【正文】 夾套冷卻。近幾年來，發(fā)酵罐采用半圓形外盤管，傳熱系數(shù)高，罐體容易清洗，增強罐體強度，降低壁厚，使發(fā)酵罐的造價降低，同時增加發(fā)酵罐的有效容積，是值得推廣的新技術(shù)。發(fā)酵罐可用為傳熱的外表面面積大于所需傳熱面積，說明采用合理設(shè)計的外盤管能滿足工藝設(shè)計的要求。 == 兩 層攪拌功率 P = P* [1+（ 2－ 1） ]=[1+（ 2－ 1） ]= 電機選型： 互聯(lián)網(wǎng) 大連電機廠 電機 型號 GJ315B8 功率： 90kW，轉(zhuǎn)數(shù)： 735 r/min，效率： 93% 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 20 頁 共 44 頁 檢驗： 90 93%=＞ 選型合適 通氣管道 通氣管徑入口罐壓： Pg = P 罐 +1/2ρg HL=105+106+1/21050=105Pa Q 標 =VvmV 中放 =14=21 Qg= Q 標 P 標 T 工況 ／ P 工況 T 標 =21105(273+31)/(105273)= /min 通氣管取 1 根 ； 取 空氣流速 Ws=20m/s 6020 ?????? ??V Qd g = 查《化工原理》，選 φ1338㎜ 冷卻設(shè)備 (以下內(nèi)容未經(jīng)核實 ) 二級種子罐采用夾套冷卻 ,查《發(fā)酵工廠設(shè)計概論》 夾套傳熱系數(shù) K= 250=1050KJ/m2h 發(fā)酵熱 Q=16800 KJ/m3h Q 總 =qV 放 =16800 =166824 △ tm =(△ t1 －△ t2 )/ln(△ t1 /△ t2 )=(13 － 8 )/ln(13 /8 )=℃ 發(fā)酵液溫度 31℃ → 31℃ 冷卻水溫度 18℃ → 23℃ 冷卻面積 F=Q/K△ tm =166824/(1050 )= m2 W水 =Q/Cp(t2 － t1 )=166824/ (23－ 18)=7944kg/ h 一級種子 罐 幾何尺寸 小罐個數(shù)為 3 個 V 小罐 = m3 設(shè) H0／ D=2 V1= m3 V1=π/4 D2H0= ∴ D= H0=2D= 又 ∵ Ha=1/4D= H b= ∴ V2=π/4 D2（ H b +1/6D） =π/4（ +1/6） = 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 21 頁 共 44 頁 V= V1+ 2V2 =+2= m3 ∴ 設(shè)計合理 罐體總高： H= H0+2（ Ha+ H b ） =+2（ +） = 液柱高 ： HL = H0η+ Ha+ Hb=++= 通氣管道 （ 取 1 根 ） P 工況 =P 罐 +P 標 = P 罐 +1/2ρg HL=105+105+1/21050==105Pa Q 標 =VVmV 放 == m3 /min Q g= Q 標 P 標 T 工況 ／ P 工況 T 標 =105（ 273+32）／ 105273= /min 取 Ws=6m/s mWQdsg 4 ???????? ?? 查《化工原理》，選 φ50㎜ 冷卻設(shè)備 一級種子罐采用夾套冷卻 ,查《發(fā)酵工廠設(shè)計概論》 夾套傳熱系數(shù) K= 250=1050KJ/m2h 發(fā)酵熱 Q=16800 KJ/m3h Q 總 =qV 放 =16800 =12432 △ tm =(△ t1 －△ t2 )/ln(△ t1 /△ t2 )=(13 － 8 )/ln(13 /8 )= 發(fā)酵液溫度 31℃ → 31℃ 冷卻水溫度 18℃ → 23℃ 冷卻面積 F=Q/K△ tm =12432/(1050 )= m2 W 水 =Q/Cp(t2 － t1 )=12432/ (23－ 18)=592kg/ h= 發(fā)酵 罐配料罐 幾何尺寸 η0= ρ=1050㎏ / m3 n=140r/min μ= N S/㎡ 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 22 頁 共 44 頁 V 配料 = V 罐 = V 配料 ／ η0=／ = 取 2個配料 罐， 則 V′罐 =31 令 V1=26m3 H0／ D=2 V1=π/4 D2H0=26 ∴ D= H0=2D= 又 ∵ Ha=1/4D= H b= ∴ V2=π/4 D2（ H b +1/6D） =π/4（ +1/6） = m3 V= V1+ 2V2 =26+2=31m3 ∴ 假設(shè)合理。 罐體總高： H= H0+2（ Ha+ H b ） =+2（ +） = 液柱高： HL = Hoη+ Ha+ H b=++= 攪拌器功率 攪拌器直徑： D i =1/3D = 擋板寬度： B== 攪拌葉間距： S=2 Di = 攪拌葉與罐底距離： C= Di = C +S =+=1,86＜ HL ∴ 取 2 層攪拌器 Re= D i2ρn/μ=1050（ 140／ 60） /=104＞ 104 為湍流 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 24 頁 共 44 頁 采用六 箭 葉渦輪攪拌器，查《發(fā)酵設(shè)備》， N p= 軸功率： P0= Np D i5 n3ρ=（ 140/60） 31050= kW f校正 = 13 LiiHDDD= ?= ∴ 實際軸功率 P*= f校正 P 0== 二層攪拌功率 Pm= P* [1+（ 2－ 1） ]=[1+（ 2－ 1） ]= N 實際 =／ η1η2η3== 查 查 GJ315A110 型電機 功率 30KW，轉(zhuǎn)數(shù)： 585r/min，效率： 92% 檢驗： 30 92%=＞ 選型合適 一級種 子 罐配料罐 幾何尺寸 η0= n=130r/min 物料 20 ℃ V 配料 = m3 V 罐 = V 配料 ／ η0=／ = m3 取 V0= m3 取 V1= m3 令 H0／ D=2 V1=π/4 D2H0= ∴ D= H0=2D= 又 ∵ Ha=1/4D= H b= ∴ V2=π/4 D2（ H b +1/6D） =π/4（ +1/6） = m3 V= V1+ 2V2 = +2= m3 ∴ 假設(shè)合理。 罐體總高： H= H0+2（ Ha+ H b ） =+2（ +） = 液柱高 ： HL = H0η+ Ha+ H b=++= m 補糖罐 選用 2個補糖罐 V 補 C=48%V 接 后 － V 補 N =－ = V0= V 補 C／ （ 2） =／ （ 2） = m3 圓整為 19 m3 設(shè) H0／ D=2 V1=π/4 D2H0=16 ∴ D= H0=2 D= Ha=1/4D= H b= ∴ V2=π/4 D2（ H b +1/6D） =π/4（ +1/6） = m3 V= V1+ 2V2 = 16+2=19m3 罐體總高： H= H0+2（ Ha+ H b） =+2（ +） = 液柱高 ： HL = H0η+ Ha+ H b=++= m 選用 2 個補糖配料罐 補糖配料罐 幾何尺寸 V0= V 糖 ／ =／ = m3 圓整為 26 m3 設(shè) H0／ D=2 V1=π/4 D2H0=22 ∴ D= H0=2 D= Ha=1/4D= H b= ∴ V2=π/4 D2（ H b +1/6D） =π/4（ +1/6） = m3 V= V1+ 2V2 = 22+2=26m3 罐體總高： H= H0+2（ Ha+ H b） =+2（ +） = 液柱高： HL = H0η+ Ha+ H b=++= m 攪拌器功率 攪拌器直徑： D i =1/3D = 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 27 頁 共 44 頁 擋板寬度： B== 攪拌葉間距： S=2 D i = 攪拌葉與罐底距離： C= D i = C +2S =+2= ＜ HL ∴ 選用 3層六箭葉渦輪式攪拌器 Re= D i2ρn／ μ=1401050／ 60=104 查《化工工藝設(shè)計手冊》， N p= 軸功率： P0= N p D i5ρn3=（ 140/60） 31050= f校正 = 13 LiiHDDD= ? = ∴ 實際軸功率 P*= f校正 P 0== 三層攪拌功 率 Pm= P* [1+（ 3－ 1） ]=[1+（ 3－ 1） ]= N 實際 =／ η1η2η3== 電機選型：查《化工工藝設(shè)計手冊》選用 GJ315B10 型電機 功率： 75KW，轉(zhuǎn)數(shù)： 585 r/min，效率： % 檢驗： 75%=＞ 二級種子罐配料罐 ——二級種子罐罐料夜輸送計算 Q 標 =VVmV 中 放 == m3 /min P 工況 =P 罐 =105+106=106Pa Q g= Q 標 P 標 T 工況 ／ P 工況 T 標 =105(273+31)/(105273) = m3 /min 一級種子罐配料罐 ——二級種子罐罐料夜輸送計算 Q 標 =VVmV 小放 == m3 /min P 工況 =P 罐 =105+106=106Pa Q g= Q 標 P 標 T 工況 ／ P 工況 T 標 =105（ 273+31）／ (105273) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 28 頁 共 44 頁 = /min Q 總 =2 Q g小 ＋ 2Q g中 =2＋ 2= m3/min= /s ∴ 空氣流量 ： W g=／｛（ d p） min｝ 4/3=3431 ?=分離器直徑 ： D= V g ??????m 由此計算旋風分離器其他各個部分的尺寸 。 標準旋風分離器的比例尺寸大致為： D1= ； L1= 12D； L2= 23D； h=； b=； L0= ； D2= 假定（ d p） min=10μm 查《抗生素生產(chǎn)設(shè)備》 PP8687， L′=， b′=， h′= (L′,b′,h′ 分別為 L,b,h與 D的比值，為經(jīng)驗值 ) Q 標 =VVmV 大放 == m3 /min P 工況 =P 罐 =105+106=106Pa Q g= Q 標 P 標 T 工況 ／ P 工況 T 標 =105(273+31)/(105273)= m3 /min Q 原 =2=空氣 進入管口的流速 ： W g=／｛（ d p） min｝ 4/3=343110 ? = 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 29 頁 共 44 頁 分離器直徑： D= V g ??????m 由此計算旋風分離器其他各個部分的尺寸： D1= ==； L1= 12D= D=； L2= 23D==； h== m； b===； L0= ==； D2= == 二級種子罐 、 一級種子 罐及其它罐合用一臺旋風分離器 。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 30 頁 共 44 頁 空氣過濾器 參見 彭飛，發(fā)酵無菌空氣過濾機理及系統(tǒng)設(shè)計，發(fā)酵科技通訊， 20xx4 微生物好氧發(fā)酵 無菌空氣的制備 , 一般是把吸氣口吸 入 的空氣先經(jīng)過壓縮前過濾 , 然后進 入 空氣壓縮機 , 從空氣壓縮機出來的空氣一般壓力在 2kg/cm2 以上 ,