【正文】 （414a）則 （414b）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計(jì)算攪拌所需的軸功率，應(yīng)先求出攪拌時(shí)罐內(nèi)流體的雷諾系數(shù)Re值，根據(jù)Re值判斷流體的流動形態(tài)，再確定用哪一種公式計(jì)算軸功率！ 牛頓型流體 Re≧104 湍流 Re≦10 滯流 10≦Re≦104 過濾流　　一般情況下，攪拌器大多在湍流狀態(tài)下操作，則Np不隨Re的增加而增加，基本趨于水平線，也就是Np為一常數(shù)查資料得：六品葉渦輪槳Np= 六彎葉渦輪槳Np= 六箭葉渦輪槳Np=由已知：轉(zhuǎn)速n=125r/min= ρ=1100/=?s2/m4 Np=所以：校正：查手冊得校正公式 （415） 式中： ， 為實(shí)值， ， 為理論值且均為3.所以： 已知：D= Di= HL=，代入式中得： 根據(jù)一般攪拌器之間距離S=（）Di，本次設(shè)計(jì)取S=， 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(shí)（+）式中：m攪拌器層數(shù)所以，Pm=（+2）=b通風(fēng)條件下的攪拌功率通風(fēng)條件下攪拌功率下降，通風(fēng)速度大于30m/h，攪拌功率僅為不通風(fēng)的4050%，本設(shè)計(jì)取45% 則：P=45%Pm==60Kw（2）攪拌裝置根據(jù)菌種特性故采用彎葉渦輪式攪拌器，其Di=。 發(fā)酵罐的傳熱裝置有夾套、內(nèi)蛇管、外盤管，一般容積為5m3以下的罐可用夾套為傳熱裝置，大于5m3以上用蛇管、外盤管。采用12℃水冷卻，其出口溫度按溫升4℃計(jì)算，即16℃。查資料依據(jù)蛇管與攪拌器最小間距為200mm進(jìn)行校核，故：蛇管與攪拌器間距： d=D/3d外=247。（1） ，=。（3） 上封頭壁厚計(jì)算上封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其壁厚計(jì)算公式： （419）式中：K增強(qiáng)系數(shù)，此處為1所以： t名義=t上+C=+=。（4） 下封頭壁厚計(jì)算 圓整到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格取12mm。（5） 壓力試驗(yàn)強(qiáng)度校核 采用水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為： 所以試驗(yàn)壓力下圓筒中得應(yīng)力為：=345= 注：σs為試驗(yàn)溫度相愛材料屈服點(diǎn)，MPa所以，σT≦，壓力試驗(yàn)強(qiáng)度足夠。再圓整到相近的鋼管尺寸即可，也可以用圓算法求管徑。 設(shè)備支座用來支撐設(shè)備的重量和固定設(shè)備的位置。其中臥式設(shè)備支座有鞍式支座、圈式支座、支腳三種（應(yīng)用較多的為鞍式支座和支腳）；立式設(shè)備有懸掛式、支撐式和裙式支座（應(yīng)用較多的為裙式支座和懸掛式）。且多為圓筒形（制造方便、應(yīng)用較廣泛）。 ，厚12mm， 罐體面積S=πDH==. 則m1==.（2） 封頭質(zhì)量m2：封頭公稱直徑Dg=3200mm，厚度為12mm的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭， G封頭=，則m2=2=.（3） 料液質(zhì)量m3：發(fā)酵罐總裝料液體積為40m3，料液的密度為1100Kg/m3，則m3=401100=44000Kg.（4） 附件質(zhì)量m4=32000Kg 則：m=++44000+32000=序號名稱材料數(shù)量1基礎(chǔ)環(huán)Q235A12筋板Q235A163蓋板Q235A84座體3200Q235A1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(jī)功率N(kW)503200570073601050125110種子罐也為通用式發(fā)酵罐，其計(jì)算方法同發(fā)酵罐的計(jì)算方法。（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。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。+ha+hb=++=①二級種子罐的臺數(shù)取公稱容積10m3的罐。②一級種子罐的臺數(shù) 取公稱容積5m3的發(fā)酵罐， m3。（1） 攪拌裝置（采用六箭葉圓盤渦輪式攪拌器）?。?） 攪拌軸功率計(jì)算 a不通風(fēng)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(shí)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(shè)計(jì)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(shí)（+）式中：m攪拌器層數(shù)所以，Pm=（+2）=b通風(fēng)條件下的攪拌功率 通風(fēng)條件下攪拌功率下降，通風(fēng)速度大于30m/h，攪拌功率僅為不通風(fēng)的4050%，本設(shè)計(jì)取45% 則：P=45%Pm==c攪拌器尺寸計(jì)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(shè)置了穩(wěn)定器，可使攪拌系統(tǒng)的震動大大降低。所以，故查資料選取電動機(jī)功率為15Kw，其型號為Y180L6，減速機(jī)型號為PT4。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(jì)算使用牛頓傳熱定律公式計(jì)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(shí)平均溫差，℃由前面計(jì)算知：Q=147000KJ/h，K值取1400KJ/(m2?h?℃)，發(fā)酵溫度為31℃，冷卻水進(jìn)口溫度分別為11℃，22℃。（1），=。圓整到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格取5mm t上e==校核：t上e≧%D=，故符合要求。圓整到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格取5mm。(5)壓力試驗(yàn)強(qiáng)度校核 采用水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為： 所以試驗(yàn)壓力下圓筒中得應(yīng)力為：=345= 注：σs為試驗(yàn)溫度相愛材料屈服點(diǎn)，MPa所以，σT≦，壓力試驗(yàn)強(qiáng)度足夠。 設(shè)備支座用來支撐設(shè)備的重量和固定設(shè)備的位置。其中臥式設(shè)備支座有鞍式支座、圈式支座、支腳三種（應(yīng)用較多的為鞍式支座和支腳）；立式設(shè)備有懸掛式、支撐式和裙式支座（應(yīng)用較多的為裙式支座和懸掛式）。且多為圓筒形（制造方便、應(yīng)用較廣泛）。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。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(fēng)量為3000m3/h，需要6臺。（2） 空氣過濾器對于通氣比小型發(fā)酵罐，選擇單根進(jìn)氣管就能較好的分布空氣。因此本設(shè)計(jì)采用的環(huán)形管空氣分布器。計(jì)算單孔管徑： （431）式中：Q通氣量，m3/min(一個(gè)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(yīng)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(shè)有兩排小孔，則每排195個(gè)小孔，小孔與小孔之間的距離：所以，每排分別為195個(gè)和195個(gè)。（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(yīng)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(shè)有兩排小孔，則每排100個(gè)小孔，小孔與小孔之間的距離：所以，每排分別為100個(gè)和99個(gè)。選泵時(shí)。H==查表選用IS5032160離心泵。 ，（）Kg/L,則其體積流量 選泵時(shí)。 H==查表選用FB16A型號耐腐蝕性泵。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(shí)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(gè)發(fā)酵罐各由一臺空氣壓縮機(jī)供氣，則每臺空氣壓縮機(jī)所需供氣量：Q0= 每臺空氣壓縮機(jī)所需排氣量： （521）式中：P0，T0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣壓力，溫度，273K P1，T1進(jìn)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(fēng)機(jī)。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的設(shè)計(jì) 6 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的設(shè)計(jì) 補(bǔ)料量為4m3. 假設(shè)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(bǔ)料罐2個(gè)。已知：V0=10m3，H=2D （參考10m3標(biāo)準(zhǔn)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。罐體總高度：H總=H+2（ha+hb）=+2(+)=已知補(bǔ)料罐的裝料系數(shù)為80%，則補(bǔ)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。+ha+hb=++= 補(bǔ)料罐屬于固液懸浮攪拌，即使固相粒子懸浮于液相中，故也應(yīng)盡量使液相流動狀態(tài)為湍流，并且攪拌器應(yīng)能使流體有較好的對流循環(huán)，及固液相對密度之比不大于15，因此選用推進(jìn)式攪拌器。 ，=。名義厚度為6mm，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形上下封頭的名義厚度為6mm，且校核滿足條件。 由于植物油添加總量不大，取儲罐做滅菌罐兩用，用無菌空氣將滅菌后的植物油壓入發(fā)酵罐，進(jìn)罐上設(shè)一視鏡，以便觀察進(jìn)料。 選用橢圓形封頭（參考1m3標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐）已知：V0=1m3，H=2D 由得： 解得D=圓整到發(fā)酵罐系列，取D=900mm，H=1800mm 查表知ha=200mm, hb=40mm則 則， 符合 。即：種子罐公稱容積