1、1課程設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn) 800 噸土霉素工廠設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容 26 頁(yè)圖紙 4 張指導(dǎo)老師： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 所在班級(jí)： 2年產(chǎn)年產(chǎn) 800 噸土霉素車間工藝設(shè)計(jì)噸土霉素車間工藝設(shè)計(jì)摘摘 要要本次設(shè)計(jì)為生產(chǎn)規(guī)模 800 噸/年的土霉素車間。土霉素是微生物發(fā)酵產(chǎn)物，目前國(guó)內(nèi)土霉素提取工藝為用草酸(或磷酸)做酸化劑調(diào)節(jié) ph 值,利用黃血鹽-硫酸鋅作凈化劑協(xié)同去除蛋白質(zhì)等高分子雜質(zhì),然后用 122#樹(shù)脂脫色進(jìn)一步凈化土霉素濾液,最后調(diào) ph 至 4.8 左右結(jié)晶得到土霉素堿產(chǎn)品。本次設(shè)計(jì)也按照這個(gè)工藝流程，分為三級(jí)發(fā)酵、酸化、過(guò)濾、脫色、結(jié)晶、干燥等。設(shè)計(jì)中借鑒了實(shí)際發(fā)酵車間的布置，設(shè)計(jì)為 3 層

2、車間，共安裝5 個(gè)發(fā)酵罐，1 個(gè)酸化罐，2 個(gè)二級(jí)種子罐，1 個(gè)一級(jí)種子罐，1 個(gè)通氨罐，2 個(gè)補(bǔ)料罐，1 個(gè)板框過(guò)濾器，1 個(gè)結(jié)晶罐，脫色罐，噴霧式干燥器等等相關(guān)設(shè)備。3目目 錄錄第第 1 章章 緒論.5 第 1.1 節(jié) 引言第 1.2 節(jié) 設(shè)計(jì)目標(biāo)任務(wù)第 1.3 節(jié) 本次設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容第第 2 章章 工藝流程設(shè)計(jì)工藝流程設(shè)計(jì).8第 2.1 節(jié) 土霉素生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)介.8第 2.2 節(jié) 土霉素生產(chǎn)總工藝流程圖.8第第 3 章章 物料衡算物料衡算.9第 3.1 節(jié)土霉素總物料衡算.9第 3.2 節(jié) 土霉素干燥工序物料衡算.9第 3.3 節(jié) 土霉素脫色結(jié)晶工序物料衡算.9第 3.4 節(jié) 土霉素酸

3、化稀釋過(guò)濾工序物料衡算.10第 3.5 節(jié) 土霉素發(fā)酵工序物料衡算.11第第 4 章章 設(shè)備選型設(shè)備選型.13第 4.1 節(jié) 發(fā)酵罐.13第 4.2 節(jié) 二級(jí)種子罐.17第 4.3 節(jié) 一級(jí)種子罐.19第 4.4 節(jié) 氨水儲(chǔ)罐.224第 4.5 節(jié) 補(bǔ)料罐.22第 4.6 節(jié) 酸化罐.22第 4.7 節(jié) 結(jié)晶罐.23第 4.8 節(jié) 干燥器.23第 4.9 節(jié) 車間設(shè)備一覽表.24第第 5 章章 車間布置設(shè)計(jì)車間布置設(shè)計(jì).25第第 6 章章 結(jié)論結(jié)論.25參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).265第一章第一章 緒論緒論1.1 引言土霉素 terramycin (oxytetracycline) 分子式如圖一所示，

4、化學(xué)名：6-甲基-4-（二甲氨基）-3,5,6,10,12,12a-六羥基-1,11 二氧代-1,4,4a,5,5a,6，11,12a-八氫-2-并四苯甲酰胺。土霉素屬四環(huán)素類抗生素，廣譜抑菌劑。許多立克次體屬、支原體屬、衣原體屬、螺旋體對(duì)其敏感。其他如放線菌屬、炭疽桿菌、單核細(xì)胞增多性李斯特菌、梭狀芽孢桿菌、奴卡菌屬、弧菌、布魯菌屬、彎曲桿菌、耶爾森菌等亦較敏感。臨床上用于治療上呼吸道感染胃腸道感染斑疹傷寒恙蟲(chóng)病等。常見(jiàn)副作用有：肝臟、腎臟毒性，中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性，斑丘疹和紅斑等過(guò)敏反應(yīng)，長(zhǎng)期使用可 致牙齒產(chǎn)生不同程度的變色黃染、牙釉質(zhì)發(fā)育不良及齲齒 （俗稱四環(huán)素牙）， b 族維生素缺乏等。由

5、于土霉素的廣泛應(yīng)用，臨床常見(jiàn)病原菌對(duì)土霉素素耐藥現(xiàn)象嚴(yán)重，并且由于其副作用嚴(yán)重，現(xiàn)在臨床上多用于獸用藥ohhch3oohohohon(ch3)2conh2圖一 土霉素分子式61.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)任務(wù)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)年產(chǎn) 800 噸（成品含量： 99%）土霉素工廠設(shè)計(jì)一、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)年產(chǎn)量 m = 800t/a 成品效價(jià) ud = 1000 單位/毫克 年平均發(fā)酵水平 uf = 35000 單位/毫升 年工作日 m = 335 d/a 1、發(fā)酵基礎(chǔ)工藝參數(shù)土霉素的發(fā)酵周期 t 為 184 小時(shí)，輔助時(shí)間為 10 小時(shí)，發(fā)酵中罐周期為 44 小時(shí)，輔助時(shí)間 4 小時(shí)發(fā)酵小罐周期為 35 小時(shí)，輔助時(shí)間 3 小時(shí)

6、接種比為 20%，液體損失率為 15%大罐一個(gè)發(fā)酵周期內(nèi)所需全料的量為：32m3大罐一個(gè)發(fā)酵周期內(nèi)所需稀料的量為：17m3逃液、蒸發(fā)、取樣、放罐損失總計(jì)為總料液的 15%大、中、小罐通氣量分別為 2.0、1.5、0.65（每分鐘內(nèi)單位體積發(fā)酵液通入的空氣的量）氨氮的利用情況，培養(yǎng) 20-40 小時(shí)，每 4 小時(shí)補(bǔ)一次,每次 10-15l，控氨水平在 45mg/100ml 以上培養(yǎng)基配比：小罐中罐大罐全料稀料組成配比（%）配比（%）配比（%）配比（%）配比（%）黃豆餅粉3.02.53.03.53.07淀粉2.5 2.58.06.53.0氯化鈉0.40.360.20.4碳酸鈣0.60.41.10.

7、40.4磷酸二氫鉀0.0050.003磷酸氫二鉀0.0050.003植物油42.670.412、提取基本工藝參數(shù)名稱參數(shù)名稱參數(shù)脫色崗位收率99.24%發(fā)酵液效價(jià)35000u/ml結(jié)晶干燥崗位收率86%濾液效價(jià)11000u/ml過(guò)濾崗位收率116%母液效價(jià)1370u/ml總收率99%濕晶體含水量30%發(fā)酵液密度1.58kg/l 酸化液中草酸含量2.3% g/ml濾液密度1.02kg/l 酸化加黃血鹽量0.25% g/ml20%氨水密度0.92kg/l 酸化加硫酸鋅量0.18% g/ml氨水加量12%成品含水量1.5%脫色保留時(shí)間30-50min酸化加水量230v/v濾液通過(guò)樹(shù)脂罐的線速度控制在

8、 0.001-0.002m /s土霉素提取操作工藝參數(shù)一覽表名稱反應(yīng)時(shí)間( + 、)/h裝料系數(shù) 酸化稀釋40.70結(jié)晶80.701.3 本設(shè)計(jì)基本內(nèi)容1.3.1 工藝流程設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱有關(guān)資料、文獻(xiàn)，搜集必要的技術(shù)資料，工藝參數(shù)，進(jìn)行生產(chǎn)方法的選擇比較，工藝流程與工藝條件確定的論證。簡(jiǎn)述工藝流程。81.3.2 工藝計(jì)算物料衡算：每個(gè)工序畫(huà)工藝流程簡(jiǎn)圖，列出所有工藝參數(shù)，計(jì)算，列出衡算表，發(fā)酵和提取列出物料衡算總表。熱量衡算：不要求設(shè)備選型：大、中、小罐、通氨、補(bǔ)料罐的尺寸及數(shù)量；大罐的罐壁、封頭、攪拌裝置及軸功率。提取工段各工序主要設(shè)備尺寸及數(shù)量。管道設(shè)計(jì)：大罐主要接管設(shè)計(jì)，提取各種

9、設(shè)備的主要連接管道。1.3.3 完成初步設(shè)計(jì)階段圖紙：設(shè)備流程圖、車間平面布置圖。9第二章第二章 工藝流程設(shè)計(jì)工藝流程設(shè)計(jì)2.1 土霉素生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)介土霉素是微生物發(fā)酵產(chǎn)物，目前國(guó)內(nèi)土霉素生產(chǎn)工藝主要含發(fā)酵和提取兩大步。提取工藝為用草酸(或磷酸)做酸化劑調(diào)節(jié) ph 值,利用黃血鹽-硫酸鋅作凈化劑協(xié)同去除蛋白質(zhì)等高分子雜質(zhì),然后用 122#樹(shù)脂脫色進(jìn)一步凈化土霉素濾液,最后調(diào) ph 至 4.8 左右結(jié)晶得到土霉素堿產(chǎn)品。本次設(shè)計(jì)也按照這個(gè)工藝流程，分為三級(jí)發(fā)酵、酸化、過(guò)濾、脫色、結(jié)晶、干燥等。2.2 土霉素生產(chǎn)總工藝流程圖發(fā)酵液酸 化稀釋稀釋液板框過(guò)濾菌絲122#樹(shù)脂脫色脫色液過(guò)濾ph=4.8

10、結(jié)晶氨水濾液母液離心分離濕晶體干燥土霉素產(chǎn)品結(jié)晶液草酸，黃血鹽，硫酸鋅，去離子水發(fā) 酵10第三章第三章 物料衡算物料衡算3.1 總物料衡算純品土霉素的量：80099% =792 t/a效價(jià)：7921091000 =7.921014 單位/a土霉素的生產(chǎn)過(guò)程總收率為 99%則發(fā)酵時(shí)的總效價(jià)：7.921014/99% =81014 單位/a發(fā)酵液的效價(jià)：35000 單位/ml發(fā)酵液的體積：81014/35000 =2.291010 ml =2.29104 m33.2 干燥工序物料衡算濕晶體3.32t/d干干 燥燥干晶體2.35t/d水分0.96t/d干晶體重：800（1-1.5% ）=788 t/

11、a濕基含水量：w1=30%/(1-30%) =0.43干基含水量：w2=1.5%/(1-1.5%) =0.02應(yīng)除去的水分：788（0.43-0.02）=323.08 t/a濕晶體的量：788+323.08 =1111.08 t/a11表 3-1 干燥工序物料衡算表干燥前干燥后項(xiàng)目質(zhì)量 t/a質(zhì)量 t/d項(xiàng)目質(zhì)量t/a質(zhì)量 t/d濕晶體的量1111.083.32干晶體的量7882.35除去的水分323.080.97總量1111.083.32總量1111.083.323.3 脫色結(jié)晶工序物料衡算脫色提取脫色提取濾 液277.57t/d氨 水33.31t/d母 液307.35t/d濕晶體3.53t

12、/d母液效價(jià)：1370u/ml 氨水加量：12%由效價(jià)守恒得母液體積：73.731063500099.24%116%（1-86%）/1370106=303.57 m3氨水：277.5712%=33.31t濕晶體：3.58 t/d母液：277.57+33.31-3.58=307.35t/d12表 3-2 脫色提取工序物料衡算表脫色提取前脫后色提取項(xiàng)目質(zhì)量（t/d）質(zhì)量(t/周期)項(xiàng)目質(zhì)量（t/d）質(zhì)量(t/周期)濾液277.572243.69母液307.352484.41氨水33.31269.26濕晶體3.5328.53總量315.882512.95總量315.882512.953.4 酸化稀釋

13、過(guò)濾工序物料衡算酸酸 化化 稀稀 釋釋 過(guò)過(guò) 濾濾草 酸 1.70 t/d黃血鹽 0.18 t/d硫酸鋅 0.13 t/d水 169.58 t/d發(fā)酵液 116.49 t/d菌絲 10.59 t/d濾液 277.57 t發(fā)酵液效價(jià)：35000u/ml 濾液效價(jià)：11000u/ml 由效價(jià)守恒得濾液的體積：73.73106350001.16/11000106=272.13 m3濾液：272.131031.02=277.57 t 每天/ t 13草酸：73.731032.3%10-3= 1.70黃血鹽：73.731030.75%10-3= 0.18硫酸鋅：73.731030.18%10-3= 0.

14、13水：73.732= 147.46發(fā)酵液：73.731031.58= 116.49總： 265.97表 3-3 酸化稀釋過(guò)濾工藝物料衡算表酸化過(guò)濾前酸化過(guò)濾后項(xiàng)目質(zhì)量（t/d）質(zhì)量(t/周期)項(xiàng)目質(zhì)量（t/d）質(zhì)量(t/周期)）草酸1.7013.71濾液277.572243.69黃血鹽0.181.49菌絲10.5984.95硫酸鋅0.131.07水169.581370.76發(fā)酵液116.49941.66總量288.082328.64總量288.082328.643.5 發(fā)酵工序物料衡算14發(fā)發(fā) 酵酵發(fā)酵液 73.73 m3/d損失 13.01 m3/d黃豆餅粉 2.62 m3 /d淀粉 6.

15、77 m3 /d氯化鈉 0.17 m3 /d碳酸鈣 0.91 m3 /d植物油 0.34 m3/d接種量 1.61 m3 /d氨（堿）0.09 m3 /d配料水 71.93m3 /d每天發(fā)酵液的量:2.29104/315=73.73 m3逃液，蒸發(fā)，取樣，放灌損失總計(jì)為總料液的 15%每天損失的量：73.7315%/（1-15%）=13.01 m3每天離開(kāi)發(fā)酵罐的總量：73.73+13.01=86.74m3大罐一個(gè)發(fā)酵周期內(nèi)所需全料的量： 32 m3 一天內(nèi)所需：32/19424=3.95 m3大罐一個(gè)發(fā)酵周期內(nèi)所需稀料的量： 17 m3 一天內(nèi)所需：17/19424=2.10 m3發(fā)酵前加入

16、的物料量：（73.73+12.66）-3.95-2.10=80.69 m3 每天 每周期（194/24）黃豆餅粉：80.693%+3.953.5%+2.103%= 2.62 m3 21.19 m3淀粉：80.698%+3.956.5%+2.103%= 6.77 m3 1554.76 m3氯化鈉：80.690.2%+2.100.4%=0.17 m3 1.37 m3碳酸鈣：80.691.1%+3.950.4%+2.100.4%=0.91 m3 7.37 m3植物油：80.690.4%+2.101%=0.34 m3 2.79 m3接種量：80.6920%/19424=1.61 m3 13.04 m3

17、堿：80.690.0156=0.09 m3 0.73 m3配料水： 71.93 m3 581.43 m3表 4 發(fā)酵工序物料衡算表進(jìn)入發(fā)酵罐的量離開(kāi)發(fā)酵罐的量項(xiàng)目體積（m3/d)體積（m3/周期)項(xiàng)目體積（m3/d)體積（m3/周期)黃豆餅粉2.6221.19發(fā)酵液73.73595.98淀粉6.7754.76損失13.01105.16氯化鈉0.171.37碳酸鈣0.917.37植物油0.342.79接種量1.6113.04氨（堿）0.090.7316配料水71.93581.43總量86.74701.15總量86.74701.15第四章第四章 設(shè)備選型設(shè)備選型4.1 發(fā)酵罐4.1.1 發(fā)酵罐的選

18、型選用機(jī)械渦輪攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐。4.1.2 生產(chǎn)能力、數(shù)量和容積的確定 4.1.2.1 發(fā)酵罐容積的確定：選用 200m3罐，全容積為 230m3 4.1.2.2 生產(chǎn)能力的計(jì)算：選用公稱容積為 200 m3的發(fā)酵罐，裝料系數(shù)為 0.7,那么該罐生產(chǎn)土霉素的能力為: 2000.7=140 (m3)由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn) 800 噸土霉素的工廠,日產(chǎn) 73.73 m3的土霉素。發(fā)酵的操作時(shí)間需要 194h(其中發(fā)酵時(shí)間 184h),這樣生產(chǎn)需要的發(fā)酵罐應(yīng)為：n=73.73/140194/24=4.26 （罐）取整后需 5 臺(tái)每日投（放）罐次為：73.73/140=0.53 (罐)4.1.2.

19、3 設(shè)備容積的計(jì)算：由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn) 800 噸土霉素的工廠,日產(chǎn)1773.73 m3的土霉素，每天的發(fā)酵液的量：v0=73.73 (m3/d)所需設(shè)備總?cè)莘e：v=73.73194/(240.7)= 851.41(m3)查表公稱容積為 200 m3的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為 230m3。則 5 臺(tái)發(fā)酵罐的總?cè)莘e為：2305=1150 m3851.41 m3,可滿足需要4.1.2.4 主要尺寸公稱容積vn(m3)罐內(nèi)徑d(mm）圓筒高h(yuǎn)0(mm)封頭高h(yuǎn)0(mm)罐體總高h(yuǎn)(mm)不計(jì)上封頭容積(m3)全容積(m3)攪拌器直徑d(mm)攪拌轉(zhuǎn)速n(r/min)電動(dòng)機(jī)功率n(kw)200500

20、01000013001260022323017001502304.1.2.5 攪拌軸功率（見(jiàn)上表）4.1.2.6 冷卻面積的計(jì)算：按發(fā)酵生成熱高峰、一年中最熱的半個(gè)月的氣溫、冷卻水可能到最高溫的條件下，設(shè)計(jì)冷卻面積。取 qmax=4.186000 kj/( m3 h)采用豎式列管式換熱器，取經(jīng)驗(yàn)值 k=4.18500 kj/( m3 h)tm=（t1-t2）/(lnt1/t2)=(12-5)/(ln12/5)=8 ()每天裝 0.53 罐，每罐實(shí)際裝液量為: 73.73/0.53=139.11 (m3)換熱面積:f=4.186000139.11/(4.185008)=208.66 (m3)4.

21、1.2.7 設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì)181).空氣分布器：?jiǎn)喂芡L(fēng) 2).擋板：不設(shè)擋板3).密封方式：機(jī)械密封4).冷卻管布置a) 最高熱負(fù)荷下的耗水量：b) w=4.186000139.11/(4.18（27-20） ）=1.19105 （kg/h）=33.12(kg/s)則冷卻水體積流量為 w=0.03312m3/s，取冷卻水在豎直蛇管中的流速為 v=1m/s,冷卻管總截面積: s總=0.03312/1=0.03312 (m2)進(jìn)水總管直徑 d總2= s總/0.785,解出 d總=0.21 （m）b) 冷卻管組數(shù)和管徑設(shè)冷卻管徑為 d0，組數(shù)為 n 則：s總=0.785 nd02，根據(jù)本罐情況

22、，取n=8，求出管徑： d0=0.073 （m）查表取 893.5 無(wú)縫鋼管，d內(nèi)=82mm，d內(nèi)d0可滿足要求，d平均=86 mm。取豎蛇管端部 u 型彎管曲率半徑為 250 mm，則兩直管距離為 500 mm，兩端彎管總長(zhǎng)度：l0=d=3.14500=1570 mmc) 冷卻管總長(zhǎng)度 l 計(jì)算已知冷卻總面積 f=208.66m2，無(wú)縫鋼管 893.5每米冷卻面積為：f0=3.140.0861=0.27（m2）則冷卻管總長(zhǎng)度：l=208.66/0.27=772.82 （m）19冷卻管體積：v=0.7850.0862772.82=4.49(m3)d) 每組管長(zhǎng) l0和管組高度每組管長(zhǎng):l0=

23、l/n=772.82/8=96.6 (m)另需連接管 8m： l實(shí)際=l+8=780.82 （m）可排豎直蛇管的高度，設(shè)為靜液面高度，下部可伸入封頭 250mm。設(shè)發(fā)酵罐內(nèi)附件占體積為 0.5 m3，則：v總=v液+v管+v附件=（780.82/8）+4.49+0.5=102.59 (m3) 筒體部分液深： （v總-v封）/s截=（102.59-17）/(0.78552)=4.36 (m)豎直蛇管總高:h管=4.36+0.5=4.86（m）又兩端彎管總長(zhǎng)：l0=1570 mm，兩端彎管總高為 500mm則直管部分高度：h=h管-500=5190 （mm）則一圈管長(zhǎng)：l=2h+ l0=25190

24、+1570=11950(mm) e) 每組管子圈數(shù) n0n0= l0/l=96.6/11.95=8.08 (圈)管間距為：2.5d外=2.50.089=0.23 (m)豎蛇管與罐壁的最小距離為 0.2m，可算出與攪拌器的距離為0.23m0.2m，在允許范圍內(nèi)。作圖表明，各組冷卻管相互無(wú)影響。如發(fā)現(xiàn)無(wú)法排下這么多冷卻管，可考慮增大管徑，或增加冷卻管組數(shù)f) 校核冷卻管傳熱面積f實(shí)=d平均l實(shí)際=3.140.086780.82=210.85 （m2）20f實(shí)f，可滿足要求。4.1.2.8 設(shè)備材料的選擇優(yōu)先考慮滿足工藝要求，其次是經(jīng)濟(jì)性。本設(shè)計(jì)選 a3鋼，以降低設(shè)備費(fèi)用。4.1.2.9 接管設(shè)計(jì)a

25、) 接管長(zhǎng)度 h 設(shè)計(jì) 管直徑的大小和有無(wú)保溫層，一般取 100200mm。b) 接管直徑的確定按排料管（也是通風(fēng)管）為例計(jì)算其管徑。發(fā)酵罐裝料 140m3，2h之內(nèi)排空，物料體積流量：q=140/3600/2=0.02 (m3/s)發(fā)酵液流速取 v=1m/s排料管截面積： s料=q/v=0.02/1=0.02 (m2)管徑 d：d2= s料/0.785,解出 d=0.16 （m）=160 mm取無(wú)縫鋼管 21925，其內(nèi)徑 169mm160mm，適用。按通風(fēng)管計(jì)算，通風(fēng)比 2vvm(0.1mpa，20)通風(fēng)量：q=1402=280(m3/min)=4.7（m3/s）折算到工作狀態(tài)(0.35m

26、pa，30)下的風(fēng)量：qf=4.70.1（273+30）/(0.35(273+20)=1.4（m3/s）取風(fēng)速：v=25 m/s21則通風(fēng)管截面積：sf= qf/v=1.4/25=0.056 (m2)則通風(fēng)管徑：df2=sf/0.785,解出 df=0.27 （m）因通風(fēng)管也是排料管，故取 21925 無(wú)縫鋼管。排料時(shí)間復(fù)核 ：物料流量 q=0.02 m3/s，流速 v=1m/s， 管道截面積：s=0.7850.1692=0.022(m2)相應(yīng)流量比：p=q/sv=0.02/(0.0221)=0.9 倍排料時(shí)間：t=20.9=1.8（h）4.1.2.11 支座選擇裙式支座4.2 二級(jí)種子罐4.

27、2.1 選型 選擇機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐4.2.2 容積和數(shù)量的確定種子罐裝料系數(shù)液體損失率）（接種比發(fā)酵罐計(jì)量體積種子罐容積1v種=230*2%*(1+15%)/0.7=7.56m3發(fā)酵罐周期（小時(shí)）種子罐周期（小時(shí)）發(fā)酵罐臺(tái)數(shù)種子罐臺(tái)數(shù)n種=5*48/194=1.24，圓整取 2 個(gè)。4.2.3 主要尺寸的確定選擇 10m3的發(fā)酵罐具體尺寸如下：22公稱容積vn (m3)罐內(nèi)徑d（mm）圓筒高h(yuǎn)0（mm）封頭高h(yuǎn)0（mm）罐體總高h(yuǎn)（mm）不計(jì)上封頭容積（m3）全容積（m3）攪拌器直徑d(mm)攪拌轉(zhuǎn)速n（r/min）電動(dòng)機(jī)功率n（kw）101800360047545009.9810.8630

28、145137.56/10100%=75.6%選擇公稱容積是 1 0m3 的種子罐 2 個(gè)。罐的內(nèi)徑：1800mm；封頭高度：475mm；封頭容積：0.826m3。4.2.4 冷卻面積的計(jì)算 取 qmax=4.186000 kj/( m3 h)q=4.1860001.4=3.5104 kj/( m3 h)采用夾套式換熱器，取經(jīng)驗(yàn)值 k=4.18200 kj/( m3 h)t1=32-23=9 t2=32-27=5 t1/2f，可滿足工藝要求4.2.5 設(shè)備材料的選擇選擇 a3 不銹鋼材質(zhì)罐4.2.6 設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì)a. 擋板b.攪拌器c.進(jìn)風(fēng)管（進(jìn)出料管）管底距罐 30mm 向下單管按通風(fēng)管

29、通風(fēng)管計(jì)算管徑 通風(fēng)比 1.5vvm(0.1mpa，20)通風(fēng)量：q=7.561.5=11.3 （m3/min）=0.19 (m3/s)折算到工作狀態(tài)(0.4mpa，32)下的風(fēng)量:qf=0.190.1/0.4(273+32)/(273+20) =4.910-3 (m3/s)取風(fēng)速 v=20 m3/s， 則通風(fēng)管徑： d12=4.910-3/(0.78520)d1=0.056m=56 mm按排料管排料管（也是通風(fēng)管）計(jì)算管徑。裝料 0.775m3，20min 之內(nèi)送完，物料體積流量：q=7.56/(20 60)=0.0063 (m3/s)物料流速取 v=0.5m/s，排料管截面積：s料=q/v

30、=0.0063/0.5=0.013 m224管徑：d22= s料/0.785d2=0.13 m =130 mm取 d1，d2兩者大值，作為進(jìn)（氣）管，取管徑 d=130mm。查金屬材料表取 16810 無(wú)縫鋼管。d.冷卻水管由前知需冷卻熱量：q=3.5104 kj/( m3 h)冷卻水溫變化 23-27，則耗水量：w=q/(cw(t2-t1)= 3.5104/(4.18(27-23)=2093 (kg/h)=0.00058 m3/s取水流速 v=1 m/s,，則冷卻管徑：d2=0.00058/0.785d=0.027 m查金屬材料表取焊接管 dg=30mm 可滿足要求，取冷卻水接管長(zhǎng)度h=10

31、0mm。4.2.7 支座選型 支撐式支座，將種子罐置于樓板上。4.3 一級(jí)種子罐4.3.1 選型 選擇機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐4.3.2 容積和數(shù)量的確定一級(jí)種子罐裝料系數(shù)液體損失率）（接種比二級(jí)種子罐計(jì)量體積一級(jí)種子罐容積1v種=10.8*2%*(1+15%)/0.7=0.36m3）二級(jí)種子罐周期（小時(shí)）一級(jí)種子罐周期（小時(shí)二級(jí)發(fā)酵罐臺(tái)數(shù)一級(jí)種子罐臺(tái)數(shù)n種=1*38/48=0.79，圓整取 1 個(gè)。254.3.3 主要尺寸的確定選擇 1m3的發(fā)酵罐具體尺寸如下：公稱容積vn /m3罐內(nèi)徑d/mm圓筒高h(yuǎn)0/mm封頭高h(yuǎn)0/mm罐體總高h(yuǎn)/mm不計(jì)上封頭容積/m3全容積/m3攪拌器直徑d/mm攪拌轉(zhuǎn)

32、速n（r/min）電動(dòng)機(jī)功率n/kw1900180025023001.251.363152201.5選擇公稱容積是 1m3 的種子罐 1 個(gè)。罐的內(nèi)徑：900mm；封頭高度：250mm；封頭容積：0.112m3。4.3.4 冷卻面積的計(jì)算取 qmax=4.186000 kj/( m3 h)q=4.1860000.775=1.94104 kj/( m3 h)采用夾套式換熱器，取經(jīng)驗(yàn)值 k=4.18200 kj/( m3 h)t1=32-23=9 t2=32-27=5 26t1/2f，可滿足工藝要求4.3.5 設(shè)備材料的選擇選擇不銹鋼材質(zhì)罐4.3.6 設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì)a. 擋板b.攪拌器c.進(jìn)風(fēng)

33、管（進(jìn)出料管）管底距罐 30mm 向下單管按通風(fēng)管通風(fēng)管計(jì)算管徑 通風(fēng)比 0.65vvm(0.1mpa，20)27通風(fēng)量：q=0.7750.65=0.050 （m3/min）=0.0084 (m3/s)折算到工作狀態(tài)(0.4mpa，32)下的風(fēng)量:qf=0.00840.1/0.4(273+32)/(273+20) =210-4 (m3/s)取風(fēng)速 v=20 m3/s， 則通風(fēng)管徑： d12=210-4/(0.78520) d1=0.037 m=37 mm按排料管排料管（也是通風(fēng)管）計(jì)算管徑。裝料 0.775m3，20min 之內(nèi)送完，物料體積流量：q=0.775/20 60=0.00065 (

34、m3/s)物料流速取 v=0.5m/s，排料管截面積：s料=q/v=0.00065/0.5=0.0013 m2管徑： d22= s料/0.785d2=0.04 m =40 mm取 d1，d2兩者大值，作為進(jìn)（氣）管，取管徑 d=40mm。查金屬材料表取 483 無(wú)縫鋼管。d.冷卻水管由前知需冷卻熱量：q=1.94104 kj/( m3 h)冷卻水溫變化 23-27，則耗水量：w=q/(cw(t2-t1)= 1.94104/(4.18(27-23)=1160 (kg/h)=0.00032 m3/s取水流速 v=1 m/s,，則冷卻管徑：d2=0.00032/0.785d=0.02 m查金屬材料表

35、取焊接管 dg=25mm 可滿足要求，取冷卻水接管長(zhǎng)度h=100mm。4.3.7 支座選型 支撐式支座，將種子罐置于樓板上。284.4 氨水儲(chǔ)罐由脫色提取工序物料衡算的計(jì)算過(guò)程可知，氨水每天的通入量為33.31t氨水的密度 0.92kg/l,氨水的體積 33.31/0.92=36.21 m3設(shè)通氨罐的直徑是 d，高是 h=1.5d，則體積 v=0.785d2h,解出 d=3.13m則可選用直徑為 4m，高為 6m 的通氨罐，該通氨罐的體積為 75.36 m34.5 補(bǔ)料罐4.5.1 全料罐一天內(nèi)所需要補(bǔ)充的全料是 3.95 m3設(shè)全料罐的直徑是 d，高是 h=1.5d，則體積 v=0.785d

36、2h，解出 d=1.50m則可選用直徑為 2m，高為 3m 的全料罐，該全料罐的體積為 9.42 m34.5.2 稀料罐一天內(nèi)所需要補(bǔ)充的稀料是 2.10 m3設(shè)稀料罐的直徑是 d，高是 h=1.5d，則體積 v=0.785d2h，解出 d=1.21m則可選用直徑為 1.5m，高為 2.25m 的稀料罐，該稀料罐的體積為3.97 m3294.6 酸化罐酸化罐一個(gè)周期要裝料 2149.89t，濾液密度為 1.02kg/l，則所需酸化的體積為 2107.74 m3因發(fā)酵的周期是 194 小時(shí)，酸化稀釋反應(yīng)時(shí)間是 4 小時(shí)，每酸化一次所需要的酸化罐的體積 43.46 m3設(shè)酸化罐的直徑是 d，高是

37、h=1.5d，則體積 v=0.785d2h，解出 d=3.33m則可選用直徑為 4m，高為 6m 的酸化罐，該酸化罐的體積為 75.36 m3裝料系數(shù)=43.46/75.36=57.67%70%.符合要求.4.7 結(jié)晶罐酸化過(guò)濾后的濾液全部進(jìn)入結(jié)晶罐,結(jié)晶罐的體積要求即是能夠容納全部的濾液,所需酸化的體積為 2107.74 m3,結(jié)晶罐的體積為 2107.74 m3因發(fā)酵的周期是 194 小時(shí)，結(jié)晶反應(yīng)時(shí)間是 8 小時(shí)，每結(jié)晶一次所需要的酸化罐的體積 86.92 m3設(shè)結(jié)晶罐的直徑是 d，高是 h=1.5d，則體積 v=0.785d2h，解出 d=4.19m則可選用直徑為 5m，高為 7.5m

38、 的結(jié)晶罐，該結(jié)晶罐的體積為147.19 m3 裝料系數(shù)=86.92/147.19=59.05%70%.符合要求.4.8 干燥器30設(shè)備選型選噴霧干燥器。噴霧干燥技術(shù)是使液體物料經(jīng)過(guò)霧化，進(jìn)入熱的干燥介質(zhì)后轉(zhuǎn)變成粉狀或顆粒狀固體的干燥工藝過(guò)程。優(yōu)點(diǎn)有：1.干燥速度迅速，因被霧化的液滴一般為 10200um，其表面積非常大，在高溫氣流中瞬間即可完成 95%以上的水粉蒸發(fā)量，完成全部干燥的時(shí)間僅需 530s。2.在恒速干燥段，液滴的溫度接近于使用的高溫空氣的濕球溫度，物料不會(huì)因?yàn)楦邷乜諝庥绊懫洚a(chǎn)品質(zhì)量，故而熱敏性物料、生物制品和藥物制品、基本上能接近真空下干燥的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，過(guò)程容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。4.

39、8.1 干燥條件混合氣體由 45oc 加熱到 150oc，噴霧干燥器進(jìn)口溫度 150 oc，噴霧干燥器出口溫度 110 oc，物料出口溫度 60 oc，進(jìn)口溫度 60 oc，采用壓力式霧化器霧化。4.8.2 由物料衡算可知.濕基含水量 w1=30%，干基含水量 w2=1.5%,水分的蒸發(fā)量 w=1.04t/d，濕物料的量 g1=3.58t/d,干物料的量g2=2.54t/d.根據(jù)環(huán)境溫度為 20 oc.相對(duì)濕度 80%,在 i-h 圖上查得 x0=0.018kg 水蒸氣/kg 絕干空氣.i0=49.24kj/kg 干空氣.當(dāng) t1=160 oc,t2=80 oc 時(shí),在 i-h 圖上查得 i1=