毕业设计味精.docx

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1、毕业设计味精河北经贸大学毕业论文 紫甘薯色素工厂发酵车间设计说明书 0引言 1 味精生产工艺 1.1 味精生产工艺概述 味精生产全过程可划分为四个工艺阶段:(1)原料的预处理及淀粉水解糖的制备;(2)种子扩大培养及谷氨酸发酵;(3)谷氨酸的提取;(4)谷氨酸制取味精及味精成品加工。 与这四个工艺阶段相对应味精生产厂家一般都设置了糖化车间、发酵车间、提取车间和精制车间作为主要生产车间。另外，为保障生产过程中对蒸汽的需求，同时还设置了动力车间，利用锅炉燃烧产生蒸汽，并通过供气管路输送到各个生产需求部位。为保障全厂生产用水，还要设置供水站。所供的水经消毒、过滤系统处理，通过供水管路输送到各个生产需求

2、部位4。 味精发酵法生产的总工艺流程见图1。 1 河北经贸大学毕业论文 菌种 斜面培养 摇瓶扩大培养 种子罐扩大培养 图1 味精生产总工艺流程图 中和制味精 粗谷氨酸溶液 溶解 离子交换处理 粗谷氨酸 粗谷氨酸 母液 离心 干燥 干燥 沉淀 小结晶 大结晶 等电点调节 发酵 离心 配料 浓缩结晶 过滤 淀粉水解糖 过滤除菌 脱色 气液分离 过滤 水解 冷却 除铁 原料 空气 预处理 空气压缩机 拌盐粉碎 过滤 粉状味精 成品味精 2 河北经贸大学毕业论文 1.2 原料预处理及淀粉水解糖制备 1.2.1 原料的预处理 此工艺操作的目的在于初步破坏原料结构，以便提高原料的利用率，同时去除固体杂质，

3、防止机器磨损。用于除杂的设备为筛选机，常用的是振动筛和转筒筛，其中振动筛结构较为简单，使用方便。 用于原料粉碎的设备除盘磨机外，还有锤式粉碎机和辊式粉碎机。盘磨机广泛用于磨碎大米、玉米、豆类等物料，而锤式粉碎机应用于薯干等脆性原料的中碎和细碎作用，辊式粉碎机主要用于粒状物料的中碎和细碎3。 1.2.2 淀粉水解糖制备 在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化，所制得的糖液称为淀粉水解糖。由于谷氨酸生产菌不能直接利用淀粉或糊精作碳源，因而必须将淀粉水解为葡萄糖，才能供发酵使用。目前，国内许多味精厂采用双酶法制糖工艺。 1.3 种子扩大培养及谷氨酸发酵 种子扩大培养为保证谷氨酸发酵过程所

4、需的大量种子，发酵车间内设置有种子站，完成生产菌种的扩大培养任务。从试管斜面出发，经活化培养，摇瓶培养，扩大至一级乃至二级种子罐培养，最终向发酵罐提谷氨酸发酵开始前，首先必须配制发酵培养基，并对其作高温短时灭菌处理。用于灭菌的工艺除采用连消塔维持罐一喷淋冷却系统外，还可采用喷射加热器维持管真空冷却系统或薄板换热器灭菌系统。但由于糖液粘度较大，流动性差，容易将维持管堵塞，同时真空冷却器及薄板加热器的加工制造成本较高，因而应用较少。 发酵设备，国内味精厂大多采用机械搅拌通风通用式发酵罐，罐体大小在50m3到200m3之间。对于发酵过程采用人工控制，检测仪表不能及时反映罐内参数变化，因而发酵进程表现

5、出波动性，产酸率不稳定。 由于谷氨酸发酵为通风发酵过程，需供给无菌空气，所以发酵车间还有一套空气过滤除菌及供给系统。首先由高空采气塔采集高空洁净空3 供足够数量的健壮的生产种子。 河北经贸大学毕业论文 气，经空气压缩机压缩后导入冷凝器、油水分离器两级处理，再送入贮气罐，进而经焦炭、瓷环填充的主过滤器和纤维分过滤器除菌后，送至发酵罐使用。在北方地区由于空气湿度小、温度低，还可采用空气压缩、冷却过滤流程，省去一级冷却设备4。 1.4 谷氨酸的提取 谷氨酸的提取一般采用等电点离子交换法，国内有些味精厂还采用等电点锌盐法、盐酸水解等电点法及离子交换膜电渗析法提取谷氨酸。但存在废水污染大，生产成本高，技

6、术难度大等问题，应用上受到限制1 。 1.5 谷氨酸制取味精及味精成品加工 精制车间加工的谷氨酸产品为谷氨酸单钠，即味精。粗品经提纯、加工、包装，得到成品。 味精中和液的脱色过程，除使用碳柱外，还可使用离子交换柱，利用离子交换树脂的吸附色素。味精的干燥过程，国内许多厂家还采用箱式烘房干燥，设备简单，投资低，但操作条件差，生产效率低，不适应大规模生产的要求。也有的厂家使用气流干燥技术，生产量大，干燥速度快，干燥时间短，但干燥过程对味精光泽和外形有影响，同时厂房建筑要求较高，这样均不如振动式干燥床应用效果好4。 2 发酵罐及种子罐的设计与选型 2.1 味精工厂发酵车间的物料衡算 2.1.1 工艺技

7、术指标及基础数据 查发酵工厂工艺设计概论P326表3 味精行业国家企业标准5，选用主要指标如表1 4 河北经贸大学毕业论文 表1 味精发酵工艺技术指标 指标名称 生产规模 生产方法 年生产天数 产品日产量 产品质量 倒灌率 发酵周期 发酵初糖 淀粉糖转化率 糖酸转化率 麸酸谷氨酸含量 谷氨酸提取率 味精对谷氨酸产率 单位 t/a 指标数 15000 中糖发酵，一次等电点提取 d/a t/a 纯度% % h Kg/m3 % % % % % 300 50 99 1.0 48 150 95 48 90 80 112 主要原材料质量指标 淀粉原料的淀粉含量为80%，含水14%。 二级种子培养基 水解糖

8、25，糖蜜20，尿素3.5，磷酸氢二钾1.0，硫酸镁0.6，玉米浆510，泡敌0.6，硫酸镁0.002，硫酸亚铁0.002。 发酵培养基 水解糖150，糖蜜4，硫酸镁0.6，氯化钾0.8，磷酸氢二钠0.2，硫酸亚铁0.002，硫酸锰0.002，尿素40，泡敌0.6，植物油1.0。 接种量为2% 。 2.1.2 谷氨酸发酵车间的物料衡算 首先计算生产1000kg纯度为100%的味精需耗用的原辅材料及其他物料量。 发酵液量V1 V1=1000(15048%80%99%112%)=15.66m()3式中 150发酵培养基初糖浓度 48%糖酸转化率 5 3河北经贸大学毕业论文 80%谷氨酸提取率 99

9、%除去倒灌率1%后的发酵成功率 112%味精对谷氨酸的精制产率 发酵液配制需水解糖量G1 以纯糖算， G1=V1150=2349(kg) 二级种液量 V2 V2=2%V1=0.313(m3) 二级种子培养液所需水解糖量 G2 G2=25V2=7.83(m3式中 25二级种液含糖量 ) 生产1000kg味精需水解糖总量G为： G=G1+G2=2356.8(kg) 耗用淀粉原料量 理论上，100kg淀粉转化生成葡萄糖量为111kg，故理论上耗用的淀粉量G淀粉为： G淀粉=2356.8(80%95%111%)=2793.7(kg)式中 80%淀粉原料含纯淀粉量 95%淀粉糖转化率 尿素耗用量 二级种

10、液耗尿素量为V3 V3=3.5V2=1.1(kg) 发酵培养基耗尿素为V4 V4=40V1=626.4(kg) 故共耗尿素量为627.5kg 甘蔗糖蜜耗用量 二级种液耗用糖蜜量V5 V5=20V2=6.26(kg) 发酵培养基耗糖蜜量V6 V6=4V1=62.64(kg) 合计耗糖蜜69.9kg 6 河北经贸大学毕业论文 氯化钾耗量GKCl GKCl=0.8V112.53(kg) 磷酸氢二钠耗量G3 G3=0.2V1=3.13(kg)硫酸镁用量G4 G4=0.6(V1+V2)=9.58(kg) 消泡剂耗用量G5 G5=0.6V1=9.4(kg) 植物油耗用量 G6 G6=1.5V1=23.5(

11、kg) 谷氨酸量 发酵液谷氨酸含量为： G148%(1-1%)=1116.2(kg) 实际生产的谷氨酸为： 1116.280%=893(kg) 2.1.3 15000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果 由上述生产1000kg味精的物料衡算结果，可求得15000t/a味精厂发酵车间的物料平衡计算。 具体计算结果如表2 7 河北经贸大学毕业论文 表2 15000t/a味精厂发酵车间的物料衡算 物料名称 生产1t味精15000t/a味精生产每日物料量 的物料量 的物料量 发酵液 二级种液 发酵水解用糖 二级种培养用糖 水解糖总量 淀粉(kg) 尿素 糖蜜 氯化钾 磷酸氢二钠 硫酸镁 泡敌 植物油 谷

12、氨酸 2356.8 2793.7 627.5 69.9 12.53 3.13 9.58 9.4 23.5 893 3.53107 4.19107 9.41106 1.05106 1.88105 4.70104 1.44105 1.40105 3.53105 1.34107 1.18105 1.40105 3.14104 3495 626.5 156.5 479 470 1175 44650 15.66 0.313 2349 7.83 2.35105 4695 3.52107 1.18105 783 15.65 1.17105 391.5 2.2 设备设计与选型 2.2.1 发酵罐 发酵罐的选型

13、 选用机械涡轮搅拌通风发酵罐 生产能力、数量和容积的确定 发酵罐容积的确定：选用200m3罐 生产能力的计算：现每天生产99%纯度的味精50t，谷氨酸的发酵周期为48h(包括发酵罐清洗、灭菌、进出物料等辅助操作时间)。则每天需糖液体积为V糖 。每天产纯度为99%的味精50t，每吨100%的味精需糖液15.66m3 8 河北经贸大学毕业论文 V糖=15.665099%=775.17m() 3设发酵罐的填充系数=70%；则每天需要发酵需要发酵罐的总体积为V0。 发酵罐个数的确定：公称体积为200m3的发酵罐，总体积为230 m3 N1=V0V总243V0=V糖/=775.170.7=1107.4m

14、()3=775.17482300.724=9.63(个)取公称体积200 m 发酵罐11个，其中一个留作备用。 实际产量验算： 2300.7515.6699%300=15580.6(t/a)富裕量 15580.6-1500015000=3.9%能满足产量要求 主要尺寸的计算：取高径比 H：D=2：16 V全=V筒+2V封=230m；3则有： V全=0.785D2D+224D2=2303H=2D； 解方程得： 1.57D+0.26D33=230D=32301.83=5.004(m) 取D=5m H=2D=10m； 封头高： H封=ha+hb=1300(mm)9 河北经贸大学毕业论文 封头容积 ：

15、 V封=16.4 圆柱部分容积： V筒=197m3 验算全容积V全： V全=V筒+2V封=197+216.4=229.8m() 3V全=V全 符合设计要求，可行。 冷却面积的计算 对谷氨酸发酵，每1m3发酵液、每1h传给冷却器的最大热量约为4.186000kJ/(m3h) 5。 采用竖式蛇管换热器，取经验值K=4.18500 kJ/(m3h) 8。 平均温差tm： tm=t1-t2lnt1t232 32 20 27 12 5 代入 tm=12-5ln125=8对公称容量200 m3的发酵罐，每天装5罐，每罐实际装液量为 775.175=155m()3换热面积 F=QKtm=4.18600015

16、54.1850086=232.5m()3搅拌器计算 选用六弯叶涡轮搅拌器。 10 河北经贸大学毕业论文 该搅拌器的各部分尺寸与罐径D有一定比例关系 搅拌器叶径 Di=D3=53=1.67(m)取d=1.7 叶宽 ： B=0.2d=0.21.7=0.34(m) 弧长： l=0.375d=0.3751.7=0.64(m) 底距： C=D3=53=1.7(m)盘踞 ： di=0.75Di=0.751.7=1.28(m)叶弦长： L=0.25Di=0.251.7=0.43(m)叶距 ： Y=D=5(m) 弯叶板厚： =12 取两挡搅拌，搅拌转速N2可根据50m3罐，搅拌直径1.05m，转速N1=110

17、r/min。以等P0/V为基准6放大求得： N2D1=N1D22/31.05=1101.72/3=80(r/min)搅拌轴功率的计算 淀粉水解糖液低浓度细菌醪，可视为牛顿流体。 计算Rem8 Rem=DN211 河北经贸大学毕业论文 式中 D搅拌器直径，D=1.7m 60 N搅拌器转速， 醪液密度，=1050 kg/m3 N=80=1.33(r/s) 醪液粘度， =1.310-3Ns/m2 将数代入上式： Rem=1.71.3310501.310-32=3.1101064视为湍流，则搅拌功率准数Np=4.7 计算不通气时的搅拌轴功率P0： P0=NPND35式中 Np在湍流搅拌状态时其值为常数

18、4.7 N搅拌转速，N=80r/min=1.33r/s D搅拌器直径，D=1.7m 醪液密度，=1050kg/m3 代入上式： P0=4.71.331.71050=88.210W=88.2kW335两挡搅拌： P0=2P0=176.4kW计算通风时的轴功率Pg Pg=2.2510-3P02NDQ0.0830.39(kW) P0=176.422式中 P0不通风时搅拌轴功率，N轴转速，N=80r/min =3.1104 D搅拌器直径，D3=1.73106=4.9106 Q通风量，设通风比VVm=0.110.18，取低限，如通风量变大，Pg会小，为安全。现取0.11； 则Q=1550.11106=1

19、.7107 12 河北经贸大学毕业论文 =(1.710Q0.087)0.08=3.79代入上式： Pg=2.2510=69.1(kW-33.110804.9103.79460.39)Pg求电机功率P电： P电=采用三角带传动1=0.92；滚动轴承2=0.99，滑动轴承3=0.98；端面密封增加功率为1%7；代入公式数值得： P电=69.10.920.990.981.01=78.2(kWh1h2h31.01)设备结构的工艺计算 空气分布器：本罐采用单管进风，风管直径1334mm。 挡板：本罐因有扶梯和竖式冷却蛇管，故不设挡板 密封方式：本罐采用双面机械密封方式，处理轴与罐的动静问题。 冷却管布置

20、：采用竖式蛇管7 最高负荷下的耗水量W W=Q总cP(t2-t1)式中 Q总每1m3醪液在发酵最旺盛时，1h的发热量与醪液总体积的乘积 Q总=4.186000155=3.89106(kJ/h) cp冷却水的比热容，4.18kJ/ t2冷却水终温，t2=27 t1冷却水初温，t1=20 将各值代入上式 13 河北经贸大学毕业论文 3.891056W=4.18(27-20) =1.3310(kg/h)=36.9(kg/s)冷却水体积流量为3.6910-2m3/s，取冷却水在竖直蛇管中的流速为1m/s，根据流体力学方程式，冷却管总截面积S总为： 式中 W冷却水体积流量，W=3.6910-2m3/s

21、V冷却水流速，v=1m/s 代入上式： S总=3.69101-2S总=Wv=3.6910-2(m)2进水总管直径 ： 冷却管组数和管径：设冷却管总表面积为S总，管径d0，组数为n，则： 取n=8，求管径。由上式得： d0=S总n0.785-2d总=S总0.785=3.69100.785-2=0.217(m)=0.077(m)3.691080.785查金属材料表选取894mm无缝管g=5.12kg/m9，d内=81mm，d内d0，认为可满足要求，d平均=80mm。 现取竖蛇管圈端部U型弯管曲径为300mm，则两直管距离为600mm，两端弯管总长度为l0： l0=pD=3.14600=1884(m

22、m) 冷却管总长度L计算：由前知冷却管总面积 14 河北经贸大学毕业论文 现取无缝钢管894mm，每米长冷却面积为 F0=3.140.081=0.25mF=232.5m2() 2则: L=FF0=232.50.25=930(m)3冷却管占有体积： V=0.7850.0892930=5.8(m) 每组管长L0和管组高度： L0=Ln=93012=77.5(m)另需连接管8m： L实=L+8=930+8=938(m)可排竖式直蛇管的高度，设为静液面高度，下部可伸入封头250mm。设发酵罐内附件占有体积为0.5m3，则：总占有体积为 V总=V液+V管+V附件=155+5.8+0.5=161.3m()

23、3则筒体部分液深为： V总-V封S=161.3-16.40.78552=7.4(m) 竖式蛇管总高 H管=7.4+0.25=7.7(m) 又两端弯管总长l0=1884mm，两端弯管总高为600mm， 则直管部分高度： h=H管-600=7700-600=7100(mm) 则一圈管长： l=2h+l0=27100+1884=16084(mm) 15 河北经贸大学毕业论文 每组管子圈数n0： n0=L0l=77.516.1=5(圈) 现取管间距为2.5D外=2.50.089=0.22(m)，竖蛇管与罐壁的最小距离为0.15m，则可计算出搅拌器的距离在允许范围内。 .校核布置后冷却管的实际传热面积：

24、 F实=pd平均L实=3.140.08938=235.6(m2)而前有F=232.5m2，F实F，可满足要求。 设备材料的选择10 选用A3钢制作，以降低设备费用。 发酵罐壁厚的计算 计算法确定发酵罐的壁厚S S=PQ2sj-P+C式中 P设计压力，取最高工作压力的1.05倍，P=0.4MPa D发酵罐内经，D=500cm A3钢的应用应力，=127MPa 焊接缝隙， =0.7 C壁厚附加量 C=C1+C2+C3 式中 C1钢板负偏差，现取C1=0.8mm C2为腐蚀余量，现取C2=2mm C3加工减薄量，现取C3=0 C=0.8+2+0=2.8(mm)=0.28(cm) S=0.450021

25、270.7-0.4+0.28=1.4(cm) 选用14mm厚A3钢板制作。 封头壁厚计算：标准椭圆封头的厚度计算公式5如下： 16 现取河北经贸大学毕业论文 PQ2sj-PS=+C式中 P=0.4MPa D=500cm =127MPa C=0.08+0.2+0.1=0.38 =0.7 S=0.440021270.7-0.4+0.38=1.5(cm) 接管设计 接管的长度h设计：各接管的长度h根据直径大小和有无保温层，一般取100200mm。 接管直径的确定： 按排料管计算：该罐实装醪量155m3，设4h之内排空，则物料体积流量 Q=15536004=0.0108m/s(3) 发酵醪流速取v=1

26、m/s;则排料管截面积为F物。 F物=Qv=0.010810.011m2() 2F物=0.785d 管径： d=F物0.785=0.0110.785=0.118(m) 取无缝管1334mm，125.mm118mm，认为合适。 按通风管计算，压缩空气在0.4MPa下，支管气速为2025m/s。现通风比0.10.18vvm，为常温下20，0.1MPa下的情况，要折算0.4MPa、30 状态。风量Q1取大值，Q1=1550.18=28(m3/min)=0.46(m3/s)。 利用气态方程式计算工作状态下的风量Qf8 Qf=0.460.10.35273+30273+20=0.14m/s(3) 17 河

27、北经贸大学毕业论文 取风速v=25m/s，则风管截面积Ff为 Ff=Qfv=0.1425=0.0056m2() 2Ff=0.785d气 则气管直径d气为： d气=0.00560.785=0.084(m) 因通风管也是排料管，故取两者的大值。取1334mm无缝管，可满足工艺要求。 排料时间复核：物料流量Q=0.0108m3/s，流速v=1m/s； 管道截面积： F=0.7850.1252=0.0123(m2)， 在相同的流速下，流过物料因管径较原来计算结果大，则相应流速比为 P=QFv=0.01080.01231=0.88(倍) 排料时间： t=20.88=1.8(h) 支座选择选用裙式支座 2

28、.2.2 种子罐 发酵所需的种子从试管斜面出发，经活化培养，摇瓶培养，扩大至一级乃至二级种子罐培养，最终向发酵罐提供足够数量的健壮的生产种子。种子罐冷却方式采用夹套冷却。 二级种子罐容积和数量的确定 二级种子罐容积的确定：接种量为2%计算，则种子罐容积V种2为： V种2=V总2%=2302%=4.6m() 3式中 V总发酵罐总容积 二级种子罐个数的确定：种子罐与发酵罐对应上料。发酵罐平均每天上5罐，需二级种子罐6个。种子罐培养8h，辅助操作时间810h，生产周期1618h，因此，二级种子罐6个已足够，其中一个备用。 18 河北经贸大学毕业论文 主要尺寸的确定 种子罐仍采用几何相似的机械搅拌通风

29、发酵罐。 H：D=2：1，则种子罐总容积量V总为： V总=V筒+2V封简化方程如下： V总=2p24D+0.785D2D=4.6m32()3整理后 1.57D+0.26D33=4.6解方程得 D=1.4m 则 H=2D=21.4=2.8 查得封头高H封 H封=350+25=375(mm) 罐体总高H罐： H罐=2H封+H筒=2375+2800=3550(mm) 单个封头容量： V封=0.398 封头表面积： S封=2.23m2 圆筒容量 ： V筒=0.785D2D=4.31m2() 3不计上封头容积 ： V有效=V封+V筒=4.13+0.398=4.53m() 3 校核种子罐总容积V总： V总

30、=2V封+V筒=20.398+4.13=4.93m19 () 3河北经贸大学毕业论文 比需要的种子罐容积4.6 m3大 ，可满足设计要求。 冷却面积的计算 采用夹套冷却 发酵产生的总热量： Q总=4.1860001552%=7.78104(kJ/h) 夹套传热系数： 现取K=4.18220kJ/ 则 平均温差： Dtm=9+52=7K=4.18(150250)kJ/(mh) 2 平均温差：发酵温度32；水初温2023，取23；水终温27， 需冷却面积F： KDtm4.182207 核算夹套冷却面积：按静止液深确定夹套高度： F=Q总=7.78104=12.1m()2 静止液体浸没筒体高度 ：

31、H0=V醪-V封S罐=3.1-0.3980.7851.42=1.76(m) 液深 ： HL=H封+H0=375+1760=2135(mm) 夹套可能实现的冷却面积为封头表标面积S封与圆筒被液体浸没的筒体为表面积S筒之和： S夹=S筒+S封=pDH0+S封=3.141.41.76+2.23=13.6m(2)夹套高度应不高于动态时的液面高度，因高于液面的传热面积，并没有起多少冷却作用。 综上，传热需要的面积F=12.1(m2) 20 河北经贸大学毕业论文 该设计夹套能提供的冷却面积为S夹=13.6 m2 S夹F，可满足工艺要求。 设备材料的选择 采用A3钢制作 壁厚计算 夹套内罐的壁厚 mPLS=

32、D2.6ED0.4+C式中 D设备的公称直径，140cm m外压容器的稳定系数，与设备的起始椭圆度有关，在我国，m=3 P设计压力，与水压有关，P=0.4MPa E金属材料的弹性模量9，对A3钢E=2105MPa C壁厚附加量，C=C1+C2+C3=0.08+0.1+0=0.18 L筒体长度，L=110cm 将数值代入公式： 30.4110S=14052.6210140=0.89(cm)0.4+0.18取9mm 封头的厚度封：查发酵工厂工艺设计概论P317表16 碳钢椭圆封封封头最大需用内部压力 i 对于上封头，取ii 对于下封头，取=6mm =8mm =5mm 冷却外套壁厚：查发酵工厂工艺设

33、计概论P314表13 碳钢与普低钢制内压圆筒壁厚，确定，确定设备结构的工艺设计 B套 外套封头壁厚：查发酵工厂工艺设计概论P316表15 椭圆形封头套封=6mm 挡板：根据全挡板条件，D 式中 B挡板宽度BD=0.11400=140mm 21 Z=0.5河北经贸大学毕业论文 D罐径 D1400mm Z挡板数： Z=0.5DB=0.51400140=5取Z6块 搅拌器：采用六弯叶涡轮搅拌器 直径： Di0.30.35D 现取： Di=0.35D=0.351400=490mm叶片宽度： h=0.2Di=0.21400=280mm弧长： r=0.375Di=0.3751400=525mm盘径： j=

34、0.75Di=0.751400=1050mm叶弦长： l=0.25Di=0.251400=350mm搅拌器间距： Y=Di=490mm底距： b=490mm 搅拌器转速N2，根据50L罐，470r/min，使用P0/V为基准放大6，50L 罐N1470r/min， 搅拌器直径Di=112mm N2D1=N1D22/3112=4704902/3=176(r/min)两挡搅拌。 搅拌轴功率的计算 22 河北经贸大学毕业论文 淀粉水解糖液低浓度细菌醪，可视为牛顿流体。 i 计算Rem8 Rem=DN176602=2.93(r/s)式中 D搅拌器直径，D=0.49m N搅拌器转速， 醪液密度，=105

35、0 kg/m3 将数代入上式： RemN= 醪液粘度， =1.310-3Ns/m2 0.492.9310501.310-32=5.68101054视为湍流，则搅拌功率准数Np=4.7 ii 计算不通气时的搅拌轴功率P0： P0=NPND35式中 Np在湍流搅拌状态时其值为常数4.7 N搅拌转速，N=176r/min=2.93r/s D搅拌器直径，D=0.49m 醪液密度，=1050kg/m3 代入上式： P0=4.72.930.491050=3.510W=3.5kW335两挡搅拌P0=2P0=7kWiii 计算通风时的轴功率Pg Pg=2.2510-3P02NDQ0.0830.39(kW)P0

36、=722式中 P0不通风时搅拌轴功率， N轴转速，N=176r/min =49 D搅拌器直径，D3=0.493106=1.12105 23 河北经贸大学毕业论文 Q通风量，设通风比VVm=0.110.18，取低限，如通风量变大，Pg会小，为安全。现取0.11； 则 Q=3.10.11106=3.41105 Q0.08=(3.41105)0.08=2.77代入上式： Pg=2.2510=4.83(kW-3491761.121052.770.39)Pgiv 求电机功率P电： P电=采用三角带传动1=0.92；滚动轴承2=0.99，滑动轴承3=0.98；端面密封增加功率为1%；代入公式数值得： 进风

37、管：该管距罐底2560mm之间，现取30mm向下单管。 通风管管径计算：设罐压0.4MPa，发酵温度t=32，风速v=20m/s，通风量为0.18VVm， 常压下t0=20，送风量V为： V=3.10.18=0.56(m/min3h1h2h31.01P电=4.830.920.990.981.01=5.47(kW) 将通风换算成工作状态，求通风管直径d1 Vd1=0.1P273+t273+t00.785v600.13050.56=0.4293=0.012(m)=12(mm0.7852060)圆整，查发酵工厂工艺设计概论，P313表12，无缝钢管(YB231-70)，管径采用253mm ,内径25

38、-23=19 mm大于12 mm，可满足生产要求。 24 河北经贸大学毕业论文 进出物料管：该管为物料进口，管底距罐底2560mm之间，现取30mm向下单管。 按输送物料算：20min送完3.1m3物料 则物料流量为 V物=3.12060=0.0026m3/s管道截面为F，物料流速为v=0.51m/s，现取v=0.5m/s，则： F=V物v=0.00260.5=0.0052m() 2设管径为： d2=F0.785=0.00520.785=0.08(m) 圆整，查发酵工厂工艺设计概论，P313表12，无缝钢管(YB231-70)，管径采用1084mm ,内径108-24=100 mm大于80 m

39、m，可满足生产要求。 冷却水管：由前知需冷却热量23 27， Qmax=7.7810kJ/h4，冷却水温变化 ()水比热容cw=14.18kJ/kg 则耗水量W为： W=Qcw(t1-t2)=7.781044.18(27-23)d=4653(kg/h)1.292540.785=0.64(m)取水流速v=4m/s；则冷却管直径为支座选型 选用支撑式支座 一级种子罐 一级种子罐的选型 选用机械搅拌通风发酵罐 一级种子罐容积和数量的确定 25 河北经贸大学毕业论文 种子罐容积的确定：接种量按2%计算，则种子罐容积V种1为 V种1=V种22%=4.62%=0.092m() 3故选用公称体积为100L的发酵罐，发酵罐的主要尺寸为：罐内径400mm，圆柱高800mm，封头高125mm，罐体总高