年产20000t的味精发酵罐设计

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1、目录工艺计算11.基础数据12.生产能力1设备设计计算21.发酵罐容量和个数的确定2①发酵罐容量的确定2②发酵罐个数的确定22.主要尺寸计算2①筒体以及封头的计算2②冷却面积的确定3③搅拌器设计3④搅拌轴功率的确定33.设备结构的工艺设计4①空气分布器4②挡板4③密封方式4④冷却管布置4I最高热负荷下的耗水量W4II冷却管组数和管径5Ⅲ冷却管总长度L计算5Ⅳ每组管长L05Ⅴ每组管子圈数n06Ⅵ校核布置后冷却管的实际传热面积6⒋设备材料的选择6⒌接管设计7①接管直径的确定7计算结果汇总8心得体会9参考文献及资料109工艺计算1.基础数据生产规模：20000t/a味精发酵生产天数：3

2、00天发酵周期：40h每生产1000kg纯度为100%的味精需要浓度为15%的糖液16.15m32.生产能力产量20000t/a=66.7t/d为了便于计算，实际取67t/d的产量来计算，则年产量为20100t/a15%的糖液消耗量V糖为：324615m3/a=1082.05m3/d9设备设计计算1.发酵罐容量和个数的确定①发酵罐容量的确定若取发酵罐的填充系数Φ=80%，则每天需要发酵罐总容量我V0为：V0=V糖／Φ=1082.05／80%=1352.5625m3现选用公称容量为200m3的机械搅拌通风发酵罐，其全容量为230m3②发酵罐个数的确定每天需要230m3发酵罐的个数N

3、0为：N0=1352.5625／230=6（个）总共需要发酵罐的个数：N1=(1352.5625×40)／(230×24)=10(个)每天应有6个发酵罐出料，每年工作300天，实际产量验算：230×80%×6×300/16.15=20508(t)设备富裕量为：（20508－20100)／20100=2%，能满足生产要求。2.主要尺寸计算①筒体以及封头的计算查标准可知：罐内径D：5000mm圆柱高H0：10000mm封头高h：1300mm罐体总高H：12600mm封头容积V3：16.4m39圆柱部分容积：197m3②冷却面积的确定查资料得到谷氨酸发酵罐冷却面积取1.5m2/m3；由

4、上知填充系数Φ=80%，则每一个230m3的发酵罐换热面积：A=V全ΦΨ=230×80%×1.5=276m2③搅拌器设计由于谷氨酸发酵过程中有中间补料操作，对混合要求较高，因此选用六弯叶涡轮搅拌器。搅拌器叶径：Di=D／3=5000／3=1666.7mm叶宽：B=0.2Di=0.2×1666.7=333.3mm弧长：l=0.375Di=0.375×1666.7=625mm底距C=D／3=5000／3=1666.7mm盘径di=0.75Di=0.75×1666.7=1250mm叶弦长L=0.25Di=0.25×1666.7=416.7mm叶距Y=D=5000mm弯叶板厚δ=14mm

5、④搅拌轴功率的确定通常谷氨酸发酵按1kW/m3发酵醪，对于230m3发酵罐，装液量184m3则应选取功率≥184kW的电机。93.设备结构的工艺设计①空气分布器本罐采用单管进风。②挡板本罐因有扶梯和竖式冷却蛇管，故不设挡板。③密封方式本罐采用双面机械密封方式。④冷却管布置本罐采用竖直蛇管冷却装置。I最高热负荷下的耗水量WW=Q总／cp(t2－t1)式中Q总――每1m3醪液在发酵最旺盛时，1h的发热量与醪液体积的乘积Q总=4.18×6000×184=4.6×106（kJ/h）cp――冷却水比热容，4.18kJ/(kg·K)t2――冷却水终温，27℃t1――冷却水初温，20℃将各数值

6、代入上式W=4.6×106／4.18×（27－20）=1.58×105(kg/h)=43.9(kg/s)冷却水体积流量为0.1m3/s，取冷却水在竖直蛇管中流速1m/s，根据流体力学方程式，冷却管总截面积A总为：9A总=W／υ式中W――冷却水体积流量，0.1m3/sυ――冷却水流速，1m/s代入上式：A总=0.1／1=0.1m2。II冷却管组数和管径设冷却管总表面积A总，管径d0，组数为n，则A总=n·0.785d02竖直蛇管的组数n，根据罐的大小一般取3,4,6,8,12……组。通常每组管圈数不超过6圈，管子与罐壁的最小距离应大于100mm，主要考虑便于安装、清洗和良好传热。现

7、根据本罐情况，取n=12，求管径。由上式得：查金属材料表选取Φ108×4无缝钢管，d内=100mm，d平均=104mm。现取竖直蛇管圈端部U型弯曲管径为250mm，则两直管距离为500mm，两端弯管总长为l0：l0=πD=3.14×500=1570(mm)Ⅲ冷却管总长度L计算冷却管占有体积V=0.785×0.1082×844=7.73(m3)，取冷却管组n=12。Ⅳ每组管长L09另需连接管4.2m：L实=L0－4.2=70.4－4.2=66.2(m)可排竖直蛇管的高度设为静液面高