1、課程設(shè)計(jì) 題目：年產(chǎn) 800 噸土霉素工廠設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 26 頁 圖紙 4 張 指導(dǎo)老師： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 所在班級： 年產(chǎn)年產(chǎn) 800 噸土霉素車間工藝設(shè)計(jì)噸土霉素車間工藝設(shè)計(jì) 摘摘 要要 本次設(shè)計(jì)為生產(chǎn)規(guī)模 800 噸/年的土霉素車間。 土霉素是微生物發(fā)酵產(chǎn)物，目前國內(nèi)土霉素提取工藝為用草酸(或磷酸)做酸化劑調(diào)節(jié) pH 值,利用黃血鹽-硫酸鋅作凈化劑協(xié)同去除蛋白質(zhì)等高分子雜質(zhì),然后用 122#樹脂脫色進(jìn) 一步凈化土霉素濾液,最后調(diào) pH 至 4.8 左右結(jié)晶得到土霉素堿產(chǎn)品。本次設(shè)計(jì)也按照這個 工藝流程，分為三級發(fā)酵、酸化、過濾、脫色、結(jié)晶、干燥等。 設(shè)計(jì)中借鑒了實(shí)際發(fā)酵車間的布置

2、，設(shè)計(jì)為 3 層車間，共安裝 5 個發(fā)酵罐，1 個酸化 罐，2 個二級種子罐，1 個一級種子罐，1 個通氨罐，2 個補(bǔ)料罐，1 個板框過濾器，1 個結(jié) 晶罐，脫色罐，噴霧式干燥器等等相關(guān)設(shè)備。 目目 錄錄 第第 1 章章 緒論.5 第 1.1 節(jié) 引言 第 1.2 節(jié) 設(shè)計(jì)目標(biāo)任務(wù) 第 1.3 節(jié) 本次設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 第第 2 章章 工藝流程設(shè)計(jì)工藝流程設(shè)計(jì).8 第 2.1 節(jié) 土霉素生產(chǎn)工藝流程簡介.8 第 2.2 節(jié) 土霉素生產(chǎn)總工藝流程圖.8 第第 3 章章 物料衡算物料衡算.9 第 3.1 節(jié)土霉素總物料衡算.9 第 3.2 節(jié) 土霉素干燥工序物料衡算.9 第 3.3 節(jié) 土霉素脫色結(jié)

3、晶工序物料衡算.9 第 3.4 節(jié) 土霉素酸化稀釋過濾工序物料衡算.10 第 3.5 節(jié) 土霉素發(fā)酵工序物料衡算.11 第第 4 章章 設(shè)備選型設(shè)備選型.13 第 4.1 節(jié) 發(fā)酵罐.13 第 4.2 節(jié) 二級種子罐.17 第 4.3 節(jié) 一級種子罐.19 第 4.4 節(jié) 氨水儲罐.22 第 4.5 節(jié) 補(bǔ)料罐.22 第 4.6 節(jié) 酸化罐.22 第 4.7 節(jié) 結(jié)晶罐.23 第 4.8 節(jié) 干燥器.23 第 4.9 節(jié) 車間設(shè)備一覽表.24 第第 5 章章 車間布置設(shè)計(jì)車間布置設(shè)計(jì).25 第第 6 章章 結(jié)論結(jié)論.25 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).26 第一章第一章 緒論緒論 1.1 引言 土霉素 T

4、erramycin (Oxytetracycline) 分子式如圖一所示，化學(xué)名： 6-甲基-4-（ 二甲氨基）-3,5,6,10,12,12a-六羥基-1,11 二氧代-1,4,4a,5,5a,6，11,12a-八氫-2-并四苯甲 酰胺。 土霉素屬四環(huán)素類抗生素，廣譜抑菌劑。許多立克次體屬、支原體屬、衣原體屬、螺 旋體對其敏感。其他如放線菌屬、炭疽桿菌、單核細(xì)胞增多性李斯特菌、梭狀芽孢桿菌、 奴卡菌屬、弧菌、布魯菌屬、彎曲桿菌、耶爾森菌等亦較敏感。臨床上用于治療上呼吸道 感染胃腸道感染 斑疹傷寒恙蟲病等。 常見副作用有：肝臟、腎臟毒性，中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性，斑丘疹和紅斑 等過敏反應(yīng)， 長期使用可

5、 致牙齒產(chǎn)生不同程度的變色黃染、牙釉質(zhì)發(fā)育不良及齲齒（俗稱四環(huán)素牙） ，B 族維生素缺乏等。 由于土霉素的廣泛應(yīng)用，臨床常見病原菌對土霉素素耐藥現(xiàn)象嚴(yán)重，并且由于其副作 用嚴(yán)重，現(xiàn)在臨床上多用于獸用藥 1.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)任務(wù) 請?jiān)O(shè)計(jì)年產(chǎn) 800 噸（成品含量： 99% ）土霉素工廠設(shè) 計(jì) 一、基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)年產(chǎn)量 M = 800t/a 成品效價(jià) Ud = 1000 單位/毫克 年平均發(fā)酵水平 Uf = 35000 單位/毫升 OH H CH3 O OH OH OH O N(CH3)2 CONH2 圖一 土霉素分子式 年工作日 m = 310 d/a 1、發(fā)酵基礎(chǔ)工藝參數(shù) 土霉素的發(fā)酵周期 T 為

6、 184 小時(shí)，輔助時(shí)間為 10 小時(shí)， 發(fā)酵中罐周期為 44 小時(shí)，輔助時(shí)間 4 小時(shí) 發(fā)酵周期為 35 小時(shí)，輔助時(shí)間 3 小時(shí) 接種比為 5%，液體損失率為 15% 大罐一個發(fā)酵周期內(nèi)所需全料的量為：32m3 大罐一個發(fā)酵周期內(nèi)所需稀料的量為：17m3 逃液、蒸發(fā)、取樣、放罐損失總計(jì)為總料液的 15% 大、中、小罐通氣量分別為 2.0、1.5、0.65（每分鐘內(nèi)單位 體積發(fā)酵液通入的空氣的量） 氨氮的利用情況，培養(yǎng) 20-40 小時(shí)，每 4 小時(shí)補(bǔ)一次,每次 10-15L，控氨水平在 45mg/100ml 以上 培養(yǎng)基配比： 小罐中罐大罐全 料 稀料 組成配比 （%） 配比（%）配比 （

7、%） 配比 （% ） 配比 （%） 黃豆餅 粉 3.02.53.03.53.0 淀粉2.52.58.06.53.0 氯化鈉0.40.360.20.4 碳酸鈣0.60.41.10.40.4 磷酸二氫 鉀 0.0050.003 磷酸氫二 鉀 0.0050.003 植物油42.670.41 2、提取基本工藝參數(shù) 名稱參數(shù)名稱參數(shù) 脫色崗位 收率 99.24% 發(fā)酵液效 價(jià) 35000u/ml 結(jié)晶干燥 崗位收率 86%濾液效價(jià)11000u/ml 過濾崗位 收率 116%母液效價(jià)1370u/ml 總收率99% 濕晶體含 水量 30% 發(fā)酵液密 度 1.58kg/L 酸化液中 草酸含量 2.3% g/m

8、l 濾液密度1.02kg/L 酸化加黃 血鹽量 0.25% g/ml 20%氨水 密度 0.92kg/L 酸化加硫 酸鋅量 0.18% g/ml 氨水加量12% 成品含水 量 1.5% 脫色保留 時(shí)間 30-50 分 鐘 酸化加水 量 230%v/v 濾液通過樹脂罐的線速度控制在 0.001-0.002m /s 土霉素提取操作工藝參數(shù)一覽表 名稱反應(yīng)時(shí) 間( + 、 、)/h 裝料系數(shù) 酸化稀釋40.70 結(jié)晶80.70 1.3 本設(shè)計(jì)基本內(nèi)容 1.3.1 工藝流程設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱有關(guān)資料、文獻(xiàn)，搜集必要的技術(shù)資料，工藝參數(shù)，進(jìn)行生產(chǎn)方 法的選擇比較，工藝流程與工藝條件確定的論證。簡述

9、工藝流程。 1.3.2 工藝計(jì)算 物料衡算：每個工序畫工藝流程簡圖，列出所有工藝參數(shù)，計(jì)算，列出衡算表，發(fā)酵 和提取列出物料衡算總表。 熱量衡算：不要求 設(shè)備選型：大、中、小罐、通氨、補(bǔ)料罐的尺寸及數(shù)量；大罐的罐壁、封頭、攪拌裝 置及軸功率。提取工段各工序主要設(shè)備尺寸及數(shù)量。 管道設(shè)計(jì)：大罐主要接管設(shè)計(jì)，提取各種設(shè)備的主要連接管道。 1.3.3 完成初步設(shè)計(jì)階段圖紙：設(shè)備流程圖、車間平面布置圖。 第二章第二章 工藝流程設(shè)計(jì)工藝流程設(shè)計(jì) 2.1 土霉素生產(chǎn)工藝流程簡介 土霉素是微生物發(fā)酵產(chǎn)物，目前國內(nèi)土霉素生產(chǎn)工藝主要含發(fā)酵和提取兩大步。提取 工藝為用草酸(或磷酸)做酸化劑調(diào)節(jié) pH 值,利用黃

10、血鹽-硫酸鋅作凈化劑協(xié)同去除蛋白質(zhì)等 高分子雜質(zhì),然后用 122#樹脂脫色進(jìn)一步凈化土霉素濾液,最后調(diào) pH 至 4.8 左右結(jié)晶得到土 霉素堿產(chǎn)品。本次設(shè)計(jì)也按照這個工藝流程，分為三級發(fā)酵、酸化、過濾、脫色、結(jié)晶、 干燥等。 2.2 土霉素生產(chǎn)總工藝流程圖 發(fā)酵液 酸 化稀釋 稀釋液 板框過濾 菌絲 122#樹脂脫色 脫色 液 過濾 pH=4.8 結(jié)晶 氨水 濾液 母液 離心分離 濕晶體 干燥 土霉素產(chǎn)品 結(jié)晶 液 草酸，黃血鹽，硫酸鋅，去離子水 發(fā) 酵 第三章第三章 物料衡算物料衡算 3.1 總物料衡算 純品土霉素的量：80099% =792 t/a 效價(jià)：7921091000 =7.92

11、1014 單位/a 土霉素的生產(chǎn)過程總收率為 99% 則發(fā)酵時(shí)的總效價(jià)：7.921014/99% =81014 單位/a 發(fā)酵液的效價(jià)：35000 單位/ml 發(fā)酵液的體積：81014/35000 =2.291010 ml =2.29104 m3 3.2 干燥工序物料衡算 濕晶體 3.58t/d 干干 燥燥 干晶體 2.54t/d 水分 1.04t/d 干晶體重：800（1-1.5% ）=788 t/a 濕基含水量：W1=30%/(1-30%) =0.43 干基含水量：W2=1.5%/(1-1.5%) =0.02 應(yīng)除去的水分：788（0.43-0.02）=323.08 t/a 濕晶體的量：7

12、88+323.08 =1111.08 t/a 表 3-1 干燥工序物料衡算表 干燥前干燥后 項(xiàng)目質(zhì)量 t/a質(zhì)量 t/d項(xiàng)目質(zhì)量 t/a質(zhì)量 t/d 濕晶體的量1111.08 3.58 干晶體的量 7882.54 除去的水分 323.081.04 總量1111.08 3.58 總量1111.08 3.58 3.3 脫色結(jié)晶工序物料衡算 脫色提取脫色提取 濾 液 277.57t/d 氨 水 33.31t/d 母 液 307.35t/d 濕晶體 3.53t/d 母液效價(jià)：1370u/ml 氨水加量：12% 由效價(jià)守恒得母液體積：73.731063500099.24%116%（1-86%） /137

13、0106=303.57 m3 氨水：277.5712%=33.31t 濕晶體：3.58 t/d 母液：277.57+33.31-3.58=307.35t/d 表 3-2 脫色提取工序物料衡算表 脫色提取前脫后色提取 項(xiàng)目質(zhì)量（t/d）質(zhì)量(t/周期)項(xiàng)目質(zhì)量（t/d）質(zhì)量(t/周期) 濾液 277.572243.69 母液 307.352484.41 氨水 33.31269.26 濕晶體 3.5328.53 總量 315.882512.95 總量 315.882512.95 3.4 酸化稀釋過濾工序物料衡算 酸酸 化化 稀稀 釋釋 過過 濾濾 草 酸 1.70 t/d 黃血鹽 0.18 t/d

14、 硫酸鋅 0.13 t/d 水 169.58 t/d 發(fā)酵液 116.49 t/d 菌絲 10.59 t/d 濾液 277.57 t 發(fā)酵液效價(jià)：35000u/ml 濾液效價(jià)：11000u/ml 由效價(jià)守恒得濾液的體積：73.73106350001.16/11000106=272.13 m3 濾液：272.131031.02=277.57 t 每天/ t 草酸：73.731032.3%10-3= 1.70 黃血鹽：73.731030.75%10-3= 0.18 硫酸鋅：73.731030.18%10-3= 0.13 水：73.732= 147.46 發(fā)酵液：73.731031.58= 116.

15、49 總： 265.97 表 3-3 酸化稀釋過濾工藝物料衡算表 酸化過濾前酸化過濾后 項(xiàng)目質(zhì)量（t/d）質(zhì)量(t/周期)項(xiàng)目質(zhì)量（t/d） 質(zhì)量(t/周期)） 草酸 1.7013.71 濾液 277.572243.69 黃血鹽 0.181.49 菌絲 10.5984.95 硫酸鋅 0.131.07 水 169.581370.76 發(fā)酵液 116.49941.66 總量 288.082328.64 總量 288.082328.64 3.5 發(fā)酵工序物料衡算 發(fā)發(fā) 酵酵 發(fā)酵液 73.73 m3/d 損失 13.01 m3/d 黃豆餅粉 2.62 m3 /d 淀粉 6.77 m3 /d 氯化鈉

16、0.17 m3 /d 碳酸鈣 0.91 m3 /d 植物油 0.34 m3/d 接種量 1.61 m3 /d 氨（堿）0.09 m3 /d 配料水 71.93m3 /d 每天發(fā)酵液的量:2.29104/315=73.73 m3 逃液，蒸發(fā)，取樣，放灌損失總計(jì)為總料液的 15% 每天損失的量：73.7315%/（1-15%）=13.01 m3 每天離開發(fā)酵罐的總量：73.73+13.01=86.74m3 大罐一個發(fā)酵周期內(nèi)所需全料的量： 32 m3 一天內(nèi)所需：32/19424=3.95 m3 大罐一個發(fā)酵周期內(nèi)所需稀料的量： 17 m3 一天內(nèi)所需：17/19424=2.10 m3 發(fā)酵前加入

17、的物料量：（73.73+12.66）-3.95-2.10=80.69 m3 每天 每周期（194/24） 黃豆餅粉：80.693%+3.953.5%+2.103%= 2.62 m3 21.19 m3 淀粉：80.698%+3.956.5%+2.103%= 6.77 m3 54.76 m3 氯化鈉：80.690.2%+2.100.4%= 0.17 m3 1.37 m3 碳酸鈣：80.691.1%+3.950.4%+2.100.4%=0.91 m3 7.37 m3 植物油：80.690.4%+2.101%= 0.34 m3 2.79 m3 接種量：80.6920%/19424= 1.61 m3 1

18、3.04 m3 堿：80.690.0156= 0.09 m3 0.73 m3 配料水： 71.93 m3 581.43 m3 表 4 發(fā)酵工序物料衡算表 進(jìn)入發(fā)酵罐的量離開發(fā)酵罐的量 項(xiàng)目體積（m3/d)體積（m3/周期)項(xiàng)目體積（m3/d)體積（m3/周期) 黃豆餅粉 2.6221.19 發(fā)酵液 73.73595.98 淀粉 6.7754.76 損失 13.01105.16 氯化鈉 0.171.37 碳酸鈣 0.917.37 植物油 0.342.79 接種量 1.6113.04 氨（堿） 0.090.73 配料水 71.93581.43 總量 86.74701.15 總量 86.74701.

19、15 第四章第四章 設(shè)備選型設(shè)備選型 4.1 發(fā)酵罐 4.1.1 發(fā)酵罐的選型 選用機(jī)械渦輪攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐。 4.1.2 生產(chǎn)能力、數(shù)量和容積的確定 4.1.2.1 發(fā)酵罐容積的確定： 選用 200m3罐，全容積為 230m3 4.1.2.2 生產(chǎn)能力的計(jì)算： 選用公稱容積為 200 m3的發(fā)酵罐，裝料系數(shù)為 0.7,那么該罐生產(chǎn)土霉素的能力 為: 2000.7=140 (m3) 由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn) 800 噸土霉素的工廠,日產(chǎn) 73.73 m3的土霉素。 發(fā)酵的操作時(shí)間需要 194h(其中發(fā)酵時(shí)間 184h),這樣生產(chǎn)需要的發(fā)酵罐應(yīng)為： N=73.73/140194/24=4.26

20、 （罐） 取整后需 5 臺 每日投（放）罐次為： 73.73/140=0.53 (罐) 4.1.2.3 設(shè)備容積的計(jì)算： 由前面的物料衡算中，已知年產(chǎn) 800 噸土霉素的工廠,日產(chǎn) 73.73 m3的土霉 素，每天的發(fā)酵液的量：V0=73.73 (m3/d) 所需設(shè)備總?cè)莘e： V=73.73194/(240.7)= 851.41(m3) 查表公稱容積為 200 m3的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為 230m3。 則 5 臺發(fā)酵罐的總?cè)莘e為： 2305=1150 m3851.41 m3,可滿足需要 4.1.2.4 主要尺寸 公稱容 積 VN(m3) 罐內(nèi)徑 D(mm） 圓筒高 H0(mm) 封頭 高 h0(m

21、m ) 罐體總高 H(mm) 不計(jì)上 封頭容 積(m3) 全容積 (m3) 攪拌 器直 徑 D(mm) 攪拌轉(zhuǎn) 速 n(r/min ) 電動機(jī)功 率 N(kW) 2005000100001300126002232301700150230 4.1.2.5 攪拌軸功率（見上表） 4.1.2.6 冷卻面積的計(jì)算： 按發(fā)酵生成熱高峰、一年中最熱的半個月的氣溫、冷卻水可能到最高溫的條件 下，設(shè)計(jì)冷卻面積。取 qmax=4.186000 KJ/( m3 h) 采用豎式列管式換熱器，取經(jīng)驗(yàn)值 K=4.18500 KJ/( m3 h) tm=（t1-t2）/(lnt1/t2)=(12-5)/(ln12/5)=

22、8 () 每天裝 0.53 罐，每罐實(shí)際裝液量為: 73.73/0.53=139.11 (m3) 換熱面積:F=4.186000139.11/(4.185008)=208.66 (m3) 4.1.2.7 設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì) 1).空氣分布器：單管通風(fēng) 2).擋板：不設(shè)擋板 3).密封方式：機(jī)械密封 4).冷卻管布置 a) 最高熱負(fù)荷下的耗水量： W=4.186000139.11/(4.18（27-20） ） =1.19105 （kg/h）=33.12(kg/s) 則冷卻水體積流量為 W=0.03312m3/s，取冷卻水在豎直蛇管中的流速為 v=1m/s,冷 卻管總截面積: S總=0.03312

23、/1=0.03312 (m2) 進(jìn)水總管直徑 d總 2= S 總/0.785,解出 d總=0.21 （m） b) 冷卻管組數(shù)和管徑 設(shè)冷卻管徑為 d0，組數(shù)為 n 則：S總=0.785 nd02，根據(jù)本罐情況，取 n=8，求出 管徑： d0=0.073 （m） 查表取 893.5 無縫鋼管，d內(nèi)=82mm，d內(nèi)d0，可滿足要求，d平均=86 mm。 取豎蛇管端部 U 型彎管曲率半徑為 250 mm，則兩直管距離為 500 mm， 兩端彎管總長度：l0=D=3.14500=1570 mm c) 冷卻管總長度 L 計(jì)算 已知冷卻總面積 F=208.66m2，無縫鋼管 893.5 每米冷卻面積為：

24、F0=3.140.0861=0.27（m2） 則冷卻管總長度： L=208.66/0.27=772.82 （m） 冷卻管體積：V=0.7850.0862772.82=4.49(m3) d) 每組管長 L0和管組高度 每組管長:L0= L/n=772.82/8=96.6 (m) 另需連接管 8m：L實(shí)際=L+8=780.82 （m） 可排豎直蛇管的高度，設(shè)為靜液面高度，下部可伸入封頭 250mm。設(shè)發(fā)酵罐內(nèi) 附件占體積為 0.5 m3，則： V總=V液+V管+V附件=（780.82/8）+4.49+0.5=102.59 (m3) 筒體部分液深：（V總-V封）/S截=（102.59-17）/(0.

25、78552)=4.36 (m) 豎直蛇管總高:H管=4.36+0.5=4.86（m） 又兩端彎管總長： l0=1570 mm，兩端彎管總高為 500mm 則直管部分高度： h=H管-500=5190 （mm） 則一圈管長：l=2h+ l0=25190+1570=11950(mm) e) 每組管子圈數(shù) n0 n0= L0/l=96.6/11.95=8.08 (圈) 管間距為：2.5d外=2.50.089=0.23 (m) 豎蛇管與罐壁的最小距離為 0.2m，可算出與攪拌器的距離為 0.23m0.2m，在允 許范圍內(nèi)。 作圖表明，各組冷卻管相互無影響。如發(fā)現(xiàn)無法排下這么多冷卻管，可考慮增 大管徑，

26、或增加冷卻管組數(shù) f) 校核冷卻管傳熱面積 F實(shí)=d平均L實(shí)際=3.140.086780.82=210.85 （m2） F實(shí)F，可滿足要求。 4.1.2.8 設(shè)備材料的選擇 優(yōu)先考慮滿足工藝要求，其次是經(jīng)濟(jì)性。 本設(shè)計(jì)選 A3鋼，以降低設(shè)備費(fèi)用。 4.1.2.9 接管設(shè)計(jì) a) 接管長度 h 設(shè)計(jì) 管直徑的大小和有無保溫層，一般取 100200mm。 b) 接管直徑的確定 按排料管（也是通風(fēng)管）為例計(jì)算其管徑。發(fā)酵罐裝料 140m3，2h 之內(nèi)排空， 物料體積流量：Q=140/3600/2=0.02 (m3/s) 發(fā)酵液流速取 v=1m/s 排料管截面積：S料=Q/v=0.02/1=0.02

27、(m2) 管徑 d：d2= S料/0.785,解出 d=0.16 （m）=160 mm 取無縫鋼管 21925，其內(nèi)徑 169mm160mm，適用。 按通風(fēng)管計(jì)算，通風(fēng)比 2vvm(0.1MPa，20) 通風(fēng)量：Q=1402=280(m3/min)=4.7（m3/s） 折算到工作狀態(tài)(0.35MPa，30)下的風(fēng)量： Qf=4.70.1（273+30）/(0.35(273+20)=1.4（m3/s） 取風(fēng)速：v=25 m/s 則通風(fēng)管截面積： Sf= Qf/v=1.4/25=0.056 (m2) 則通風(fēng)管徑：df2=Sf/0.785,解出 df=0.27 （m） 因通風(fēng)管也是排料管，故取 21

28、925 無縫鋼管。 排料時(shí)間復(fù)核 ：物料流量 Q=0.02 m3/s，流速 v=1m/s， 管道截面積：S=0.7850.1692=0.022(m2) 相應(yīng)流量比：P=Q/Sv=0.02/(0.0221)=0.9 倍 排料時(shí)間：t=20.9=1.8（h） 4.1.2.11 支座選擇 裙式支座 4.2 二級種子罐 4.2.1 選型 選擇機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐 4.2.2 容積和數(shù)量的確定 種子罐裝料系數(shù) 液體損失率）（接種比發(fā)酵罐計(jì)量體積 種子罐容積 1 V種=230*2%*(1+15%)/0.7=7.56m3 發(fā)酵罐周期（小時(shí)） 種子罐周期（小時(shí)）發(fā)酵罐臺數(shù) 種子罐臺數(shù) n種=5*48/194=1

29、.24，圓整取 2 個。 4.2.3 主要尺寸的確定 選擇 10m3的發(fā)酵罐 具體尺寸如下： 公稱容 積 VN (m3) 罐內(nèi)徑 D（mm ） 圓筒高 H0（mm ） 封頭 高 h0（ mm ） 罐體 總高 H（m m） 不計(jì)上封 頭容積 （m3） 全容積 （m3） 攪拌 器直 徑 D(mm ) 攪拌轉(zhuǎn) 速 n（r/m in） 電動機(jī) 功率 N（kW ） 101800360047545009.9810.863014513 7.56/10100%=75.6% 選擇公稱容積是 1 0m3 的種子罐 2 個。罐的內(nèi)徑：1800mm；封頭高度： 475mm；封頭容積：0.826m3。 4.2.4 冷卻

30、面積的計(jì)算 取 qmax=4.186000 KJ/( m3 h) Q=4.1860001.4=3.5104 KJ/( m3 h) 采用夾套式換熱器，取經(jīng)驗(yàn)值 K=4.18200 KJ/( m3 h) t1=32-23=9 t2=32-27=5 t1/2F，可滿足工藝要求 4.2.5 設(shè)備材料的選擇 選擇 A3不銹鋼材質(zhì)罐 4.2.6 設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì) a. 擋板 b.攪拌器 c.進(jìn)風(fēng)管（進(jìn)出料管） 管底距罐 30mm 向下單管 按通風(fēng)管通風(fēng)管計(jì)算管徑 通風(fēng)比 1.5vvm(0.1MPa，20) 通風(fēng)量： Q=7.561.5=11.3 （m3/min）=0.19 (m3/s) 折算到工作狀態(tài)(

31、0.4MPa，32)下的風(fēng)量: Qf=0.190.1/0.4(273+32)/(273+20) =4.910-3 (m3/s) 取風(fēng)速 v=20 m3/s， 則通風(fēng)管徑： d12=4.910-3/(0.78520) d1=0.056m=56 mm 按排料管排料管（也是通風(fēng)管）計(jì)算管徑。裝料 0.775m3，20min 之內(nèi)送完，物料體積 流量：Q=7.56/(20 60)=0.0063 (m3/s) 物料流速取 v=0.5m/s，排料管截面積： S料=Q/v=0.0063/0.5=0.013 m2 管徑：d22= S料/0.785d2=0.13 m =130 mm 取 d1，d2兩者大值，作為

32、進(jìn)（氣）管，取管徑 D=130mm。 查金屬材料表取 16810 無縫鋼管。 d.冷卻水管 由前知需冷卻熱量：Q=3.5104 KJ/( m3 h) 冷卻水溫變化 23-27，則耗水量： W=Q/(cw(t2-t1)= 3.5104/(4.18(27-23) =2093 (kg/h)=0.00058 m3/s 取水流速 v=1 m/s,， 則冷卻管徑：d2=0.00058/0.785d=0.027 m 查金屬材料表取焊接管 Dg=30mm 可滿足要求，取冷卻水接管長度 h=100mm。 4.2.7 支座選型 支撐式支座，將種子罐置于樓板上。 4.3 一級種子罐 4.3.1 選型 選擇機(jī)械攪拌通

33、風(fēng)發(fā)酵罐 4.3.2 容積和數(shù)量的確定 一級種子罐裝料系數(shù) 液體損失率）（接種比二級種子罐計(jì)量體積 一級種子罐容積 1 V種=10.8*2%*(1+15%)/0.7=0.36m3 ）二級種子罐周期（小時(shí) ）一級種子罐周期（小時(shí)二級發(fā)酵罐臺數(shù) 一級種子罐臺數(shù) n種=1*38/48=0.79，圓整取 1 個。 4.3.3 主要尺寸的確定 選擇 1m3的發(fā)酵罐 具體尺寸如下： 公稱 容積 VN /m3 罐內(nèi)徑 D/mm 圓筒高 H0/mm 封頭高 h0/mm 罐體總 高 H/mm 不計(jì) 上封 頭容 積 /m3 全容 積 /m3 攪拌器 直徑 D/mm 攪拌轉(zhuǎn)速 n（r/min ） 電動機(jī) 功率 N/

34、kW 1900180025023001.251.363152201.5 選擇公稱容積是 1m3 的種子罐 1 個。罐的內(nèi)徑：900mm；封頭高度：250mm；封 頭容積：0.112m3。 4.3.4 冷卻面積的計(jì)算 取 qmax=4.186000 KJ/( m3 h) Q=4.1860000.775=1.94104 KJ/( m3 h) 采用夾套式換熱器，取經(jīng)驗(yàn)值 K=4.18200 KJ/( m3 h) t1=32-23=9 t2=32-27=5 t1/2F，可滿足工藝要求 4.3.5 設(shè)備材料的選擇 選擇不銹鋼材質(zhì)罐 4.3.6 設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì) a. 擋板 b.攪拌器 c.進(jìn)風(fēng)管（進(jìn)出

35、料管） 管底距罐 30mm 向下單管 按通風(fēng)管通風(fēng)管計(jì)算管徑 通風(fēng)比 0.65vvm(0.1MPa，20) 通風(fēng)量： Q=0.7750.65=0.050 （m3/min）=0.0084 (m3/s) 折算到工作狀態(tài)(0.4MPa，32)下的風(fēng)量: Qf=0.00840.1/0.4(273+32)/(273+20) =210-4 (m3/s) 取風(fēng)速 v=20 m3/s， 則通風(fēng)管徑： d12=210-4/(0.78520)d1=0.037 m=37 mm 按排料管排料管（也是通風(fēng)管）計(jì)算管徑。裝料 0.775m3，20min 之內(nèi)送完，物料體積 流量：Q=0.775/20 60=0.00065

36、 (m3/s) 物料流速取 v=0.5m/s，排料管截面積： S料=Q/v=0.00065/0.5=0.0013 m2 管徑：d22= S料/0.785d2=0.04 m =40 mm 取 d1，d2兩者大值，作為進(jìn)（氣）管，取管徑 D=40mm。 查金屬材料表取 483 無縫鋼管。 d.冷卻水管 由前知需冷卻熱量：Q=1.94104 KJ/( m3 h) 冷卻水溫變化 23-27，則耗水量： W=Q/(cw(t2-t1)= 1.94104/(4.18(27-23) =1160 (kg/h)=0.00032 m3/s 取水流速 v=1 m/s,， 則冷卻管徑：d2=0.00032/0.785d

37、=0.02 m 查金屬材料表取焊接管 Dg=25mm 可滿足要求，取冷卻水接管長度 h=100mm。 4.3.7 支座選型 支撐式支座，將種子罐置于樓板上。 4.4 氨水儲罐 由脫色提取工序物料衡算的計(jì)算過程可知，氨水每天的通入量為 33.31t 氨水的密度 0.92kg/l, 氨水的體積 33.31/0.92=36.21 m3 設(shè)通氨罐的直徑是 D，高是 H=1.5D， 則體積 V=0.785D2H,解出 D=3.13m 則可選用直徑為 4m，高為 6m 的通氨罐，該通氨罐的體積為 75.36 m3 4.5 補(bǔ)料罐 4.5.1 全料罐 一天內(nèi)所需要補(bǔ)充的全料是 3.95 m3 設(shè)全料罐的直徑

38、是 D，高是 H=1.5D，則體積 V=0.785D2H， 解出 D=1.50m 則可選用直徑為 2m，高為 3m 的全料罐，該全料罐的體積為 9.42 m3 4.5.2 稀料罐 一天內(nèi)所需要補(bǔ)充的稀料是 2.10 m3 設(shè)稀料罐的直徑是 D，高是 H=1.5D，則體積 V=0.785D2H， 解出 D=1.21m 則可選用直徑為 1.5m，高為 2.25m 的稀料罐，該稀料罐的體積為 3.97 m3 4.6 酸化罐 酸化罐一個周期要裝料2149.89t，濾液密度為 1.02kg/l，則所需酸化的體積為 2107.74 m3 因發(fā)酵的周期是 194 小時(shí)，酸化稀釋反應(yīng)時(shí)間是 4 小時(shí)，每酸化一

39、次所需 要的酸化罐的體積 43.46 m3 設(shè)酸化罐的直徑是 D，高是 H=1.5D，則體積 V=0.785D2H， 解出 D=3.33m 則可選用直徑為 4m，高為 6m 的酸化罐，該酸化罐的體積為 75.36 m3 裝料系數(shù)=43.46/75.36=57.67%70%.符合要求. 4.7 結(jié)晶罐 酸化過濾后的濾液全部進(jìn)入結(jié)晶罐,結(jié)晶罐的體積要求即是能夠容納全部的濾液, 所需酸化的體積為 2107.74 m3,結(jié)晶罐的體積為2107.74 m3 因發(fā)酵的周期是 194 小時(shí)，結(jié)晶反應(yīng)時(shí)間是 8 小時(shí)，每結(jié)晶一次所需要的 酸化罐的體積 86.92 m3 設(shè)結(jié)晶罐的直徑是 D，高是 H=1.5D

40、，則體積 V=0.785D2H， 解出 D=4.19m 則可選用直徑為 5m，高為 7.5m 的結(jié)晶罐，該結(jié)晶罐的體積為 147.19 m3 裝料系數(shù)=86.92/147.19=59.05%70%.符合要求. 4.8 干燥器 設(shè)備選型選噴霧干燥器。 噴霧干燥技術(shù)是使液體物料經(jīng)過霧化，進(jìn)入熱的干燥介質(zhì)后轉(zhuǎn)變成粉狀或顆粒狀固體 的干燥工藝過程。 優(yōu)點(diǎn)有：1.干燥速度迅速，因被霧化的液滴一般為 10200um，其表面積非常大，在 高溫氣流中瞬間即可完成 95%以上的水粉蒸發(fā)量，完成全部干燥的時(shí)間僅需 5 30s。2.在恒速干燥段，液滴的溫度接近于使用的高溫空氣的濕球溫度，物料不會因?yàn)?高溫空氣影響其產(chǎn)品質(zhì)量，故而熱敏性物料、生物制品和藥物制品、基本上能接近真 空下干燥的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，過程容易實(shí)現(xiàn)自動化。 4.8.1 干燥條件 混合氣體由 45oC 加熱到 150oC，噴霧干燥器進(jìn)口溫度 150 oC，噴霧干燥器出口溫 度 110 oC，物料出口溫度 60 oC，進(jìn)口溫度 60 oC，采用壓力式霧化器霧化。 4.8.2 由物料衡算可知.濕基含水量 W1=30%，干基含水量 W2=1.5%, 水分的蒸發(fā)量