【正文】 解得D=圓整到發(fā)酵罐系列，取D=1800mm。（2） 確定筒體直徑和高度 查表知D=1800mm，ha=450mm, hb=40mm則 ，則 ，符合核算： ，故符合要求。即：種子罐公稱容積為10m3，。罐體總高度：H總=H+2（ha+hb）=+2(+)=%，則種子罐裝料容積為：圓筒部分裝液量：Vc=VVb==圓筒部分填料系數(shù)：圓筒部分液面高：HL39。=ηH=%=罐內(nèi)液柱的高度：HL=HL39。+ha+hb=++=①二級種子罐的臺數(shù)取公稱容積10m3的罐。接種比為20%，則二級種子液的體積量為V1=20%40=8m3故選取2臺二級種子罐。②一級種子罐的臺數(shù) 取公稱容積5m3的發(fā)酵罐， m3。 一級種子液的體積量為V2=8m3=4m3 故選取2臺一級種子罐。（1） 攪拌裝置（采用六箭葉圓盤渦輪式攪拌器）取（2） 攪拌軸功率計算 a不通風條件下的攪拌功率 (421)式中：P攪拌功率，Kw（1Kw=102Kgm/s） N攪拌器轉(zhuǎn)速，r/s Di攪拌器直徑，m ρ液體密度，Kg/m3已知：轉(zhuǎn)速為n=145r/min=, Di= ρ=1100/=?s2/m4 Np=所以：校正：查手冊得校正公式：式中： 為實際值， 為理論值且均為3.所以，已知：D=1800mm， Di=，HL=，代入式中得：根據(jù)一般攪拌器之間距離S=（）Di，本次設計取S=2Di=2= B=取2層由于工業(yè)發(fā)酵罐的高徑比（H/D）一般為23，因此在同一軸上往往裝有很多層攪拌器，對于多層攪拌器的軸功率可按下式估算： Pm=P實（+）式中：m攪拌器層數(shù)所以，Pm=（+2）=b通風條件下的攪拌功率 通風條件下攪拌功率下降，通風速度大于30m/h，攪拌功率僅為不通風的4050%，本設計取45% 則：P=45%Pm==c攪拌器尺寸計算與選型 選用六箭葉渦輪攪拌器，其直徑Di=，攪拌器間距S=，且攪拌葉輪下端部設置了穩(wěn)定器，可使攪拌系統(tǒng)的震動大大降低。（3） 電動機功率的確定 （422）式中：P所需電機功率，Kw Pm攪拌所需功率，Kw PT軸摩擦損失的功率，Kw 傳動機構(gòu)效率，一般端面軸封摩擦損失的PT可取1~2%，此設計取2%。所以，故查資料選取電動機功率為15Kw，其型號為Y180L6，減速機型號為PT4。（1）冷卻管布置種子罐的傳熱裝置有夾套、內(nèi)蛇管、外盤管。夾套的傳熱系數(shù)通常為：6301050KJ/（m2?h?℃），蛇管和外盤管的傳熱系數(shù)為12601680KJ/（m2?h?℃）①冷卻面積計算使用牛頓傳熱定律公式計算 （423）式中：Q種子罐待冷卻熱量，KJ/h K傳熱系數(shù)，KJ/(m2?h?℃) Δt兩流體傳熱時平均溫差，℃由前面計算知：Q=147000KJ/h，K值取1400KJ/(m2?h?℃)，發(fā)酵溫度為31℃，冷卻水進口溫度分別為11℃，22℃?？紤]消毒后培養(yǎng)基冷卻等因素，：②進水管總管直徑　冷卻水用量：W=　冷卻水以及流量：w=103m3/s取冷卻水在管中流速v=1m/s冷卻管總截面積進水總管直徑選用Φ45 ③外盤管設計　取Φ45，假設外盤管換熱面積F1=40m2則：外盤管臂長 纏繞圈數(shù)，　　　　 取54圈外盤管高度L總=54=校核：外盤管實際換熱面積故符合要求，外盤管分為四組，每組分別為13圈，13圈，14圈，14圈。（1），=。圓筒體內(nèi)的設計壓力P=判斷是否考慮液體靜壓力：　　已知種子液密度ρ=1030Kg/m3，故筒體底部產(chǎn)生的靜壓力為：　 故需考慮在內(nèi)，即設計壓力P=+=（2）筒體壁厚的計算　　　　　　　　　　 （424）式中：P設計壓力，MPa　　　D罐內(nèi)徑，mm　　 ［σ］材料在設計溫度下的許用應力，取170　　　Φ焊縫系數(shù)，　　　C厚度附加量，mm（C=C1+C2+C3）已知D=1800mm，C=+1+0=t名義厚度=t0+C=+=，圓整到標準規(guī)格取5mm(3)上封頭壁厚計算 上封頭為標準橢圓形封頭，其壁厚計算公式： （425）式中：K增強系數(shù)，此處為1所以：查取鋼板厚度偏差C1=，則C=+1+0= t名義=t上+C=+=。圓整到標準規(guī)格取5mm t上e==校核：t上e≧%D=，故符合要求。(4)下封頭壁厚計算 5%=，故需考慮在內(nèi)，即設計壓力P=+= 。圓整到標準規(guī)格取5mm。 有效壁厚： 校核：t下e≧%D=，故符合要求。(5)壓力試驗強度校核 采用水壓試驗，試驗壓力為： 所以試驗壓力下圓筒中得應力為：=345= 注：σs為試驗溫度相愛材料屈服點，MPa所以，σT≦，壓力試驗強度足夠。 各管的長度h根據(jù)直徑的大小和有無保溫層，一般100200mm， （1）排料管計算管徑，則物料流量由前設定發(fā)酵液流速v=1m/s,則排料管截面積由 得管徑查表取Φ543的無縫鋼管，(2) 通風管計算 ，支氣管速為2025m/s，工作條件下的通風量： Q== 利用氣態(tài)方程： 取風速v=20m/s,則通風管截面積為：因為 ，則氣管直徑d氣為： 查表取Φ57。 設備支座用來支撐設備的重量和固定設備的位置。發(fā)酵工廠設備常用支座分為臥式設備支座和立式設備支座。其中臥式設備支座有鞍式支座、圈式支座、支腳三種（應用較多的為鞍式支座和支腳）；立式設備有懸掛式、支撐式和裙式支座（應用較多的為裙式支座和懸掛式）。根據(jù)工藝要求和載荷特點，發(fā)酵工廠發(fā)酵罐常用裙式支座。且多為圓筒形（制造方便、應用較廣泛）。查資料選取Ds=1800mm的圓筒裙座，并根據(jù)工廠實際參觀做適當?shù)母淖?公稱容積VN(m3)罐內(nèi)徑D(mm）圓筒高H0(mm)罐體總高H(mm)全容積(m3)攪拌器直徑D(mm)攪拌轉(zhuǎn)速n(r/min)電動機功率N(kW)1018003600458060014515為提高除菌效果減少倒罐損失，一般對無菌需求較高好氧發(fā)酵系統(tǒng)在總過濾器后面都加用超細玻璃纖維濾紙的分過濾器。已知發(fā)酵車間有50m3的發(fā)酵罐8臺，10m3的二級種子罐2臺,5m3的一級種子罐2臺。發(fā)酵工藝規(guī)定發(fā)酵罐通氣比為1:，種子罐通氣比為1：。V=850+210+25=299m3/min查表，故選用LC30A型空氣過濾器，外形尺寸1260 x 630 x 220，額定風量為3000m3/h，需要6臺。 根據(jù)發(fā)酵工藝每個50m3發(fā)酵罐最大空氣用量為： Vf=50=（1） 查表選用LC20B型號的高效空氣過濾器，外形尺寸1220610150，8臺。（2） 空氣過濾器對于通氣比小型發(fā)酵罐，選擇單根進氣管就能較好的分布空氣。然而對于通氣比大型發(fā)酵罐，則應選擇設有大孔的環(huán)形分布器，這樣不僅有利于增加氣液比表面積，更有利于空氣入罐的整體分布，并便于底層攪拌器粉碎氣泡。因此本設計采用的環(huán)形管空氣分布器。環(huán)形管口向下。計算單孔管徑： （431）式中：Q通氣量，m3/min(一個大氣壓，20℃以下) P出口壓力，MPa t發(fā)酵罐溫度，℃ W空氣流速，不小于20m/s，取W=20m/s已知：Q=50= P=P罐壓+Z/10=+= t=30℃ d環(huán)=（）d0 取d環(huán)= d環(huán)===158mm環(huán)管截面積小孔直徑d孔=8mm，則開孔數(shù) 選用環(huán)形管式分布器，則要求環(huán)管上的空氣噴孔應在攪拌葉輪內(nèi)邊之下，所以環(huán)形管長度L=DDi==，在環(huán)形管上設有兩排小孔，則每排195個小孔，小孔與小孔之間的距離：所以，每排分別為195個和195個。根據(jù)發(fā)酵工藝每個10m3種子罐最大空氣用量為： Vf=10=13m3/min（1）查表選用LC8A型號的高效空氣過濾器，外形尺寸600600150，3臺。（2）空氣過濾器 已知：Q=10=13m3/min Z=HL= P=罐壓+Z/10=+= t=31℃ d環(huán)=（）d0 取d環(huán)= d環(huán)===113mm環(huán)管截面積小孔直徑d孔=8mm，則開孔數(shù)選用環(huán)形管式分布器，則要求環(huán)管上的空氣噴孔應在攪拌葉輪內(nèi)邊之下，所以環(huán)形管長度L=DDi==，在環(huán)形管上設有兩排小孔，則每排100個小孔，小孔與小孔之間的距離：所以，每排分別為100個和99個。四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 5 通用設備的設計與選型5 通用設備的設計與選型（1）補料泵①流量Q即每日所需料液：41=4m3/d=。選泵時。Q==②，取種子罐或發(fā)酵罐總最高計算，則H=。H==查表選用IS5032160離心泵。（2）植物油泵（豆油） ①流量Q即每日所需植物油的體積流量。 ，（）Kg/L,則其體積流量 選泵時。 ②，取種子罐或發(fā)酵罐總最高計算，則H=。 H==查表選用FB16A型號耐腐蝕性泵。（3）氨水泵 ①流量Q即每日所需的氨水量： 選泵時。Q==0/143m3/h單罐發(fā)酵罐過程用氣量V=50=單罐種子罐過程用氣量V=10=13m3/min所以，發(fā)酵車間高峰時間無菌空氣耗量為： 考慮余量10%，需生產(chǎn)能力為：299=如果每個發(fā)酵罐各由一臺空氣壓縮機供氣，則每臺空氣壓縮機所需供氣量：Q0= 每臺空氣壓縮機所需排氣量： （521）式中：P0，T0標準狀態(tài)下的空氣壓力，溫度，273K P1，T1進口狀態(tài)下的空氣壓力，溫度，（273+t）K 查手冊選取RRE150型羅茨鼓風機。其參數(shù)為：排氣量50m3/min,，軸功率12Kw，轉(zhuǎn)速1350m3/min,電動機型號Y 160L4,功率15Kw。四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 6 非標準設備的設計 6 非標準設備的設計 補料量為4m3. 假設輸送過程中損失2%，則所需料液體積為： ，取兩天的用，則取公稱體積為10m3，裝料系數(shù)為80%的補料罐2個。 選用橢圓形分頭，計算方法同發(fā)酵罐、種子罐。已知：V0=10m3，H=2D （參考10m3標準發(fā)酵罐）由 得： 解得D=圓整到發(fā)酵罐系列，取D=1800mm，H=3600mm 查表知ha=450mm, hb=40mm則 則 符合 核算： 故符合要求。即：補料罐公稱容積為10m3，。罐體總高度：H總=H+2（ha+hb）=+2(+)=已知補料罐的裝料系數(shù)為80%，則補料罐裝料容積為：圓筒部分裝液量：Vc=VVb==圓筒部分填料系數(shù)：圓筒部分液面高：HL39。=ηH=%=罐內(nèi)液柱的高度：HL=HL39。+ha+h