产万吨味精工厂发酵车间设计说明书3完整

1、产万吨味精工厂发酵车间设计说明书3完整（可以直接使用，可编辑优质资料，欢迎下载）年产 1.5 万吨味精工场发酵车间设计说明书引言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-CH 2CH(NH 2)-COONa H2O),具有旋光性， 有D 型和L 型两种光学异构体。 味精具有很强的鲜味(阈值为0. 03%)， 现已成为人们普遍采取的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。1987年3月，联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十 九次聚会会议，宣布取消对味精的食用限量，再次确认为一种宁静可靠的 食品添加剂 1。早期

2、味精是由酸法水解卵白质进行制造的，自从1956 年日本协和发酵公司用发酵法生产以后，发酵法生产迅速生长，目前世界各 国均以此法进行生产。谷氨酸发酵是通气发酵，也是我国目前通气发酵财产中，生产厂家最 多、产物产量最大的财产 2。该生产工艺和设备具有很强的典范性，本文 对味精发酵生产工艺及主要设备作扼要介绍， 以期有助于了解通气发酵工 艺和主要设备的有关知识。设计内容为，了解味精生产中的原料预处理惩罚、发酵、提取部分的 生产要领和生产流程，凭据实际情况来选择发酵工段符合的生产流程，并 对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后，画出发酵 工段的工艺流程图宁静面摆设图。整个设计内容大要分

3、成三部分， 第一部分主要是味精生产的工艺和设 备选择；第二部分包罗发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型；第 三部分是工艺流程宁静面摆设图。由于我的水平有限，加之对先进设计的了解甚少，设计中有许多多少 不敷的地方敬请列位老师和同学批评指正。1 味精生产工艺1.1 味精生产工艺概述味精生产全历程可分别为四个工艺阶段 :(1)原料的预处理惩罚及淀粉 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 制取味精及味精制品加工。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，为保障生产历程 中对蒸汽

4、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、过滤系统处理惩罚，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。除铁过寸滤1 r脱兑色% F浓缩结晶，图1味精生产总工艺流程图1.2 原料预处理惩罚及淀粉水解糖制备1.2.1 原料的预处理惩罚此工艺操纵的目的在于开端破坏原料结构，以便提高原料的利用率， 同时去除固体杂质，防备呆板磨损。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。用于原料破坏的设备除盘磨机外，另有锤式破坏机和辊式破

5、坏机。盘 磨机遍及用于磨碎大米、玉米、豆类等物料，而锤式破坏机应用于薯干等 脆性原料的中碎和细碎作用， 辊式破坏机主要用于粒状物料的中碎和细碎 3。1.2.2 淀粉水解糖制备在产业生产上将淀粉水解为葡萄糖的历程称为淀粉的糖化， 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，才华供发酵使用。目前，国内许多味 精厂采取双酶法制糖工艺。1.3 种子扩大培养及谷氨酸发酵种子扩大培养为包管谷氨酸发酵历程所需的大量种子， 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

6、终向发酵罐提供足够 数量的结实的生产种子。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 菌处理惩罚。用于灭菌的工艺除采取连消塔维持罐一喷淋冷却系统外， 还可采取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本钱较高，因而应用较少。发酵设备，国内味精厂大多采取机器搅拌通风通用式发酵罐，罐体巨 细在 50m3 到 200m 3之间。对付发酵历程采取人工控制，检测仪表不能实 时反应罐内参数变革，因而发酵进程体现出颠簸性，产酸率不稳定。由于谷氨酸发酵为通风发酵历程，需供给无菌空气，所以发酵车间

7、另 有一套空气过滤除菌及供给系统。首先由高空采气塔收罗高空洁净空气，经空气压缩机压缩后导入冷凝器、油水疏散器两级处理惩罚，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，还可采取空气压缩、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取等电点离子互换法， 国内有些味精厂还采取 等电点锌盐法、盐酸水解等电点法及离子互换膜电渗析法提取谷氨 酸。但存在废水污染大，生产本钱高，技能难度大等问题，应用上受到限 制 1 。1.5 谷氨酸制取味精及味精制品加工精制车间加工的谷氨酸产物为谷氨酸单钠，即味精

8、。粗品经提纯、加 工、包装，得到制品。味精中和液的脱色历程，除使用碳柱外，还可使用离子互换柱，利用 离子互换树脂的吸附色素。味精的干燥历程，国内许多厂家还采取箱式烘 房干燥，设备简单，投资低，但操纵条件差，生产效率低，不适应大范围 生产的要求。也有的厂家使用气流干燥技能，生产量大，干燥速度快，干 燥时间短， 但干燥历程对味精光芒和外形有影响， 同时厂房修建要求较高， 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 味精工场发酵车间的物料衡算工艺技能指标及底子数据（ 1）查发酵工场工艺设计概论 P326 表 3 味精行业国度企业标准 5， 选用主要指标如表 1表1味

9、精发酵工艺技能指标指标名称单位指标数生产范围t/a15000 （味精）生产要领中糖发酵，一次等电点提取年生产天数d/a300产物日产量t/a50产物质量纯度%99倒灌率%1.0发酵周期h48发酵初糖Kg/m 3150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） 主要原质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，

10、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%。谷氨酸发酵车间的物料衡算首先盘算生产1000kg纯度为100%的味精需耗用的原辅质料及其他物 料量。（1）发酵液量V1V11000150 48% 80% 99% 112%15.66 m3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%撤除倒灌率 1%后的发酵乐成率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，G1 V1 150 2349(kg )( 3)二级种液量 V2V2 2%V1 0.313

11、m3( 4)二级种子培养液所需水解糖量G23 G2 25V2 7.83 m3 式中 25二级种液含糖量( kg/m 3)(5)生产1000kg味精需水解糖总量G为：G G1 G2 2356.8 kg( 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：G淀粉 2356.880% 95% 111%2793.7 kg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V3V3 3.5V2 1.1kg发酵培养基耗尿素为V4V4 40V1 626.4 kg故共耗尿素量为 627.5kg( 8)甘蔗糖蜜耗用量二级种液耗用

12、糖蜜量V5V520V26.26 kg发酵培养基耗糖蜜量V6V6 4V1 62.64 kg合计耗糖蜜 69.9kg( 9)氯化钾耗量 GKClGKCl 0.8V112.53 kg(10) 磷酸氢二钠(Na2HPO4 7H2O)耗量 G3G3 0.2V1 3.13 kg(11) 硫酸镁(MgSO4 7H2O)用量 G4G40.6V1 V29.58 kg( 12)消泡剂(泡敌)耗用量 G5G5 0.6V1 9.4 kg( 13)植物油耗用量G6G6 1.5V1 23.5 kg( 14)谷氨酸(麸酸)量 发酵液谷氨酸含量为：G1 48% 1 1% 1116.2 kg实际生产的谷氨酸(提取率 80%)为

13、：1116.2 80% 893 kg15000t/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 15000t/a 味精厂发酵车间的物料平衡盘算。具体盘算结果如表 2物料名称生产 1t 味精（100% ）的物料量15000t/a 味精生产的物料量每日物料量发酵液（m3）15.662.35 X 105783二级种液（m3）0.313469515.65发酵水解用糖（kg）23493.52 X 1071.17 X 105二级种培养用糖7.831.18 X 105391.5（kg）水解糖总量（kg）2356.83.53 X 1071.18 X

14、105淀粉（kg）2793.74.19 X 1071.40 X 105尿素（或液氨）627.59.41 X 1063.14 X 104糖蜜（kg）69.91.05 X 1063495氯化钾（kg）12.531.88 X 105626.5磷酸氢二钠（kg）3.134.70 X 104156.5硫酸镁（kg）9.581.44 X 105479泡敌（kg）9.41.40 X 105470植物油（kg）23.53.53 X 1051175谷氨酸（kg）8931.34 X 107446502.2 设备设计与选型发酵罐（1）发酵罐的选型选用机器涡轮搅拌通风发酵罐（2）生产能力、数量和容积简直定 发酵罐容积

15、简直定：选用200m3罐 生产能力的盘算：现每天生产 99%纯度的味精50t，谷氨酸的发酵周期为48h（包罗发酵罐清洗、灭菌、进出物料等帮助操纵时间）。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 15.66m3V糖 15.66 50 99%775.17 m3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Vo (发酵周期为48h)。775 17Vo V糖 m1107.4 m30.7 发酵罐个数简直定：公称体积为200m3的发酵罐，总体积为 230 m3N1775"7 489.63 个V总© ?24230 0

16、.7 24取公称体积200 m3发酵罐11个，其中一个留作备用。头际产量验算：230 0.7 5 30015580.6 t/a15.66 99%富饶量15580.6 150003.9%15000能满足产量要求(3) 主要尺寸的盘算：取高径比H : D=2 : 1V全 V筒 2V封 230m3;则有:2n 3V 全 0.785D 2D D 223024H=2D ;解方程得:1.57D30.26D3230D 3 2305.004 mV1.83取 D=5mH=2D=10m ;封头高:H 封ha hb 1300 mm封头容积：V 封=16.4 (m3)圆柱部分容积：验算全容积V全:3V 筒=197m3

17、V全 V筒 2V封 197 2 16.4 229.8 m3V全=V '全切合设计要求，可行。(4) 冷却面积的盘算4.18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 x 6000kJ/(m3 h)。采取竖式蛇管换热器，取经验值K=4.18 x 500 kJ/(m 3 h T )。平均温差厶tm :tm t1 t2In t1 t232 T >32 T20T >27 T代入12 tm12 58T对公称容量200 m3的发酵罐，每天装 5罐，每罐实际装液量为775.175155 m3换热面积旦 418 6000 155232.5 m3K tm 4.18 500

18、8(5) 搅拌器盘算选用六弯叶涡轮搅拌器搅拌器叶径D 5Di331.67 m取 d=1.7(m)叶宽：B 0.2d0.21.70.34 m弧长：l 0.375d0.3751.70.64 m底距：c D 5331.7m盘踞：di 0.75Di 0.751.71.28 m叶弦长：L 0.25Di 0.251.70.43 m叶距：Y D5 m弯叶板厚：S =12 (mm)N2NiD1D22/31101.052/31.780 r/ min取两挡搅拌，搅拌转速N2可凭据50m3罐，搅拌直径1.05m，转速Ni=110r/min。以等Po/V为基准放大求得：（6）搅拌轴功率的盘算淀粉水解糖液低浓度细菌醪，

19、可视为牛顿流体。盘算RemD2N p Re mN 1.33 r/s搅拌器转速，60-醪液密度，P =1050 kg/m3 -醪液粘度，卩=1.3 x 10-3N s/m2将数代入上式：Rem7233 10503.1 106 >1。41.3 10视为湍流，则搅拌功率准数Np=4.7 盘算不通气时的搅拌轴功率Po:PoNPN3D5p式中 Np在湍流搅拌状态时其值为常数N 搅拌转速， N=80r/mi n=1.33r/s D 搅拌器直径，D=1.7mp醪液密度，p =1050kg/m3 代入上式:P0'4.7 1.333 1.75 1 050103W88.288.2kW4.7两挡搅拌:

20、P。2P0176.4kW 盘算通风时的轴功率 Pg230.39Pg2.2510 3F0 ND-QQ0kW式中P0不通风时搅拌轴功率（kW），%176.43.1 10N轴转速，N=80r/mi nD 搅拌器直径（cm），D3=1.73 x 106=4.9x 106Q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，为宁静。现取 0.11;则 Q=155 x 0.11 x 106=1.7 x 107 （ ml/min ）代入上式:q0.080.081.7 1 073.793Pg2.25 103.1 104 80 4.9 106 0393.7969.1 k

21、WP 1.01123转动轴承n 2=0.99，滑动轴承n 3=0.98 ；端 面密封增加功率为1%7;代入公式数值得：69.1米取二角带传动n 1=0.92 ； 求电机功率P电:P电1.01 78.2 kW0.92 0.99 0.98(7) 设备结构的工艺盘算 空气漫衍器：本罐采取单管进风，风管直径©133 x 4mm。 挡板：本罐因有扶梯和竖式冷却蛇管，故不设挡板 密封方法：本罐采取双面机器密封方法，处理惩罚轴与罐的消息问题。 冷却管摆设：采取竖式蛇管I最高负荷下的耗水量 WQ总Cp 12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 4.18 6000

22、 1553.89 106 kJ/hcp冷却水的比热容，4.18kJ/ (kg K)t2 冷却水终温，t2=27Ct1 冷却水初温，t1 =20 C将各值代入上式6W3.89 104.1827 2051.33 10 kg/h 36.9 kg/s冷却水体积流量为3.69 X 10-2m3/s，取冷却水在竖直蛇管中的流速为1m/s，凭据流体力学方程式，冷却管总截面积S总为:S总-2m3/sv式中 W冷却水体积流量，W=3.69 X 10V冷却水流速， v=1m/s代入上式：S总总、36皿 3.69 10 21m2进水总管直径S总n冷却管组数和管径:取n=8,求管径3.69 10 2 0.7850.7

23、85设冷却管总外貌积为 S总, 由上式得：0.217 m管径do,组数为n，则:* In? 0.7853.69 10 20.077 m8 0.785查金属质料表选取© 89 X 4mm无缝管9，% 81mmg 5.12kg/m，d内 d°，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 D 3.14 6001884 mm川冷却管总长度L盘算：由前知冷却管总面积F 232.5m2现取无缝钢管© 89 x 4mm，每米长冷却面积为F03.14 0.08 10.25 m2则：,F232

24、.5L930 mF。0.25冷却管占有体积：23V 0.785 0.0899305.8 mIV每组管长L0和管组高度：,L930L°77.5 mn12另需连担当8m:L实 L 89308938 m250mm。可排竖式直蛇管的高度，设为静液面高度，下部可伸入封头 设发酵罐内附件占有体积为0.5m3，贝总占有体积为V总 V液 V管 V附件155 5.8 0.5 161.3m3则筒体部分液深为：V 总 V封161.3 16.4 一27.4 mS 0.785 52竖式蛇管总高H 管 7.40.257.7 m又两端弯管总长I。1884 m m,两端弯管总高为 600mm， 则直管部分高度：h

25、H 管 60077006007100 mm则一圈管长：I 2h l02 7100188416084 mmV每组管子圈数n°：noLo77.5l 16.1现取管间距为2.5D外2.5 0.0890.22 m ,竖蛇管与罐壁的最小距离为0.15m，则可盘算出搅拌器的距离在允许范畴内（不小于200mm）。.校核摆设后冷却管的实际传热面积：F实d平均? L实23.14 0.08 938 235.6 m而前有F=232.5m2， F实F，可满足要求（8）设备质料的选择10选用A3钢制作，以低落设备用度。（9）发酵罐壁厚的盘算盘算法确定发酵罐的壁厚式中PQ C（ cm）2 PP设计压力，取最高事

26、情压力的1.05倍，现取P=0.4MPaD 发酵罐内经，D=500cmA3钢的应用应力，八 =127MPa式中©-焊接漏洞，© =0.7C壁厚附加量(cm)CC1C 2C3C1 钢板负偏差，现取C1=0.8mmC2 为腐化余量，现取C2=2mmC3加工减薄量，现取C3=0(TC 0.8 202.8 mm 0.28 cm选用0.4 500S0.281.4 cm2 127 0.70.414mm厚A3钢板制作。封头壁厚盘算：标准椭圆封头的厚度盘算公式PQ5如下:C(cm)式中 P=0.4MPaD=500cm"=127MPaC=0.08+0.2+0.1=0.38 (cm)

27、© =0.7S X 4000.381.5 cm2 127 0.70.4(10)担当设计 担当的长度h设计：取 100200mm。 担当直径简直定：按排料管盘算：该罐实装醪量 流量各担当的长度h凭据直径巨细和有无保温层，一般155m3，设4h之内排空，则物料体积Q3600 4发酵醪流速取v=1m/s;则排料管截面积为0.0108m3/sF物。管径:00.01110.785d2F物d : 0.785°.。110.118 mY 0.785取无缝管© 133 x 4mm， 125.mm118mm，认为符合。按通风管盘算，压缩空气在0.4MPa下，风比 0.10.18vvm

28、，为常温下 20C，0.1MPa30 °C 状态。风量 Q1取大值，Q1 155 0.18利用气态方程式盘算事情状态下的风量0.1273 30Qf 0.46 -0.35273 20取风速v=25m/s，则风管截面积 Ff为支管气速为2025m/s。现通 下的情况，要折算 0.4MPa、28 m / min 0.46 m /s。Qf30.14 m /sQf Ffv0.1420.0056 m25Ff0.785d 气则气管直径d气为:0.0056 0.084 m133 x 4mm无缝管，可.0.785因通风管也是排料管，故取两者的大值。取©满足工艺要求。排料时间复核：物料流量Q=

29、0.0108m3/s，流速v=1m/s ；管道截面积：F 0.785 0.12520.0123 m2，在相同的流速下，流过物料因管径较原来盘算结果大，则相应流速比P Q卫皿0.88倍Fv 0.0123 1排料时间：t 2 0.881.8 h（11）支座选择选用裙式支座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结实的生产种子。 种子罐冷却方法采取夹套冷却。（1）二级种子罐容积和数量简直定 二级种子罐容积简直定：接种量为2%盘算，则种子罐容积 V种2为:V 种 2 V总 2%2302%4.6 m3式中V总发酵罐总容积（m3）

30、 二级种子罐个数简直定：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，帮助操纵时间810h，生产 周期1618h，因此，二级种子罐 6个已足够，其中一个备用。 主要尺寸简直定种子罐仍采取多少相似的机器搅拌通风发酵罐。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：323V总 2 D 0.785D 2D 4.6 m24整理后1.57D30.26D34.6解方程得D=1.4m则H=2D=2 X 1.4=2.8 (m)查得封头高H'封H 封 35025375 mm罐体总高H'罐:H 罐 2H 封 H筒 2

31、 375 28003550 mm单个封头容量：V'封=0.398 ( m3)圭寸头外貌积：S 封=2.23m?圆筒容量：V筒20.785D 2D 4.313 m不计上封头容积:V有效V封7筒4.13 0.3984.53 m3校核种子罐总容积V'总:V、2V封V筒 2 0.398 4.134.93 m比需要的种子罐容积4.6 m3大，可满足设计要求 冷却面积的盘算采取夹套冷却发酵产生的总热量:Q总 4.18 6000 155 2%47.78 10 kJ/hIHIV夹套传热系数：K4.18150 250 kJ / m2 ?h ?C现取 K=4.18 x 220kJ/ （m2 hC）

32、平均温差：发酵温度 则 平均温差：32C；水初温 2023C，取23C ；水终温 27C,tm7C2需冷却面积F:7.78 104K tm 4.18 220 7 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 ：12.1 m2Ho3.1-0.3980.785 1.421.76 m液深：Hl375 1760夹套可能实现的冷却面积为封头表标面积 体为外貌积S筒之和：H封Ho2135 mmS封与圆筒被液体浸没的筒SS筒S封DH °3.14 1.4 1.76 2.2313.6 m2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

33、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。 设备质料的选择采取A3钢制作 壁厚盘算I夹套内罐的壁厚0.4mPL2.6ED式中 D设备的公称直径，140cmm外压容器的稳定系数，与设备的起始椭圆度有关，在我 国，m=3P设计压力，与水压有关，P=0.4MPaE 金属质料的弹性模量9，对A3钢E=2 X 105MPaC=C 1+C2+C3=0.08+0.1+0=0.18L=110cmC壁厚附加量，L 筒体长度，将数值代入公式：0.4S 1400.183 0.4 11052.6 2 101400.89 cm取9mmn封头的厚度s封：查发酵工场工

34、艺设计概论 头最大需用内部压力i对付上封头，取S封=6mmii对付下封头，取S封=8mm川冷却外套壁厚：查发酵工场工艺设计概论制内压圆筒壁厚，确定S 套=5mmIV外套封头壁厚：查发酵工场工艺设计概论(JBH54 73)，确定 S 套封=6mm设备结构的工艺设计P317表16碳钢椭圆封P314表13碳钢与普低钢P316表15椭圆形圭寸头套封旦？Z 0.5I挡板：凭据全挡板条件，D式中B 挡板宽度 B=( 0.1-0.12 ) D=0.1 X 1400=140mmD 罐径 D = 1400mmZ 挡板数:0.5B0.5竺140取Z = 6块n搅拌器：采取六弯叶涡轮搅拌器直径：Di = 0.30.

35、35D现取：Di 0.35D0.35 1400490mm叶片宽度：h 0.2Di 0.2 1400280mm弧长：r 0.375Di 0.375 1400525mm盘径：0.75Di 0.75 14001050mm叶弦长：l 0.25Di 0.25 1400350mm搅拌器间距：Y Di 490mm底距：b 490mm搅拌器转速 N2，凭据50L罐，470r/min，使用P0/V为基准放大 50L 罐 N1 = 470r/min ,6N2N12/3D2搅拌器直径Di=112mm2/3112470176 r/min490两挡搅拌。m搅拌轴功率的盘算淀粉水解糖液低浓度细菌醪，可视为牛顿流体。i盘算

36、RemD2N pRe m式中 D搅拌器直径,N搅拌器转速,P 醪液密度，卩一一醪液粘度，将数代入上式：D=0.49m176N2.93 r/s603=1050 kg/m3卩=1.3 x 10-3N s/m20.49231.3 10视为湍流，则搅拌功率准数Np=4.7ii盘算不通气时的搅拌轴功率P0:Re m293 10505.68 105 >104PoNPN3D5p式中 Np在湍流搅拌状态时其值为常数4.7N 搅拌转速，N=176r/mi n=2.93r/sD 搅拌器直径，D=0.49mP醪液密度，p =1050kg/m3P04.7 2.933 0.49533.5 10 W代入上式:105

37、03.5kW两挡搅拌P° 2Po7kWiii盘算通风时的轴功率PgPg2.25 10 3F02ND30.39kW式中P0不通风时搅拌轴功率（kW ），P027249N 轴转速， N=176r/mi nD 搅拌器直径（cm），D3=0.493 x 106=1.12 x 105Q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，为宁静。现取 0.11; 则Q=3.1 X 0.11 X 106=3.41 X 105 ( ml/min )Q0'083.41 105 0.08 2.77代入上式:Pg 2.25 10 30.3949 176 1

38、.12 1052.774.83 kWiv求电机功率P电:米取二角带传动n 1=0.92 ；面密封增加功率为 1%;代入公式数值得:4.83Pg 1.01123转动轴承n 2=0.99，滑动轴承n 3=0.98 ；端IV进风管：该管距罐底 通风管管径盘算： 通风量为0.18VVm , 常压下t0=20°C,1.015.47 kW0.92 0.99 0.982560mm之间，现取 30mm向下单管。设罐压0.4MPa，发酵温度 t=32 C,风速 v=20m/s ,送风量V将通风换算成事情状态，求通风管直径V为：33.1 0.180.56 m / mind1V 0.1273 td1P 2

39、73 t00.785 v 60'0.560.10.43052930.78520600.012 m 12 mm圆整，查发酵工场工艺设计概论,P313表12,无缝钢管(YB231-70), 管径采取25X 3mm ,内径25-2 X 3=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30mm20min送完3.1m3物料向下单管。按输送物料算:则物料流量为0.0026m3/s20 60管道截面为F,物料流速为v=0.51m/s，现取 v=0.5m/s，贝0.00260.520.0052 m设管径为:d2F. 0.7850.0052:0.

40、7850.08 m圆整，查发酵工场工艺设计概论，P313表12,无缝钢管(YB231-70)， 管径采取108X 4mm ,内径108-2 X 4=100 mm大于80 mm，可满足生产要 求。4VD冷却水管：由前知需冷却热量Qmax 7.78 10 kJ/h，冷却水温变革23C 27C,水比热容 cw 1 4.18kJ/kg? °则耗水量W为:Qcw t1 t27.78 104653 kg/h4.1827 230.64 md取水流速v=4m/s ;则冷却管直径为4 °.785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器搅拌通风发酵罐 一级种子罐容积和

41、数量简直定种子罐容积简直定：接种量按 2%盘算，则种子罐容积 V种1为V#1 V 种 22%4.6 2%0.092 m3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，圭寸头高125mm，罐体总高 1050mm，圭寸头容积 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。一级种子罐个数简直定：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，帮助操纵时 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。

42、2.2.3 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盘算：01305133V 3.1 0.180.0024 m3/s 0.144 m3/min0.4 293 60查生物工程设备P389表3-1-9 JLS-D型空气过滤器技能特性，选用JLS-D-025型空气过滤器，过滤能力0.25m3/min，外型尺寸© 75x 520mm, 重量5kg，进出口管径© 20x 20,与种子罐进风口不一致，可采取法兰变 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

43、风量的盘算：V 0.092 0.18 °! 空丄 0.000071 m3/s 0.0043 m3/min0.4293 60查生物工程设备P389表3-1-9 JLS-D型空气过滤器技能特性，选用JLS-D-001型空气过滤器，过滤能力0.01m3/min，外型尺寸© 22 x 150mm, 重量0.2kg，进出口管径© 6X 1，与种子罐进风口不一致，可采取法兰变 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盘算：式中V通过发酵罐分过滤器的空气流量（

44、0.4MPa下）155 0.180.10.4305 丄293 60Vs通太过过滤器的气速，现取D滤层4 0.12 3.14 0.230.12 m /s0.2m/s0.874 m分过滤器直径:D过滤器1.1 1.3Do现取：D过滤器 1.3D滤层1.3 0.874 1.136 m查金属质料表，选无缝钢管，或用钢板卷制。圆整倒推荐值:D过滤器=1200mm 分过滤器的壁厚：设计压力P=0.5MPa0.5 90.02 127 0.7 0.50.280.53 cm取 S=6mm。 进出气管：进出气管直径可取与设备通风管一致，即©133X 4无缝管 数量：分过滤器与发酵罐相配合，每罐一个，共需

45、11台。 滤层厚度：同种子罐，分过滤器56层超细玻璃纤维滤纸，经树脂处理惩罚过使用。 分过滤器高度：h筒 1.5 D过滤器 1.5 12001800 mmh锥5 D过滤器1.5 12001800 mm味精厂发酵车间设备一览表味精发酵车间设备见表3表3 15000t/a味精厂发酵车间设备一览表位号设备名称台数规格与型号质料备注F301-311发酵罐11© 5000 x 10000mmA3钢专业设备F321-326二级种子罐6© 1400 x 2800mmA3钢专业设备F331-336一级种子罐6© 400 x 800mmA3钢专业设备R301-311发酵罐分过滤器1

46、1© 1200 x 1800mmA3钢专业设备R321-326种子罐分过滤器6© 75 x 520mmA3钢专业设备R331-336种子罐分过滤器6© 22 x 150mmA3钢专业设备参考文献1 张克旭氨基酸发酵工艺学，中国轻产业出书社，1992：279-280。2 张启先我国发酵产业生长现伏与对策科技导报， 1992（ 2）：44-45 。3 高孔荣发酵设备，中国轻产业出书社，1991：1-5。4 王旭 禹郑超味精发酵生产工艺及其主要设备， 高等函授学报 （自 然科学版），1995（4）：45-48。5 吴思方发酵工场工艺设计概论，中国轻产业出书，1995。6

47、 梁世中生物工程设备，中国轻产业出书社，2002。7 黎润钟发酵工场设备，中国轻产业出书社，1991。8 姚玉英化工原理，天津大学出书社， 1999。9 国度医药治理局上海医药设计院， 化工工艺设计手册， 化学产业出 书社， 1996。10 华南工学院，发酵工程与设备，北京轻产业出书社， 1981。11 何铭新等机器制图，高等教诲出书社， 1997。12 何铭新等修建制图 高等教诲出书社， 1994。13 华东理工大学 浙江大学，生物工程 （技能 ）专业英语，化学产业出 书社， 1999。14 许赣荣发酵生物技能专业英语，中国轻产业出书社，2004。15 英汉生物化学辞书，科学出书社， 198

48、3。16 Chemical Engineering progress March ， 1976。17 Lydersen B. K, D'elia Nelson K.L Bioprocess Engineering : Systems, equipment and facilities, ed. john Wiley & Sons, INC. 1994.New York. 。18 Unit Operations of Chemical Engineering, 3rd ed.New York:GcGraw-Hill ， 1976,Section 4 。致谢本次结业设计是在敬爱的导

49、师李树立副传授的悉心指导下完成的， 设计的准备、进行及设计的写作历程中，李老师都支付了大量的时间和精 力，李老师严谨的治学态度、渊博的学科知识、高度的责任心，使我受益 匪浅，让我不但学到了许多知识，更学到了许多做人做事的原理。在此我 要向一直以来辛苦事情的李树立老师体现我最衷心的谢谢和最崇高的敬齐齐哈尔大学结业设计（论文）题 目： 年产5万吨12。经典啤酒厂发酵车间设计（发酵罐）学 院：食品与生物工程学院专业班级：生物工程111班学生姓名：#指导西席：#成 绩：2021年06月15日摘要本设计为年产 5 万吨 12°经典啤酒厂发酵车间设计。经典啤酒是以麦芽和大米为 主要原料， 添加大

50、量酒花以及适量酵母发酵酿制而成的一种低二氧化碳、 起泡、低酒 精度( 2.5%7.5%)的饮料。经典啤酒具有发酵度比力低、麦汁中大分子含量多、口 味奇特、营养富厚等特点。本设计对 5 万吨 12°经典啤酒厂的生产的发酵工艺进行了 论证，确定了发酵要领与工艺流程， 进行了物料衡算， 发酵工段耗冷盘算， 水量衡算。 糖化要领采取双醪二次煮出糖化法， 发酵要领采取下面发酵法。 本设计的图纸主要包 罗发酵车间流程图， 发酵车间的平面图和立面图及重点设备发酵罐的装配图。 为了节 能和淘汰污染，还设计了产业 “三废 ”处理惩罚系统。在低落能耗、淘汰废水排放、啤 酒糟的采取与利用等方面进行了探讨研究。要害词： 啤酒厂；工艺设计；发酵罐；物料衡算；设备选型与论证AbstractThis design subject is annual output 50,000 tons of 12°classic brewery fermentation workshop.Classic beer is a kind of low-carbon dioxide,sparkling,l