200立方米谷氨酸发酵罐设计(5)

生物工程设备课程设计———发酵罐

6.1 发酵罐参数设计汇总

表6 发酵罐参数 发酵罐选型 机械涡轮机搅拌通风发酵罐 发酵罐容积 发 酵 罐 封头高H 200m 5m 3发酵罐总体积 230m 3发酵罐直径D 圆柱高H 10m 1.3m 发酵管壁厚S 12mm 6.2 辅助设备有关参数 表7 辅助设备参数

冷却管实际传热面积冷 却 装 置 辅 助 设 备 s实 冷却管组数n 进水总管直径d总 排料管截面积F物 每组管子圈数n0 风管截面积Ff 气管直径d气 9 334.57m 2最高热负荷下的耗水量W 194?6无缝管 58.85kg/s 133mm 型号 0.299m 0.026m2 5圈 0.011m2 0.194mm 接管直径d 冷却管总截面积A总 冷却管管径d0 每组管长L0 空气分布器 挡板 5.885×10-2 108mm 110.33m 单管进风 不设挡板 支座选择 裙式支座 密封方式 双面机械密封 31

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6.3 搅拌器有关参数

表8 搅拌器参数

搅拌器选型 搅拌器叶径 搅 拌 器 叶宽B 叶距Y 转速N2 搅拌轴功率P0 通风时轴功率Pg 电动机功率P电 6.4 主要符号说明

1.7m 0.34m 5m 弧长l 叶弦长L 六弯叶涡轮搅拌器 0.64m 0.425m 12m 盘径di 底距C Rem 1.275m 1.7m 2.076×106 弯叶板厚? 111r/min 173.167KW 164.17KW 182.18KW 表9 符号说明

符号

V糖 V全

意义 糖液体积 发酵罐总容积 发酵罐个数 直径 换热面积 叶宽 底距 叶弦长 叶距

单位

m3 m3

N1 Di

S

个

mm

m2

B

m m

C

L

m m

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Y

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Rem

n

雷诺数 转速 搅拌功率准数

轴功率 电机功率 冷却水比热容 冷却管总截积 冷却水体积流量

壁厚 压力 壁厚附加量 焊缝系数

r/min 或 r/s

Np

Pi P电Cp A总

kW kW

kJ/kg?K m2

W m3/s

?

P

cm MPa

c mm

?

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第7章 心得体会

搅拌通风发酵罐的设计需要综合各种参数，是有计划、有目的，由所需设计的发酵罐的体积，一步一步计算而来。需要根据要求设计的年产量及罐的容积填充系数，发酵周期计算所需罐数。

有冷却介质的进出口温度及发酵过程中传热量得出传热面积。关于传热面积，最难确定的是传热系数，它的确定需要需要取决于发酵液的物性、蛇管的传热性能及管壁厚度。我们查了很多关于传热系数的计算的资料，很遗憾，由于各种物性参数的不足，我们只能取经验数值。由所得的传热面积便可根据公式根据已知的各种参数，求出蛇管的理论长度、蛇管的组数。由于我们这一组所要设计的是200立方米的发酵罐，理论上说，可以用夹套冷却装置，由于担心传热不足，我们还是选择设计比较复杂的蛇管冷却装置，这样就可以最大限度地解决传热问题。蛇管换热器的设计需要考虑各种因素，比如它同封头的距离是否满足工艺上的规定，它同搅拌器的距离是否能够保证搅拌器正常工作时不会与蛇管相碰撞等。所以在设计蛇管之前一定要将搅拌器的各种参数计算好，比如搅拌器的功率、叶径、转速、同挡板的距离等。这些参数相互之间都有联系，根据设计所规定的比例标准可以计算出。最后根据发酵罐的容积及压力，对壁厚进行设计，并圆整，然后根据罐的直径计算封头的直径及壁厚。

整个设计过程中，我们小组的成员们查了很多相关资料，力求我们的设计能满足工艺要求，对每一个数字的得出及圆整，我们都经过多次反复计算及资料核查。尽管如此，我想我们的设计中仍会不可避免地出项一些疏漏，限于所学知识及实践能力的缺乏，或许我们现在还无法觉察，所以相信老师在看了我们小组的设计之后，定会给我们一些建议，以便我们更加了解发酵罐的设计。很高兴能尽自己的微薄之力，同小组成员们一起完成这次设计，不仅巩固了设备设计方面的专业知识，还深刻感受到任何一个投入到生产中的设备的设计只靠所学的一点设计知识是远远不够的，我不仅需要扩展自己的视野，填充专业知识，还要好好利用学校组织的实践教学，尽量弥补实践方面的不足。

同时我也感受到集体力量在设计过程中的作用，当我对某个环节感到迷茫时，因为小组的讨论，茅塞顿开。这次设计，我真的从中领悟到“讨论”的重要性。

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参考文献

[1]梁世中．生物工程设备，中国轻工业出版社，2002。 [2]黎润钟．发酵工厂设备，中国轻工业出版社，1991。 [3]姚玉英．化工原理，天津大学出版社，1999。

[4]国家医药管理局上海医药设计院，化工工艺设计手册，化学工业出版社，1996。

致 谢

本次课程设计是在敬爱的各位老师的悉心指导下完成的，在设计的准备、进行及设计的写作过程中，各位老师都付出了大量的时间和精力，各位老师严谨的治学态度、渊博的学科知识、高度的责任心，使我受益匪浅，让我不仅学到了许多知识，更学到了许多做人做事的道理。在此我要向一直以来辛苦工作的各位老师表示我最衷心的感谢和最崇高的敬意!

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