公称容积30m3缬氨酸发酵罐设计

1、制药设备与工程设计课程设计题目：公称容积 30 m3 缬氨酸发酵罐设计设计小组：第六组专业班级：制药班设计组成员：指导教师：西南科技大学 生命科学与工程学院2022年十二月名目 HYPERLINK l “_TOC_250044“ 一、设计任务书1 HYPERLINK l “_TOC_250043“ 设计内容1设计参数和技术特性指标1 HYPERLINK l “_TOC_250042“ 设计要求2 HYPERLINK l “_TOC_250041“ 二、概述2 HYPERLINK l “_TOC_250040“ 设计目的2 HYPERLINK l “_TOC_250039“ 设计思想及依据2 H

2、YPERLINK l “_TOC_250038“ 设计原则2 HYPERLINK l “_TOC_250037“ 发酵罐设计概述3三、罐体及传热装置的设计3罐体及换热装置的设计3 HYPERLINK l “_TOC_250036“ 确定罐体高径比4 HYPERLINK l “_TOC_250035“ 罐体容积计算4罐体厚度确实定5 HYPERLINK l “_TOC_250034“ 上封头厚度确实定6 HYPERLINK l “_TOC_250033“ 下封头厚度确实定6 HYPERLINK l “_TOC_250032“ 罐体压力试验7 HYPERLINK l “_TOC_250031“ 夹

3、套直径和高度确实定7 HYPERLINK l “_TOC_250030“ 夹套材料和壁厚确实定8 HYPERLINK l “_TOC_250029“ 夹套封头厚度确实定8 HYPERLINK l “_TOC_250028“ 夹套压力试验9 HYPERLINK l “_TOC_250027“ 四、搅拌装置及附件设计9 HYPERLINK l “_TOC_250026“ 搅拌轴计算9 HYPERLINK l “_TOC_250025“ 搅拌轴功率计算9 HYPERLINK l “_TOC_250024“ 按扭矩计算轴的强度10搅拌器支撑尺寸计算11 HYPERLINK l “_TOC_250023

4、“ 搅拌器选型及分布11搅拌器根本尺寸计算11 HYPERLINK l “_TOC_250022“ 搅拌器构造12 HYPERLINK l “_TOC_250021“ 挡板设置12五、传动装置设计及局部其它装置选型设计12电动机选择12 HYPERLINK l “_TOC_250020“ 减速机选型14 HYPERLINK l “_TOC_250019“ V 带设计15 HYPERLINK l “_TOC_250018“ 联轴器选型18 HYPERLINK l “_TOC_250017“ 密封装置选型19 HYPERLINK l “_TOC_250016“ 机架选型20 HYPERLINK l

5、 “_TOC_250015“ 安装底盖21 HYPERLINK l “_TOC_250014“ 凸缘法兰选型21 HYPERLINK l “_TOC_250013“ 罐体上接收口22 HYPERLINK l “_TOC_250012“ 人孔选型22 HYPERLINK l “_TOC_250011“ 接收法兰23 HYPERLINK l “_TOC_250010“ 支座设计和计算24 HYPERLINK l “_TOC_250009“ 支座选型24 HYPERLINK l “_TOC_250008“ 计算总载荷25六、剩余其它装置选型设计27 HYPERLINK l “_TOC_250007“

6、 视镜选型设计27 HYPERLINK l “_TOC_250006“ 消泡装置选型设计28 HYPERLINK l “_TOC_250005“ 液面计设计28 HYPERLINK l “_TOC_250004“ 无菌空气分布管设计29七、设计总30设计组成员信息30 HYPERLINK l “_TOC_250003“ 设计分工30 HYPERLINK l “_TOC_250002“ 组员个人总结30 HYPERLINK l “_TOC_250001“ 八、公称容积 30 m3缬氨酸发酵罐设计装配图附图 HYPERLINK l “_TOC_250000“ 九、参考文献33一、设计任务书设计内容

7、公称容积错误!未找到引用源。缬氨酸发酵罐设计工程名称参数或指标工作压力罐内0.15Mpa夹套蛇管内0.25Mpa工作温度罐内121夹套蛇管内150罐内稍微腐蚀性物料工作介质夹套内蒸汽组别6装料量m326传热面积m244.11搅拌器型式 搅拌器转速/rmp 搅拌轴功率kw其它直叶圆盘涡轮20051.47夹套换热时，至少应装四块挡板依据需要设置罐体材料建议设计参数和技术特性指标16Mn错误!未找到引用源。取错误!未找到引用源。；装料系数错误!未找到引用源。取错误!未找到引用源。；通风管通风比通气速率/发酵液体积取错误!未找到引用源。 发酵液密度为错误!未找到引用源。，最大粘度错误!未找到引用源。；

8、初始水温错误!未找到引用源。. 接收建议推举：出料口冷 凝 液蒸 汽 进温 度 计视镜进料口人孔手孔压 缩 空出口口插口气入口1设计要求机械搅拌生物反响器机械计算及整体构造设计，完成设计说明书。进展罐体及夹套或内部蛇管设计计算进展搅拌装置设计：搅拌器的选型设计；选择轴承、联轴器，罐内搅拌轴的构造设计，搅拌轴计算和校核；搅拌器、电机功率计算、传动系统的设计计算：尽可能承受V 带传动，进展传动系统方案设计；进展带传动设计计算；密封装置的选型设计选择支座形式并计算手孔或人孔选型选择接收、管法兰、设备法兰设计机架构造设计凸缘及安装底盖构造空气分布管、视镜的选型设计绘制搅拌式生物反响器装配图(3 号图纸

9、)。二、概述设计目的本设计涉及到化工原理、制药工艺学、机械制图以及制药设备与工程设计等多门课程所学学问，通过这次课程设计我们对所学各科学问有一个具体的运用时机，同时 到达温故知的目的。在设计过程中会遇到不同的问题，需要靠组员的乐观协调与协作才能 保质保量的完成设计，所以此设计要求我们要在觉察问题后乐观独立的分析问题并争辩出解 决问题的方法。设计要求各组员按各自专进步行分工，已到达资源充分合理的利用。设计思想及依据本机械搅拌发酵罐的设计主要是依据指导教师给定的设计任务书进展设计，在设计过 程中遇到的问题先是组员之间协商解决，假设不能再与其他组成员进展沟通，期望能够尽量独立完成这次设计。对于设备的

10、参数选择及选型严格依据机械设计手册和相关参考资料进展选择设计。设计原则本设计中遵循“边算、边选、边改，最终绘图”的原则，设备参数选择及选型多从生产2要求动身考虑经济效益进展选择，以到达经济高效的生产目的。发酵罐设计概述发酵罐是用于培育微生物或细胞的封闭容器或生物反响装置。因材料、大小和外形的差异，发酵罐有很多种类，可用于争辩、分析和生产。本缬氨酸发酵罐的设计依据工艺要求并考虑制造、安装、维护检修的便利，需要确定换热装置、传热装置、搅拌装置和其他附件的参数和型号。由设计题目，我组设计的缬氨酸发酵罐总容积错误!未找到引用源。，装料量约错误!未找到引用源。，总高度约错误!未找到引用源。，罐体公称直径

11、错误!未找到引用源。承受夹套换热器、错误!未找到引用 源。带减速器、直叶涡轮圆盘式搅拌器，联轴器设计在罐体内部，还包括接收、支座、轴封、法兰、安装底座、人孔、试镜、液面计、消泡器等附件。三、罐体及换热装置的设计罐体及封头几何尺寸计算图 1 罐体构造简图图中：错误!未找到引用源。罐直筒局部高度，错误!未找到引用源。； 错误!未找到引用源。罐直径，错误!未找到引用源。;错误!未找到引用源。搅拌器直径，错误!未找到引用源。；错误!未找到引用源。搅拌器桨距离罐底距离，错误!未找到引用源。； 错误!未找到引用源。多个搅拌桨时的桨距，错误!未找到引用源。；选取标准椭圆形封头，封头的公称直径与筒体一样，构造

12、如图：3图 2 封头构造确定罐体高径比种类釜内介质接触形式H/Di一般反响釜液-液相或液-固相物料1 1.3气-液相物料1 2发酵罐类气-液相物料表 1 几种搅拌釜的长径比值1.7 2.5对于机械搅拌发酵罐，这里取高径比为错误!未找到引用源。罐体容积计算公称容积错误!未找到引用源。 ，选取高径比错误!未找到引用源。罐体内径：错误!未找到引用源。，圆整取公称直径错误!未找到引用源。查手册得，错误!未找到引用源。的标准椭圆形封头曲面高错误!未找到引用源。，直边高度，封头容积错误!未找到引用源。，外表积错误!未找到引用源。，查手册得一米错误!未找到引用源。高筒体容积错误!未找到引用源。，外表积错误!

13、未找到引用源。计算筒高：筒体高度圆整得错误!未找到引用源。由计算结果得实际高径比错误!未找到引用源。复核结果与选取高径比一样，满足要求。全容积：罐的圆柱体局部体积和上下封头体积之和即：错误!未找到引用源。公称容积：罐的圆柱体局部体积和下封头的体积之和取整数即：,取整得错误!未找到引用4源。设备总容积：错误!未找到引用源。装料量：错误!未找到引用源。装料量系数错误!未找到引用源。传热面积：错误!未找到引用源。传热面积按错误!未找到引用源。装料量计算筒体厚度确实定设计要求罐内压力错误!未找到引用源。；夹套或蛇管压力错误!未找到引用源。；工作温度:罐内 小于或等于错误!未找到引用源。，蛇管或夹套小于

14、或等于错误!未找到引用源。；工作介质： 罐内稍微腐蚀性，蛇管或夹套蒸汽；搅拌器转速错误!未找到引用源。，物料密度错误!未找 到引用源。筒体厚度计算选用错误!未找到引用源。钢材，查表得错误!未找到引用源。钢错误!未找到引用源。， 厚度错误!未找到引用源。，设计温度错误!未找到引用源。的许应力为错误!未找到引用源。表 2选取筒内设计压力错误!未找到引用源。，同时需推断是否考虑液体静压力错误!未找到引用源。 ，超过设计压力的错误!未找到引用源。，计算在设计压力内5筒体的焊缝承受单面对接焊缝，几部无损伤，焊缝系数错误!未找到引用源。设钢板厚度错误!未找到引用源。，则取负偏过失误!未找到引用源。，双面腐

15、蚀度错误!未找到引用源。所以错误!未找到引用源。考虑安全裕量，取筒体厚度错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。上封头厚度确实定在上封头厚度计算公式中，对标准椭圆形封头错误!未找到引用源。依据容器最小壁厚的规定，其最小壁厚不应小于错误!未找到引用源。，腐蚀裕量另加，负偏过失误!未找到引用源。上封头外面无夹套，所以无物料腐蚀， 错误!未找到引用源。所以上上封头的设计厚度为：为了便于制造，上封头与筒体设计为一样厚度，即：错误!未找到引用源。下封头厚度确实定据公称直径查相应标准椭圆形封头的参数得：曲面高度：错误!未找到引用源。，直面高度：错误!未找到引用源。所以下封头装液的高度：错误!未找到引用源。

16、错误!未找到引用源。，超过设计压力的错误!未找到引用源。，应计算在设计压力内，故错误!未找到引用源。6取负偏过失误!未找到引用源。，双面腐蚀度错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。下封头设计厚度为：为了便于制造，下封头与筒体设计为一样厚度，即：错误!未找到引用源。罐体压力试验承受水压试验，试验压力公式：屈服点强度错误!未找到引用源。，所以错误!未找到引用源。得到错误!未找到引用源。，所以压力试验强度足够夹套直径和高度确实定表 3对于筒体内径错误!未找到引用源。，在错误!未找到引用源。范围内, 所以换热装置选择夹套换热。夹套内径错误!未找到引用源。，符合压力容器公称直径查手册得：错误!未找到

17、引用源。的标准椭圆形封头的封头容积错误!未找到引用源。，外表积错误!未找到引用源。，曲边高度错误!未找到引用源。，直边高度错误!未找到引用源。， 一米高筒体容积错误!未找到引用源。，外表积错误!未找到引用源。依据夹套内径计算夹套高度：7夹套高度不得低于料液高度，为保证安全，选取夹套高度从夹套下封头至夹套顶高度错误!未找到引用源。验算夹套传热面积：符合设计要求夹套材料和壁厚确实定为便于制造，同样选取错误!未找到引用源。为夹套材料查表得：厚度在错误!未找到引用源。罐内温度错误!未找到引用源。的许应力错误!未找到引用源。，选取夹套设计压力错误!未找到引用源。，焊接系数错误!未找到引用源。，取负偏过失

18、误!未找到引用源。，单面腐蚀取腐蚀裕量错误!未找到引用源。，所以错误!未找到引用源。考虑安全裕量，选取夹套厚度错误!未找到引用源。夹套封头厚度确实定承受标准椭圆形封头，壁厚附加量取错误!未找到引用源。取夹套的筒体和封头的壁厚均为错误!未找到引用源。夹套压力试验承受水压试验，试验压力公式：屈服点强度错误!未找到引用源。，所以错误!未找到引用源。得到错误!未找到引用源。，所以压力试验强度足够8四、搅拌装置及附件设计搅拌轴计算搅拌轴功率计算由于设计搅拌发酵罐，搅拌器既要有较强剪切力，又要有较大的流体循环特性，涡轮式适于搅拌多种物料，尤其对中等粘度液体特别有效；混合生产力量较高，能量消耗少，搅拌效率较

19、高；有较高的局部剪切效应；简洁清洗和造价较高。涡轮式搅拌机常用于制备低粘度的乳浊液、悬浮液和固体溶液。所以选用直叶圆盘涡轮式搅拌器。当高径比小于错误!未找到引用源。时一般承受单层搅拌器，此后每多错误!未找到引用源。倍，就加一层搅拌器,由于错误!未找到引用源。，则搅拌器层数取错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。，一般错误!未找到引用源。,取错误!未找到引用源。下层搅拌器与罐底的距离高度错误!未找到引用源。，取错误!未找到引用源。所以错误!未找到引用源。两搅拌器之间的间距错误!未找到引用源。，取错误!未找到引用源。为避开搅拌器工作时产生漩涡，应使搅拌器暴露在空气中，第一个搅拌器距离料液液面的高

20、度不小于搅拌器外径的1.5 倍，所以错误!未找到引用源。，圆整取由于错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。，料液浓度错误!未找到引用源。，料液粘度错误!未找到引用源。，则所以，料液流淌状态为湍流搅拌功率计算：9表 4 湍流时各搅拌的功率准数氨基酸发酵搅拌过程为气体分散，所以搅拌功率系数取错误!未找到引用源。对于多层搅拌器来说，其功率用以下公式计算式中错误!未找到引用源。为搅拌层数，故错误!未找到引用源。按扭矩计算轴的强度搅拌轴材料承受 45 钢，45 钢的许用应力错误!未找到引用源。，计算系数错误!未找到引用源。，则搅拌轴直径估算考虑到键槽和腐蚀取裕量错误!未找到引用源

21、。，取错误!未找到引用源。搅拌器支撑尺寸图 3 搅拌轴构造依据阅历轴的悬臂错误!未找到引用源。、轴径错误!未找到引用源。和两轴承间距错误! 未找到引用源。应满足系列关系：10错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。依据错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。，所以错误!未找到引用源。,则取错误!未找到引用源。取错误!未找到引用源。，所以错误!未找到引用源。由于搅拌轴较长，故在底部增加一个底轴承。搅拌器选型及分布搅拌器根本尺寸设计由于浆径错误!未找到引用源。，所以承受六叶可拆的圆盘式涡轮依据直叶圆盘涡轮式搅拌器，桨径d：桨长l ：桨宽b 错误!未找到引用源。j则错误!未找到引用源。，错误!未

22、找到引用源。圆盘直径一般取浆径错误!未找到引用源。,所以圆盘直径错误!未找到引用源。, 取整得错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。为保持肯定的刚性及支持周边的桨叶，取圆盘厚度为错误!未找到引用源。搅拌器构造挡板设置图 4 直叶圆盘搅拌器构造由于釜内物质粘度不大，选择把挡板装在壁上，挡板类型选择错误!未找到引用源。型，挡板数量错误!未找到引用源。，挡板材料选取错误!未找到引用源。材料。1挡板宽度错误!未找到引用源。，取错误!未找到引用源。挡板与筒体壁的缝隙错误!未找到引用源。挡板高度应由罐底起至设计液面高度为止，由错误!未找到引用源。， 取整得挡板高度错误!未找到引用源。五、传动装置的设计搅

23、拌釜的传动装置一般包括：电动机、减速器、联轴器、机架及传动轴。电动机经减速器将转速降低，再通过联轴器带动搅拌轴旋转，从而带动搅拌器转动。整个传动装置连同机 架及轴封装置都安装在底座上。电动机的选择电动机用错误!未找到引用源。带传动，由下表选择传动系统的效率错误!未找到引用源。电动机功率： P 表 5P PmT公式中：错误!未找到引用源。为电机功率，错误!未找到引用源。；错误!未找到引用源。为搅拌所需的轴功率，错误!未找到引用源。；错误!未找到引用源。为轴封摩擦损失功率,一般为错误!未找到引用源。的 1%， 错误!未找到引用源。；12错误!未找到引用源。为传动系统的效率，取 0.95搅拌所需要的

24、轴功率轴封摩擦损失功率电动机功率:错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。由上表得选择电动机型号为：错误!未找到引用源。即：电动机按错误!未找到引用源。型安装，功率为转速错误!未找到引用源。，满载转速错误!未找到引用源。安装型式示意图中心高度错误!未找到引用源。表 6 电动机安装代号图 5 电动机构造错误!未找到引用源。，电机同步单位：错误!未找到引用源。13减速机选型依据电机的功率比表 7 电动机安装及外形尺寸错误!未找到引用源。，搅拌转速错误!未找到引用源。，传动错误!未找到引用源。，所以选择带传动减速器错误!未找到引用源。带减速器的特点具有构造简洁，制造便利，价格低廉，能防止过 载，噪音

25、小。但不适用于防爆场合。传动带依据截面外形可分为：平带、错误!未找到引用 源。形带又称三角带、圆形带等类型。一般 V 形带的工作面是两侧面，与平带相比，由于截面的楔形效应，其摩擦力较大，所以能传递较大的功率。一般形带无接头，传动平稳， 应用最广泛。由于设计的电动功率小于错误!未找到引用源。，传动比错误!未找到引用源。， 故本设计承受一般错误!未找到引用源。形带传动。带传动设计和计算主要内容：带的选型、根数、长度、带轮直径、中心距及带轮的构造尺寸等。V 带设计图 6 带传动组成传动额定功率错误!未找到引用源。： 错误!未找到引用源。电动机错误!未找到引用源。小皮带轮转速错误!未找到引用源。：错误

26、!未找到引用源。14大皮带轮转速错误!未找到引用源。：错误!未找到引用源。工况系数选择表 8依据上表，由于是液体搅拌机，生产时工作时长大于错误!未找到引用源。，载荷几乎无变动， 所以工况系数选择错误!未找到引用源。设计功率错误!未找到引用源。：错误!未找到引用源。带型号选择表 915依据上表，由设计功率错误!未找到引用源。和小带轮转速错误!未找到引用源。打算选择 D 型速度比错误!未找到引用源。：小皮带轮计算直径错误!未找到引用源。由手册初选错误!未找到引用源。验算带速错误!未找到引用源。：通常 V 型带的带速错误!未找到引用源。，所以错误!未找到引用源。符合要求滑动率错误!未找到引用源。：对

27、于 V 形带错误!未找到引用源。，本设计选取错误! 未找到引用源。大皮带轮计算直径错误!未找到引用源。：错误!未找到引用源。,依据手册圆整取错误!未找到引用源。初定中心距错误!未找到引用源。： 由于错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。，即得：错误!未找到引用源。所以初定错误!未找到引用源。带的基准长度错误!未找到引用源。：查手册，圆整后取错误!未找到引用源。初定中心距错误!未找到引用源。：安装 V 带时所需要的最小中心距错误!未找到引用源。和最大中心距错误!未找到引用源。计算16小皮带轮包角错误!未找到引用源。：错误!未找到引用源。，符合要求单根V 带额定功率错误!未找到引用源。： 查手

28、册得，错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。时，单根V 带额定功率增量错误!未找到引用源。：查手册得，错误!未找到引用源。包角修正系数错误!未找到引用源。查手册得，包角修正系数错误!未找到引用源。带长修正系数错误!未找到引用源。：查手册得，带长修正系数错误!未找到引用源。5.2.1.20V 带根数错误!未找到引用源。：取整得错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。，所以符合要求联轴器选型选择联轴器时主要考虑以下几个方面：载荷的大小及性质，轴转速的凹凸，两轴相对位 移的大小及性质，工作环境，装拆、调整维护要求及价格等。对载荷平稳的低速轴，如两轴对中准确，轴本身刚度较好时，可选用刚性联轴器。本设

29、计依据要求选择立式夹壳联轴器错 误!未找到引用源。17图 7 立式夹壳联轴器错误!未找到引用源。构造图由于搅拌轴的轴径错误!未找到引用源。，所以选择轴径为错误!未找到引用源。的联轴器， 手册可得所选联轴器错误! 未找到引用源。和联轴节错误!未找到引用源。主要构造尺寸参数：单位：错误!未找到引用源。表 10 联轴器构造尺寸验算联轴器的扭矩：查手册得,工况系数错误!未找到引用源。对联轴器计算名义扭矩：确定计算扭矩：符合要求密封装置选型18密封装置有填料函密封和机械密封，一般承受机械密封。机械密封分为平衡型和非平衡 型两大类，常用的机械密封装置已有标准系列，可依据轴径等要求直接选用。轴封是搅拌轴 与

30、机架间的密封装置，本设计选择机械密封。机械密封的密封性能良好，摩擦功率损失小， 对轴的磨损稍微，工作状态稳定，修理周期长，能满足多种特别工艺条件的需要。选择轴径为错误!未找到引用源。的 202 型标准机械密封图 8 202 型标准机械密封构造单位：错误!未找到引用源。搅 拌 轴轴径8080315 2802452154.5221001608-1816机架选型表 11 机械密封构造尺寸机架是安放加速器用的，它与减速器底座尺寸相匹配。标准机架有无支点机架、单支点机架和双支点机架。本设计中选用的 V 带减速器直径较小的齿轮连接在传动机轴上，较大的选用单点无支点机架。由于罐体封头为椭圆型，选择型底面螺孔

31、布置。由于联轴器的错误!未找到引用源。，所选择得机架的内径应大于错误!未找到引用源。，考虑到空间和本钱，选择公称直径为错误!未找到引用源。的 WJ 型机架错误!未找到引用源。19图 9 WJ 型无支点机架单位：错误!未找到引用源。安装底盖表 12 机架尺寸安装底盖承受螺栓等紧固件，上与机架相连，下与凸缘法兰连接，是整个搅拌传动装置与容器连接的主要连接件。安装底盖的公称直径与机架公称直径一样，机架公称直径错误! 未找到引用源。，所以安装底盖公称直径错误!未找到引用源。图 10 RS 和 LRS 型安装底盖单位：错误!未找到引用源。20凸缘法兰选型表 13 安装底盖尺寸错误!未找到引用源。型突面凸

32、缘法兰较错误!未找到引用源。型凹面凸缘法兰与安装底盘能更严密的结合，更合理的协作，所以本设计选择错误!未找到引用源。型突面凸缘法兰。安装底盖公称直径错误!未找到引用源。，所以对应的错误!未找到引用源。型突面凸缘法兰的公称直径也为错误!未找到引用源。图 11 R 型突面凸缘法兰构造罐体上接收口表 14 凸缘法兰尺寸进料口接收伸入设备内部并制成错误!未找到引用源。斜口可避开物料沿罐体内壁流淌， 削减料液对壁面的磨损和腐蚀。本设计选用如下图进料管构造，进料管插入液面 ，以削减冲击液面而产生泡沫，管上部液面以上分开错误!未找到引用源。小孔，以防料液虹吸。出料管有上出料压料管和下出料两种，当罐体壁温度与

33、夹套壁温度相等时承受如下图出料管构造。21出料口进料口图 12 接收图仪表的接收和罐体的安装都用插入式，处于常低压条件下承受单面或双面角焊接，否则承受开坡口的单面或双面焊。温度计应深入料液中，由于受到料液的冲击，常承受多层套管加强保护。人孔选型罐体直径大于错误!未找到引用源。可开设人孔，假设直径较小则应开设手孔。由于设备 的直径大于错误!未找到引用源。，所以选择开设人孔。又圆形人孔制造比较便利，所以选择 圆形人孔。设计技术要求人孔直径错误!未找到引用源。，满足容器直径错误!未找到引用源。的要求，但因手册建议括号中公称直径尽量不承受，所以改选直径为错误!未找到引用源。 人孔，同时，也满足错误!未

34、找到引用源。公称压力错误!未找到引用源。，公称直径错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。型盖轴耳，承受错误!未找到引用源。型密封面，其中垫片承受石棉橡胶板垫的回转盖带颈平焊法兰人孔图 13 回转盖带颈平焊法兰人孔构造图单位：mm2接收法兰表 15 人孔尺寸表据手册法兰选用错误!未找到引用源。突面板式平焊钢制管法兰图 14 突面板式平焊钢制管法兰构造依据设计任务书结合手册上突面板式平焊钢制管法兰理论尺寸对实际设计接收尺寸进行合理调整得到：单位：错误!未找到引用源。出料口冷凝液出口蒸 汽 进口温度计插口视镜进料口人孔压缩空气入口表 16单位：错误!未找到引用源。23表 17 接收法兰尺寸支座设

35、计和计算支座选型最常用的支座为耳式支座错误!未找到引用源。，分为错误!未找到引用源。型和错误! 未找到引用源。型两种。当设备需要保温或直接支承在楼板上时，选错误!未找到引用源。型，故本设计选错误!未找到引用源。型。24图 15 A 型耳式支座构造计算总载荷料液总重量设备总重量将罐体近似为圆柱体计算其重量，公称直径错误!未找到引用源。，厚度错误!未找到引用源。，高度错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。钢的密度错误!未找到引用源。， 错误!未找到引用源。所以，罐体重量：错误!未找到引用源。夹套高度错误!未找到引用源。，厚度错误!未找到引用源。,夹套外径错误!未找到引用源。， 错误!未找到引用

36、源。钢的密度错误!未找到引用源。，冷凝水密度错误!未找到引用源。所以，夹套重量：错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。冷凝水重量错误!未找到引用源。25错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。其余部件的重量较小，可以无视不计，所以设计的机械搅拌发酵罐设备总重量:加满料液后发酵罐的总重量：支座选型每台搅拌罐常用 4 个支座，但作承重计算时，考虑到安装误差造成的受力状况变坏，应按两个支座计算。假设不考虑动载荷，支座承受的总重量为设备的总重量及工作介质及冷却介质的总重量之和。按两个支座计算允许载荷：所选支座的允许载荷应大于计算允许载荷，所以选择允许载荷为错误!未找到引用源。的支座单位：错误!未找到

37、引用源。表 18 错误!未找到引用源。型耳式支座主要尺寸六、剩余其他装置选型设计视镜选型设计26视镜主要用来观看搅拌罐内物料混合状况，也可作液面指示镜。依据 HG/T 21575-94 选择带灯有颈视镜尺寸图 16 带灯有颈视镜构造消泡装置选型设计表 19 带灯有颈视镜尺寸常用的机械消泡装置分为罐内消泡装置和罐外消泡装置。本设计是设计一个搅拌发酵罐选用罐内消泡装置。最简洁的是在搅拌轴上加上一个消泡浆，通过转动产生的剪切力打碎泡沫，也有利用泡沫旋转产生的离心力破泡的形式。装置构造主要有耙式，旋转圆板式，冲击反射式等。常用消泡装置介绍：耙式消泡桨，固定在搅拌轴上，安装在液面略上部位，随搅拌轴一起转

38、动，利用耙齿将泡沫打碎，消泡效果有限，关心消泡，与消泡剂协作使用。旋转圆板式消泡装置，在发酵罐内的气相中，与发酵液面保持平行。圆板旋转的同时将槽内发酵液注入圆板的中心，通过离心力将裂开成微小泡沫散向槽壁，到达消泡的目的。但需要动力装置，本着节约能量的原则本设计不选用此种消泡装置。变径孔式消泡桨，消泡桨安装在发酵液液面略上的搅拌轴上，依靠原来电机供给动力，变径孔氏消泡桨主要是依靠泡沫通过变径时所产生的压力变化以及转动时所产生的剪切力来消退泡沫。27此种消泡装置节约能源，消泡效果较好，适用于本次所设计的装置。液面计设计图 17液面计是用来观看设备内部液面位置的装置。常见的液面计有板式液面计、玻璃管

39、液面 计、浮子式液面计、和磁性液面计 4 种类型，尤其以玻璃管液面计最为常用。液面计构造有多种型式，其中局部已经标准化，最常用的是玻璃管液面计、玻璃板液面计等。其中玻璃板液位计具有读数清析、直观、牢靠、构造简洁、修理便利、经久耐用的特点， 所以本次设计选用玻璃板液面计。其中T 型液面计适用于公称压力 2.5 及 6.3 的状况，R 型适用于公称压力 4.0 的状况，S 型适用于常压及公称压力为 0.6 的状况。所以本次选用S 型S0.6-Q 由碳钢制成的玻璃板式液面计。因发酵罐的筒体高度错误!未找到引用源。，承受标准椭圆形封头的曲边高度错误!未找到引用源。，直边高度错误!未找到引用源。，第一个

40、搅拌器距离料液液面的高度错误!未找 到引用源。，所以液面计的长度最大为错误!未找到引用源。注：为避开触底，液面计长度实际值应小于此值28图 18依据上述液面计型号，液面计长度为错误!未找到引用源。，所以为了观看结果，选择多节液面计连接构造。液面计节数计算：错误!未找到引用源。，取整得错误!未找到引用源。.即选择错误!未找到引用源。个该类型的液面计连接起来读数，其总长度为： 错误!未找到引用源。，所以符合要求。液面计安装高度：第一个液面计安装高度应刚好为发酵液液面高度，即距离第一个搅拌桨错误!未找到引用源。无菌空气分布管设计无菌空气分布管承受空气分布装置，其作用是吹入无菌空气，使空气分布均匀。承

41、受单管装置，单管装置简洁有用，单次通入量大。由于培育液体积为错误!未找到引用源。，通风管通风比通气/发酵液体积取错误!未找到引用源。，本设计取 0.2则计算空气流量：错误!未找到引用源。计算压缩空气流量：通风管中压缩空气流速为错误!未找到引用源。，则管径29选用错误!未找到引用源。的无缝钢管七、设计总结设计组成员信息按学号先后排序姓 名学号20班级制药制药表 20组别 第六组第六组设计分工姓 名分工内容搅拌装置及附件设计，剩余其它装置选型设计，组员工作协调传动装置设计及局部其它装置选型设计，概述，电子文档编辑制图，检查之前步骤的合理性，统一前后计算选型罐体及换热装置的设计，数据计算审核表 21

42、组员个人总结aaa ：这次的课程设计让我学到很多，首先我被大家推选为组长，那我就不得不考虑到每个同学的实际状况，扬长避短，比方李晓萱同学擅长绘画，那作图的事情自然安排给她，彭湖 同学认真细心，第一步开工事情就交给她，由于这个是“牵一发动全身”的，假设刚开头的数据有错，极有可能影响到下面同学的计算等。最大的难处就在于尽量把任务分的均匀，因 为不仅要公正而且最终的工作量要牵扯到每位同学的得分，这是很现实的问题。在做的过程 中固然避开不了很多的问题，首先是公式的问题，虽然教师给了很多的参考资料和一些模版 题型，但是不全，还有格外多的需要自己去找。我主要是负责第四和第六局部，很多数据不仅没有还要依据实

43、际状况自己去选择，我们的设备要考虑涡轮式搅拌机常用于制备低粘 度的乳浊液、悬浮液和固体溶液，所以选用直叶圆盘涡轮式搅拌器，还有很多的数据是在一 个范围里面， 还要依据实际状况去选择， 比方30选出的数据尽量最终算出来是整数，便利下面的同学算。在做的过程的还有 很多小插曲错误，由于有些步骤是在仿照教师给的参考资料做，而教师的参考资料数据和我 们实际做的有偏差，有时候偷懒直接借鉴，算到最终才觉察，只得前功尽弃重来。其实我印 象最深的是大家团队协作，由于这不是一个人单独做，这样自己想什么时候做就什么时候做， 每个人安排的是一个局部，自己的局部不做完就会耽误了下一个同学，所以大家都格外勤奋， 而且很有

44、责任心，虽然名义上是下一个做的同学要核实上一位同学的计算数据，由于不同的 人更简洁觉察错误。但是大家都格外自觉的反复检查不情愿麻烦别人，真的很感动，我们的 数据几乎在检查的时候没有觉察过计算错误。这很有可能是大家大学最终一次的合作，真的 很难忘，而且我觉得搞工科的真的，耐力毅力以及恒心格外重要。aa：在本次设计中我主要负责概述、传动装置设计和局部其它装置设计以及整个电子文 档的编辑。由于上学期做过化工原理课程设计，所以一开头觉得不会很难，但是从一开头我 们就遇到了问题，这时真的觉得教师安排四人一组是很有道理的，团队的力气确实比一个人 强大很多。在彭湖进展她的工作时，我就开头着手传动装置局部的预

45、备工作，去老区图书馆 借回了机械设计手册单行本中的机械传动、润滑与密封、机架设计等六本书，还有一本机械设计书，由于上面有设计实例，可以作为具体参考进展传动装置设计。刚开头不是 很清楚各装置之间的安装挨次，设计时有点不知从何下手，经过分析明白了各局部之间的关 联，最终可以开头了。在设计过程中遇到了很多问题，比方前面同学计算的搅拌轴功率过大 导致没有可选的电动机，小皮带轮直径确实定要跟据要求初选并反复核算，发酵罐壁厚太小 没有相应的 1 米高筒体质量等等，但是我们都努力找出缘由，并解决好了，即使重来过也没有说过泄气的话，最终设计出了我们统一认为比较合理的发酵罐。这次设计运用到了很多 其他学科的学问

46、，很多都记得不很清楚了，借此我又好好地温习了一下。在编辑电子文档时， 真的体验到了急躁和细心的重要性，看到大家计算后的纸质稿，密密麻麻的数据字符，真的 有点头皮发麻，而且在编辑的时候要特别细心，不能出错不仅是计算公式和数据，而且还 有相应的配图和表格，不然就对不起我们这个团队。装置选型后的尺寸表有时会因版面调整而变动，最终想出一个方法完善解决，将制作好的表格截图再粘贴在文档中，这样还便利 调整大小，使版面协调美观。总之，这次课程设计给我的收获很多，无论是学问把握还是分 析解决问题，尤其在团队协作方面，我们马上参与工作，团队协作很重要，还有就是无论做 什么都要抱着认真负责的态度。信念满满的交了初稿，看到教师回复的修改要求真有点受打击，但是不得不说教师很负责，改的很认真认真，修改时遇到问题发邮件向教师请教，教师也是很准时的赐予指导，这31都很值得我学习。ddd 团队中我担当的工作主要是计算过程的验算核对和设计最终敲定后的制图。之前做化工原理换热器设计时，已经让我觉得完成一项设计的不易，如今发酵罐的设计中，除了设 计换热器，还有关于罐体、封头、搅拌桨、挡板等等环节的设计和选型。繁杂的草稿经过我们队员每一个人认真的核算