发酵罐设计说明书

目录

前言 (1)

第一章、概述 (2)

1.1、柠檬酸 (2)

1.2、柠檬酸的生产工艺 (2)

1.3、机械搅拌通风发酵罐 (3)

1.3.1、通用型发酵罐的几何尺寸比例 (3)

1.3.2、罐体 (3)

1.3.3、搅拌器和挡板 (3)

1.3.4、消泡器 (4)

1.3.5、联轴器及轴承 (4)

1.2.6、变速装置 (4)

1.3.7、通气装置 (4)

1.3.8、轴封 (5)

1.3.9、附属设备 (5)

第二章、设备的设计计算与选型 (5)

2.1、发酵罐的主要尺寸计算 (5)

2.1.1、圆筒体的内径、高度与封头的高度 (5)

2.1.2、圆筒体的壁厚 (7)

2.1.3、封头的壁厚 (7)

2.2、搅拌装置设计 (8)

2.2.1、搅拌器 (8)

2.2.2、搅拌轴设计 (8)

2.2.3、电机功率 (10)

2.3、冷却装置设计 (10)

2.3.1、冷却方式 (10)

2.3.2、冷却水耗量 (10)

2.3.3、冷却管组数和管径 (12)

2.4零部件 (13)

2.4.1 人孔和视镜 (13)

2.4.2 接管口 (13)

2.4.3、梯子 (15)

2.5发酵罐体重 (15)

2.6支座的选型 (16)

第三章、计算结果的总结 (16)

设计总结 (17)

附录 (18)

符号的总结 (18)

参考文献 (20)

生物工程设备课程设计任务书

一、课程设计题目

“1000m3的机械搅拌发酵罐”的设计。

二、课程设计内容

1、设备所担负的工艺操作任务和工作性质，工作参数的确定。

2、容积的计算，主要尺寸的确定，传热方式的选择及传热面积的确定。

3、动力消耗、设备结构的工艺设计。

三、课程设计的要求

课程设计的规模不同，其具体的设计项目也有所差别，但其基本内容是大体相同，主要基本内容及要求如下：

1、工艺设计和计算

根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算，热量衡算，主体设备工艺尺寸计算和简单的机械设计计算，汇总工艺计算结果。主要包括：

（1）工艺设计

①设备结构及主要尺寸的确定（D，H，H

L ，V，V

L

，Di等）

②通风量的计算

③搅拌功率计算及电机选择

④传热面积及冷却水用量的计算

（2）设备设计

①壁厚设计（包括筒体、封头和夹套）

②搅拌器及搅拌轴的设计

③局部尺寸的确定（包括挡板、人孔及进出口接管等）

④冷却装置的设计(包括冷却面积、列管规格、总长及布置等)

2、设计说明书的编制

设计说明书应包括设计任务书，目录、前言、设计方案论述，工艺设计和计算，设计结果汇总、符号说明，设计结果的自我总结评价和参考资料等。

3、绘制设备图一张

4、设备图绘制，应标明设备的主要结构与尺寸。

四、设计的基本依据

1、机械搅拌生物反应器的型式

通用式机械搅拌生物反应器，其主要结构标准如下：①高径比：H/D=1.7-4.0

②搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器,D

i :d

i

:L:B=20:15:5:4

③搅拌器直径：D

i

=D/3

④搅拌器间距：S=（0.95-1.05）D

⑤最下一组搅拌器与罐底的距离：C=（0.8-1.0）D

⑥挡板宽度：B=0.1D，当采用列管式冷却时，可用列管冷却代替挡板

2、反应器用途

用于有机酸生产的各级种子罐或发酵罐，有关设计参数如下：

①装料系数：种子罐0.50-0.65

发酵罐0.65-0.8

②发酵液物性参数：密度1080kg/m3 ；粘度2.0×10-3N.s/m2 ；

导热系数0.621W/m.℃；比热4.174kJ/kg.℃③高峰期发酵热3-3.5×104kJ/h.m3

④溶氧系数：种子罐5-7×10-6molO

2/ml.min.atm ；发酵罐6-9×10-6molO

2

/ml.min.atm

⑤标准空气通风量：种子罐0.4-0.6vvm；发酵罐0.2-0.4vvm

3、冷却水及冷却装置

冷却水：地下水18-20℃

冷却水出口温度：23-26℃

发酵温度：32-33℃

冷却装置：种子罐用夹套式冷却，发酵罐用列管冷却。

4、设计压力

罐内0.4MPa；夹套0.25 M Pa

前言

机械搅拌发酵罐是利用机械搅拌器的作用，使空气和醪液充分混合，促使氧在醪液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、发酵和代谢所需的氧气。

有机酸的种类很多，此次选择的是柠檬酸。柠檬酸发酵为好氧发酵，所以采用机械搅拌通风发酵罐。本设计说明书主要说明了罐体和附件的选材、选型、结构尺寸、壁厚等方面。

此次的设计参数如下：

第一章、概述

1.1、柠檬酸

柠檬酸是一种重要的有机酸，又名枸橼酸，无色晶体，常含一分子结晶水，无臭，有很强的酸味，易溶于水。其钙盐在冷水中比热水中易溶解，此性质常用来鉴定和分离柠檬酸。结晶时控制适宜的温度可获得无水柠檬酸。在工业，食品业，化妆业等具有极多的用途。

柠檬酸发酵有固态发酵、液态浅盘发酵和深层发酵 3种方法。固态发酵是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的农副产品为原料，配好培养基后，在常压下蒸煮，冷却至接种温度，接入种曲，装入曲盘，在一定温度和湿度条件下发酵。采用固态发酵生产柠檬酸，设备简单，操作容易。液态浅盘发酵多以糖蜜为原料，其生产方法是将灭菌的培养液通过管道转入一个个发酵盘中，接入菌种，待菌体繁殖形成菌膜后添加糖液发酵。发酵时要求在发酵室内通入无菌空气。深层发酵生产柠檬酸的主体设备是发酵罐。微生物在这个密闭容器内繁殖与发酵。