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化工學(xué)院優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)—年產(chǎn)30000噸味精廠發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)與選型-在線瀏覽

2024-09-16 07:31本頁面
　　

【正文】 1350mmΔΔΔ列管213m3230m31700mmΔΔΔ列管 近幾年，隨著味精生產(chǎn)的不斷發(fā)展，產(chǎn)量迅速增加，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，作為發(fā)酵生產(chǎn)最關(guān)鍵的設(shè)備——發(fā)酵罐也在不斷向大型化的方向發(fā)展。通過改進(jìn)設(shè)備，增強(qiáng)了設(shè)備性能，降低造價(jià)，節(jié)約能源，提高了效益。我國獨(dú)立研發(fā)設(shè)計(jì)的790m3超大型發(fā)酵罐2006年已成功投產(chǎn)，該設(shè)備由沈陽宏成生物工程技術(shù)研發(fā)中心設(shè)計(jì)的，這是至今國內(nèi)外最大容積的谷氨酸發(fā)酵罐[2]。傳熱、溶氧、功耗、細(xì)菌生長和發(fā)酵水平諸多因素。2 論文設(shè)計(jì)理念與方案 本論文擬選擇味精發(fā)酵生產(chǎn)中最關(guān)鍵的設(shè)備，發(fā)酵罐作為設(shè)計(jì)主題，并以年產(chǎn)30000噸為規(guī)模進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，并決定選用歷史比較悠久，資料較齊全的機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐，作為論文的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)根據(jù)常識(shí)，一個(gè)良好的發(fā)酵罐應(yīng)滿足下列要求：①結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，經(jīng)得起蒸汽的反復(fù)滅菌，內(nèi)壁光滑，耐腐性好，以利于滅菌徹底和減小金屬離子對生物反應(yīng)的影響；②有良好的氣液固接觸和混合性能以及高效的熱量、質(zhì)量、動(dòng)量傳遞性能；③在保持生物反應(yīng)要求的前提下，降低能耗；④有良好的熱量交換性能，以維持生物反應(yīng)最是溫度；⑤有可行的管道比例和儀表控制，適用于滅菌操作和自動(dòng)化控制。另外，發(fā)酵罐內(nèi)部狀態(tài)也是不可忽視的影響因素。表12 主要技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)名稱單位指標(biāo)數(shù)生產(chǎn)規(guī)模t/a30000(味精)生產(chǎn)方法采用淀粉原料，雙酶法糖化，中初糖發(fā)酵流加高糖，等電點(diǎn)離子交換法提取的工藝年生產(chǎn)天數(shù)d/a300產(chǎn)品日產(chǎn)量t/d100產(chǎn)品質(zhì)量純度99%設(shè)想設(shè)計(jì)分發(fā)酵罐應(yīng)該包括空罐滅菌蒸汽用量計(jì)算和發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)與選型兩個(gè)部分，發(fā)酵罐空罐滅菌蒸汽用量計(jì)算有助于發(fā)酵罐的改進(jìn)，達(dá)到節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本的目的。決定發(fā)酵罐罐體的尺寸、各部結(jié)構(gòu)、攪拌功率、壁厚和容積等計(jì)算，此外，還應(yīng)該繪出發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)圖和發(fā)酵設(shè)備圖。第二階段：論文進(jìn)行實(shí)施階段，包括計(jì)算、繪圖等。第四階段：遞交初稿，根據(jù)導(dǎo)師要求修改、定稿，準(zhǔn)備答辯?！?，(表壓)滅菌，(表壓)下，由20℃升至127℃，維持1h[2]。 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]。 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。 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(gè)發(fā)酵罐出料，共需要7個(gè)發(fā)酵罐。 主要尺寸的計(jì)算 發(fā)酵罐是由圓柱形筒體和上、下橢圓形封頭組成。()() 橢圓形封頭的直邊高度忽略不計(jì)，以方便計(jì)算。() 圓柱部份容積V筒為：() 上、下封頭體積V封為：() 全容積驗(yàn)算：()() 符合設(shè)計(jì)要求，可行。h)[8]，則冷卻面積按傳熱方程式計(jì)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/(m2℃) 230m3灌裝液量為：()() 設(shè)發(fā)酵液溫度32℃，冷卻水進(jìn)口溫度20℃，出口溫度27℃，則平均溫度差Dtm為：() 500kJ/(m2℃)[8]，() 攪拌器設(shè)計(jì) 由于谷氨酸發(fā)酵過程中有中間補(bǔ)料操作，對混合要求較高，因此選用六彎葉渦輪攪拌器。 葉寬B為：() 弧長l為：() 底距C為：() 。 攪拌軸功率的確定 (1) 不通氣條件下的軸功率計(jì)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(jì)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，≥。 設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì) (1) 空氣分布器： 本罐使用單管進(jìn)風(fēng)。 (3) 消泡漿： 本罐使用圓盤放射式消泡漿。 (5) 冷卻管布置： 使用的是豎直蛇管冷卻裝置。℃)[8] t2——冷卻水終溫，t2=27℃
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