立方米通風式發(fā)酵罐設計課程設計-資料下載頁
2025-06-04 10:40本頁面
【正文】 LN op ?=≈ 3 圈，則總?cè)?shù)為 3 4=12 圈 蛇管總高度 ( 1 ) (12 1 ) 0. 15 1. 65ppH N h m? ? ? ? ? ? 表 42 15m3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) 70% 由工藝條件確定 裝料體積 計算 裝料高度 計算 總發(fā)酵熱 冷卻水耗量 12079kg/h 計算 冷卻面積 20m2 計算 冷卻蛇管總長度 120m 計算 冷卻蛇管總高度 計算 蛇管組數(shù) 4組 由工藝條件確定 每組蛇管圈數(shù) 3圈 計算 冷卻蛇管規(guī)格 φ 57 根據(jù)參考文獻 [4]選取 5 攪拌器軸功率的計算 不通氣條件下的軸功率 Po 取發(fā)酵醪液黏度μ = 103，密度ρ =1080kg/m3，攪拌轉(zhuǎn)速 則雷諾準數(shù) μρRe LiD??=3310 108 0/60)200( = 10510000 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： 200 / minr? ?11 530 iLp DNP ??? =（ 200/60）3 1080 = 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： )( mPPm ?? = (+ 3)= m攪拌器層數(shù)。 通氣攪拌功率 Pg 的計算 因為是 牛頓流體，所以用以下公式計算 323 )( Q DPP img ???? = 33 )1420210 ( 2 ??? ? =50kW Po無通氣條件下的功率（ kW） ω 攪拌器轉(zhuǎn)速（ r/min） Di攪拌渦輪直徑（ m） Q通氣量（ m3/min），取 16m3/min，通氣量的大小取決于菌種需氧量及發(fā)酵液黏度大小。 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。 ? tg PPP ?? 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(gòu)效率 12 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 （ 1+1%） 1%)(1 50 ???? ? Tg PPP = 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 P=， n=200rpm，則得 d=100 （ ） 1/3=，根據(jù)文獻選軸徑為 70mm。 表 24 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 200 /minr 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 / min 由工藝條件確定 通氣攪拌功率 50kW 計算 電機的功率 計算 電機的選擇 型號 Y280S8，功率 55kW 轉(zhuǎn)速 740r/min 根據(jù)參考文獻 [3]選取 軸徑 70mm 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) D 6 根 根據(jù)參考文獻 [3]選取 小皮帶輪直徑 Φ 300mm 根據(jù)參考文獻 [3]選取 大皮帶輪直徑 Φ 1100mm 根據(jù)參考文獻 [3]選取 6 設計小結(jié) 在此次課程設計中，我設計了機械通風發(fā)酵罐，該反應器利用 北京棒桿菌 菌種進行 賴氨酸 的發(fā)酵生產(chǎn)，發(fā)酵溫度為 33C，反應器的材料為16MnR 鋼；采用渦輪六彎葉式三層攪拌器，利用 55kW 的 電動機通過 70mm 的13 軸驅(qū)動；冷卻方式為蛇管冷卻，冷卻蛇管總長為 120m，分為 4組。 通過這次設計，我學會怎么設計機械通風反應器，并學會一些基本的設計的步驟，以及認真的態(tài)度。這次我的設計是由最開始的計算到數(shù)據(jù)的整理在到畫圖，以及在后來的說明書的的擬訂。 在整個設計工程之中都是我自己一個人的勞動成果，雖然是困難重重，但我們每一個人都是認真的做好每一個環(huán)節(jié)，才會按時完成我的設計。 7 參考文獻 [1] 鄭裕國 . 生物工程設備 [M]. 北京： 化學工業(yè)出版社， 2021 [2] 李功樣 , 陳蘭英 , 崔英德 . 常用化工單元設備的設計 [M]. 廣州：華南理工大學出版社， 2021 [3] 陳英南 , 劉玉蘭 . 常用化工單元設備的設計 [M]. 杭州：華東理工大學出版社， 2021 [4] 陳寧，江潔，氨基酸工藝學 [M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社，
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