发布时间 : 星期一 文章年产2300吨青霉素发酵工段工艺设计_毕业设计更新完毕开始阅读0742c82c42323968011ca300a6c30c225901f080
?H33则公称容积Vo?(?3?0.13)?()?226.45m
4333全容积V?Vo?0.13D?238.30m
查表得：
封头内表面积F=22.5162㎡，容积V=2.2417m3
人孔取?800mm，视镜D视200mm，查表选取Ds=4500mm的支腿式支座，并根
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据工厂实际情况做适当的改变。 (2) 料液高度：
1VC?0.13D31HL=HC+D=?D 240.785D4226.45?80%?0.13?4.531=??4.5
0.785?4.524=11.75m
(3) 传热面积计算
蛇管传热系数为 300～450kcal/㎡.h.℃，计算时取900 kcal/㎡.h.℃ 发酵温度为 27℃，循环水为 20～25℃，低温水为9～14℃， 则传热温差：
?tm1?(27?20)?(27?25)?3.99℃
In27?2027?25?tm2?(27?9)?(27?14)?15.38℃
27?9In27?14设计计算时均取传热温差较小的循环水数据 则传热面积为：
Q9.97?105A???277.64m2 K??tm900?3.99取300m2
(4) 冷却水管计算 最大热负荷下耗水量：
Q大9.97?105W大=??199400kg/hr
c??t1?5冷却水流速 1.5～３m/s，取 2 m/s 冷却水管总截面积：S?W199400?3600??2.769?10?2m2 V2?1000S2.769?10?2进水总管直径：d总???0.188m
0.7850.785取d总?191mm,?219?14(d总：内直径，191：外径，14：水管壁厚)
① 内蛇管（选冷拔无缝钢管 GB8163-88） 取冷却管竖直蛇管组数 n=6，计算冷却蛇管管径：
S2.769?10?2d0???0.077m
n?0.7856?0.785查流体管GB8163-2008
取d0?77mm,?95?9
冷却管总长： L?AA300???1194.27m A0?d0??0.08外加15米连接管，则L总?1194.27?15?1209.27m 每组蛇管长 ： L0?L1194.27??199m n6取竖蛇管两直管（相对的蛇管）距离为 0.5m， 则两端弯管总长：I0??D???0.5?1.57m 取罐内附体体积为 2.5m3
罐内总体积：V总?V液?V管?V附体
?226.45?80%?0.785?0.092?1194.27?2.5
=191.25m3
V总?V封191.25?0.13?4.53??11.29m 筒体部分液深=
S0.785?4.52竖蛇管总高H管 ?液深?深入封头部分（取0.25m）=11.54m
直管高 h?H管?两端弯管高=11.54-0.5=11.04m 一圈管长 I?2h?I0?2?11.04?1.57?23.65m
6 组蛇管每组绕4 圈，则传热面积
=?dI?6?4???0.09?23.65?6?4?160.40m2
壁距取 0.15m，管间距取 2.5 倍管径， 校核筒体内宽度
筒体内宽度=搅拌器+（管径34+管间距33+壁距）32 （搅拌器宽度取
0.375D）
=0.37534.5+（0.0934+0.0932.533+0.15）32 =4.06m＜4.5m
?宽度合格
② 外加盘管（取热轧无缝钢管 GB8163-87 ?219?14）
n?A300?160.40??49.40 ?Dd3.14?4.5?0.2取50 圈，间距 0.05m 校核总传热面积A?A蛇管?A盘管=160.40+50?4.5?0.2??
=301.7m2＞300m2
校核总高度 ho?管径?50?间距?49?0.2?50?0.05?49
=12.5m＞11.29m
?面积和高度都合格
(5) 搅拌器设计及功率计算[10] ① 搅拌器设计
进行搅拌桨叶设计,初定放三档桨叶, 由于上、中、下道桨所处液位不一样 ,因压强关系致使通风量体积改变 ,在发酵罐罐径不变情况下气流通过液量的流速就会不一样,由生产经验可知：V底＜V中＜V上。所以空气在罐底底道桨处位液中的停留时间久,同时气体集中在罐心位 ,若在罐底上方安装强有力的底道桨 ,对气泡的分散打碎,延长小气泡在液中的停留时间会起到举足轻重的作用 。中、上道桨处气体已均匀分散在液体中,因气流速度加快致使桨叶打碎气泡作用减小 ,又同时因气速加快气流起搅拌作用致使桨叶搅拌作用也大大减小。从节能考虑 ,完全可减小中、上道桨叶之叶径。根据以上计算和分析,可改变以往上 、中、下道桨叶径统一的常规设计,即底道桨叶径加大 ,中、上道桨叶径缩小的设计构
思。选用涡轮式搅拌器为理想 ,其特点是直径小,转速快,搅拌效率高,功率消耗低 ,其最大特点是搅拌时使料液产生径向流,可以延滞空气在发酵液中的停留时间 ,有利于氧在料液中溶解。通风搅拌关键桨是底道桨,故而设计时有意加大底道桨叶的叶径及叶片数,同时相应缩小中、上道桨的叶径进行计算设计。令底道桨叶径：中、上道桨叶径=1：0.6,底道桨设置八弯叶涡轮桨 ,中、上道桨设置六弯叶涡轮桨。 尺寸如下：
八弯叶涡轮底道桨尺寸：
叶径 d=0.375D=0.37534.5=1688mm 盘径 d＇=0.75d=0.7531688=1266mm 叶高 h=0.2d=0.231688=337.6mm 弧长 I=0.275d=0.27531688=464.2mm 弦长 L=0.25d=0.2531688=422mm 六弯叶涡轮中、上道桨尺寸： 叶径 d=0.236D=0.23634.5=1062mm 盘径 d＇=0.75d=0.7531062=793.5mm 叶高 h=0.2d=0.231062=212.4mm 弧长 I=0.275d=0.27531062=292.05mm 弦长 L=0.25d=0.2531062=265.5mm
底道桨离罐底2000mm，上道桨在液面下（定容液面）1750mm，中道桨在底道桨与上道桨之中位。 ② 搅拌器功率计算
N 发酵罐搅拌速率取180r/min=3r/s 醪液粘度：μ=v2ρ
V= 醪液动力粘度取0.8310-6㎡/s
?=重度1040公斤/m3
ρ（醪液密度）= v2
? ?107公斤?s2/m4 g g(重力加速度取)9.8N/kg
μ=0.8310-63107=0.86310-4公斤?s/m2