年产5000吨糖化酶发酵车间设计

式中 W──冷却水体积流量 V──冷却水流速 代入上式，A总=0.1㎡

进水总管直径d总=0.375m，取Dg350*9 2）冷却管组数和管径

设冷却管总面积为A总管径do，组数为n则A总=n*0.785do2

取n=12，求管径：由上式得：

do=0.103m查金属材料表选取φ108*4无缝管，da=100mm,d平均=104mm 现取竖蛇管圈部U型弯管曲径为250mm则两直管距离为500mm，两端弯管总长度为lo=πD=1570mm

3)冷却管总长L计算

有前知冷却管总面积A=60㎡，现取无缝管φ108*/4 L=A/Ao=183.5m

冷却管占有体积V=0.785*0.108*0.108*183.5=1.7 m3

去冷却管组n=12 每组管长Lo=L/n=15.3m

另需连接管4.2m，L实=L-4.2=11.1m

可排竖直蛇管的高度设为静液面高度，下部可深入封底500mm，设发酵罐内附件占有体为0.2 m

3

则总占有体积为： V管+V附件=1.9 m3

筒体液面= V总*80%+V管+V附件-V3

S截面

=3.9m

竖直蛇管总高H=4m取管间距为0.2m，有两端管总长为：lo=3.14*0.2=0.63 则一圈管长为：L=2H+Lo=8.63m每组管长圈数no：no=lo/l=1.8 取2圈， L实=8.63*2*12+0.42*12=212》183.5m,现取管间距2.5D外=2.5*0.108=0.27竖蛇管与罐壁的最小间距为0.15m，最内层竖蛇管与管壁的最小距离：0.27*1+0.15+0.054=0.474

与搅拌器的距离：3.5-0.27-0.474=2.756 校核布置后冷却管的实际供热面积

A实=πd平均*L实=30.1》60㎡ （7）设备材料的选择，

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发酵设备材料的材质选择，优先考虑的是满足工艺的要求，其次是经济性，随着科学技术的进步，会出现一些复合材料，喷涂金属和内腐蚀涂料等新材料新技术将进一步降低投资费用。

本设备采用1Gr18Ni9Ti材料 9)接管的设计

该管的实装60 m3设0.5小时内排空，则排料时的物料体积流量为：90=60/（0.5*3600）=0.033（m3/s）

去发酵醪流速V=1m/s，则排料管截面积为A物 A物=qv/V=0.033㎡

A物=0.785d管径d=0.21m取无缝管250*8，管内径=250-8*2=234》210，认为适用

设计每一个发酵罐有一个空气除菌系统： 通风量为：Q1=60*0.35=0.35（m3/s）

利用气态方程式计算工作状态下的风量Q1：则 Q1=0.35*0.1/0.35*（245+30）/（245+20）=0.1 如取风速V=25m/s，则风管截面积Aft为： Aft=Qf/25=0.004㎡ Aft=0.785d气2则

风管直径d气为：d气=0.073m

因通风管也是排料管，故取两者的大值，即取d=250*8无缝管 物流量

Q=60/3600*0.5=0.033 m3物料流量

V=1m/s

管道截面积

A=0.785*0.2342=0.043㎡ P=Q/Av=0.033/0.043=0.77倍 排料时间为：t=0.5*0.77=0.38h 2.4.2种子罐的设计与选型 （1）种子罐

1)种子罐采用机械搅拌通风罐 2)种子罐容积和数量的确定

A 种子罐容积，接种量10%则：

V种子=V总*10%=6 m3

B 种子罐个数的确定：种子罐与发酵罐相对应，因此确定为3个种子 （2）种子罐主要尺寸的计算

和发酵罐的计算一样，有发酵罐的计算可知：

D=1.51m；H=1.95D=2.94m；V1=5.26 m3；V2=0.15 m3；V1+V2=5.41 m3；装料系数为80%，符合要求.

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（3）搅拌器的设定

扩大培养过程要通无菌空气，培养过程中会有气泡产生，同时还要往发酵罐中添加一些物质，因此对混合要求的程度较高，搅拌器选用六弯叶涡轮搅拌器。该搅拌器的各部分尺寸与罐径有一定的比例关系， 因此：

搅拌器叶径Di=

D =1.51/3=0.5 3叶宽B=0.2Di=0.1 m 弧长L=0.375Di=0.188m 底距C=

D =0.5m 3盘径di=0.75Di=0.375 m 叶弦长L=0.25Di=0.125m 叶距Y=D=1.51m 弯叶板厚＆=14 mm

2.5车间布置的原则

车间的布置设计，按其内容可分为车间总布置和车间内设备布置两种，车间总布置是对整个车间厂房的各个组成部分按照他们在生产中和生活中所起的作用进行合理的平面布置和安排；设备布置是根据生产流程情况及各种有关因素，把各种工艺设备在一定的区域内进行排列。在设备布置中又分为初步设计和施工图设计两个阶段，每一个设计阶段均要求平面和剖面布置。 2.5.1车间布置设计的目的和重要性

车间布置设计是为了对厂房中的设备，原材料的放置进行合理的安排，从而确定车间大小，并在其基础上尽量节省开支，通过对工厂车间的布置做到使工艺流程最优化。

车间的布置需要深思熟虑，仔细推敲，从而在不同的方案中选择最为合理的方案。

车间布置设计室以工艺为主导，并在其他专业，如总图、土建、设备、安装、电力、暖风、外管等密切配合下完成的。因此在进行车间布置设计时，要集中各方面意见，最后由工艺人员汇总完成。 2.5.2车间布置的有关技术要求和参数

车间布置设计的目的是对厂房的配置和设备的排列作出合理的安排，并

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决定车间、工段的长度、宽度、高度和建筑结构形式，以及各车间之间与工段之间的相互联系。优良的车间布置应该满足技术先进、节省投资、操作维修方便、设备排列简洁、紧凑、整齐、美观。车间的布置设计还要符合生产工艺、操作、设备安装和检修、节约等要求。在本次设计中，之所以选择糖蜜为原料，也是考虑到糖蜜为原料的发酵工艺较其他几种简单，同时对设备的要求相对较小，从而达到节约资金。

在这次设计之中，由于发酵罐，种子罐等设备高度较高，从而选择了采用3层厂房的设计，而多层厂房各层楼板、地板表面之间的层高应采用300mm的倍数。在这里，我选用了600mm层高，能够满足大多数设备勿需穿层，且另外几种较大设备也可以合理分配。

发酵工厂厂房一般有长方形、L型、T型和II型。其中长方形最常用，本次设计也是选用以长方形为基准的车间。 ① 柱距

多层厂房的柱距应采用6m，当采用方格式柱网时，一般由6×6m组成，目前有一些工厂为满足工艺布置和设计的需要而采用较大的柱网尺寸，所以，由于考虑设备大小因素，选择了9m×15m。 ② 楼梯

由于选择了2层车间设计，所以楼梯是车间中不可缺少的一部分，车间一般布置在建筑物的出入口附近。由于本车间较大，故选择了2个楼梯，楼梯宽度为1200mm，坡度为30° ③跨度

多层厂房的总宽度，由于受到自然采光和通风的限制，一般不宜超过24m。在此次设计中，选择了15m的跨度，车间总长49.8m 2.5.3 设备的安全距离

设备之间或设备与墙之间的净间距大小，无统一规定，设计者应根据设备大小，车间布置要求，设备上连接管线多少，管径粗细，检修的频繁程度等各种因素，再根据生产经验，决定其各种设备的安全间距，从而保证工厂生产中的安全，消除安全隐患。

表中介绍的一些数据供一般设备布置时参考

表2—5 部分设备的安全距离

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