生物工程与设备课程设计.pdf

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1、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯精品资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯山东xxx学院《生物工程与设备》课程设计说明书学院：食品与生物工程学院班级：xxx学号：xxx姓名：xxx指导老师：xxxxxx设计日期:2011年12月21日至2011年12月28日1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯精品资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一、前言1、课程设计的性质通过本次设计使同学对《生物工程与设备》的理论知识有更深刻的理解，生物工程与设备课程设计为必修课。同时也为将来走上设计岗位的同学打下良好的基础。2、

2、课程设计目的与任务任务：年产6万吨味精厂谷氨酸机械搅拌通风发酵罐设计。目的：通过课程设计，使同学对工艺参数确定，物料恒算、发酵罐体积及尺寸确定、罐体机械强度、搅拌功率、搅拌轴及搅拌浆叶强度等计算能力得到锻炼。掌握工程设计基本程序及内容，熟练掌握电脑绘图及绘图质量。二、设计参数1、糖酸转化率60%2、发酵产酸水平11%3、发酵周期32小时4、发酵罐充满系数为0.75、味精分子式187.13（C5H8NO4Na）.H2O6、谷氨酸分子式147.13(C5H9NO4)7、谷氨酸密度取1.553g/cm38、残还原糖0.8%，干菌体1.7%9、谷氨酸提

3、取率97.5%10、谷氨酸生产味精精制率为125%P011、取1（kw）VL12、空罐灭菌压力0.25MPa13、年工作日安330天计算三、物料衡算1、发酵罐总容积计算发酵罐总容积，决定于年工作日、每天生产谷氨酸量、发酵产酸水平、谷氨酸发酵周期、谷氨酸提取率、谷氨酸精制味精得率等。（1）年谷氨酸的产量=年味精产量÷125%=60000/1.25=48000T（2）每天的谷氨酸产量=年谷氨酸的产量÷330=48000/330=145.45T2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯精品资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（3）发酵

4、液密度125110m385686516.770.8952.51.51.553T331.050T/m1050Kg/m（4）每天生产发酵液体积每天生产谷氨酸量V发酵产酸水平谷氨酸提取率3=145.45/1.050×(11%×97.5%)=1291.60m（5）发酵罐的总容积V总=〔每天生产发酵液体积×发酵周期（小时）〕3/24=（1291.60×32）/24=1722.13m32、求发酵罐个数，取单罐公称容积200m3查表6-2（发酵工厂工艺设计概论P102）得公称容积是200m的3发酵罐全容积为230m。取充满系数为0.7.(1)单罐的有效容积计

5、算3V有效=单罐公称容积×罐的利用率=200×0.7=140m(2)发酵罐个数n计算n=V总/V有效=1722.13/140=12.31故取13个发酵罐。四、发酵罐工艺设计1、发酵罐直径及罐体高度计算根据发酵罐的公称容积，确定发酵罐的尺寸。已知发酵罐直径D，筒体部分高H0，发酵罐总高H。常见的发酵罐的几何尺寸比例如下：H/D=1.7～3.5Di/D=1/2～1/3B/D=1/8～1/12C/Di=0.8～1.0S/Di=2～5H0/D=2V0取H/D=2.0，采用标准椭圆形封头。已知罐公称容积为200m3通常，对一个发酵罐的大小用“公称体积”表

6、示。所谓“公称体积”，是指罐的通身（圆柱）体积和底封头体积之和。其中底封头体积可根据封头形状、直径及壁厚从有关化工设计手册中查得。标准椭圆形封头体积为：3⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯精品资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2221V1DhbDhaDhbD4646--------(1)hb式中：—椭圆封头的直边高度，ｍ1haDha—椭圆短半轴长度，标准椭圆4。故发酵罐全体积为：21V0DH02hbD46--------(2)近似计算式为：23V0DH0.15D4（m3）--------(3)2DHVDH2发酵罐公称体积

7、：46其中D21VD(HD)2004631D(2)20046200D34.9(m)0.7852.16667取发酵罐直径D=5m故发酵罐高H0=2D=10mhb取封头直角边，一般取值范围为50~55mm，此处取封头直边为50mm.21发酵罐公称容积V0=D(H+hb+D)4613=×5×5(10+0.05+×5)=213.6m46发酵罐总高度H=H0+2(hb+ha)=10+2(0.05+5÷4)=12.6m封头体积：2D253VD(h)0.7855(0.05)17.34(m)14663发酵罐全容积V=V0+V1=213.6+17.34=230.

8、94m与查表得公称体积一致。2、发酵罐壁厚计算使用不锈钢0Cr19Ni9，其中钢板许用应力130MPa4⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯