生物工程与设备课程设计模板

生物工程与设备课

程设计

山东xxx学院

《生物工程与设备》课程设计说明书

学院: 食品与生物工程学院

班级: xxx

学号: xxx

姓名: xxx

指导老师: xxx xxx

设计日期: 12月21日至 12月28日

一、 前言

1、 课程设计的性质

经过本次设计使同学对《生物工程与设备》的理论知识有更深刻的理解, 生物工程与设备课程设计为必修课。同时也为将来走上设计岗位的同学打下良好的基础。

2、 课程设计目的与任务

任务: 年产6万吨味精厂谷氨酸机械搅拌通风发酵罐设计。 目的: 经过课程设计, 使同学对工艺参数确定, 物料恒算、 发酵罐体积及尺寸确定、 罐体机械强度、 搅拌功率、 搅拌轴及搅拌浆叶强度等计算能力得到锻炼。掌握工程设计基本程序及内容, 熟练掌握电脑绘图及绘图质量。

二、 设计参数

1、 糖酸转化率60%

2、 发酵产酸水平11%

3、 发酵周期32小时

4、 发酵罐充满系数为0.7

5、 味精分子式187.13( C5H8NO4Na) .H2O

6、 谷氨酸分子式147.13(C5H9NO4)

7、 谷氨酸密度取1.553g/cm3

8、 残还原糖0.8%, 干菌体1.7%

9、 谷氨酸提取率97.5%

10、 谷氨酸生产味精精制率为125%

11、 取01L

P V ( kw)

12、 空罐灭菌压力0.25MPa

13、 年工作日安330天计算

三、 物料衡算

1、 发酵罐总容积计算

发酵罐总容积, 决定于年工作日、 每天生产谷氨酸量、 发酵产酸水平、 谷氨酸发酵周期、 谷氨酸提取率、 谷氨酸精制味精得率等。

( 1) 年谷氨酸的产量=年味精产量÷125%

=60000/1.25=48000T

（2）每天的谷氨酸产量=年谷氨酸的产量÷330

=48000/330=145.45T

( 3) 发酵液密度

3

33/1050/050.15.9528.707.16865553.11105.1258561m Kg m T T m ===++=++

=ρρ ( 4) 每天生产发酵液体积

谷氨酸提取率

发酵产酸水平每天生产谷氨酸量⨯=V =145.45/1.050×(11%×97.5%)=1291.60m 3

( 5) 发酵罐的总容积总V =〔每天生产发酵液体积×发酵周期

( 小时) 〕/24=( 1291.60×32) /24=1722.13m 3

2、 求发酵罐个数, 取单罐公称容积200m 3

查表6-2( 发酵工厂工艺设计概论P102) 得公称容积是2003m 的发酵罐全容积为2303m 。取充满系数为0.7.

(1)单罐的有效容积计算

有效V =单罐公称容积×罐的利用率=200×0.7=140m 3

(2)发酵罐个数n 计算

n=总V /有效V =1722.13/140=12.31

故取13个发酵罐。

四、 发酵罐工艺设计

1、 发酵罐直径及罐体高度计算

根据发酵罐的公称容积, 确定发酵罐的尺寸。已知发酵罐直径D, 筒体部分高0H , 发酵罐总高H 。

常见的发酵罐的几何尺寸比例如下:

H/D=1.7～3.5 Di/D=1/2～1/3

B/D=1/8～1/12 C/Di=0.8～1.0

S/Di=2～5 H0/D=2

取H/D=2.0, 采用标准椭圆形封头。已知罐公称容积0V 为200m3 一般, 对一个发酵罐的大小用”公称体积”表示。所谓”公称体积”, 是指罐的通身( 圆柱) 体积和底封头体积之和。其中底封头体积可根据封头形状、 直径及壁厚从有关化工设计手册中查得。标准椭圆形封头体积为:

⎪⎭⎫ ⎝

⎛+=+=D h D h D h D V b a b 614642221ππ

π

--------(1) 式中: b h —椭圆封头的直边高度, ｍ

a h —椭圆短半轴长度, 标准椭圆D h a 41=。

故发酵罐全体积为:

⎥⎦⎤⎢⎣

⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++=D h H D V b 6124020π --------(2) 近似计算式为:

3

2015.04D H D V +=π

( m3) --------(3)

发酵罐公称体积:

⎪⎭⎫ ⎝⎛+=642D H D V π

其中 ⎪⎭⎫ ⎝⎛=2D H