50立方米发酵罐设计说明书

50立方米发酵罐设计说明书

目录

1.设计条件(设计方案的分析)......................................................2 2.几何尺寸的确定........................................................................4 3.主要部件尺寸的设计计算 (5)

3.1罐体 (5)

3.2罐体筒壁厚 (5)

3.3封头壁厚 (5)

3.4挡板 (5)

3.5搅拌器 (6)

3.6人孔和视镜 (6)

3.7管道接口 (6)

3.8仪表接口...........................................................................7 4. 冷却装置设计 (8)

4.1冷却方式选择 (8)

4.2冷却面积计算 (8)

4.34.3蛇管参数计算...............................................................9 5.拌轴功率的计算........................................................................10 5.1不通气条件下的轴功率P0计算................................................10 5.2通气搅拌功率Pg的计算.........................................................11 5.3电机及变速装置选用............................................................12 6.设计小结.................................................................................12 7.参考文献 (13)

1 .设计条件

我设计的是一台50立方米发酵罐,发酵生产红霉素。经查阅资料得知生产红霉素的菌种有红霉素链霉菌，灰平链霉菌和小单孢菌，综合……等因素选择红霉素链霉菌，该菌种最适发酵温度为31?，pH为6.9，培养基为酵母膏10g，买牙膏

10g，葡萄糖4g，琼脂20g，蒸馏水1000ml.

本发酵罐的冷却设备是蛇管式换热器，蛇管式换热器是把管子弯成螺旋弹簧状或平面螺旋状。蛇管式换热器主要应用于反应器内液体进行热交换，因为这种换热器结构简单，易于制造。对需要换热面不大的场合比较适用，同时因管子能承受高压而不易泄漏，常被高压流体的加热或冷却所采用。优点是:(1)结构简单;(2)价格低廉;(3)可用任何材料制造;(4)蛇管能承受高的压力，常用于高压流体的冷却。使用水作冷却介质，设计简单，使用方便、廉价。

这次设计包括一套图样，主要是装配图，还有一份说明书。而绘制装配图是生物工程设备的机械设计核心内容，绘制装配图要有合理的选择基本视图，和各种表达方式，合理的选择比例，大小，和合理的安排幅面。说明书主要用于写清楚设计的思路和步骤。

项目项目及代号参数及结果备注

红霉素链霉发酵菌种由工艺条件确定菌

常压工作压力由工艺条件确定

0.60MP 设计压力由工艺条件确定

31? 发酵温度(工作温度) 根据参考文献选取

31? 设计温度由工艺条件确定

冷却方式水冷由工艺条件确定

酵母膏10g，

麦芽膏10g，

葡萄糖4g，琼培养基根据参考文献选取脂20g，蒸馏

水1000ml

2

Di ,搅拌叶直径

D,罐体直径

Ho ,罐体直筒部位高度 B, 挡板宽度

ha ,椭圆封头短半轴长度 S ,搅拌叶间距

C ,底搅拌叶至底封头高度 hb,椭圆封头的直边高度

3

2.几何尺寸的确定

根据工艺参数和高径比确定各部几何尺寸;

高径比H/D=2.2

初步设计:设计条件给出的是发酵罐的公称体积公称体积 ,,罐的筒身(圆柱)

体积和底封头体积之和

3设计公称体积:50m 查附表，取D=3000mm 此时，ha=750mm hb=40 V封=3.82 H=2.2D=6600mm

h=750+40=790

ho=H-2h=6600-2790=5020 ，

,223V筒Dh,0.785，3，5.02,35.47=m 04

3V公=V筒+V封=35.47+3.82=39.29m

3由于与所要求公称体积V公=50m相差太大，故取D=3200 此时，ha=800mm

hb=40 V封=4.61

H=2.2D=7040mm

h=800+40=840

ho=H-2h=7040-2840=5360 ，

,223Dh,0.785，3.2，5.36,43.08V筒=m 04

3V公=V筒+V封=43.08+4.61=47.69m

3同理，若取D=3400，按同样的方法计算得 V公=57.14m

3经以上验证，当D取3200时与公称体积所要求50m最为接近，故D取

3100mm

3公称体积调整为V公=V筒+V封=43.08+4.61=47.69m

3全体积 V,V，V,47.69，4.61,52.3m 封0

1D,D,1070mm i3

H,0.25D,800mm a

4

h,H-h,40mmba封

S,3D,3200mmi

C,D,1070mmi

3.主要部件尺寸的设计计算

3.1考虑压力，温度，腐蚀因素，选择罐体材料和封头材料，封头结构、与罐

体连接方式，发酵液PH为近中性，对罐体使用A3钢会有点腐蚀，使用不锈钢成本较高。考虑使用A3钢为材料，内涂环氧树脂防腐。即可达到要求，又降低成本。

3.2 罐体壁厚

PD0.60，3200, ,，C,，3,12.0mm1,,,,2,P2，127，0.8,0.60

D,罐体直径(mm)

P,耐受压强 (取0.60MPa)

φ , 焊缝系数，现用无缝焊取0.8

2〔σ〕,设计温度下的许用应力()，A3钢焊接压力容器许用应力为

kgfcm150?，127Mpa

,-C,10mmC ,腐蚀裕度，当时，C,3mm 3. 3 封头壁厚计算

PDy0.60，3200，2.3, ,，C,，3,21.7mm2,,,,2,P2，127，0.8,0.6

D,罐体直径(mm)

p,耐受压强 (取0.60MPa)

y,开孔系数，取2.3

φ , 焊缝系数，无缝焊取0.8

2〔σ〕,设计温度下的许用应力()，A3钢焊接压力容器许用应力为kgfcm150?，127Mpa

,-C,10mmC ,腐蚀裕度，当mm时，C,3mm 3. 4挡板

5

本设计用内冷凝水管，可以省略挡板。

表2-1 ××m3发酵罐的几何尺寸

参数及计算项目备注结果

3设计条件公称体积 V 47.69m0

3全体积V 计算 52.3m

罐直径D 3200mm 计算

筒体高 H5360mm 计算 0

7040mm 计算罐总高H

搅拌叶间距S 3200mm 计算

1070mm 计算底搅拌叶至底封头高度C

800mm 计算椭圆封头 …… 此处隐藏：5806字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……