设备设计与选型.ppt

1、设备的设计与选型,1、专业设备：系指发酵罐、糖化锅、精馏塔等专业性较强的设备。 2、通用设备：如泵和风机等，各行各业都可以使用 3、非标准设备：是指车间的计量捅、搅拌池等设施。,发酵工厂设备分为：,间歇式发酵设备生产能力的表示方法：,一般为kg/批或m3/批。,确定设备的数量 间歇式食品生产设备数量的确定，一般可由下列公式求出, ：填充系数， 一般情况下，装有搅拌、冷却装置或产生泡沫多的物料，0.6-0.8; 酒精发酵罐等取 0.8-0.85; 气液分离器取 0.7,确定设备的容积 间歇式生产，可由下列公式计算：,对连续式生产： 若已知物料流量qv（m3/h）和逗留时间t（h），可由下式计算设

2、备的有效容积：,V = q v t,1、由工艺计算确定的成品量、物料量、汽耗量、耗水量等； 2、工艺操作的最适外部条件；如温度、压力、真空度等 3、设备的构造类型和性能,专业设备选型和设计的依据：,例如，10000t/a味精厂，选容积为500t的发酵罐，其生产能力为:,式中15%：发酵粗糖浓度 70%：填充系数 48%：糖酸转化率 80 %：提取率 112%：精制收得率 99%：发酵成功率,管路系统中所有管路附件用数字表示的尺寸。 各种管子与管路附件的通用口径。 同一公称直径的管子与管路附件均能相互连接，具有互换性。 其不是外径，也不是内径，而是近似普通钢管内径的一个名义尺寸。每一公称直径，对

3、应一个外径，其内径数值随厚度不同而不同。,公称直径,生产能力的确定 以淀粉质原料，年产30000t酒精厂为例，根据物料衡算，蒸煮醪的体积流量为45m3/h。因此要求连续蒸煮设备的生产能力即为45m3/h。,设备容积的计算 己知物料流量qv和逗留时间t，可以计算出设备的有效体积V有效。 例如，根据生产经验,30000t/a酒精厂蒸煮时间(即逗留于高温区的时间)要求为80min（90-60min）,则蒸煮设备的总有效容积为:,45是流量 60是指每小时，1h，换算成60min 80是逗留时间,设备数量的计算 由总容量计算设备的数量n: 式中v有效：设备有效总体积 V：单台设备容积(m3)； ：填充

4、系数%,根据上例30000t/a酒精厂V有效=60m3, V=16，=100%，则蒸煮设备数量n为: 60/16=3.75 4,实例一,公称容积150m3，味精发酵罐容积和数量的计算,设备主要尺寸计算,1、公称容积为近似圆柱体的容积,罐径:,罐圆柱高：,2.搅拌器直径,3.罐体总高及上下封头高,封头高:,罐总高：,4.椭圆封头容积,5.圆柱部分容积,6.罐全容积,总容积200m3啤酒锥底发酵罐计算,1.有效容积,实例二,2.罐径,锥高,由于,所以,得:,3.圆柱高,封头高:,圆锥高:,发酵罐总高:,H0:下封头高=D/4=0.975,通用设备的选型,属于通用设备的内容很多，本节仅介绍与发酵生产

5、密切相关的液体输送设备、气体输送设备的选型。,液体输送设备选型 主要有泵、压力输送设备等。 只介绍泵,泵的分类：,离心泵,往复泵,隔膜泵,旋涡泵,齿轮泵,螺杆泵,加料泵,发酵工业使用的泵，从输送液体的原理来分，可分为叶片式和容积式两大类,常用的泵有离心奶泵，螺杆泵、齿轮泵等。 离心奶泵：用于液体的输送，在乳品厂应用尤为广泛，其工作原理和用途，与一般离心泵相同，其不同之处是凡与液体接触部分，均由不锈钢制造，确保食品卫生，故又称卫生泵。 螺杆泵：是一种回转容积式泵，是利用一根或数根螺杆的相互啮合使空间容积发生变化来输送液体。用于高粘稠液体及带有固体物料的酱体的输送。 齿轮泵：回转容积式泵，主要用来

6、输送粘稠液体，如油类、糖浆等。,泵的选择原则,(1)流量：设计发酵工厂装置时，要留有一定的富裕能力。应综合考虑： 装置的富裕能力及装置内各设备能力的协调平衡。 工艺过程影响流量变化的范围。 （2）扬程：考虑到工艺设计中管路系统(包括设备)压力降计算比较复杂，泵的扬程需要留有适量余地，一般为正常需要扬程的1.05 -1.1倍。,(1)流量：设计发酵工厂的装置时，要留有一定富裕能力。应综合考虑： 装置的富裕能力及装置内各设备能力的协调平衡。 工艺过程影响流量变化的范围。 (2)扬程：尽量采用经验数据；一般为正常需要扬程的1.05 -1.1倍,(3)装置(系统)的有效气蚀余量：应大于泵所需的允许气蚀

7、余量。 (4)液面：应取最低液面。,A、在操作条件下泵的使用参数 B、输送物料的性质，如密度、粘度、蒸汽压力、化学腐蚀性等。 C、了解泵的安装位置及所处的环境。,（1） 收集物性数据资料:,选泵前的准备工作,（2）确定泵的性能参数:,A、扬程:用m液柱表示 B、流量:一般以m3/h或L/S表示 C、允许气蚀余量及泵的允许吸上真空高度 D、泵效率:指有效功率与泵轴输人功率的比值,选泵的步骤,根据要求确定所需输送液体的流量及扬程量。 根据工艺要求和输送液体物料性质来初选泵的类型。,核算泵的性能。 确定泵的安装高度。原则是使泵在指定操作条件下能正常运行不发生气蚀。 计算泵功率和选定电动机功率。,泵功

8、率和选定电动机功率计算：,气体输送设备选型,根据气体输送设备所产生的终压或压缩比进行分类：,(1)通风机:终压15kPa表压，压缩比为1-1.15 (2)鼓风机:终压15-300kPa表压，压缩比小于4 (3)压缩机:终压300kPa以上，压缩比大于4 (4)真空泵:终压为当时当地的大气压力,其压缩比根据所造成的真空度决定，但一般较大,1、分类：,2、气体输送设备的种类,（l)空气压缩机 涡轮式空气压缩机 往复式空气压缩机 (2)旋转压缩机 (3)送风机也称通风机 离心式送风机 轴流式送风机 (4)真空泵 往复式、水环式、蒸汽喷射泵和水力喷射泵,1）列出基础数据 (1）气体的名称、特性、湿含量、有无易燃易爆及毒性等. (2)气体中固形物含量。 (3)操作条件，如温度、流量、进出口压力等。 (4)设备所处的环境及对电机的要求等。,3、气体输送设备的选择步骤,2）确定设备生产能力及压头 (1)生产能力选择最大生产能力，并取适当安全系数。 (2)压头按工艺要求计算设备和管道等的阻力，并考虑增加1.05-1.1倍的安全系数。 3）选择设备型号 根据生