万吨每年赖氨酸生产装置二级种子罐工艺及设备设计

{设备管理}万吨每年赖氨酸生产装置二级种子罐工艺及设备设计摘要赖氨酸的发酵过程主要包括斜面种子活化、种子罐扩大培养和发酵罐发酵。谢谢阅读种子罐扩大培养在赖氨酸发酵过程中占有重要的地位。本设计依照GB150感谢阅读谢谢阅读封头的尺寸与厚度并进行液压试验机强度校核。由于反应介质有一定的腐蚀性，精品文档放心下载感谢阅读谢谢阅读动装置和接管附件。因为发酵过程要求严格无菌操作，对设备密封性能要求高，感谢阅读本设计中采用机械密封。关键词：赖氨酸，种子罐，内蛇管，无菌操作AbstractLysinefermentationprocessmainlyincludesinclinedsurfaceactivationo感谢阅读fseed,seedtankandenlargedculturefermentationtankfermentation.Seedtank谢谢阅读toexpandtraininginlysinefermentationprocessplaysanimportantrolein.Ina谢谢阅读ccordancewiththedesignofGB150andchemicalcontainersandequipmentconcise感谢阅读designhandbook"literature,theseedtankdesign.Firstdesignseedtankbarrel谢谢阅读body,headsizeandthicknessandstrengthcheckofhydraulictestmachine.Asthe感谢阅读reactionmediumhavecertaincorrosive,sotheuseofstainlesssteelmaterials.感谢阅读Thenthedesignofequipmentcoolingdevice.Asaresultofthefermentationproce谢谢阅读ssforthehightemperaturestabilityrequirements,sotakenoutsidethecoiland感谢阅读theinnercoilpipejointuseofcoolingdevice.Thefinaldesignequipmentstirri精品文档放心下载ngtransmissiondeviceandattachmentofnozzle.Becausethefermentationproce谢谢阅读ssrequiresstrictasepticoperation,thedevicesealingperformancerequireme感谢阅读nts,thedesignoftheuseofmechanicalseal.谢谢阅读Keyword：Lysine,seedscans,innertube,asepticoperation感谢阅读目录前言…………………1精品文档放心下载第一章绪论…………2感谢阅读1.1赖氨酸的用途…………………2精品文档放心下载1.1.1赖氨酸在医药上的应用…………………2谢谢阅读1.1.2赖氨酸在食品上的应用…………………2感谢阅读1.1.3赖氨酸在饲料上的应用…………………2谢谢阅读1.2赖氨酸的生产方法……………2精品文档放心下载1.2.1赖氨酸的生产方法………3感谢阅读1.2.2二级种子罐在发酵工艺中的地位和作用………………3精品文档放心下载第二章赖氨酸发酵流程……………3精品文档放心下载2.1赖氨酸发酵原理和过程………3感谢阅读第三章种子罐釜体结构的设计计算………………4感谢阅读3.1工艺条件………………………4感谢阅读3.1.1发酵液物性参数…………4感谢阅读3.1.2操作参数…………………4精品文档放心下载3.2罐体结构形式的选择…………5精品文档放心下载3.2.1筒体内径的确定…………5谢谢阅读3.2.2筒体全容积的确定………6谢谢阅读3.3发酵车间物料衡算……………6精品文档放心下载3.3.1赖氨酸发酵工艺技术指标………………6谢谢阅读3.3.2种子罐个数的确定………7精品文档放心下载3.4种子罐罐体设计………………7谢谢阅读3.4.1工艺条件…………………7谢谢阅读3.4.2筒体壁厚计算……………8精品文档放心下载3.4.3封头壁厚计算……………9精品文档放心下载3.5种子罐水压试验校核…………10谢谢阅读3.5.1计算罐体水压试验压力…………………10感谢阅读3.5.2筒体薄膜应力的计算…………………10精品文档放心下载3.5.3确定筒体在水压试验下的最大应力………………10谢谢阅读3.6种子罐换热部件计算…………11谢谢阅读3.6.1种子罐内热量衡算………11精品文档放心下载3.6.2换热装置的设计计算……………………13精品文档放心下载3.6.3半圆形外盘管的强度计算………………15感谢阅读3.7挡板的设计……………………16感谢阅读3.8支座选择与强度校核…………17精品文档放心下载3.8.1支座的选择………………17感谢阅读3.8.2支座的强度校核…………18精品文档放心下载3.9人孔、视镜的选择与校核……………………20谢谢阅读3.9.1人孔的选择和开孔补强…………………20谢谢阅读3.9.2视镜的选择和开孔补强…………………24谢谢阅读3.10接管、管法兰设计……………27谢谢阅读3.10.1放料口管法兰和接口形式的选择……27感谢阅读3.10.2排风口、进风口、进料口管法兰和接口形式的选择………………27感谢阅读3.10.3种子入口、流糖加入口管法兰和接口形式的选择…28感谢阅读3.10.4取样口管法兰和接口形式的选择……28谢谢阅读3.10.5管法兰尺寸汇总………29感谢阅读第四章种子罐搅拌装置的设计计算………………30谢谢阅读4.1种子罐搅拌器形式的确定……………………30谢谢阅读4.2种子罐搅拌器尺寸的确定……………………31精品文档放心下载4.3种子罐搅拌器搅拌功率的计算………………31感谢阅读4.4种子罐搅拌轴的设计及强度校核……………34谢谢阅读4.4.1按扭转变形计算轴径……………………35精品文档放心下载4.4.2按临界转速校核轴的直径………………36精品文档放心下载4.4.3按强度计算搅拌轴直径…………………39谢谢阅读第五章种子罐搅拌设备传动装置的设计与选型…………………42感谢阅读5.1电动机的选型…………………42精品文档放心下载5.2减速器的选型…………………43谢谢阅读5.3联轴器的选型…………………44谢谢阅读5.4轴封装置的选型………………44精品文档放心下载5.5凸缘法兰和安装底盖的选型…………………44谢谢阅读5.6底轴承的选型…………………46感谢阅读第六章种子罐的制造、安装于调试………………46谢谢阅读6.1种子罐的制造、检验和验收…………………46精品文档放心下载6.1.1材料的验收………………46谢谢阅读6.1.2容器的焊接………………46精品文档放心下载6.1.3封头的制造………………47感谢阅读6.1.4筒体的制造………………47精品文档放心下载6.2种子罐的安装、调试及维护…………………47精品文档放心下载6.2.1设备的安装………………47精品文档放心下载6.2.2设备的试运行……………47谢谢阅读6.2.3设备的使用………………48感谢阅读6.2.4设备的定期检查…………48精品文档放心下载结论…………………49感谢阅读致谢…………………50谢谢阅读参考文献……………51感谢阅读前言精品文档放心下载感谢阅读精品文档放心下载感谢阅读感谢阅读菌空气的制备、发酵过程的控制和工艺管道配置的系统工程。精品文档放心下载感谢阅读谢谢阅读谢谢阅读证装置的密封性能。感谢阅读谢谢阅读谢谢阅读感谢阅读感谢阅读需要放出物料时，也可将内盘管作为冷却源，从而节省时间。精品文档放心下载谢谢阅读感谢阅读谢谢阅读谢谢阅读计也减少了容器上的开孔数量，减少了对容器强度的削弱。精品文档放心下载1第一章绪论赖氨酸，化学名：2,6-二氨基己酸,化学结构简式为谢谢阅读H2NCH2CH2CH2CH2CH(NH2)COOH谢谢阅读谢谢阅读感谢阅读时也是优质的饲料添加剂。1.1赖氨酸的用途1.1.1赖氨酸在医药上的应用谢谢阅读感谢阅读谢谢阅读精品文档放心下载也是优良的血栓预防剂。1.1.2赖氨酸在食品上的应用赖氨酸是合成大脑神经再生细胞和其它核蛋白以及血红蛋白等重要蛋白质谢谢阅读所需的氨基酸。专家认为，在食物中添加1g赖氨酸：就相当于增加10g可利用感谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读消除异臭的效果。并且能改善食品的色、香、味及品质。1.1.3赖氨酸在饲料上的应用精品文档放心下载谢谢阅读2赖氨酸，能增进动物的食欲，促进生长。赖氨酸可提高植物蛋白质的利用价值，精品文档放心下载感谢阅读精品文档放心下载能够有效的减少畜禽饲料的总用量，减少畜禽粪便。1.2赖氨酸的生产方法1.2.1赖氨酸的生产方法谢谢阅读谢谢阅读感谢阅读精品文档放心下载养→发酵罐。本设计主要设计赖氨酸发酵过程中的二级种子罐。感谢阅读1.2.2二级种子罐在发酵工艺中的地位和作用谢谢阅读酵罐容积已达到几十立方米甚至几百立方米。如果按10%左右的接种量计算，就感谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载感谢阅读的重要一环。谢谢阅读感谢阅读感谢阅读精品文档放心下载3发酵所需要的足够量的菌种群体。第二章赖氨酸发酵过程2.1赖氨酸发酵原理和过程谢谢阅读人为的改变和控制微生物的代谢途径来实现赖氨酸的生产。主要的生产过程为：谢谢阅读第三章种子罐釜体结构的设计计算精品文档放心下载精品文档放心下载谢谢阅读后对种子罐上各个接管、法兰进行选型。3.1工艺条件3.1.1发酵液物性参数密度：粘度：导热系数：比热：高峰期发酵热：标准通风量：3.1.2操作参数操作温度：罐内130℃、夹套100℃设计温度：罐内150℃、夹套104℃操作压力：罐内0.35MPa、夹套0.35MPa谢谢阅读4设计压力：罐内0.43MPa、夹套0.43MPa精品文档放心下载容积换热面积罐温：36.6-37℃搅拌器转速减速比输入转速3.2罐体结构形式的选择感谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载故选择椭圆形封头。3.2.1筒体内径的确定已知条件：操作容积,封头直边高度取。感谢阅读则有效容积解得：由压力容器公称直径标准（HG/T9019-2001）圆整到公称直径。根据筒体内感谢阅读径选取标准椭圆形封头，查表，选取标准椭圆形形封头，具体尺寸如下：精品文档放心下载表1椭圆形封头尺寸公称直径/曲面高度/直边高度/内表面积/容积/质量/谢谢阅读2000500404.571.2345.3谢谢阅读则=10.9-1.2=9.75解得：，取则直筒部分高径比，与假设相近，故合适。筒体的总高度则高径比，合适。3.2.1筒体全容积的确定容器内径和高度确定后，容器的有效容积为种子罐的全容积3.3发酵车间物料衡算赖氨酸发酵一般采用二级或三级种子发酵，对于本设计，因为年产量较大，精品文档放心下载所以采用三级种子发酵。一般二级种子液体积为发酵液量的10%，三级种子液量感谢阅读为二级种子液量的2%。首先对种子罐进行物料衡算。3.3.1赖氨酸发酵工艺技术指标表2赖氨酸发酵工艺技术指标指标名称单位指标数生产规模t/a80000生产方法直接发酵法年生产天数d/a300日产量t/d267产品质量纯度%99%倒罐率%1.0发酵初糖170糖酸转化率%47.8赖氨酸提取率%80发酵液量式中：170—发酵培养基初糖浓度（）47.8%—糖酸转化率680%—赖氨酸提取率99%—产品质量（纯度）三级种子液量二级种子液量3.3.2种子罐个数的确定=0.6-0.85.如果物料在反应过程中要起泡或呈现沸腾状谢谢阅读态，应取低值，=0.6-0.7.如果物料反应平稳或物料粘度较大时，取大值，精品文档放心下载=0.8-0.85=0.8.则谢谢阅读所需二级种子罐的容积为。所以需要二级种子罐的个数为一个。谢谢阅读3.4种子罐罐体设计36.8-37谢谢阅读感谢阅读感谢阅读谢谢阅读通过内压来设计跟校核就能满足强度要求。3.4.1工艺条件种子罐内操作温度操作压力；外盘管操作温度操作压力；谢谢阅读头都选取防腐性能好的不锈钢00Cr19Ni10。3.4.2筒体壁厚的计算1、筒体内液柱静压力的计算7液柱高度液柱静压力＞2、筒体的计算压力筒体的计算压力为设计压力与液柱静压力之和即3、焊接接头系数的确定容器筒体的纵向焊接接头和封头的拼接接头基本上都是采用双面焊的全焊透的感谢阅读焊接接头，根据下表可选焊接接头系数=0.85（局部无损探伤）谢谢阅读表3焊接接头系数表焊接接头系数序号焊接接头结构全部无损探伤局部无损探伤1双面焊或相当于双面焊的全焊透对接焊接接头1.00.852缝根部全长有紧贴基本金属的垫板0.90.84、筒体壁厚的计算筒体壁厚计算公式：式中：—筒体计算压力MPa—筒体内径—设计温度下材料的许用应力带入数据解得钢板厚度附加量为钢板厚度负偏差和钢板腐蚀余量之和，取8则筒体设计厚度取筒体的名义厚度则筒体的有效厚度3.4.3封头厚度计算封头壁厚计算公式：式中：K—形状系数，对于标准型椭圆形封头K=1—筒体计算压力MPa—筒体内径—设计温度下材料的许用应力带入数据解得钢板厚度附加量为钢板厚度负偏差和钢板腐蚀余量之和，取则封头设计厚度取封头的名义厚度则封头的有效厚度校核：GB150规定K≤1的椭圆形封头的有效厚度应不小于封头内径的0.15%。精品文档放心下载＞所以封头厚度设计满足要求。3.5种子罐的水压实验校核3.5.1计算罐体水压试验压力水压试验压力式中p—压力容器的设计压力或压力容器铭牌上规定的最大允许工作压力，MPa；精品文档放心下载9—水压实验压力；当设计考虑液体静压力时，应当加上液柱静压力，MPa；精品文档放心下载—实验时器壁金属温度下材料的许用应力，MPa；—设计温度下材料的许用应力，MPa当设计温度小于200℃时，式中=1，因此，上式可简化为精品文档放心下载所以因为液体静压力大于5%的设计压力，所以要考虑液体静压力，即精品文档放心下载3.5.2筒体薄膜应力的计算水压试验时筒体的薄膜应力按下式计算代入数据解得3.5.3确定筒体在水压试验下的最大应力筒体材料为00Cr19Ni10，查的该材料的屈服点。感谢阅读＜，所以强度满足要求。3.6种子罐换热部件计算3.6.1种子罐内热量衡算热量衡算式入=出＋损式中入—输入的热量总和（kJ）出—输出的热量总和（kJ）损—损失的热量总和（kJ）通常，入=++出=+++损=式中—物料带入的热量（kJ10－由加热剂（或冷却剂）传给设备和所处理的物料的热量（kJ精品文档放心下载－过程的热效应，包括生物反应热、搅拌热等（kJ－物料带出的热量（kJ－加热设备所需热量（kJ－加热物料所需热量（kJ－气体或蒸汽带出的热量（kJ即具体的热量计算1、物料带入热量和带出热量按下式计算式中－物料质量，;－物料比热容;t20℃和37℃精品文档放心下载则物料带入热量物料带出热量2、过程热效应，过程热效应主要包括生物合成热和搅拌热谢谢阅读即谢谢阅读为搅拌热按计算，通常，则搅拌热为3、加热设备耗热量按下式计算式中G—设备总质量（kg）筒体质量为1601.2kg，封头质量为，附件质量为精品文档放心下载800.6kg；11—设备材料比热容；、—设备加热前后的平均温度、带入数据4、气体或蒸汽带出量的计算为了保证进入发酵车间空气过滤系统不带有水分，也不因为水分油后的谢谢阅读饱和空气在经外管输送过程中，受到室外冷空气冷却析出的微量水分的影谢谢阅读响，一般在进发酵车间空气过滤系统前需要将空气温度升高10～20℃，以感谢阅读保证发酵车间的空气系统干燥而不带水的微粒。为减少温差引起的热量变谢谢阅读化，本设计取空气进罐温度为37℃，此时5、设备向环境散热按下式计算式中FF筒，F封；－壁面对空气的联合给热系数；37℃；20℃；－操作时间(s)，给热系数的计算1、空气作自然对流，2或（＞）种子罐安装在室内，所以空气做自然对流，即给热系数为设备向环境散热为6、加热（或冷却）介质传入（或带出）的热量12精品文档放心下载精品文档放心下载即设备需要冷却。3.6.2换热装置的设计计算感谢阅读严重。所以本设计采用半圆形外盘管冷却。半圆形外盘管具有较高的传热系数，精品文档放心下载而且外螺旋管使罐体刚度大大增加，使罐身用材相对减少。另外，为了更及时、谢谢阅读精品文档放心下载板，冷却水在罐内流速高，传热系数高。感谢阅读间距。传热系数。冷却水进口温度，出口温度对数平均温度差传热面积则半圆形外盘管换热量种子罐内蛇管换热量蛇管的传热系数冷却水进口温度，出口温度则对数平均温度差也为蛇管换热面积蛇管采用的不锈钢钢管，则所需蛇管总长度为设置蛇管直段长度，弯管半径，设两组蛇管，每组3列。感谢阅读13直管总长：弯管总长：蛇管总产度＞,所以换热面积满足需要。3.6.3半圆形外盘管的强度计算半圆形外盘管如图所示图1半圆形外盘管1、①、接管与通道连接出的开孔强度降低系数感谢阅读则系数按下式计算：式中———代入数据②、计算的焊缝系数、采用填角焊缝式中—所以③、通道强度降低系数、2、通道中得许用内压力3、通道壁厚14＞焊缝尺寸设计满足条件。3.7挡板的设计精品文档放心下载精品文档放心下载4精品文档放心下载了两组蛇管，所以只要再设置两组挡板，就能满足全挡板条件。精品文档放心下载挡板宽度，取100时，=0100时，精品文档放心下载的大小根据不同的搅拌器而定。本设计中=，所以=0。3.8支座选择与强度校核3.8.1支座的选择谢谢阅读座三种。小型直立设备采用前两种，高大的设备采用裙式支座。谢谢阅读感谢阅读感谢阅读称直径，筒体长度与公称直径之比＜510精品文档放心下载选用支撑式支座，钢板焊制的4号支撑式支座，底板材料为Q235-A•F，材料为谢谢阅读00Cr19Ni10。标记为：JB/T4724—92，支座A3，材料：Q235-A•F/00Cr19Ni10。15图2支撑式支座3.8.2支座的强度校核支座实际承受的载荷按下式计算式中——谢谢阅读——不均匀系数，安装334个感谢阅读支座，故；—支座数量；————支座安装尺寸，对于A型支座，①、确定设备总质量设备总质量包括壳体及其附件，内部介质及保温层质量：封头质量筒体质量==内部介质（水）质量假设其他附件的质量则设备总质量16②、选用4号支撑式支座，支座本体允许支撑载荷。谢谢阅读风载荷：种子罐为室内安装，因此不需要考虑风载荷，即偏心载荷：安装保证设备没有偏心，即地震载荷：地震载荷按下式计算式中——地震系数，对7、8、9级地震，分别取0.23、0.45、0.90，精品文档放心下载本设计所在地区为宁夏，地震级数为8级，故；代入数据所以水平力③、支撑式支座承受的载荷==＞,所以不满足要求。④、改用6个支座，重新按以上方法校核。==＜,所以满足要求。支座的详细尺寸见下表：表4支座安装高度公称直径高度容器封头名义厚度安装高度200050010804表5支座的尺寸支座本体适用公称允许载荷直径高度底板17／10020005002301801690精品文档放心下载筋板垫板地脚螺栓支座质规格量27020014320146030M2475040.3感谢阅读图3支座安装高度3.9人孔、视镜的选择与校核感谢阅读感谢阅读生在容器接管附近的应力集中现象，所以还要进行强度补强校核。精品文档放心下载3.9.1人孔的选择和开孔补强（1）人孔选择精品文档放心下载选用承压人孔。考虑到介质有腐蚀的情况，故选用回转盖不锈钢人孔。精品文档放心下载表6检查孔开孔表内径检查孔最少数量检查孔最小尺寸备注人孔手孔300＜≤500手孔两个圆孔长圆孔500＜≤1000＞1000人孔一个当容器无法开人孔时；手孔两个圆形长圆形圆孔长圆孔圆孔长圆孔球形人孔由标准（HG20592）规定，公称压力≤0.6时，可选用板式平焊法兰。本设计中，谢谢阅读=0.6精品文档放心下载18转盖不锈钢制承压人孔。（2）人孔的补强本设计采用等面积补强的方法对人孔进行开孔补强①补强及补强方法判别补强判别根据下表，允许不另行补强的最大接管外径为，本设计开孔外径等感谢阅读于450，故需另行考虑补强。表7不另行补强的接管最小厚度接管公称外径253238454857657689感谢阅读最小厚度3.54.05.06.0补强计算方法判别开孔直径谢谢阅读可用等面积法进行开孔补强的计算。②开孔所需补强面积封头计算厚度开孔补强面积先计算强度削弱系数，补强材料，接管材料与筒体材料相同，精品文档放心下载所以，接管有效厚度为开孔所需补强面积按下式计算③有效补强范围有效宽度按下式计算取大值19故有效高度外侧有效高度按下式计算取小值（实际外伸高度）故。内侧有效高度按下式计算取小值（实际内伸高度）故。④有效补强面积封头多余金属面积的计算：封头有效厚度封头多余金属面积按下式计算：接管多余金属面积的计算：接管计算厚度的计算：接管多余金属面积按下式计算：接管区焊缝面积的计算（焊脚取）：有效补强面积⑤所需另行补强面积拟采用补强圈补强。⑥补强圈设计20根据接管公称直径选补强圈，参考补强圈标准JB/T4736取补精品文档放心下载强圈外径，内径。因＞，所以补强圈在有效补强范围内。⑦补强圈厚度为⑧考虑到钢板负偏差并经圆整，取补强圈名义厚度为3。但为便于制造时准精品文档放心下载备材料，补强圈名义厚度也可取为封头的厚度，即取。3.9.2视镜形式的选择和补强（1）视镜的选择精品文档放心下载感谢阅读计的具体情况，种子罐选取带颈视镜。精品文档放心下载颈视镜ⅡPN0.6，DN100AHG21505-92。具体尺寸如下表感谢阅读表8PN=0.6组合式视镜管法兰公称直径（DN）观察孔kg）1001002051701461354634.54-188.35谢谢阅读（2）视镜的补强本设计采用等面积补强的方法对视镜进行开孔补强①补强及补强方法判别补强判别根据表判断，允许不另行补强的最大接管外径为，本设计开孔外径谢谢阅读等于100，故需另行考虑补强。补强计算方法判别21开孔直径感谢阅读可用等面积法进行开孔补强的计算。②开孔所需补强面积封头计算厚度开孔补强面积先计算强度削弱系数，补强材料，接管材料与筒体材料相同，感谢阅读所以，接管有效厚度为开孔所需补强面积按下式计算③有效补强范围有效宽度按下式计算取大值故有效高度外侧有效高度按下式计算取小值（实际外伸高度）故。内侧有效高度按下式计算取小值（实际内伸高度）故。④有效补强面积22封头多余金属面积的计算封头有效厚度封头多余金属面积按下式计算接管多余金属面积的计算接管计算厚度的计算接管多余金属面积按下式计算接管区焊缝面积的计算（焊脚取）有效补强面积⑤所需另行补强面积拟采用补强圈补强。⑥补强圈设计根据接管公称直径选补强圈，参考补强圈标准JB/T4736取补强圈外径，内精品文档放心下载径。因＞，所以补强圈在有效补强范围内。⑦补强圈厚度为考虑到钢板负偏差并经圆整，取补强圈名义厚度为2。但为便于制造时准备感谢阅读材料，补强圈名义厚度也可取为封头的厚度，即取。3.10接管、管法兰设计感谢阅读精品文档放心下载感谢阅读个垫片所组成。从使用角度看，法兰可分为两大类，即压力容器法兰和管法兰。谢谢阅读谢谢阅读23兰指管道与管道之间连接的法兰。3.10.1放料口管法兰和接口形式的选择管法兰的选用标准为；HG20592-97.结合本设计的具体情况，查表得选用管感谢阅读法兰的类型为：公称通径，公称压力为的突面板式平焊管法兰。材料为不锈钢谢谢阅读00Cr19Ni10。管法兰标记为：HG20592法兰PL80-0.6RF00Cr19Ni10。精品文档放心下载接管尺寸为，材料为不锈钢00Cr19Ni10。3.10.2排风口、进风口、进料口管法兰和接口形式的选择谢谢阅读排风口、进风口、进料口管法兰和接口形式相同。管法兰的选用标准为；感谢阅读HG20592-97.结合本设计的具体情况，查表得选用管法兰的类型为：公称通径，谢谢阅读公称压力为的突面板式平焊管法兰。材料为不锈钢00Cr19Ni10。管法兰标记为：感谢阅读HG20592法兰PL50-0.6RF00Cr19Ni10。谢谢阅读接管尺寸为，材料为不锈钢00Cr19Ni10。3.10.3种子入口、流糖加入口管法兰和接口形式的选择精品文档放心下载种子入口、流糖加入口管法兰和接口形式相同。管法兰的选用标准为；感谢阅读HG20592-97.结合本设计的具体情况，查表得选用管法兰的类型为：公称通径，谢谢阅读公称压力为的突面板式平焊管法兰。材料为不锈钢00Cr19Ni10。管法兰标记为：谢谢阅读HG20592法兰PL25-0.6RF00Cr19Ni10。谢谢阅读接管尺寸为，材料为不锈钢00Cr19Ni10。3.10.4取样口管法兰和接口形式的选择管法兰的选用标准为；HG20592-97.结合本设计的具体情况，查表得选用管谢谢阅读法兰的类型为：公称通径，公称压力为的突面板式平焊管法兰。材料为不锈钢谢谢阅读2400Cr19Ni10。管法兰标记为：HG20592法兰PL15-0.6RF00Cr19Ni10。精品文档放心下载接管尺寸为，材料为不锈钢00Cr19Ni10。图4突面板式平焊管法兰3.10.5管法兰尺寸汇总表9管法兰的尺寸连接尺寸公称通径钢管外径法兰外径螺孔中心园直径螺孔直径螺孔数量螺纹Th放料口8089190150184M16谢谢阅读排风口5057140110144M12感谢阅读罐顶进风口5057140110144M12底料进口5057140110144M12精品文档放心下载种子入口253210075114M12谢谢阅读流糖加入口253210075114M12取样10表10法兰盖的尺寸板式平焊法兰法兰盖

公称通径法兰内径坡口宽度法兰厚度法兰质量厚度质量放料口80910182.94183.86谢谢阅读排风口50590161.51161.86感谢阅读罐顶进风口50590161.51161.86底料进口50590161.51161.86感谢阅读种子入口25330140.73140.82谢谢阅读流糖加入口25330140.73140.82取样口15190120.41120.44感谢阅读25第四章种子罐搅拌装置的设计计算精品文档放心下载多数反应罐内都有搅拌装置。以液体为主的搅拌操作，常常按搅拌物料分为液-精品文档放心下载液、气-液、固-液、气-液-固等四种情况。本设计中，被搅拌的物料为气-液情谢谢阅读况，所以被设计的搅拌器就要很好的满足气-液反应的功能。本节内容的设计计谢谢阅读精品文档放心下载子罐搅拌器搅拌功率的计算；种子罐搅拌轴的设计及强度校核。感谢阅读4.1种子罐搅拌器形式的确定感谢阅读精品文档放心下载感谢阅读-液的混合，故对搅拌器的要求为分散，即通过搅拌作用，使气体分散在液体介谢谢阅读谢谢阅读谢谢阅读感谢阅读叶涡轮搅拌器。精品文档放心下载感谢阅读精品文档放心下载器将比其他形式的搅拌器消耗更多的功率，因此仅在气-液相条件下使用该搅拌谢谢阅读器，使得搅拌功率不至于太大。4.2种子罐搅拌器尺寸的确定26精品文档放心下载精品文档放心下载拌桨。精品文档放心下载列化，如下图所示：图4弯叶涡轮搅拌桨感谢阅读圆盘直径叶片长度叶片宽度搅拌桨间距搅拌桨距种子罐罐底距离考虑到搅拌器的强度，设计圆盘和叶片的厚度为，采用两个相同的搅拌器。感谢阅读4.3种子罐搅拌器搅拌功率的计算谢谢阅读谢谢阅读强度，二是用于选择电机和减速器等传动装置。在机械搅拌发酵罐中，搅拌器输出的轴功率与下列因素有关：搅拌罐直径、精品文档放心下载谢谢阅读速度以及有无挡板等。上述因数综合起来可用流体力学的纳维尔-斯托克斯方程谢谢阅读来表示各因数的关系。式中—功率准数；27—弗鲁德数；—雷诺数；—感谢阅读力与重力之比。一般情况下，弗鲁德数的影响较小，故搅拌功率为精品文档放心下载种子罐中流体的雷诺数有下式计算种子罐内流体处于湍流状态查表得：则搅拌功率为式中，为校正系数，由下式确定则搅拌功率对于多层搅拌，搅拌功率可按下式计算式中为搅拌器层数。代入数据得：通气搅拌功率的计算精品文档放心下载度与通气量存在着一定的关系。通气搅拌功率可按下式计算精品文档放心下载式中————通气量，mL/min，种子罐的标准通风量为0.4-0.6vvm，则通气量精品文档放心下载28代入数据得谢谢阅读谢谢阅读谢谢阅读谢谢阅读传动效率而确定。种子罐搅拌所需的电动机的功率可有下式表示：感谢阅读式中：———传动系统的效率。感谢阅读谢谢阅读功率的10%左右。机械密封的功率损失约为填料密封的10%。本设计中，密封形精品文档放心下载式选用机械密封，所以。V精品文档放心下载承的效率为0.98-0.99，取0.98。V带减速器的效率为0.95-0.96，取0.96。所精品文档放心下载以传动装置的效率为。电机功率。因此选用的电动机。查资料得，选用Y255M-8型电动机。感谢阅读4.4种子罐搅拌轴的设计及强度校核图5单跨轴模型条件：输入功率转速29材料00Cr19Ni104.4.1按扭转变形计算轴径谢谢阅读效，因此应将轴单位长度最大扭转角限制在允许范围内。轴转矩的刚度条件为谢谢阅读式中—搅拌轴直径，m；—轴材料剪切弹性模量，Pa；—轴传递的最大弯矩，；—搅拌轴转速，r/min；—电机功率，kW；—空心轴内径和外径的比值，本设计为实心轴，所以=0；谢谢阅读—传递装置效率；—许用扭转角，对于悬臂梁，对于单跨梁，本设计为单跨轴，所以。谢谢阅读故搅拌轴的直径为代入数据解得：取轴径为则＜故扭矩满足要求。4.4.2按临界转速校核轴的直径（1）搅拌轴与搅拌器有效质量的计算①搅拌轴有效质量的计算刚性轴的有效质量等于轴自身的质量加上轴附带的液体质量。精品文档放心下载30对于单跨轴②搅拌器有效质量的计算刚性搅拌器的有效质量等于圆盘自身质量加上搅拌器附带液体质量谢谢阅读式中—搅拌器质量，查表得：；—第个搅拌器的附加质量系数，查表得：；——代入数据解得：（2）作用集中质量的单跨轴一阶临界转速的计算①两端简支的等直径单跨轴，轴的有效质量在中点S处的相当质量为：感谢阅读第个搅拌器有效质量在中点S处的相当质量为：式中—夹持系数。第1个搅拌器有效质量在中点S处的相当质量为：谢谢阅读第2个搅拌器有效质量在中点S处的相当质量为：谢谢阅读在S点处总的相当质量为：临界转速为：S处的相当质谢谢阅读量为：第个搅拌器有效质量在中点S处的相当质量为：第1个搅拌器有效质量在中点S处的相当质量为：谢谢阅读第2个搅拌器有效质量在中点S处的相当质量为：感谢阅读在S点处总的相当质量为：31临界转速为：谢谢阅读持系数取和的中间值。所以临界转速为：对于搅拌介质为液体-气体的体系，采用叶片式搅拌器，需要满足。所以本感谢阅读设计中＜，所以满足要求。4.4.3按强度计算搅拌轴直径搅拌轴的强度条件是式中—截面上最大切应力，Pa；——转矩，;—弯矩，;—水平推力引起的轴的弯矩，N•m；—由轴向力引起的轴的弯矩，N•m；———则搅拌轴的直径为：。轴上扭矩对于单跨轴，径向力引起的轴上弯矩按下式计算：第个搅拌器上的流体径向力按下式计算式中：—流体径向力系数；—第个搅拌器功率产生的扭矩；；32—第个搅拌器的设计功率，—搅拌器直径。流体径向里系数按下式计算式中—————所以流体径向里系数为：第个搅拌器功率产生的扭矩：所以，第个搅拌器上的流体径向力搅拌轴与各层搅拌器的组合质量的计算，对于单跨轴：搅拌轴与各层搅拌器组合质量偏心引起的离心力的计算，对于单跨轴：谢谢阅读式中对于刚性轴=0.5；—搅拌轴的许用偏心距，式中—搅拌轴转速，r/min；—精品文档放心下载所以搅拌轴的许用偏心距。代入数据解得离心力为：搅拌轴与各层搅拌器组合质量的重心距轴承的距离的计算，对于单跨轴：感谢阅读所以，径向力引起的轴上弯矩由轴向力引起的搅拌轴弯矩的计算：33所以，弯矩；当量弯矩搅拌轴直径所以，轴径取，强度足够。第五章种子罐搅拌设备传动装置的设计与选型精品文档放心下载精品文档放心下载轴器、机架和凸缘法兰等装置。5.1电动机的选型选用Y系列三相异步电动机，型号为：Y225M-8。具体参数见下表：感谢阅读表11电动机参数满载时型号额定功率/kW额定电流/A转速/效率/%功率因素Y225M-82247.673090.00.78精品文档放心下载堵转转矩堵转电流最大转矩噪声/Db(A)振动速度转动惯量B3）精品文档放心下载额定转矩额定电流额定转矩1级2级///kg精品文档放心下载1.86.02.070751.80.547292感谢阅读5.2减速器的选型160r/min感谢阅读速比为4.58VV精品文档放心下载全保护作用的优点。查资料，选取FP型中功率V带传动减速器，型号为谢谢阅读FPV6-4I,减速器外形及安装尺寸见下图与下表：图6V带传动减速器表12减速器的外形安装尺寸34机型号输出轴直径中心距A传动比外形及安装尺寸FPV680h69184.51670430H8510555谢谢阅读外形及安装尺寸质量/kg5806105005003383535150120138411004751300感谢阅读5.3联轴器的选型精品文档放心下载谢谢阅读轴器的型号。计算扭矩按下式计算：谢谢阅读GT80。外形及安装尺寸如下表：表13联轴器的外形安装尺寸轴径许用转矩/N•m8026502201851301201003535感谢阅读12030162324255.4轴封装置的选型精品文档放心下载对密封的要求较高，所以选用机械密封。5.5凸缘法兰和安装底盖的选型安装底盖的选型：RS精品文档放心下载35直径为DN=400mm，材料为00Cr19Ni10的安装底盖。谢谢阅读标记为：HG21565底盖RS-400-400-80-00Cr19Ni10。感谢阅读外形及尺寸见下图和下表：图7RS型安装底座表14安装底座尺寸安装底盖公称直径机架公螺柱孔螺纹孔称直径（h7）40040056551516-26415————50感谢阅读螺纹孔传动轴轴径（H7）802042408-M20凸缘法兰的选型：R感谢阅读径为DN=400mm，材料为00Cr19Ni10的凸缘法兰。精品文档放心下载标记为：HG21564法兰R400-00Cr19Ni10。谢谢阅读外形及尺寸下表：表15凸缘法兰外形及安装尺寸凸缘法兰公称螺栓轴径40041056551543045542852感谢阅读型质量／㎏碳钢或整体不锈钢不锈钢衬里2642481446525.6底轴承的选型谢谢阅读36等带来不便，并且＞40～50，故安装底轴承。搅拌轴底轴承具体尺寸如下表所示：表16搅拌轴底轴承尺寸表/mm轴径806595105360200235135精品文档放心下载240901303102501010817M16精品文档放心下载第六章种子罐的制造、安装与调试6.1种子罐的制造、检验与验收本设备按照GB150-2011谢谢阅读量技术监督局《固定式压力容器安全技术监察规程》的监督。谢谢阅读6.1.1材料的验收压力容器受压元件用钢要符合GB150-2011谢谢阅读谢谢阅读谢谢阅读行验收，必要时应进行复检。6.1.2容器的焊接焊接接头分为A、B、C、D四A类焊接接头主要包括筒体部分的纵向接头球形谢谢阅读BC谢谢阅读类焊接接头主要包括平盖、管板与筒体非对接连接接头；D类焊接接头主要包括精品文档放心下载接管、人孔、凸缘、补强圈与壳体连接的接头。本设计中主要包括ABD三类谢谢阅读焊缝。HG20583-1998《钢制化工谢谢阅读37AB类对接接头采用Y精品文档放心下载脚尺寸按较薄版的厚度，法兰的焊接按照相应标准中的规定。精品文档放心下载精品文档放心下载精品文档放心下载对内表面进行抛光。6.1.3封头的制造6mm的封谢谢阅读头，一般采用热冲压工艺。其制造工艺流程如下：封头：划线→气割→加热冲压→割余量→矫正→坡口加工为了控制好封头的成形尺寸，冲压时应注意以下几点。1、封头冲压前，模具安装要正确，无偏心现象。2、冲压过程中模具要清理干净，控制好压边力的大小。3、控制终压温度和脱模温度。6.1.4筒体的制造感谢阅读流程如下：筒节：划线→切割