【正文】 24=（t/h）（2）發(fā)酵罐空罐滅菌蒸汽用量①發(fā)酵罐體加熱：200m3，冷卻排管重6t，（kg其蒸汽量為986（kg）②填充發(fā)酵罐空間所需的蒸汽量：因200m3發(fā)酵罐的全容積大于200m3，考慮到罐內(nèi)之排管、攪拌器等所占之空間，罐之自由空間仍按200m3計算。α=+(7020)=(kJ/(m2K))200m3發(fā)酵罐的表面積為201 m2，耗用蒸汽量：D損= =199（kg）④罐壁附著洗滌水升溫的蒸汽消耗41（kg）⑤滅菌過程蒸汽滲漏，取總汽消耗量的5%，空罐滅菌蒸汽消耗量為：1632（kg/h），用蒸汽量： 1632=2448（kg/罐）每日用蒸汽量：24483=7344（kg/d），平均量7344/24=306（kg/h）年產(chǎn)萬噸商品味精，日產(chǎn)100%MSG ，選用25m3強(qiáng)制內(nèi)循環(huán)結(jié)晶罐，濃縮結(jié)晶操作周期24h，其中輔助時間4h。每罐投入40g/dl的中和脫色液（俗稱原液）23m3，流加30g/dl母液32m3，過程中加水6m3，在70℃下真空蒸發(fā)結(jié)晶，濃縮3h，育晶17h。 D= =45830（kg/罐）每罐濃縮結(jié)晶時間20h，每小時耗蒸汽高峰量：45830/20=2292（kg/h）4臺罐（）同時運(yùn)轉(zhuǎn)，高峰用蒸汽量：2292=8022（kg/h）每日用蒸汽量：45830=160405（kg/d）=160（t/d）每小時平均用蒸汽量：160/24=（t/h）年產(chǎn)萬噸商品味精，二班生產(chǎn)，（t/h）。 ：每日用蒸汽量為338t/d。年產(chǎn)30000噸味精熱量衡算表名稱每日用量（t）每小時均量（t）高峰量（t）單耗（t）蒸汽338（1）單罐無菌空氣耗用量， ①單罐發(fā)酵過程用氣量：（m3/h）②單罐年用氣量： （m3/a）（2）種子培養(yǎng)等其他無菌空氣耗量 有經(jīng)驗去耗氣量為發(fā)酵過程的20%故： （m3/h）單罐年用氣量： （m3/a）（3）高峰無菌空氣耗量：（m3/h）（4）車間無菌空氣年耗量： （m3/a）（5）單耗：（m3/h）年產(chǎn)30000噸味精無菌空氣衡算表：發(fā)酵罐公稱容積（m3）單罐通氣量（m3/h）種子罐耗氣量（m3/h）高峰空氣耗量（m3/h）年空氣耗量（m3/h）空氣單耗（m3/h）2004658521649211 設(shè)備設(shè)計與選型 發(fā)酵罐 （1）發(fā)酵罐的選型 選用機(jī)械渦輪攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐（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200m3罐 ②生產(chǎn)能力的計算：現(xiàn)每天生產(chǎn)97%純度的味精100t，谷氨酸的發(fā)酵周期為48h(包括發(fā)酵罐清洗、滅菌、進(jìn)出物料等輔助操作時間)。③發(fā)酵罐個數(shù)的確定：公稱體積為200m3的發(fā)酵罐，總體積為230 m3 取公稱體積200 m3 發(fā)酵罐11個，其中一個留作備用。（4）冷卻面積的計算 對谷氨酸發(fā)酵，每1m3發(fā)酵液、6000kJ/(m3采用豎式蛇管換熱器，取經(jīng)驗值K=500 kJ/(m3℃)。 該攪拌器的各部分尺寸與罐徑D有一定比例關(guān)系攪拌器葉徑取d=（m）葉寬 ：弧長：底距：盤踞 ：葉弦長：葉距 ：彎葉板厚：δ=12（mm）取兩擋攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速N2可根據(jù)50m3罐，轉(zhuǎn)速N1=110r/min。①計算Rem[8] 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=103N；則Q=155106=107（ml/min） 代入上式：④求電機(jī)功率P電：采用三角帶傳動η1=；滾動軸承η2=，滑動軸承η3=；端面密封增加功率為1%；代入公式數(shù)值得：（7）設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝計算 ①空氣分布器：本罐采用單管進(jìn)風(fēng)，風(fēng)管直徑φ1334mm。④冷卻管布置：采用豎式蛇管 Ⅰ 最高負(fù)荷下的耗水量W式中 Q總——每1m3醪液在發(fā)酵最旺盛時，1h的發(fā)熱量與醪液總體積的乘積 cp——冷卻水的比熱容，（kg由上式得：查金屬材料表選取φ894mm無縫管[9]， ，認(rèn)為可滿足要求。則：總占有體積為則筒體部分液深為：豎式蛇管總高 又兩端彎管總長，兩端彎管總高為600mm，則直管部分高度：則一圈管長：Ⅴ 每組管子圈數(shù)n0：現(xiàn)取管間距為，則可計算出攪拌器的距離在允許范圍內(nèi)（不小于200mm）。（8）設(shè)備材料的選擇[10]選用A3鋼制作，以降低設(shè)備費(fèi)用。②封頭壁厚計算：標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的厚度計算公式[5]如下： （cm）式中 P= D=500cm〔σ〕=127MPaC=++=（cm）φ=（10）接管設(shè)計①接管的長度h設(shè)計：各接管的長度h根據(jù)直徑大小和有無保溫層，一般取100~200mm。則排料管截面積為F物。按通風(fēng)管計算，支管氣速為20~25m/s。風(fēng)量Q1取大值。取φ1334mm無縫管，可滿足工藝要求。種子罐冷卻方式采用夾套冷卻。發(fā)酵罐平均每天上5罐，需二級種子罐6個。③主要尺寸的確定 種子罐仍采用幾何相似的機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐?？倿椋汉喕匠倘缦拢? 整理后解方程得D=則H=2D=2=（m）查得封頭高H39。罐：單個封頭容量：V39?？偅罕刃枰姆N子罐容積23m3大 ，可滿足設(shè)計要求。h綜上，傳熱需要的面積F=(m2)該設(shè)計夾套能提供的冷卻面積為S夾= m2S夾〉F，可滿足工藝要求。Ⅲ 攪拌軸功率的計算 淀粉水解糖液低濃度細(xì)菌醪，可視為牛頓流體。s/m2 將數(shù)代入上式：視為湍流，則攪拌功率準(zhǔn)數(shù)Np=ii 計算不通氣時的攪拌軸功率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 計算通風(fēng)時的軸功率Pg式中 P0——不通風(fēng)時攪拌軸功率（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會小，為安全。通風(fēng)管管徑計算：，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)計概論》，P313表12，無縫鋼管(YB23170)，管徑采用253mm ,內(nèi)徑2523=19 mm大于12 mm，可滿足生產(chǎn)要求。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)計概論》，P313表12，無縫鋼管(YB23170)，管徑采用1084mm ,內(nèi)徑10824=100 mm大于80 mm，可滿足生產(chǎn)要求。冷卻選用夾套冷卻[10]。二級種子罐平均每天上5罐，需一級種子罐6個。 空氣分過濾器（1）二級種子罐分過濾器：二級分過濾器風(fēng)量的計算：查《生物工程設(shè)備》P389 表319 JLSD型空氣過濾器技術(shù)特性，選用JLSD025型空氣過濾器，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。 數(shù)量與二級種子罐數(shù)量一致，共6只。能滿足生產(chǎn)要求。（3）發(fā)酵罐分過濾器①分過濾器濾層直徑計算： 式中 V——通過發(fā)酵罐分過濾器的空氣流量（） Vs——通過分過濾器的氣速，則 ② 分過濾器直徑：。圓整倒推薦值：D過濾器=1200mm③分過濾器的壁厚：設(shè)計壓力P=取S=6mm。⑥濾層厚度：同種子罐，分過濾器5~6層超細(xì)玻璃纖維濾紙，經(jīng)樹脂處理過使用。本設(shè)計參考了許多文獻(xiàn)，特別是得到了XXX老師的精心指導(dǎo)與督促。這些對于我們將來的工作和生活都將有著很大的作用。本設(shè)計的這些不足之處和錯誤之處還需要各位老師多多指點(diǎn)并加以改進(jìn)。30 / 31