）發(fā)酵罐壁厚的計(jì)算①計(jì)算法確定發(fā)酵罐的壁厚S （cm）式中 P——設(shè)計(jì)壓力，現(xiàn)取P= D——發(fā)酵罐內(nèi)經(jīng)，D=500cm 〔σ〕——A3鋼的應(yīng)用應(yīng)力，〔σ〕=127MPa φ——焊接縫隙， φ= C——壁厚附加量（cm）式中 C1——鋼板負(fù)偏差，現(xiàn)取C1= C2——為腐蝕余量，現(xiàn)取C2=2mm C3——加工減薄量，現(xiàn)取C3=0選用14mm厚A3鋼板制作。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： （cm）式中 P= D=500cm〔σ〕=127MPaC=++=（cm）φ=（10）接管設(shè)計(jì)①接管的長度h設(shè)計(jì)：各接管的長度h根據(jù)直徑大小和有無保溫層，一般取100~200mm。②接管直徑的確定：按排料管計(jì)算：該罐實(shí)裝醪量155m3，設(shè)4h之內(nèi)排空，則物料體積流量發(fā)酵醪流速取v=1m/s。則排料管截面積為F物。管徑：取無縫管φ1334mm，〉118mm，認(rèn)為合適。按通風(fēng)管計(jì)算，支管氣速為20~25m/s。~，為常溫下20℃，、30℃ 狀態(tài)。風(fēng)量Q1取大值。利用氣態(tài)方程式計(jì)算工作狀態(tài)下的風(fēng)量Qf[8]取風(fēng)速v=25m/s，則風(fēng)管截面積Ff為則氣管直徑d氣為：因通風(fēng)管也是排料管，故取兩者的大值。取φ1334mm無縫管，可滿足工藝要求。排料時(shí)間復(fù)核：物料流量Q=，流速v=1m/s；管道截面積：，在相同的流速下，流過物料因管徑較原來計(jì)算結(jié)果大，則相應(yīng)流速比為排料時(shí)間：（11）支座選擇選用裙式支座 種子罐 發(fā)酵所需的種子從試管斜面出發(fā)，經(jīng)活化培養(yǎng)，搖瓶培養(yǎng)，擴(kuò)大至一級(jí)乃至二級(jí)種子罐培養(yǎng)，最終向發(fā)酵罐提供足夠數(shù)量的健壯的生產(chǎn)種子。種子罐冷卻方式采用夾套冷卻。 （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2%計(jì)算，則種子罐容積V種2為：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。發(fā)酵罐平均每天上5罐，需二級(jí)種子罐6個(gè)。種子罐培養(yǎng)8h，輔助操作時(shí)間8~10h，生產(chǎn)周期16~18h，因此，二級(jí)種子罐6個(gè)已足夠，其中一個(gè)備用。③主要尺寸的確定 種子罐仍采用幾何相似的機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐。H：D=2：1，則種子罐總?cè)莘e量V39?？倿椋汉喕匠倘缦拢? 整理后解方程得D=則H=2D=2=（m）查得封頭高H39。封 罐體總高H39。罐：單個(gè)封頭容量：V39。封=（m3）封頭表面積： S封=圓筒容量 ： 不計(jì)上封頭容積 ： 校核種子罐總?cè)莘eV39?？偅?m3大 ，可滿足設(shè)計(jì)要求。④冷卻面積的計(jì)算 采用夾套冷卻Ⅰ 發(fā)酵產(chǎn)生的總熱量：Ⅱ 夾套傳熱系數(shù)：現(xiàn)取K=220kJ/（m2h℃）Ⅲ 平均溫差：發(fā)酵溫度32℃；水初溫20~23℃，取23℃；水終溫27℃，則平均溫差：Ⅳ 需冷卻面積F： Ⅴ 核算夾套冷卻面積：按靜止液深確定夾套高度： 靜止液體浸沒筒體高度 ： 液深 ： 夾套可能實(shí)現(xiàn)的冷卻面積為封頭表標(biāo)面積S封與圓筒被液體浸沒的筒體為表面積S筒之和：夾套高度應(yīng)不高于動(dòng)態(tài)時(shí)的液面高度，因高于液面的傳熱面積，并沒有起多少冷卻作用。綜上，傳熱需要的面積F=(m2)該設(shè)計(jì)夾套能提供的冷卻面積為S夾= m2S夾〉F，可滿足工藝要求。⑤設(shè)備材料的選擇 采用A3鋼制作⑥壁厚計(jì)算 Ⅰ 夾套內(nèi)罐的壁厚式中 D——設(shè)備的公稱直徑，140cm m——外壓容器的穩(wěn)定系數(shù)，與設(shè)備的起始橢圓度有關(guān)，在我國，m=3 P——設(shè)計(jì)壓力，與水壓有關(guān)，P= E——金屬材料的彈性模量[9]，對(duì)A3鋼E=2105MPa C——壁厚附加量，C=C1+C2+C3=++0= L——筒體長度，L=110cm將數(shù)值代入公式：取9mmⅡ 封頭的厚度δ封：查《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論》P317表16 碳鋼橢圓封頭最大需用內(nèi)部壓力i 對(duì)于上封頭，取δ封=6mmii 對(duì)于下封頭，取δ封=8mmⅢ 冷卻外套壁厚：查《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論》P314表13 碳鋼與普低鋼制內(nèi)壓圓筒壁厚，確定δ套=5mmⅣ 外套封頭壁厚：查《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論》P316表15 橢圓形封頭（JBH54—73），確定δ套封=6mm⑦設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì)Ⅰ 擋板：根據(jù)全擋板條件，式中 B——擋板寬度B＝（）D=1400=140mm D——罐徑 D＝1400mm Z——擋板數(shù)：取Z＝6塊Ⅱ 攪拌器：采用六彎葉渦輪攪拌器直徑：Di＝~現(xiàn)?。喝~片寬度：弧長：盤徑：葉弦長：攪拌器間距：底距：攪拌器轉(zhuǎn)速N2，根據(jù)50L罐，470r/min，使用P0/V為基準(zhǔn)放大[6]，50L 罐N1＝470r/min，攪拌器直徑Di=112mm兩擋攪拌。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。i 計(jì)算Rem[8]式中 D——攪拌器直徑，D= N——攪拌器轉(zhuǎn)速， ρ——醪液密度，ρ=1050 kg/m3 μ——醪液粘度， μ=103Ns/m2 將數(shù)代入上式：視為湍流，則攪拌功率準(zhǔn)數(shù)Np=ii 計(jì)算不通氣時(shí)的攪拌軸功率P0： 式中 Np—— N——攪拌轉(zhuǎn)速，N=176r/min= D——攪拌器直徑，D= ρ——醪液密度，ρ=1050kg/m3 代入上式：兩擋攪拌iii 計(jì)算通風(fēng)時(shí)的軸功率Pg式中 P0——不通風(fēng)時(shí)攪拌軸功率（kW）， N——軸轉(zhuǎn)速，N=176r/min D——攪拌器直徑（cm），D3=106=105 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。；
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