5000t/a链霉素车间用水量衡算表
名称 规格 冷水 自来水 每吨产品消耗定额每小时用量每天用量年耗量(t/a) （t/t） （kg/h） （t/d） 566.29 125842.70 3020.22 9060674.40
7发酵车间设备的选型计算
7.1发酵罐的设计 7.1.1发酵罐的选型及尺寸
根据发酵物的发酵特性，选用机械涡轮搅拌通风发罐(通用式发酵罐)，选用此种发酵罐的原因主要是：历史悠久，资料齐全，在比拟放大方面积累了较丰富的成功经验，成功率高。
7.1.1.1发酵罐容积的确定
公称容积的计算
V0=5000×1000×106×800÷（25000×106×300×99%×95%×70%）
÷70%
=1157.29(m3),取200(m3)
则选用公称容积200(m3)的发酵罐。 7.1.1.2生产能力的计算
平均每罐发酵产品生产量：
230×70%×99%×95%×70%×25000/800=3312.32(kg)
7.1.1.3发酵罐个数
N=发酵周期×每天放罐数+1=8×6+1=49 个 7.1.1.4主要尺寸的计算
公称容积：200m3
发酵罐的H/D值取2，则D=5.114m.H=10.228m.
50m3通用式发酵罐的主要尺寸.
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罐内径m 圆柱高m 封头高m 罐体总高m
5.0 10 1.3 12.6 封头容积m3 圆柱部分容积m3 416.4 197 不计上封头的容积m3 213 全容积m3 230 7.2设备结构的工艺设计
设备结构的工艺设计，是将设备的主要辅助装置的工艺要求交代清楚，以供制造加工和采购时取得资料数据。本设计的主要辅助设备有以下几种。
7.2.1 空气分布器
对于好气发酵罐,分布器主要有两种形式,即多孔（管）式和单管式,本设计的发酵流程通气量大,所以采用单管通风。由于其进风速高,又有涡轮板阻挡,叶轮打碎、溶氧是没有问题的。通气管贴着罐壁到发酵罐底部，在搅拌器正下方开口向下。
7.2.2 挡板
挡板的作用是加强搅拌强度。本设计中虽有竖式冷却蛇管，但为了消除液面漩涡，更好的提高搅拌功率，采用4块挡板，挡板的宽度W取罐径的1/10，为0.31m。挡板与罐壁之间应留有一定的间隙，避免培养液中的固体成分堆积在挡板背侧，其大小为0.1W，0.031m。
7.2.3搅拌器设计
从消耗功率来看：平叶>弯叶>箭叶
从发酵液中气含率来看：平叶>弯叶>箭叶 从轴向混和效果来看：箭叶>弯叶>平叶
从上述条件综合考虑，再考查国内外的主要选型情况。本次设计选用六弯叶涡轮式搅拌器
搅拌器叶径：Di=D/3=5/3=1.67m 取d=1.7m
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叶宽B=0.2d=0.2*1.7=0.34m 弧长l=0.375d=0.375*1.7=0.64m 底距C=D/3=5/3=1.7m
盘径di=0.75*Di=0.75*1.7=1.28m 叶弦长L=0.25d=0.25*1.7=0.43m 叶距Y=D=5m 弯叶板厚δ=12mm
7.2.4电机设计及轴功率的计算
搅拌转速以小罐为比拟放大，其转数为N1=350r/min，搅拌叶径D1=0.75m，按比拟放大公式：
N2=N1(D1/D2)2/3=350×(0.75/1.275)2/3=97.5r/min
参考设计数据与工厂实际，为保证发酵罐的溶氧系数，取N2=100r/min。发酵液体被搅动后流体的雷诺数可用下式计算：
N=100/60=1.67r/s
Rem?D2N??
=（100/60）×1.72×1070/（38×10-3） =1.322×105>105 视为湍流状态
此状态下，单一搅拌器的轴功率：
P =NpN3D5ρ
=4.7×(100/60)3×1.75×1070
=306.4kw 两档搅拌P0=2P=612.8kw
上两式中：Np——功率系数,在圆盘弯叶涡轮式湍流情况下取值4.7
N——搅拌转数,r/s D——搅拌器直径，m
ρ——液体密度kg/m3,热量衡算中己算出,1070kg/m3 μ——醪液黏度，N·s/m2
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计算通风时的轴功率Pg
Pg=2.25*10-3*（P02ND3/Q0.08)0.39 =522.2kw 求电机功率P电：
P电=Pg/η1η2η3*1.01
=590.89kw
采用三角带传动η1=0.92；滚动轴承η2=0.99，滑动轴承η3=0.98；端面密封增加功率为1%；
主要轴功率
电机转速（r/s） 1.7 单一轴功率(kw)
306.4 总轴功率(kw) 电机输出功率(kw) 612.8 590.89 7.2.5冷却面积的计算与冷却管的设计
发酵罐采用内部列管式蛇管换热,外部表面采用喷淋冷却方式。蛇管进水温度为25℃,出水温度为30℃,醪液温度不超过36℃。
冷却面积使用牛顿传热定律公式计算，即：
Q总 F?K?tm式中：F——冷却面积,m2
Q总——发酵罐的热效应,kJ/h
K——竖式列管换热器传热系数,选用4.18×
500kJ/(m3·h·℃)
△tm——对数平均温差,℃
其中平均温差?tm??t1??t2?t1 ln?t2 =[(36-25)－(36-30)]÷㏑(11/6) =8.2℃
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