1000m的柠檬酸机械搅拌通风发酵罐——设计说明书
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目录
前言 ........................................................................................................................................................... 1 第一章、概述 ........................................................................................................................................... 2
1.1、柠檬酸 ..................................................................................................................................... 2 1.2、柠檬酸的生产工艺 .................................................................................................................. 2 1.3、机械搅拌通风发酵罐 .............................................................................................................. 3
1.3.1、通用型发酵罐的几何尺寸比例 .................................................................................. 3 1.3.2、 罐体............................................................................................................................ 3 1.3.3、搅拌器和挡板 .............................................................................................................. 3 1.3.4、消泡器.......................................................................................................................... 4 1.3.5、联轴器及轴承 .............................................................................................................. 4 1.2.6、变速装置 ...................................................................................................................... 4 1.3.7、通气装置 ...................................................................................................................... 4 1.3.8、轴封.............................................................................................................................. 5 1.3.9、附属设备 ...................................................................................................................... 5
第二章、设备的设计计算与选型 ............................................................................................................ 5
2.1、发酵罐的主要尺寸计算 .......................................................................................................... 5
2.1.1、圆筒体的内径、高度与封头的高度 .......................................................................... 5 2.1.2、圆筒体的壁厚 .............................................................................................................. 7 2.1.3、封头的壁厚 .................................................................................................................. 7 2.2、搅拌装置设计.......................................................................................................................... 8
2.2.1、搅拌器.......................................................................................................................... 8 2.2.2、搅拌轴设计 .................................................................................................................. 8 2.2.3、电机功率 .................................................................................................................... 10 2.3、冷却装置设计......................................................................................................................... 10
2.3.1、冷却方式...................................................................................................................... 10 2.3.2、冷却水耗量 .................................................................................................................. 10 2.3.3、冷却管组数和管径 ...................................................................................................... 12 2.4零部件 ...................................................................................................................................... 13
2.4.1 人孔和视镜 .................................................................................................................. 13 2.4.2 接管口.......................................................................................................................... 13 2.4.3、梯子............................................................................................................................ 15 2.5发酵罐体重 .............................................................................................................................. 15 2.6支座的选型 .............................................................................................................................. 16 第三章、计算结果的总结...................................................................................................................... 16 设计总结 ................................................................................................................................................. 17 附录 ......................................................................................................................................................... 18
符号的总结 ..................................................................................................................................... 18 参考文献 ................................................................................................................................................. 20
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1000m的柠檬酸机械搅拌通风发酵罐——设计说明书
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生物工程设备课程设计任务书
一、课程设计题目
“1000m3的机械搅拌发酵罐”的设计。 二、课程设计内容
1、设备所担负的工艺操作任务和工作性质，工作参数的确定。
2、容积的计算，主要尺寸的确定，传热方式的选择及传热面积的确定。 3、动力消耗、设备结构的工艺设计。 三、课程设计的要求
课程设计的规模不同，其具体的设计项目也有所差别，但其基本内容是大体相同，主要基本内容及要求如下： 1、工艺设计和计算
根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算，热量衡算，主体设备工艺尺寸计算和简单的机械设计计算，汇总工艺计算结果。主要包括： （1）工艺设计
①设备结构及主要尺寸的确定（D，H，HL，V，VL，Di等） ②通风量的计算
③搅拌功率计算及电机选择 ④传热面积及冷却水用量的计算 （2）设备设计
①壁厚设计（包括筒体、封头和夹套） ②搅拌器及搅拌轴的设计
③局部尺寸的确定（包括挡板、人孔及进出口接管等） ④冷却装置的设计(包括冷却面积、列管规格、总长及布置等) 2、设计说明书的编制
设计说明书应包括设计任务书，目录、前言、设计方案论述，工艺设计和计算，设计结果汇总、符号说明，设计结果的自我总结评价和参考资料等。 3、绘制设备图一张
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4、设备图绘制，应标明设备的主要结构与尺寸。
四、设计的基本依据
1、机械搅拌生物反应器的型式
通用式机械搅拌生物反应器，其主要结构标准如下： ①高径比：H/D=1.7-4.0
②搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器,Di:di:L:B=20:15:5:4 ③搅拌器直径：Di=D/3
④搅拌器间距：S=（0.95-1.05）D
⑤最下一组搅拌器与罐底的距离：C=（0.8-1.0）D
⑥挡板宽度：B=0.1D，当采用列管式冷却时，可用列管冷却代替挡板 2、反应器用途
用于有机酸生产的各级种子罐或发酵罐，有关设计参数如下： ①装料系数：种子罐0.50-0.65 发酵罐0.65-0.8
②发酵液物性参数：密度1080kg/m3 ；粘度2.0×10-3N.s/m2 ； 导热系数0.621W/m.℃； 比热4.174kJ/kg.℃ ③高峰期发酵热3-3.5×104kJ/h.m3
④溶氧系数：种子罐5-7×10-6molO2/ml.min.atm ；发酵罐6-9×10-6molO2/ml.min.atm ⑤标准空气通风量：种子罐0.4-0.6vvm；发酵罐0.2-0.4vvm 3、冷却水及冷却装置 冷却水：地下水18-20℃ 冷却水出口温度：23-26℃ 发酵温度：32-33℃
冷却装置：种子罐用夹套式冷却，发酵罐用列管冷却。 4、设计压力
罐内0.4MPa；夹套0.25 M Pa
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