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

2、求1、编写计算设计说明书(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〔

3、2〕高孔荣《发酵设备》轻工业出版社1991.10〔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

4、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%

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

6、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6-2(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

7、~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200m3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

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