《味精厂设计》word版.doc

味精厂设计味精厂设计目 录第1章 绪论21.1定义21.2理化性质要21.3味精的发现21.4味精的发展31.4.1世界味精大致有三个阶段：31.4.2我国味精工业发展史32.1味精生产工艺概述52.2 原料预处理及淀粉水解糖制备72.2.1原料的预处理72.2.2淀粉水解糖制备72.3种子扩大培养及谷氨酸发酵72.4谷氨酸的提取82.5谷氨酸制取味精及味精成品加工8第3章 味精工厂发酵车间的物料衡算93.1工艺技术指标及基础数据93.2谷氨酸发酵车间的物料衡算103.3 45000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果12第4章 设备设计与选型134.1发酵罐134.2种子罐234.3空气分过滤器304.4味精厂发酵车间设备一览表32第5章 参考文献33第1章 绪论1.1定义味精是调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠。味精是人们熟悉的鲜味剂，是L谷氨酸单钠盐(Mono sodium glutamate)的一水化合物(HOOC-CH2CH(NH2)-COONaH20)，具有旋光性，有D型和L型两种光学异构体。1.2理化性质要注意的是如果在100以上的高温中使用味精，谷氨酸钠会转变成对人体有致癌性的焦谷氨酸钠。由于炒菜时油温在150-200，这会使味精变成有毒性的焦化谷氨酸钠，所以，对于加入味精的半成品配菜的烹饪，应以蒸煮为妥。还有如果在碱性环境中，味精会起化学反应产生一种叫谷氨酸二钠的物质，所以要适当的使用和存放。1.3味精的发现尽管味精广泛存在于日常食品中，但谷氨酸以及其它胺基酸对于增强食物鲜味的作用，在20世纪早期，才被人们科学地认识到。 1907年，日本东京帝国大学的研究员池田菊苗发现了一种，昆布（海带）汤蒸发后留下的棕色晶体，即谷氨酸。这些晶体，尝起来有一种难以描述但很不错的味道。这种味道，池田在许多食物中都能找到踪迹，尤其是在海带中。池田教授将这种味道称为“鲜味”。继而，他为大规模生产谷氨酸晶体的方法申请了专利。1.4味精的发展1.4.1世界味精大致有三个阶段：第一阶段：1866年德国人HRitthasen(里德豪森)博士从面筋中分离到氨基酸，他们称谷氨酸，根据原料定名为麸酸或谷氨酸（因为面筋是从小麦里提取出来的）。1908年日本东京大学池田菊苗试验，从海带中分离到L谷氨酸结晶体，这个结晶体和从蛋白质水解得到的L谷氨酸是同样的物质，而且都是有鲜味的。第二阶段：以面筋或大豆粕为原料通过用酸水解的方法生产味精，在1965年以前是用这种方法生产的。这个方法消耗大，成本高，劳动强度大，对设备要求高，需耐酸设备。第三阶段：随着科学的进步及生物技术的发展，使味精生产发生了革命性的变化。自1965年以后我国味精厂都采用以粮食为原料（玉米淀粉、大米、小麦淀粉、甘薯淀粉）通过微生物发酵、提取、精制而得到符合国家标准的谷氨酸钠，为市场上增加了一种安全又富有营养的调味品，用了它以后使菜肴更加鲜美可口。1.4.2我国味精工业发展史1925年，吴蕴初将自己的生产工艺公开，以做好向欧美行销的准备。19261927年吴蕴初还将“佛手牌”味精的配方、生产技术等，向英、美、法等化学工业发达国家申请专利，并获批准。这也是中国历史上，中国的化学产品第一次在国外申请专利。1926年，佛手牌味精获得美国费城世界博览会金奖。1930年，1933年，吴蕴初的味精继续在世界博览会上连续获得奖项，佛手牌味精打入了欧洲等海外市场。日本“味之素”在东南亚的市场也被中国产品取代。按照北洋政府的专利法，吴蕴初的味精专利可以享有5年的专利保护。1926年，吴蕴初宣布，放弃味精的国内的专利，希望全国各地大量仿造生产。此后，国内各地先后出现了十几个味精品牌，国货味精市场极大繁荣，日本的“味之素”除了在日本关东军占领的我国东北地区外，在中国的其他地区再也难见踪影。一九二五年，因有了声势浩大的五卅运动相助，日货更受抵制，本来无力与味精竞争的味素更趋颓萎，连南洋的华侨也弃日货味素，改用了国货味精，进入了“天厨”。佛手牌味精不但打入了南洋各国市场，而且很快就成了该市场的紧俏商品。我国味精获得多次世博会大奖1926年，“佛手”味精由中国选送至美国费城和宾州世界博览会参展，即以纯正的中国制造和典型的东方艺术色彩的包装赢得了参观者的青睐。经过评审，大会评审团“以天厨味精厂对食品改善的贡献”授予中国调味品制造商以大奖证书。1926年佛手牌味精参加在西班牙举办的国际博览会上，获得金奖。1930年，“佛手”味精赴比利时列日产业科学世界博览会，又获大奖。1933年，美国芝加哥世博会，主题为“一个世纪的进步”。吴蕴初紧扣主题制作了“百年中国调味品也之进步”的宣传手册，以及红木的展示台。由于产品品质优异，加上宣传到位，“佛手”味精再获大奖。第2章 味精生产工艺2.1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部位4。味精发酵法生产的总工艺流程见图1。空气菌种原料空气压缩机预处理斜面培养摇瓶扩大培养冷却水解除铁离心沉淀发酵配料过滤气液分离种子罐扩大培养过滤淀粉水解糖过滤除菌脱色浓缩结晶离心等电点调节过滤干燥大结晶干燥母液小结晶粗谷氨酸拌盐粉碎粗谷氨酸 成品味精粉状味精离子交换处理溶解粗谷氨酸溶液中和制味精 图1 味精生产总工艺流程图2.2 原料预处理及淀粉水解糖制备2.2.1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，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。2.2.2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。2.3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，最终向发酵罐提供足够数量的健壮的生产种子。 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。2.4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，技术难度大等问题，应用上受到限制1 。2.5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。 第3章 味精工厂发酵车间的物料衡算3.1工艺技术指标及基础数据 （1）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表1 味精发酵工艺技术指标指标名称单位指标数生产规模t/a35000（味精）生产方法中糖发酵，一次等电点提取年生产天数d/a300产品日产量t/a50产品质量纯度%99倒灌率%1.0发酵周期h48发酵初糖Kg/m3150淀粉糖转化率%95糖酸转化率%48麸酸谷氨酸含量%90谷氨酸提取率%80味精对谷氨酸产率%112（2）主要原材料质量指标 淀粉原料的淀粉含量为80%，含水14%。 （3）二级种子培养基（g/L） 水解糖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。（4）发酵培养基（g/L） 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（总尿）40，泡敌0.6，植物油1.0。（5）接种量为2% 。 3.2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。（1）发酵液量V1 式中 150发酵培养基初糖浓度（kg/m3） 48%糖酸转化率 80%谷氨酸提取率 99%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（2）发酵液配制需水解糖量G1 以纯糖算， （3）二级种液量 V2 （4）二级种子培养液所需水解糖量 G2 式中 25二级种液含糖量（kg/m3）（5）生产1000kg味精需水解糖总量G为： （6）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：式中 80%淀粉原料含纯淀粉量 95%淀粉糖转化率（7）尿素耗用量 二级种液耗尿素量为V3发酵培养基耗尿素为V4故共耗尿素量为627.5kg（8）甘蔗糖蜜耗用量 二级种液耗用糖蜜量V5发酵培养基耗糖蜜量V6合计耗糖蜜69.9kg（9）氯化钾耗量GKCl （10）磷酸氢二钠（Na2HPO47H2O）耗量G3 （11）硫酸镁（MgSO47H2O）用量G4 （12）消泡剂（泡敌）耗用量G5 （13）植物油耗用量 G6 （14）谷氨酸（麸酸）量 发酵液谷氨酸含量为：实际生产的谷氨酸（提取率80%）为：3.3 135000t/a味精厂发酵车间的物料衡算结果 由上述生产1000kg味精（100%纯度）的物料衡算结果，可求得135000t/a味精厂发酵车间的物料平衡计算。具体计算结果如表2物料名称生产1t味精（100%）的物料量5000t/a味精生产的物料量每日物料量发酵液（m3）15.665.481051827二级种液（m3）0.3131095536.52发酵水解用糖（kg）23498.221072.74105二级种培养用糖（kg）7.832.74105913.5水解糖总量（kg）2356.88.251072.75105淀粉(kg)2793.79.781073.26105尿素（或液氨）627.52.201077.32104糖蜜（kg）69.92.451068155氯化钾（kg）12.534.391051461.8磷酸氢二钠（kg）3.131.10105365.2硫酸镁（kg）9.583.351051117.7泡敌（kg）9.43.291051096.7植物油（kg）23.58.231052741.7谷氨酸（kg）89332 5000t/a味精厂发酵车间的物料衡算第4章 设备设计与选型 4.1发酵罐 （1）发酵罐的选型 选用机械涡轮搅拌通风发酵罐（2）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120t，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120t，每吨100%的味精需糖液15.66m3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（发酵周期为48h）。发酵罐个数的确定：公称体积为200m3的发酵罐，总体积为230 m3 取公称体积200 m3 发酵罐17个，其中一个留作备用。实际产量验算：富裕量 能满足产量要求（3）主要尺寸的计算：取高径比 H：D=2：16 则有：H=2D；解方程得： 取D=5mH=2D=10m；封头高： 封头容积 ：V封=16.4（m3）圆柱部分容积：V筒=197m3验算全容积V全：V全=V全符合设计要求，可行。（4）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： 32 3220 2712 5代入 对公称容量200 m3的发酵罐，每天装12罐，每罐实际装液量为换热面积 （5）搅拌器计算 选用六弯叶涡轮搅拌器6。 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取d=1.7（m）叶宽 ：弧长：底距：盘踞 ：叶弦长：叶距 ：弯叶板厚：=12（mm）取两挡搅拌，搅拌转速N2可根据50m3罐，搅拌直径1.05m，转速N1=110r/min。以等P0/V为基准6放大求得：（6）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 式中 D搅拌器直径，D=1.7m N搅拌器转速， 醪液密度，=1050 kg/m3 醪液粘度， =1.310-3Ns/m2 将数代入上式：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：式中 Np在湍流搅拌状态时其值为常数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：两挡搅拌：计算通风时的轴功率Pg 式中 P0不通风时搅拌轴功率（kW），N轴转速，N=80r/min D搅拌器直径（cm），D3=1.73106=4.9106 Q通风量（ml/min），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=1.7107（ml/min） 代入上式：求电机功率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：（7）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：采用竖式蛇管7 最高负荷下的耗水量W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 cp冷却水的比热容，4.18kJ/（kgK） t2冷却水终温，t2=27 t1冷却水初温，t1=20 将各值代入上式冷却水体积流量为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 V冷却水流速，v=1m/s代入上式：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：查金属材料表选取894mm无缝管9， ，认为可满足要求，。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： 冷却管总长度L计算：由前知冷却管总面积现取无缝钢管894mm，每米长冷却面积为则:冷却管占有体积： 每组管长L0和管组高度：另需连接管8m：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：总占有体积为则筒体部分液深为：竖式蛇管总高 又两端弯管总长，两端弯管总高为600mm，则直管部分高度：则一圈管长： 每组管子圈数n0：现取管间距为，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（不小于200mm）。.校核布置后冷却管的实际传热面积：而前有F=232.5m2，可满足要求。（8）设备材料的选择10选用A3钢制作，以降低设备费用。（9）发酵罐壁厚的计算计算法确定发酵罐的壁厚S （cm）式中 P设计压力，取最高工作压力的1.05倍，现取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（cm）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： （cm）式中 P=0.4MPa D=500cm=127MPaC=0.08+0.2+0.1=0.38（cm）=0.7（10）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，则物料体积流量发酵醪流速取v=1m/s;则排料管截面积为F物。管径：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，。利用气态方程式计算工作状态下的风量Qf8取风速v=25m/s，则风管截面积Ff为则气管直径d气为：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：，在相同的流速下，流过物料因管径较原来计算结果大，则相应流速比为排料时间：（11）支座选择选用裙式支座4.2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。 （1）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：式中 V总发酵罐总容积（m3） 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。主要尺寸的确定 种子罐仍采用几何相似的机械搅拌通风发酵罐。H：D=2：1，则种子罐总容积量V总为：简化方程如下： 整理后解方程得D=1.4m则H=2D=21.4=2.8（m）查得封头高H封 罐体总高H罐：单个封头容量：V封=0.398（m3）封头表面积： S封=2.23m2圆筒容量 ： 不计上封头容积 ： 校核种子罐总容积V总：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： 夹套传热系数：现取K=4.18220kJ/（m2h） 平均温差：发酵温度32；水初温2023，取23；水终温27，则平均温差： 需冷却面积F： 核算夹套冷却面积：按静止液深确定夹套高度： 静止液体浸没筒体高度 ： 液深 ： 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：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)该设计夹套能提供的冷却面积为S夹=13.6 m2S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：取9mm 封头的厚度封：查发酵工厂工艺设计概论P317表16 碳钢椭圆封头最大需用内部压力i 对于上封头，取封=6mmii 对于下封头，取封=8mm 冷却外套壁厚：查发酵工厂工艺设计概论P314表13 碳钢与普低钢制内压圆筒壁厚，确定套=5mm 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（JBH5473），确定套封=6mm设备结构的工艺设计 挡板：根据全挡板条件，式中 B挡板宽度B（0.1-0.12）D=0.11400=140mm D罐径D1400mm Z挡板数：取Z6块 搅拌器：采用六弯叶涡轮搅拌器直径：Di0.30.35D现取：叶片宽度：弧长：盘径：叶弦长：搅拌器间距：底距：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两挡搅拌。 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。i 计算Rem8式中 D搅拌器直径，D=0.49m N搅拌器转速， 醪液密度，=1050 kg/m3 醪液粘度， =1.310-3Ns/m2 将数代入上式：视为湍流，则搅拌功率准数Np=4.7ii 计算不通气时的搅拌轴功率P0： 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：两挡搅拌iii 计算通风时的轴功率Pg式中 P0不通风时搅拌轴功率（kW）， N轴转速，N=176r/min D搅拌器直径（cm），D3=0.493106=1.12105 Q通风量（ml/min），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（ml/min）代入上式：iv 求电机功率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：将通风换算成工作状态，求通风管直径d1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25-23=19 mm大于12 mm，可满足生产要求。 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物料则物料流量为管道截面为F，物料流速为v=0.51m/s，现取v=0.5m/s，则：设管径为：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 mm，可满足生产要求。 冷却水管：由前知需冷却热量，冷却水温变化23 27，水比热容则耗水量W为：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（2）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 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1050mm，封头容积11.5L，圆柱部分容积100L，不计上封头的容积112L，全容积123L，搅拌桨直径135mm。冷却选用夹套冷却10。一级种子罐个数的确定：一级种子罐与二级种子罐对应上料。二级种子罐平均每天上5罐，需一级种子罐6个。种子罐培养8h，辅助操作时间810h，生产周期1618h，因此，一级种子罐6个已足够，其中一个备用。4.3空气分过滤器（1）二级种子罐分过滤器：二级分过滤器风量的计算：查生物工程设备P389 表3-1-9 JLS-D型空气过滤器技术特性，选用JLS-D-025型空气过滤器，过滤能力0.25m3/min，外型尺寸75520mm, 重量5kg，进出口管径2020，与种子罐进风口不一致，可采用法兰变径即可。过滤能力0.25m3/min大于0.144m3/min，能满足生产要求。 数量与二级种子罐数量一致，共6只。 （2）一级种子罐分过滤器：一级分过滤器风量的计算： 查生物工程设备P389 表3-1-9 JLS-D型空气过滤器技术特性，选用JLS-D-001型空气过滤器，过滤能力0.01m3/min，外型尺寸22150mm, 重量0.2kg，进出口管径61，与种子罐进风口不一致，可采用法兰变径即可。过滤能力0.01m3/min大于0.0043m3/min，能满足生产要求。数量与一级种子罐数量一致，共6只。（3）发酵罐分过滤器分过滤器滤层直径计算： 式中 V通过发酵罐分过滤器的空气流量（0.4MPa下） Vs通过分过滤器的气速，现取0.2m/s则 分过滤