机械搅拌通风发酵罐.doc

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1、机械搅拌通风发酵罐设计书第一章设计方案的分析、拟定我设计的是一台70M3机械搅拌通风发酵罐,发酵生产红霉素。经查阅资料得知生产红霉素的菌种有红色链霉菌、红霉素链霉菌、红色糖多孢菌，综合最适发酵温度、PH、等因素选择红霉素链霉菌，该菌种最适发酵温度为31℃，pH为6.6~7.2，培养基为发酵培养基，主要成分为淀粉10%、黄豆饼粉5%、硫酸铵0.5%、磷酸二氢钾0.2%、碳酸钙2%。发酵罐主要由罐体和冷却蛇管，以及搅拌装置，传动装置,轴封装置，人孔和其它的一些附件组成。这次设计就是要对机械搅拌通风发酵罐的几何尺寸进行计算；考虑

2、压力，温度，腐蚀因素，选择罐体材料，确定罐体外形、罐体和封头的壁厚；根据发酵微生物产生的发酵热、发酵罐的装液量、冷却方式等进行冷却装置的设计、计算；根据上面的一系列计算选择适合的搅拌装置，传动装置，和人孔等一些附件的确定,完成整个装备图，完成这次设计。这次设计包括一套图样，主要是装配图，还有一份说明书。而绘制装配图是生物工程设备的机械设计核心容，绘制装配图要有合理的选择基本視图，和各种表达方式，有合理的选择比例，大小，和合理的安排幅面。说明书就是要写清楚设计的思路和步骤。压力P——除注明外，压力均指表压力，单位用MPa表示

3、。工作压力——指在正常情况下，容器顶部可能达到的最高压力。设计压力——指设定的容器顶部的最高压力。它与设计温度一起作为设计载荷条件，其值不小于工作压力。一般在装有安全阀时Pd=(1.05~1.1)Pw当无安全阀时，Pd=(1.0~1.05)*1、设计压力容器的设计压力是指相应的设计压温度下，用以确定壳体厚度的压力，其值不得小于最高工作压力。容器的最高工作压力是指在正常操作情况下，容器顶部可能出现的最高表压力。*2、设计温度设计温度是指容器在正常操作情况，在相应的设计压力下设定的受压元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值

4、）。当元件的金属温度大于等于0℃时设计温度不得低于元件金属可能达到的最高温度，当元件金属温度低于0℃时设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。表1-1 发酵罐主要设计条件步骤项目及代号参数及结果备注1发酵菌种红色链霉菌由工艺条件确定2工作压力0—0.1MPa由工艺条件确定3设计压力0.2—0.3MPa由工艺条件确定4发酵温度31℃根据参考文献“现代工艺级生物学”选取5设计温度温度100~140℃由工艺条件确定6冷却方式蛇管冷却由工艺条件确定7培养基发酵培养基，主要成分为淀粉10%、黄豆饼粉5%、硫酸铵0.5%、磷酸二氢

5、钾0.2%、碳酸钙2%根据参考文献“现代工艺级生物学”选取第二章机械通风发酵罐设计2.1夹套反应釜的总体结构夹套反应釜主要由搅拌容器，搅拌装置，传动装置，轴封装置，支座，人孔，工艺接管和一些附件组成。搅拌容器分罐体和夹套两部分，主要由封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺设计而定；传动装置是为为带动搅拌装置设置的，主要由电机，减速器，联轴器和传动轴等组成；轴封装置为动密封，一般采用机械密封或填料密封；它们与支座，人孔，工艺接管等附件一起，构成完整的夹套反应釜。2.2几何尺寸的确

6、定根据工艺参数和高径比确定各部几何尺寸；高径比H/D=1.8初步设计：设计条件给出的是发酵罐的公称体积。公称体积－－罐的筒身（圆柱）体积和底封头体积之和。1、全体积－－公称体积和上封头体积之和：H/D=1.7~3.5Di/D=1/2~1/3B/D=1/8~1/12C/Di=0.8~1.0S/Di=2~5/D=1.3Di－搅拌叶直径D－罐体直径－罐体直筒部位高度B－挡板宽度ha－椭圆封头短半轴长度S－搅拌叶间距C－底搅拌叶至底封头高度hb－椭圆封头的直边高度假设H0/D=1.3，根据设计条件罐的公称体积为70m3由公称体积的

7、近似公式V=0.785×D2×1.3D+0.15D3=70，解得D=3910mm,取整为4000mm。H=1.8D=1.8×4000=7200mm查阅文献[7]，当公称直径DN=4000mm时，标准椭圆封头的曲面高ha=1000mm，直边高度hb=50mm，总深度为Hf=1050mm，容积=0.785×42×(0.05+1/6×4)=9.0013mm3可得罐直筒高度H0=H-2×1050=5100mm则此时H0/D=5100/4000=1.275≈3，与假设相近，故D=4000合适。发酵罐的公称体积V=0.785×42×5

8、.1+9.0013=73.07m3全体积V0=0.785×42×5.1+9.0013×2=82.07m3搅拌叶直径Di=1/3×D=1/3×4000=1334mm搅拌叶间距S=3DI=4000mm底搅拌叶至底封头高度C=DI=1334mm表2：75m3发酵罐的几何尺寸项目及代号参数及结果备注公称体积m3