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1、4.1.2.1 发酵罐个数的确信年产1000 吨琥珀酸,全年的生产天数为 330 天，那么天天产 1000/330=吨 需要发酵液的体积为：28* =(m3)发酵罐的填充系数=70%；那么天天总共有发酵罐的体积为V0V0/0.7 二 84.84/0.7 二 121.2(m 3)发酵周期为48小时，生产周期为80小时发酵罐个数的确信：现选取公称体积为100m3的发酵罐，整体积为118m3N1 = V0t/（ V总 *24）= 84.84*80 / （110*0.7 *24） = 3.67（个）取公称体积100m3发酵罐4个，其中1个留作备用。实际产量验算：110 x 0.7 x5.21% x 7
2、1% x 4x 330/3.5 二 1059.09/ 吨 /年）富裕量能够知足生产需要。1059 -1000二 5.91%公称容积，是指罐的圆柱部份和底封头容积之和。并圆整为整数：上封头因 无法装液，一样不计入容积。罐的全容积，是指罐的圆柱部份和两封头容积之和。1 罐径与罐体高度此刻按公称容积100m3，全罐的体积为：118m3，取高径比为H： D=2,封头与圆柱罐体的焊接处的直边高度不纳入体积，那么：作=计叫=118m3依照圆柱体体积与椭圆的体积计算公式有：V肃兀 xDx H + -x兀 xDx -Dx 2 二 118（m3）全 4344n=0.785 x D2 x 2D +D3 = 118
3、解方程得：D 3 +D 3 = 118 Cm 3)224D- 3：118 X 24 - 4.1(m)3 兀 x 13直径计算出来后，应将其值圆整到接近的公称直径系数12，查吴思方的生物工程工厂设计概论2007年版，附表25 (281)通用式发酵罐系列尺寸表，那么D取4.0 m ,H=2D=2X4.0 = 8.0(m)查阅文献，当公称直径D为4.0m时，标准椭圆封头的曲面高度H为D/4，即那么总深度为：H + h -1.0 + 0.05 - 1.05(m)封头容积 ：兀V V -X4.03 - 8.38(m3)封 封 24圆柱部份容积：兀V -_x 4.02 X 2 X 4.0 - 100.53
4、(m3) 筒4者之和为全容积V；全V = V 启 2V封 = 118m3 全筒封V沁V全全那么设计的发酵罐其尺寸符合要求，能够知足生产工艺的需要。2 搅拌器的设计由于琥珀酸发酵进程有中间补料操作，对混合要求较高，因此采纳六弯叶涡 轮搅拌器。六弯叶涡轮式搅拌器已标准化，称为标准型搅拌器；搅动液体的循环 量大，搅拌功率消耗也大，依照搅拌器型式及要紧参数HG/T2123-1991标准，知 100m3发酵罐采纳6-6-6弯叶式搅拌叶，搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器,D :d :L:B=20:15:5:4，搅拌器直径:D =D/3i i i搅拌器直径：D = 1.33(m)i 33(取 1.4m)叶宽：B=
5、0.2xD 二 0.2x1.4 二 2.8i弧长：l = 0.375D 二0.375xl.4二0.525(m)i底距 C 二 1.0D 二 1.4i盘径 d 二 0.75D 二 0.75 x1.4 二 1.05(m)ii叶距 Y=D=1.4(m)D X1.4=(m)i弯叶板厚6 =14(mm) 相邻搅拌叶轮间距 S=2D =(m)i取两档搅拌，转速能够 50 立方米罐的现有数据比例求得，已有数据：搅拌直径D 1.05m,转速N 110r/min,以P/V为基准求得1 1 0N = N ()2/3 = 110(竺)2/3 = 90(r/min)21 D1.423 搅拌功率的计算 琥珀酸的发酵液为
6、低浓度醪液，可视为牛顿液体，依据化工工艺设计手册用 修正的迈凯尔公式求得。设计参数：醪液密度P =1050kg/m3醪液粘度口 X 10-3N s/m2搅拌器直径 D=14m搅拌器转速 N=90/60=1.5(r/s)I计算ReRe =1.4 x 1.5 x 10501.3 x 10-3=2.37 x 106 104可见把L-精氨酸发酵液视为牛顿液体是正确的，为湍流，那么搅拌功率准数 II由Np能够算出不通气时发酵罐搅拌轴功率P0：P 二 N N3D5p 二 4.7 x 1.53 x 1.45 x 1050 二 89577.9(w)二 89.6(kw) 0p因为搅拌轴有两档搅拌叶，因此搅拌轴总
7、功率 P 为 2P0=(kw)m电动机的功率采纳三角带传动n 1；转动轴承n2,滑动轴承n3；端面密封增加功率为1%刀；代入公式数值得P89.6P 二 x 1.01 二x 1.01 二 101.39(kw)电 耳耳耳0.92 x 0.99 x 0.981 2 3 查手册选取电机 110kw 一台。 设备材料的选择考虑压力，温度，侵蚀因素，选择罐体材料和封头材料，封头结构、与罐体 连接方式.琥珀酸发酵是在中性环境中进行的，对罐体可不能有太大侵蚀，因此 罐体和封头都利用 A3 钢为材料，以降低费用，封头设计为标准椭圆封头，因 D500mm，因此采纳双面缝焊接的方式与罐体连接。I发酵罐壁厚计算法确信
8、发酵罐的壁厚 S1cm)式中，P设计压力，取最高工作压力的倍,D 发酵罐内径， D=4000mm。A3钢的许用应力，【。】=127Mpa 焊缝系数，其范围为：至1,现取=0.9 C壁厚附加量，C=C+C2+C3C1钢板负误差，取c1C2为侵蚀欲量，取C2=2mmC3加工减薄量，取C3=0，代入上式得C=C1+C2+C3选用12mm厚A3钢板制作，查生物工程工厂设计概论附录表17知，直径5000mm，厚度12mm，高10m，每米高重约为：1186kg，那么G =1186X筒8=9488(kg)。II 封头壁厚计算：标准椭圆封头的厚度计算公式如下：cm)式中，D=5000mm， =127Mpa，C
9、1，C2，C3C=C1+C2+C3代入上式，得查附表18圆整为S2=14mm，那么查生物工程工厂设计概论附录表18，G =1970(kg)那么，两封头总重高：2X1970=3940(kg)。封III人孔、档板、视镜和支座选择 人孔的设置是为了安装、拆卸、清洗和检修设备内部的装置。本次设计只设置了 1个人孔，标准号为：人孔RFII(R 0)450-0.6 HG21522-1995, 公称直径 450，开在顶封头上，位于左侧轴线离中心轴 750mm 处。为增强发酵醪液湍动，通常设4到6块档板，本设计取4块，按全档板的要求设计，那么应该知足(b )n 二 0.51D丿式中：n档板的数里b档板的宽度，
10、mmD发酵罐的直径，mm那么有：4*(b/4000)=0.5 那么 b=500mm档板自罐底至设计的液面高度为止，与罐壁的间隙为D/80.500m。视镜用于观看发酵罐内部的情形。本次设计只设置了 2视镜，直径为DN80,开 在顶封头上，位于前后轴线离中心轴750mm处，标记为视镜II PN1.0 DN80 HGJ501-86-17。支座选择型：关于100m3以上的发酵罐，应该依照设备的估量总重量，选用适合 的支座。100m3 发酵罐总重估算：1 圆筒重 G =9488(kg)1、筒2、两封头重 G =3940(kg)封3、4最大装液量： G =118000(kg)液电机及附属设备重 G =2000(kg)附那么总量为：G筒+G封+G液+G 附=133(t)由于设备的总重比较大，因此选用裙式支座
