发酵罐70t设计word版本

发酵罐70t设计

庆大霉素生产工艺流程图

①装料系数：一级种子罐65% 二级种子罐70% 发酵罐75%

②发酵液物性参数：密度1050kg/m3 粘度50（CP）比热4.18kJ/kg.℃

③Q p:发酵热 3500kcal/m3h=14700kJ/m3h

冷却装置：种子罐用夹套式冷却，发酵罐用列管冷却。

④连续灭菌系统

培养基灭菌处理量：20m3/h 连消灭菌温度：1350C

⑤接种量 一级种子罐至二级种子罐按15%计算 二级种子罐至发酵罐按15%计算

已知工艺条件

（1）年产量 ：G=70t(庆大霉素) （2）年工作日 M=300天 （3）发酵周期=6t 天 （4）发酵平均单位u1=1500单位/ 毫升 （5）成品效价u2=580单位/毫克

（6）提炼总效率=85% (7)装料系数=75% 工艺计算 V d =%

85*1500*300580*70*1000=106.14m 3

/d

V 0=0.75

*1106.14=141.53m 3

/d

0 3

二级种子罐 (取损失比为15% ) 取周期为4天，则需发酵罐4台

V1=

7

.0)15.01(*15.0*14.106+=26.16m

3

一级种子罐 (取损失比为15% )

V2=65.0)

15..01(*15.0*15.0*14.106+=4.23m 3

取周期为4天，则需发酵罐4台

发酵罐

（1）高径比H/D=2.0~3.5

（2）搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器,Di:di:L:B=20:15:5:4 （3）搅拌器间距：S=（0.95-1.05）D （4）搅拌器直径：Di=D/3

（5）最下一组搅拌器与罐底的距离：C=（0.8-1.0）D （6）罐内0.4MPa ；夹套0.25 MPa

（7）挡板宽度：B=0.1D ，当采用列管式冷却时，可用列管冷却代替

设备框图

搅拌器

此发酵过程中有中间补料操作，对混合物要求较高，选用六弯叶涡轮搅拌器 N P=4.7，湍流 该搅拌器的各部尺寸与罐径D 有一定比例关系，六弯叶涡轮搅拌器,Di:di:L:B=20:15:5:4搅拌器叶径Di 为：

)m (67.1353D D i

=== 取1.7m 。

叶宽B 为： 弧长l 为：

)m (34.07.12.0D 2.0B i =⨯== )m (64.07.1375.0D 375.0l i =⨯==

底距C 为： 盘径di 为：

)

m (67.1353D C === 取1.7m 。 )m (275.17.175.0D 75.0d i i =⨯==

叶弧长L 为： 叶距Y 为：

)m (425.07.125.0D 25.0L i =⨯== )m (5D Y ==

弯叶板厚：δ=12（mm ）

取两挡搅拌，搅拌转速N 2可根据50m 3

罐，搅拌直径1.05m ，转速N 1=110r/min 。以等P 0/V(单位体积液体所分配的搅拌轴功率相同)为基准放大求得.

3

22112d d n n ⎪

⎪⎭⎫

⎝⎛= 式中 n 2——放大的搅拌器的转速，r/min

n 1——模型搅拌器的转速，n=110r/min [1]

d 1——模型搅拌器直径，d=1.05m [1]

d 2——放大的搅拌器直径，d=1.7m 将各值代入上式

)s /r (33.1min)/r (78.797.105.1110d d n n 3

23

2

2112==⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=

取两档搅拌，搅拌转速79.78r/min 。

不通气条件下的轴功率计算：ρ=5

3p d n N P

式中 N p ——功率数,N p =4.7[3]

n ——搅拌器的转速，n=1.33r/s d ——搅拌器直径，d=1.7m ρ——流体密度，ρ=1050kg/m

3[3]

将各值代入上式

ρ=5

3p d n N P 164.85kw 164849.141050*1.75*1.333*4.7===W

通气发酵轴功率计算：

39

.008.03

23g Q

nd P 1025.2P ⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯⨯=-

式中 P ——不通气条件下的轴功率，P=164.85KW n ——搅拌器的转速，n=79.78r/mim d ——搅拌器直径，d=170cm Q ——设通气量0.75VVM K 由仪器自身决定 Q=141.53*0.75=106.15*106

(ml/min) 将各值代入上式

求电机功率电P

01

.1P 321g

⨯=

ηηη电P

) KW ( 152.22 106150000 170 78 . 79 85 . 164 10 25 . 2 Q nd P 10 25 . 2 P 39 . 0 08 . 0 3 2 3 39 . 0 08 . 0 3 2 3 g = ⎪ ⎪ ⎭

⎫ ⎝ ⎛ ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ = ⎪ ⎪ ⎭ ⎫ ⎝ ⎛ ⨯ ⨯ = - -

采用三角带传动η1=0.92；滚动轴承η2=0.99，滑动轴承η3=0.98；端面密封增加功率为1%；代入公式数值得：

）

（电KW P 24.17201.198

.099.092.022

.152=⨯⨯⨯=

搅拌器个数=

搅拌器间距发酵罐通体高度 =1

.1*25

.11=5.2 取6个

发酵罐冷却水量和冷却面积计算

Qp:发酵热 3500kcal/m3h=14700kJ/m 3

h 发酵液体积：142m 3

得出

Q 热=14700*142=2087400kJ/h

冷却水量的计算：发酵过程，冷却水系统按季节气温的不同，采用冷却水系统也不同，为

了 保证发酵液生产，夏季必须使用冰水。

冬季：气温小于17C 0

采用循环水 进口17℃ 出口20℃

冬季：气温大于17C 0

采用循环水 进口10

℃ 出口20℃

冬季冷却水循环水用量计算 Q 热

T1)-C(T2Q =冷却水人口温度）

比热（冷却水出口温度发酵热效应-2.1* =

)

1720(18.42087400

-=200t/h

夏季冷却水用量计算

=

)

1020(18.42087400

-=60t/h

取34C 0

为罐温 K:传热系数=300kcal/m 2

h ℃ 平均温差=2

)2034()1734(-+-=15.5