忽而白首146490059.doc
转鼓内径 1250mm ；转鼓高度 500mm ；转鼓容积 250L
装料限量 310kg ；转鼓转速 0-900r/min ；分离因数 550 电机型号 YZTv62-4L ， 功率 18.5KW， 转速 外形尺寸-(长×宽×高) 2587×1900× 2335
0~1200r/min ；
4.1.2.4三效蒸发器浓缩量计算与选型
工艺要求的物料浓缩量为126m3，选用型号JMZ-20，蒸发量20000kg/hr的三效浓缩器。其生蒸汽消耗量4500kg/hr，各效真空度：第一效 0mmHg，第二效448 mmHg，第三效640 mmHg，各效蒸发温度：第一效 99℃，第二效76℃，第三效53℃。 4.1.2.5滤液储罐的设计
1填料系数为90% 64 ÷ 90%=71.11 m3 ○
取2个40 m3的滤液储罐。 高径比H / D=2 / 1 v’=71.11/2=35.56
v1=πD2H/4 +πD3/24=35.56 D=2.75 m 圆整到推荐的系列值D=2800mm H=5500mm
查附录一表15 封头高度：h1=700mm 直边高度h2=50mm 封头面积8.91m2 容积V封=3.18m3 校核容积V实
V实=V筒+V封=0.785×2.82 ×5.45+3.18=36.72 m3 >35.56m3 V实>V’ 满足要求
2壁厚的确定 ○
贮罐为常压容器，确定壁厚8 mm。 4. 2酶制取工段 4.2.1工艺流程
斜面菌种 一级培养 二级种子罐培养 发酵罐 絮凝 4.2.2设备的选型、设计及计算 4.2.2.1发酵罐的设计
1选型：采用机械搅拌通风发酵罐。 ○
2容积的确定： ○
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填料系数取65% V0=2.88 ÷ 65%=4.43 m3 采用5m3的发酵罐一只，全容积6.27 m3 ○3主要尺寸的计算 i公称直径的确定：
一般径高比为1:2～3。考虑到酶发酵泡沫多，易染菌。因此采用径高比小的较好。 取径高比为1:3，公称容积为5m3 ，材料为不锈钢。 V全= V筒 +2V封=0.785D2×3D+2πD3 / 24=6.27 D=1.34m H=4.01m
经圆整后，取D=1300mm,H=4000mm。 ii封头：
采用标准椭圆型封头，查<<发酵工厂工艺设计概论>>(吴思方主编)附表15得封头的主要尺寸为：曲面高度h1=325mm，直边高度h2=25mm，内表面积1.93m2，容积0.321m3，壁厚8mm。 iii实际容积校正：
发酵罐计算容积：V实=V筒 +2V封=πD2×H计/4+2×0.321=6.95m3 V实=V全 实际装液面高度： V液 =5×65%=3.25m3 L液 =(V装液 -V封头)/S圆筒
=4×(3.25-0.321)/ (3.14×1.32)
=2.2(m) iv壁厚计算：
罐灭菌压力2atm，罐设计受压3atm(表压)，材料：不锈钢。 S=PD/{230[δ]Φ-P-P}+C
式中：P---罐受压(表压，kgf/cm2)，P=3 D---罐径(mm)，D=1300 Φ---焊缝系数，Φ=0.8
[δ]----钢允用应力，不锈钢[δ]=35/4 C---腐蚀余度(mm)，C=4
S=3×1300/(230×35×0.8/4-3)+4=6.43mm。 经圆整，取壁厚8mm。 ④搅拌器设计及搅拌功率的计算。
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考虑到发酵罐径高比比较小。为了使发酵液充分混匀，保持均一。根据经验，酶制剂厂一般都采用涡轮式搅拌器，本次设计采用六弯叶涡轮搅拌器。 搅拌器主要尺寸计算
该搅拌器的各部尺寸与罐径D有一定的比例关系，现将主要尺寸列如下： 搅拌器叶径=D内／3=1.3／3=0.433(m)，取d=0.45m=450mm 叶宽B=0.2d=0.2×450=90mm 取B=90mm 弧长l=0.375d=0.375×450=169mm 取l=170mm 底距c=D／3=1300／3=433mm 取c=450mm 盘径di=0.75d=0.75×450=338mm 取dl=340mm 叶弦长L=0.25d=0.25×450=112mm 取L=110mm 弯叶板厚 S=12mm
? 档数确定
经计算，设计第一档搅拌浆距罐底的高度为500mm。第二档的高度为1000mm，第三档高1500mm。液体装液高度2200mm。因此采用三档搅拌。第三档叶片离液面的距离为700mm。 ? 转速校正
根据经验：50L的发酵罐搅拌器直径112mm，转速N1=470r/min，以P0/V为基准放大。
求得：N2=N1(D1/D2)2/3
= 470×(112/450)2/3 =186r/min
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? 搅拌轴功率的计算（用修正的迈凯尔式求搅拌功率） 计算Rem：Rem=D2Nρ／μ
式中：D——搅拌器直径(m)，D=0.450
N——搅拌器转速(r/s)，N=186/60=3.1 ρ——醪液密度(kg/m3)，取ρ=1050 μ——醪液粘度(N.s/m2)，μ=1.3×10-3 Rem=0.452×3.1×1050/(1.3×10-3)
=5.07×105>104
视为湍流，则搅拌功率准数Np=4.7 ? 计算不通气时的搅拌轴功率P0 P0/=NpN3ρD5
式中：Np——在湍流搅拌状态时，其值为常数4.7
N——搅拌速率，N=186r/min=3.1r/s D——搅拌器直径，D=0.45m ρ——醪液密度，ρ=1050kg/m3
P0/=4.7×3.13×0.455×1050=2712.9W=2.71KW 三档搅拌：P0=3P0/=3×2.71=8.12KW。 ? 计算通气时的轴功率Pg： Pg=2.25×10-3×(P02ND3/Q0.08) 0.39
式中：P0——不通风时的搅拌功率(KW)，P0=8.12。
N——轴转速(r/min)，N=186 D——搅拌器直径（cm），D=45cm。
Q——通风量（ml/min）本次工艺中通风比=0.25～1.0vvm。取最小设计通
风比为0.25vvm。(如通风量变大Pg变小，安全。) Q=5×65%×0.25×106=8.1×105(ml/min)
Pg=2.25×10-3×〔8.122×186×453/（8.1×105） 0.08〕0.39=4.97KW ? 求电机功率P电：P电= Pg/η1η2η3×1.01 采用三角带转动效率η1=0.92 滚动轴承效率η2=0.99 滑动轴承效率η3=0.98
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端面密封增加的功率为1%
P电=4.97×1.01/(0.92×0.99×0.98)=5.62(KW) 电机功率选择7.5KW。
5轴径计算： ○
? 按扭转强度计算
轴上最大剪应力≤轴材料允许的剪应力。 即τmax=M(扭转)/W≤[τn] 推得：d≥A(N/n)(1/3).
式中：d——所求轴径（cm）
N——轴传递功率（马力），N=6×1.34=8.04（马力） n——轴的转速（r/min），n=186
A——随许用扭转应力[τn]变化而变化的系数。选用1Cr18Ni9Ti为材料，查得A=12.2，[τn]=150～250kg/cm2
d≥12.2×(8.04/186)1/3=4.28cm ? 按扭转刚度计算：
应满足轴上最大扭转角度≤许用的扭转角度。 可得d≥B(N/n)1/4
式中：d——所求的轴径（cm）
N——轴传动功率（马力），N=8.04(马力) n——轴的转速（r/min），n=186
B——传动系数,该传动为一般传动，取[φ]=1/2查得B=10 d≥10×(8.04/186)1/4=4.56cm 综上所述，设计轴径为50mm。
6 冷却面积的计算 ○
? 热负荷q
热负荷q=生物合成热q1+搅拌热q2—汽化热q3—辐射热q4。 ? 合成热q1
根据实际测定，每立方米发酵液每小时最大发热量为4000×4.18KJ/m3h q1=5×65%×4000×4.18=13000×4.18KJ/h ? 搅拌热的计算q2
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