【導(dǎo)讀】全班按學(xué)號(hào)分為10組。學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中可相互討論，但要求各自獨(dú)立完成并撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一般要求在5000字以上，具體內(nèi)容如下：。谷氨酸是氨基酸的一種，也是蛋白質(zhì)的最后分解產(chǎn)物。味精是采用微生物發(fā)酵的方法由糧食制成的現(xiàn)代調(diào)味品。本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)5萬(wàn)噸味精廠的生產(chǎn)工藝，通過(guò)雙酶法、谷氨酸中糖發(fā)酵以及一次等電點(diǎn)提取工藝生產(chǎn)谷氨酸鈉。發(fā)酵預(yù)處理→發(fā)酵→等電點(diǎn)提取→中和制味精→濃縮結(jié)晶→精制分裝。該處理工藝具有結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)潔，運(yùn)行控制靈活等特點(diǎn)。

　　

【正文】 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(méi)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(méi)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【10】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(guó)，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(zhǎng)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)取：葉片寬度：弧長(zhǎng)：盤徑：葉弦長(zhǎng)：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。；則Q=106=105（ml/min）代入上式：iv 求電機(jī)功率P電：采用三角帶傳動(dòng)η1=；滾動(dòng)軸承η2=，滑動(dòng)軸承η3=；端面密封增加功率為1%；代入公式數(shù)值得：Ⅳ 進(jìn)風(fēng)管：該管距罐底25~60mm之間，現(xiàn)取30mm向下單管。通風(fēng)管管徑計(jì)算：，發(fā)酵溫度t=32℃，風(fēng)速v=20m/s，常壓下t0=20℃，送風(fēng)量V為：將通風(fēng)換算成工作狀態(tài)，求通風(fēng)管直徑d1圓整，查《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論》，P313表12，無(wú)縫鋼管（YB23170），管徑采用253mm ,內(nèi)徑2523=19 mm大于12 mm，可滿足生產(chǎn)要求。Ⅵ 進(jìn)出物料管：該管為物料進(jìn)口，管底距罐底25~60mm之間，現(xiàn)取30mm向下單管。按輸送物料算：則物料流量為管道截面為F，物料流速為v=~1m/s，現(xiàn)取v=，則：設(shè)管徑為：圓整，查《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論》，P313表12，無(wú)縫鋼管（YB23170），管徑采用1084mm ,內(nèi)徑10824=100 mm大于80 mm，可滿足生產(chǎn)要求。Ⅶ 冷卻水管：由前知需冷卻熱量，冷卻水溫變化23℃ 27℃，水比熱容則耗水量W為：取水流速v=4m/s；則冷卻管直徑為⑧支座選型 選用支撐式支座（二）一級(jí)種子罐 ① 一級(jí)種子罐的選型 選用機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐② 一級(jí)種子罐容積和數(shù)量的確定 種子罐容積的確定：接種量按2%計(jì)算，則種子罐容積V種1為故選用公稱體積為100L的發(fā)酵罐，發(fā)酵罐的主要尺寸為：罐內(nèi)徑400mm，圓柱高800mm，封頭高125mm，罐體總高1050mm，圓柱部分容積100L，不計(jì)上封頭的容積112L，全容積123L，攪拌槳直徑135mm。冷卻選用夾套冷卻[10]。一級(jí)種子罐個(gè)數(shù)的確定：一級(jí)種子罐與二級(jí)種子罐對(duì)應(yīng)上料。二級(jí)種子罐平均每天上5罐，需一級(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，一級(jí)種子罐6個(gè)已足夠，其中一個(gè)備用。⑶空氣分過(guò)濾器（一）二級(jí)種子罐分過(guò)濾器：二級(jí)分過(guò)濾器風(fēng)量的計(jì)算：查《生物工程設(shè)備》P389 表319 JLSD型空氣過(guò)濾器技術(shù)特性，選用JLSD025型空氣過(guò)濾器，外型尺寸φ75520mm, 重量5kg，進(jìn)出口管徑φ2020，與種子罐進(jìn)風(fēng)口不一致，可采用法蘭變徑即可。，能滿足生產(chǎn)要求。 數(shù)量與二級(jí)種子罐數(shù)量一致，共6只。 （二）一級(jí)種子罐分過(guò)濾器：一級(jí)分過(guò)濾器風(fēng)量的計(jì)算： 查《生物工程設(shè)備》P389 表319 JLSD型空氣過(guò)濾器技術(shù)特性，選用JLSD001型空氣過(guò)濾器，外型尺寸φ22150mm, ，進(jìn)出口管徑φ61，與種子罐進(jìn)風(fēng)口不一致，可采用法蘭變徑即可。，能滿足生產(chǎn)要求。數(shù)量與一級(jí)種子罐數(shù)量一致，共6只。（三）發(fā)酵罐分過(guò)濾器①分過(guò)濾器濾層直徑計(jì)算： 式中 V——通過(guò)發(fā)酵罐分過(guò)濾器的空氣流量（） Vs——通過(guò)分過(guò)濾器的氣速，則 ② 分過(guò)濾器直徑：。 現(xiàn)取 ：查金屬材料表，選無(wú)縫鋼管，或用鋼板卷制。圓整倒推薦值：D過(guò)濾器=1200mm③分過(guò)濾器的壁厚：設(shè)計(jì)壓力P=取S=6mm。④進(jìn)出氣管：進(jìn)出氣管直徑可取與設(shè)備通風(fēng)管一致，即φ1334無(wú)縫管⑤數(shù)量：分過(guò)濾器與發(fā)酵罐相配合，每罐一個(gè)，共需11臺(tái)。⑥濾層厚度：同種子罐，分過(guò)濾器5~6層超細(xì)玻璃纖維濾紙，經(jīng)樹(shù)脂處理過(guò)使用。⑦分過(guò)濾器高度：4主要參考文獻(xiàn)【1】,中國(guó)輕工業(yè)出版社,1995.【2】,中國(guó)輕工業(yè)出版社,1998.【3】,北京輕工業(yè)出版社,1992.【4】,中國(guó)輕工業(yè)出版社,1995.【5】,中國(guó)輕工業(yè)出版社,2002.【6】,中國(guó)輕工業(yè)出版社,1991.【7】,中國(guó)輕工業(yè)出版社,1991.【8】,化學(xué)工業(yè)出版社,1996.【9】,天津大學(xué)出版社,1999.【10】華南工學(xué)院,發(fā)酵工程與設(shè)備,北京輕工業(yè)出版社,1981.謝 辭本次課程設(shè)計(jì),使我對(duì)生物工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟有了更進(jìn)一步的了解，從大體上講,本次設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期的效果,達(dá)到了指導(dǎo)老師的要求。這次課程設(shè)計(jì)使我深深地認(rèn)識(shí)到:工科學(xué)生做設(shè)計(jì)工作所要求的嚴(yán)謹(jǐn)性,對(duì)于工程二字的沉重性,我開(kāi)始意識(shí)到工程二字要求我們對(duì)專業(yè)知識(shí)有很深地了解,，是一個(gè)真實(shí)性課題,在重新熟悉課本和認(rèn)真查閱資料的基礎(chǔ)上，并結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求,我對(duì)本設(shè)計(jì)味精廠的工藝流程提出了多種方案，在反復(fù)的比較下，最終確定了一個(gè)最優(yōu)方案。在這個(gè)過(guò)程中,我逐漸懂得了如何運(yùn)用專業(yè)性眼光去看待問(wèn)題,分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。在工藝流程確定后,就開(kāi)始了對(duì)所選構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算,通過(guò)X老師的指導(dǎo)和自己的計(jì)算,我對(duì)谷氨酸發(fā)酵中所用到的一些構(gòu)筑物有了更深的認(rèn)識(shí),在高程的計(jì)算中自己遇到了不少問(wèn)題,但在茍老師的精心指導(dǎo)和自己的努力下,最終問(wèn)題都一一得到解決,是一次難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),使自己受益匪淺.在設(shè)計(jì)中,對(duì)一些計(jì)算機(jī)軟件也是一次很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),主要是CAD和Word的使用,在以前的基礎(chǔ)上,能夠更加熟練地運(yùn)用.因此,此課程設(shè)計(jì)對(duì)本人是一個(gè)很好的鍛煉,達(dá)到了味精發(fā)酵工程的一個(gè)比較深入地了解,是比較成功的課程設(shè)計(jì)。本次課程設(shè)計(jì)是在X老師的精心指導(dǎo)下，由我獨(dú)立完成的。本次課程設(shè)計(jì)是我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的回顧與總結(jié)。同時(shí)，通過(guò)該次課程設(shè)計(jì)，我亦從指導(dǎo)老師處學(xué)到了許多的常規(guī)設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)思想，并懂得了在做設(shè)計(jì)中如何去查資料與應(yīng)用資料。了解了本專業(yè)各方面的設(shè)計(jì)課題與設(shè)計(jì)方法，這次使我的知識(shí)面更加廣闊與完整，使我收益非淺?？梢赃@樣說(shuō)：在茍老師老師的耐心指導(dǎo)和自己的努力下，我完成了課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的任務(wù)，達(dá)到了課程設(shè)計(jì)的教學(xué)要求。在這里，萬(wàn)分的感謝茍老師的辛勤栽培和其他同學(xué)的熱情的幫助！但由于本人水平有限，本次設(shè)計(jì)中難免有各種錯(cuò)誤與不足，還望老師批評(píng)指正與諒解。我將在以后的學(xué)習(xí)與工作中不斷改正，不斷吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷完善自我，以感謝老師們四年的關(guān)心與教導(dǎo)。發(fā)酵罐附圖170—底距500—相鄰攪拌葉輪間距1000—罐高1260—罐身高500—罐體直徑42 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院