化工學(xué)院優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計—年產(chǎn)30000噸味精廠發(fā)酵罐的設(shè)計與選型(編輯修改稿)
2024-09-02 07:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ——加熱蒸汽的密度，ρ=[2] 發(fā)酵罐滅菌(，表壓)1h。 每日用蒸汽量為：() 平均用蒸汽量為：() 滅菌過程的熱損失 輻射與對流聯(lián)合給熱系數(shù)α，罐外壁溫度60℃[2]。() [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)計與選型 發(fā)酵罐的選型 選用機械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐。 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。 (2) 生產(chǎn)能力的計算： 每天需糖液體積V糖為：() 式中 ——生產(chǎn)1t味精(100%)的發(fā)酵液量，m3[8] 若取發(fā)酵罐的填充系數(shù)j=75%，則每天需要發(fā)酵罐總?cè)莘eV0為：() (3) 發(fā)酵罐個數(shù)的確定： 公稱容積為200m3的發(fā)酵罐，其全容積為230m3。 每日需要的發(fā)酵罐數(shù)N0為：() 共需要的發(fā)酵罐數(shù)N1為：() 每天應(yīng)有4個發(fā)酵罐出料，共需要7個發(fā)酵罐。 實際產(chǎn)量驗算：() 設(shè)備富余量為：() 能滿足生產(chǎn)要求。 主要尺寸的計算 發(fā)酵罐是由圓柱形筒體和上、下橢圓形封頭組成。() 為了提高空氣利用率，罐的高徑比取2[2]。()() 橢圓形封頭的直邊高度忽略不計，以方便計算。() 解方程得() 取5m。() 圓柱部份容積V筒為：() 上、下封頭體積V封為：() 全容積驗算：()() 符合設(shè)計要求，可行。 冷卻面積的確定 根據(jù)部分味精廠的實測和經(jīng)驗數(shù)，6000kJ/(m3h)[8]，則冷卻面積按傳熱方程式計算如下：()[2] 式中 S——冷卻面積，m2 Q——換熱量，kJ/h Dtm——平均溫度差，℃ K——總傳熱系數(shù)，kJ/(m2h℃) 230m3灌裝液量為：()() 設(shè)發(fā)酵液溫度32℃，冷卻水進口溫度20℃，出口溫度27℃，則平均溫度差Dtm為：() 500kJ/(m2h℃)[8]，() 攪拌器設(shè)計 由于谷氨酸發(fā)酵過程中有中間補料操作，對混合要求較高，因此選用六彎葉渦輪攪拌器。 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：() 。 葉寬B為：() 弧長l為：() 底距C為：() 。 盤徑di為：() 葉弧長L為：() 葉距Y為：() 以單位體積液體所分配的攪拌軸功率相同這一準則進行的反應(yīng)器的放大，即：()[7] 式中 n2——放大的攪拌器的轉(zhuǎn)速，r/min n1——模型攪拌器的轉(zhuǎn)速，n=110r/min[8] d1——模型攪拌器直徑，d=[8] d2——放大的攪拌器直徑，d= 將各值代入上式() 取兩檔攪拌。 攪拌軸功率的確定 (1) 不通氣條件下的軸功率計算：()[7] 式中 Np——功率數(shù),Np=[7] n——攪拌器的轉(zhuǎn)速，n= d——攪拌器直徑，d= ρ——流體密度，ρ=1070kg/m3[7] 將各值代入上式 () (2) 通氣發(fā)酵軸功率計算：()[7] 式中 P——不通氣條件下的軸功率，P= n——攪拌器的轉(zhuǎn)速，n= d——攪拌器直徑，d=170cm Q——工況下的通氣量，() 將各值代入上式() 通常谷氨酸發(fā)酵按1kW/m3[8]發(fā)酵醪；對于200m3發(fā)酵罐，≥。 本罐采用三角帶傳動。 設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計 (1) 空氣分布器： 本罐使用單管進風(fēng)。 (2) 擋板： 本罐因有扶梯和豎式冷卻蛇管，故不設(shè)擋板。 (3) 消泡漿： 本罐使用圓盤放射式消泡漿。 (4) 密封方式： 本罐擬采用雙面機械密封方式，處理軸與罐的動靜問題。 (5) 冷卻管布置： 使用的是豎直蛇管冷卻裝置。 豎直蛇管冷卻裝置設(shè)計(1) 求最高熱負荷下的耗水量W為：()[8] 式中 Q——每1m3醪液在發(fā)酵最旺盛時，1h的發(fā)熱量與醪液總體積的乘積，()
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