年产6万吨味精厂谷氨酸机械搅拌通风发酵罐设计

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1、生物工程与设备课程设计说明书年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计专业班级：生物技术及应用作者学号：201006062060作者姓名：王友真指导老师：王君高王兰芝设计日期:2013年3月4日至2013年3月15日山东轻工业学院课程设计任务书食品与生物工程学院10级生物技术及应用专业学生题目：年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计一、主要内容：1、物料恒算，计算发酵罐总容积；2、求发酵罐个数，取单罐公称容积200m3；3、公称容积200m3发酵罐设计（罐体尺寸、壁厚、搅拌器类型选择及尺寸设计、搅拌功率计算、搅拌轴直径计算、冷却面积计算与设计）二、基本要求1、编写计算设计说明书

2、（有前言、设计参数、物料恒算、发酵罐工艺设计，设计体会）2、用CAD绘出发酵罐结构图。三、设计参数1、糖酸转化率61%2、发酵产酸水平11%3、发酵周期32小时4、发酵罐充满系数为0.75、味精分子式187.13（C5H8NO4Na）.H2O6、谷氨酸分子式147.13(C5H9NO4)7、谷氨酸密度取1.553g/cm38、残还原糖0.8%，干菌体1.7%9、谷氨酸提取率97.5%。10、谷氨酸生产味精精制率为125%11、空罐灭菌压力0.25MPa12、年工作日安330天计算四、主要参考资料〔1〕郑裕国《生物工程设备》化学工业出版社2007〔2〕高孔荣《发酵设备》轻工业出版社1991.10

3、〔3〕梁世中《生物工程设备》轻工业出版社2002.2〔4〕化工设备设计全书编辑委员会编《搅拌设备设计》上海科学技术出版社1985〔5〕吴思方《发酵工厂工艺设计概论》中国轻工业出版社2007（6）化工工艺设计手册（7）于令信《味精工业手册》（8）张克旭《氨基酸发酵工艺学》轻工业出版社完成期限：自2013年3月4日至2012年3月15日指导教师：王君高王兰芝教研室主任：一、前言1、课程设计的性质通过本次设计使同学对《生物工程与设备》的理论知识有更深刻的理解，生物工程与设备课程设计为必修课。同时也为将来走上设计岗位的同学打下良好的基础。2、课程设计目的与任务任务：年产6万吨味精厂谷氨酸机械搅拌通风发

4、酵罐设计。目的：通过课程设计，使同学对工艺参数确定，物料恒算、发酵罐体积及尺寸确定、罐体机械强度、搅拌功率、搅拌轴及搅拌浆叶强度等计算能力得到锻炼。掌握工程设计基本程序及内容，熟练掌握电脑绘图及绘图质量。二、设计参数1、糖酸转化率61%2、发酵产酸水平11%3、发酵周期32小时4、发酵罐充满系数为0.75、味精分子式187.13（C5H8NO4Na）.H2O6、谷氨酸分子式147.13(C5H9NO4)7、谷氨酸密度取1.553g/cm38、残还原糖0.8%，干菌体1.7%9、谷氨酸提取率97.5%10、谷氨酸生产味精精制率为125%11、取（kw）12、空罐灭菌压力0.25MPa13、年工作

5、日安330天计算三、物料衡算1、发酵罐总容积计算发酵罐总容积，决定于年工作日、每天生产谷氨酸量、发酵产酸水平、谷氨酸发酵周期、谷氨酸提取率、谷氨酸精制味精得率等。（1）年谷氨酸的产量=年味精产量÷125%=60000/1.25=48000T（2）每天的谷氨酸产量=年谷氨酸的产量÷330=48000/330=145.45T（3）发酵液密度（4）每天生产发酵液体积=145.45/1.050×(11%×97.5%)=1291.59m3（5）发酵罐的总容积=〔每天生产发酵液体积×发酵周期（小时）〕/24=（1291.59×32）/24=1722.12m32、求发酵罐个数，取单罐公称容积200m3查表6

6、-2（发酵工厂工艺设计概论P102）得公称容积是200的发酵罐全容积为230。取充满系数为0.7.(1)单罐的有效容积计算=单罐公称容积×罐的利用率=200×0.7=140m3(2)发酵罐个数n计算n=/=1722.12/140=12.3故取13个发酵罐。四、发酵罐工艺设计1、发酵罐直径及罐体高度计算根据发酵罐的公称容积，确定发酵罐的尺寸。已知发酵罐直径D，筒体部分高，发酵罐总高H。常见的发酵罐的几何尺寸比例如下：H/D=1.7～3.5Di/D=1/2～1/3B/D=1/8～1/12C/Di=0.8～1.0S/Di=2～5H0/D=2取H/D=2.0，采用标准椭圆形封头。已知罐公称容积为200

7、m3通常，对一个发酵罐的大小用“公称体积”表示。所谓“公称体积”，是指罐的通身（圆柱）体积和底封头体积之和。其中底封头体积可根据封头形状、直径及壁厚从有关化工设计手册中查得。标准椭圆形封头体积为：--------(1)式中：—椭圆封头的直边高度，ｍ—椭圆短半轴长度，标准椭圆。故发酵罐全体积为：--------(2)近似计算式为：（m3）--------(3)发酵罐公称体积：其中取发酵罐直径D=5m