【正文】 [14]許贛榮．發(fā)酵生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)，中國(guó)輕工業(yè)出版社， 2020。 [12]何銘新等．建筑制圖 高等教育出版社， 1994。 [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。 [8]姚玉英．化工原理，天津大學(xué)出版社， 1999。 [6]梁世中．生物工程設(shè)備，中國(guó)輕工業(yè)出版社， 2020。 [4]王 旭 禹鄭超．味精發(fā)酵生產(chǎn)工藝及其主要設(shè)備，高等函授學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 1995（ 4）： 4548。 [2]張啟先．我國(guó)發(fā)酵工業(yè)發(fā)展現(xiàn)伏與對(duì)策科技導(dǎo)報(bào)， 1992（ 2）： 4445。 在此次設(shè)計(jì)完成之際，再次對(duì)一直悉心教導(dǎo)我們的老師們，特別是耐心指導(dǎo) 29 我們的 王能強(qiáng) 老師，還有幫助過(guò)我們的同學(xué)表示衷心的感謝，并致以崇高的敬意。 由于理論知識(shí)與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的不足，本設(shè)計(jì)對(duì)于有些設(shè)備的計(jì)算與選型等方面沒(méi)有加以分析，已經(jīng)計(jì)算選型的設(shè)備也可能與實(shí)際有偏差甚至不符，同時(shí)所選的參考資料比較單一，有些信息與實(shí)際情況有些差距，因此本設(shè)計(jì)用于實(shí)際 生產(chǎn)時(shí)需要進(jìn)一步的改進(jìn)。 這次設(shè)計(jì)不僅讓我們進(jìn)一步熟悉和鞏固了很多化工工藝方面的知識(shí)，還初步掌握了許多有關(guān)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，同時(shí)也讓我們明白理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，更讓我們懂得了獨(dú)立思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，以及謙虛的求教態(tài)度和團(tuán)結(jié)的合作精神等。 ⑦ 分過(guò)濾器高度： ? ? ????? 過(guò)濾器筒 Dh ? ? ????? 過(guò)濾器錐 Dh 味精廠發(fā)酵車(chē)間設(shè)備一覽表 30000t/a 味精廠發(fā)酵車(chē)間設(shè)備一覽表 位號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 臺(tái)數(shù) 規(guī)格與型號(hào) 材料 備注 F301311 發(fā)酵罐 11 φ 5000 10000mm A3鋼 專(zhuān)業(yè)設(shè)備 F321326 二級(jí)種子罐 6 φ 1400 2800mm A3鋼 專(zhuān)業(yè)設(shè)備 F331336 一級(jí)種子罐 6 φ 400 800mm A3鋼 專(zhuān)業(yè)設(shè)備 R301311 發(fā)酵罐分過(guò)濾 器 11 φ 1200 1800mm A3鋼 專(zhuān)業(yè)設(shè)備 R321326 種子罐分過(guò)濾 器 6 φ 75 520mm A3鋼 專(zhuān)業(yè)設(shè)備 R331336 種子罐分過(guò)濾 器 6 φ 22 150mm A3鋼 專(zhuān)業(yè)設(shè)備 發(fā)酵車(chē)間工藝流程圖 (包括糖液連消 )， 發(fā)酵車(chē)間設(shè)備布置圖見(jiàn)附圖 致謝 此次設(shè)計(jì)歷時(shí)兩個(gè)多 星期 ，完成了 30000t∕a 味精廠的物料衡算、熱量衡算等計(jì)算和相關(guān)的圖紙任務(wù)。 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φ 133 4 無(wú)縫管 28 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)。 現(xiàn)取 ： ? ?m1 . 1 3 68 7 ???? 濾層過(guò)濾器 DD 查金屬材料表，選無(wú)縫鋼管，或用鋼板卷制。數(shù)量與一級(jí)種子罐數(shù)量一致，共 6 只。 （ 2）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： ? ? ? ?m i n/0 0 4 ??????? 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，過(guò)濾能力 ，外型尺寸φ 22 150mm, 重量，進(jìn)出口管徑φ 6 1，與種子罐進(jìn)風(fēng)口不一致，可采用法蘭變徑即可。過(guò)濾能力 ，能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。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。 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。 Ⅶ 冷卻水管：由前知需冷卻熱量 hkJQ / 4m a x ?? ，冷卻水溫變化 23℃ 27℃， 水比熱容 ? ?℃??? kgkJc w / 則耗水量 W 為： ? ? ? ? ? ?hkgttc QW w / 421 ??? ???? 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 ? ?md 29 ??? （ 2）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 ? ?321 0 9 %%2 mVV ????? 種種 故選用公稱(chēng)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，封頭容積 ，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。 26 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?，F(xiàn)取 ； 則 Q= 106= 105（ ml/min） ? ? ???Q 代入上式： ? ?kWP g ????????? ?????? ? iv 求電機(jī) 功率 P 電： 321 g ?? ???電P 采用三角帶傳動(dòng)η 1=；滾動(dòng)軸承η 2=，滑動(dòng)軸承η 3=；端面密封增加功率為 1%；代入公式數(shù)值得： ? ?kWP 5 . 4 4 . 8 3 ?????電 Ⅳ 進(jìn)風(fēng)管：該管距罐底 25~60mm 之間，現(xiàn)取 30mm 向下單管。0??? ???? 兩擋攪拌 kWPP 72 39。 i 計(jì)算 Rem[8] μ ρNDm 2Re ? 式中 D—— 攪拌器直徑， D= N—— 攪拌器轉(zhuǎn)速， ? ?srN / 7 6 ?? ρ —— 醪液密度，ρ =1050 kg/m3 μ —— 醪液粘度， μ = 103N 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 CEDm P LDS ???????? 式中 D—— 設(shè)備的公稱(chēng)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=2 105MPa 23 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： ? ?cmS 5???????? ??? ???? 取 9mm Ⅱ 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 =6mm ii 對(duì)于下封頭，取δ 封 =8mm Ⅲ 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 =5mm Ⅳ 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 =6mm ⑦ 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， ??ZDB 式中 B—— 擋板寬度 B＝（ ） D= 1400=140mm D—— 罐徑 D＝ 1400mm Z—— 擋板數(shù)： 51 4 01 4 0 ???? BDZ 取 Z＝ 6 塊 Ⅱ 攪拌器：采用六彎葉渦輪攪拌器 直徑： Di＝ ~ 現(xiàn)?。? mmDD i 4 9 01 4 0 ???? 葉片寬度： mmDh i 2 8 01 4 0 ???? 弧長(zhǎng)： mmDr i 5 2 51 4 0 03 7 7 ???? 盤(pán)徑： mmD i ????? 葉弦長(zhǎng)： mmDl i 3501 4 0 ???? 24 攪拌器間距： mmDY i 490?? 底距： mmb 490? 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 ? ?m in/1764901124703/23/22112rDDNN????????????????? 兩擋攪拌?！妫? 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： ℃72 59 ???? mt Ⅳ 需冷卻面積 F： ? ?24 mtKQF m ??? ???? 總 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(méi)筒體高度 ： ? ? . 40 . 78 5 0 . 39 83 . 1 20 ?????罐封醪 S VVH 液深 ： ? ?mm2 1 3 51 7 6 03750 ????? HHH L 封 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： ? ?20 ????? ???? 封封筒夾 SDHSSS ? 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。 ④ 冷卻面積的計(jì)算 采用 夾套冷卻 22 Ⅰ 發(fā)酵產(chǎn)生的總熱量： ? ?hkJQ / %21556 0 0 4?? ????總 Ⅱ 夾套傳熱系數(shù)： ? ? ? ?℃???? hmkJK 2/2 5 0~1 5 現(xiàn)取 K= 220kJ/（ m2封 =（ m3） 封頭表面積： S 封 = 圓筒容量 ： ? ?32 ??? DDV‘ 筒 不計(jì)上封頭容積 ： ? ? mVVV ????? ‘ 筒’封‘ 有效 校核種子罐總?cè)莘e V39。封 ? ?mmH 3 7 5253 5 0 ???‘ 封 罐體總高 H39。 H： D=2： 1，則種子罐總?cè)莘e量 V39。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。 （ 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 10%計(jì)算，則種子罐容積 V 種 2為： ? ?32 m23%2230%10 ????? 總種 VV 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。 排料時(shí)間復(fù)核：物料流量 Q=，流速 v=1m/s； 管道截面積： ? ?22 mF ??? ， 在相同的流速下，流過(guò)物料因管徑較原來(lái)計(jì)算結(jié)果大，則相應(yīng)流速比為 ? ? ???? FvQP 排料時(shí)間： ? ?ht ??? （ 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 。 利用氣態(tài)方程式計(jì)算工作狀態(tài)下的風(fēng)量 Qf[8] ? ?smQ f / 3?????? 取風(fēng)速 v=25m/s，則風(fēng)管截面積 Ff為 ? ?20 0 5 mvQF ff ??? 氣dFf ? 則氣管直徑 d 氣 為： ? ?md 0 0 05 ??氣 因通風(fēng)管也是排料管，故取兩者的大值?，F(xiàn)通風(fēng)比~，為常溫下 20℃， 下的情況，要折算 、 30℃ 狀態(tài)。 20 ? ?20 1 1 0 mvQF ??物 dF ?物 管徑： ? ?mFd ??? 物 取無(wú)縫管φ 133 4mm， 〉 118mm，認(rèn)為合適。 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 ? ?smQ / 3??? 發(fā)酵醪流速取 v=1m/s。 （ 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 ? ? CPPQS ??? ??2 （ cm） 式中 P—— 設(shè)計(jì)壓力，取最