发酵罐70t设计庆大霉素生产工艺流程图①装料系数：一级种子罐65% 二级种子罐70% 发酵罐75%②发酵液物性参数：密度1050kg/m3 粘度50（CP）比热4.18kJ/kg.℃③Q p:发酵热 3500kcal/m3h=14700kJ/m3h冷却装置：种子罐用夹套式冷却，发酵罐用列管冷却。

④连续灭菌系统培养基灭菌处理量：20m3/h 连消灭菌温度：1350C⑤接种量 一级种子罐至二级种子罐按15%计算 二级种子罐至发酵罐按15%计算已知工艺条件（1）年产量 ：G=70t(庆大霉素) （2）年工作日 M=300天 （3）发酵周期=6t 天 （4）发酵平均单位u1=1500单位/ 毫升 （5）成品效价u2=580单位/毫克（6）提炼总效率=85% (7)装料系数=75% 工艺计算 V d =%85*1500*300580*70*1000=106.14m 3/dV 0=0.75*1106.14=141.53m 3/d0 3二级种子罐 (取损失比为15% ) 取周期为4天，则需发酵罐4台V1=7.0)15.01(*15.0*14.106+=26.16m3一级种子罐 (取损失比为15% )V2=65.0)15..01(*15.0*15.0*14.106+=4.23m 3取周期为4天，则需发酵罐4台发酵罐（1）高径比H/D=2.0~3.5（2）搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器,Di:di:L:B=20:15:5:4 （3）搅拌器间距：S=（0.95-1.05）D （4）搅拌器直径：Di=D/3（5）最下一组搅拌器与罐底的距离：C=（0.8-1.0）D （6）罐内0.4MPa ；夹套0.25 MPa（7）挡板宽度：B=0.1D ，当采用列管式冷却时，可用列管冷却代替设备框图搅拌器此发酵过程中有中间补料操作，对混合物要求较高，选用六弯叶涡轮搅拌器 N P=4.7，湍流 该搅拌器的各部尺寸与罐径D 有一定比例关系，六弯叶涡轮搅拌器,Di:di:L:B=20:15:5:4搅拌器叶径Di 为：)m (67.1353D D i=== 取1.7m 。

叶宽B 为： 弧长l 为：)m (34.07.12.0D 2.0B i =⨯== )m (64.07.1375.0D 375.0l i =⨯==底距C 为： 盘径di 为：)m (67.1353D C === 取1.7m 。

)m (275.17.175.0D 75.0d i i =⨯==叶弧长L 为： 叶距Y 为：)m (425.07.125.0D 25.0L i =⨯== )m (5D Y ==弯叶板厚：δ=12（mm ）取两挡搅拌，搅拌转速N 2可根据50m 3罐，搅拌直径1.05m ，转速N 1=110r/min 。

以等P 0/V(单位体积液体所分配的搅拌轴功率相同)为基准放大求得.322112d d n n ⎪⎪⎭⎫⎝⎛= 式中 n 2——放大的搅拌器的转速，r/minn 1——模型搅拌器的转速，n=110r/min [1]d 1——模型搅拌器直径，d=1.05m [1]d 2——放大的搅拌器直径，d=1.7m 将各值代入上式)s /r (33.1min)/r (78.797.105.1110d d n n 32322112==⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=取两档搅拌，搅拌转速79.78r/min 。

不通气条件下的轴功率计算：ρ=53p d n N P式中 N p ——功率数,N p =4.7[3]n ——搅拌器的转速，n=1.33r/s d ——搅拌器直径，d=1.7m ρ——流体密度，ρ=1050kg/m3[3]将各值代入上式ρ=53p d n N P 164.85kw 164849.141050*1.75*1.333*4.7===W通气发酵轴功率计算：39.008.0323g Qnd P 1025.2P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=-式中 P ——不通气条件下的轴功率，P=164.85KW n ——搅拌器的转速，n=79.78r/mim d ——搅拌器直径，d=170cm Q ——设通气量0.75VVM K 由仪器自身决定 Q=141.53*0.75=106.15*106(ml/min) 将各值代入上式求电机功率电P01.1P 321g⨯=ηηη电P) KW ( 152.22 106150000 170 78 . 79 85 . 164 10 25 . 2 Q nd P 10 25 . 2 P 39 . 0 08 . 0 3 2 3 39 . 0 08 . 0 3 2 3 g = ⎪ ⎪ ⎭⎫ ⎝ ⎛ ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ = ⎪ ⎪ ⎭ ⎫ ⎝ ⎛ ⨯ ⨯ = - -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%；代入公式数值得：）（电KW P 24.17201.198.099.092.022.152=⨯⨯⨯=搅拌器个数=搅拌器间距发酵罐通体高度 =1.1*25.11=5.2 取6个发酵罐冷却水量和冷却面积计算Qp:发酵热 3500kcal/m3h=14700kJ/m 3h 发酵液体积：142m 3得出Q 热=14700*142=2087400kJ/h冷却水量的计算：发酵过程，冷却水系统按季节气温的不同，采用冷却水系统也不同，为了 保证发酵液生产，夏季必须使用冰水。

冬季：气温小于17C 0采用循环水 进口17℃ 出口20℃冬季：气温大于17C 0采用循环水 进口10℃ 出口20℃冬季冷却水循环水用量计算 Q 热T1)-C(T2Q =冷却水人口温度）比热（冷却水出口温度发酵热效应-2.1* =)1720(18.42087400-=200t/h夏季冷却水用量计算=)1020(18.42087400-=60t/h取34C 0为罐温 K:传热系数=300kcal/m 2h ℃ 平均温差=2)2034()1734(-+-=15.5冷积面积F=t K Q ∆=5.15*18.4*3002087400=107.4m 2取通风比为1:1.2 已知发酵罐200m 36台，装料系数75%,则压缩空气需要量： Q=200*6*0.75*1.2=1080m 3/min接管设计（1）该罐实装料量107m 3（2）设1小时排空，则物料体积流量 Q=3600107==0.0297m 3/s 发酵；料流速取V=1m/s F 物 =0.0297/1=0.0297m2F 物 =0.785d2则管径d=785.0F =785.00297.0=0.19m 查表选取D:219×6使用 若按通风管计算，压缩空气在0.4Mpa ，支气管气速为20m/s ，通风比1:1.2. 20℃,0.1Mpa 下,Q=107*1/1.2=89.16m 3/min=1.49m 3/s计算到0.4Mpa ，30℃状态下：Q f =1.49*4.01.0*2027330273++=0.39m 3/s 取风速v=20m/s,则风管截面积F f =v Qf =2039.0=0.0195m 2F 物 =0.785d2则气管管径d=785.0F=0.158m 取d=168*8无缝管，则满足工艺要求 物料流速V=1(m/s)，则管道截面积A 为： A=0.785*0.2072=0.034m 3由此可知：进（出）料口 D:219×6 进（排）气口d=168*8 椭圆入孔 300*400mm蛇管的计算取冷却水在竖直蛇管中流速为1m/s ，根据流体力学方程式VW A =总 冬季最高峰时W=200t/h=55.56kg/s.则A 总=55.56*10-3m 2，取n=9进水总管直径d 总为 d 总=785.0*9A=0.0887m 可取d=102*4现取竖蛇管圈端部U 型弯管曲径为300mm ，则两直管距离为600mm ，两弯管总长度l 0 l 0=πD=3.14*600=1884mm冷却管总长度L 计算 有前一直冷却管总面积108m2.现去无缝钢管102*4，每米长冷却面积为F=3.14*0.094*1=0.29516m 2则L=29516.0108=366m L 实际=366+4=370m每组管长L 0为：L 0=nL=9366=40.67m另需连接管1.8m ，）（实m 87.388.167.408.10=-=-=L L取管间距为0.6m 。

又两端弯管总长l 0为：)m (884.16.014.3l 0=⨯=两端弯管总高0.6m,则直管高度：=1.884-0.6=1.284 则一圈管长 I=2h+I n =2*1.284+1.884=4.452m每组管子圈数n 0为n 0=452.47.40=9.14 取n 0=9圈 现取管间距为：2.5*d=0.205 竖直蛇管与管壁的最小距离为0.15m,允许. 经计算，校核布置后冷却管的实际传热面积109.2M 2大于F ，满足要求发酵罐壁厚的计算根据《压力容器安全技术监察规程》规定，发酵罐属于一级压力容器，因此，其设计、制造、安装以及使用均须遵照该规定。

设计计算须按GB150-1998《钢制压力容器》进行。

(1) 内压圆筒厚度计算：[]21T i C C p 2pD ++-Φσ=δ式中 δ——圆筒的设计厚度，mm p ——设计压力，p=0.4MPa D i ——圆筒的内直径，D i =5000mm[σ]T——设计温度下圆筒材料的许应用力，[σ]T=124.5MPa [1]φ——焊缝系数，φ=0.9[1]C 1——钢板的厚度负偏差，C 1=0.8mm [1]C 2——腐蚀裕量，C 2=1mm [2]将各值代入上式)m m (74.1018.04.09.05.124250004.0C C p ][2D p 21T i =++-⨯⨯⨯=++-Φσ=δ精品文档查附表可选用12mm 厚的碳钢钢板。

查附表知：公称直径为5000mm ，壁厚为12mm ，1m 高筒节钢板质量为1483kg (2) 椭圆形封头厚度计算：[]p 5.02pD T i -Φσ=δ式中 δ——圆筒的设计厚度，mm p ——设计压力，p=0.4MPa Di ——圆筒的内直径，Di=5000mm[σ]T ——设计温度下圆筒材料的许应用力，[σ]T=124.5MPa φ——焊缝系数，φ=0.9将各值代入上式)m m (93.84.05.09.05.124250004.00.5p -]2[pD T i =⨯-⨯⨯⨯=Φσ=δ查附表可选用10mm 厚的碳钢钢板。

发 酵 罐发酵罐选型机械涡轮机搅拌通风发酵罐 发酵罐容积2003m 发酵罐总体积2303m发酵罐直径D 5m圆柱高H10m 封头高H 1.3m 发酵管壁厚S12mm弯叶板厚δ12me m R106精品文档。