年产20吨硫酸庆大霉素发酵罐设计(2)

?t?平均温差?（t罐-t进）?（t罐-t出) 2?(34?17)?(34?20)2?15.5

F?Q?470400300?4.18?15.5?24.2m2K?t取25m2

4.9 蒸汽消耗量计算

发酵罐蒸汽消毒有三种方法：实消、连消、空消。庆大霉素常常采用实消方法。实消蒸汽用量最大，蒸汽直接通入罐内与发酵液等一起加热，使罐温从80-90oC迅速升温至120oC以达到灭菌的效果。保温时间内蒸汽用量按升温用汽量的30-50%进行计算。

4.9.1 直接蒸汽混合加热蒸汽消耗量的计算：

D(t2?t1)1?GC(i?t?(1??)

2)?CD1：蒸汽消耗量 kg

G：被加热料液量 kg，已知为32m3

to2：加热结束时的料液温度120C to1：加热开始时的料液温度35C I：蒸汽焓KJ/kg，0.4MPa焓为650kCal/kg

?：热损失5-10%，取5%

D?33600?4.18??120?35?650?4.18?120?4.18(1?0.05) ?5658.1kg4.9.2 灭菌保温时间内的蒸汽用量D2

D2=0.5D1?0.5?5658.1?2829.05kg

4.10 发酵罐发酵过程中需要压缩的空气量

4.10.1 通风比计算法

发酵工厂压缩空气量一般都是根据实际生产经验以通风比来决定，如庆大霉素工厂提供的通风比1:1.2--1.5

已知发酵罐50m36台，装料系数75%，取通风比为1:1.2，则压缩空气需要量：

Q?50?6?0.75?1.2?270m3/min

4.10.2 耗氧率的计算方法 各种微生物的耗氧率因种类的不同而不同，其范围大致为

25-100mgmol/l.h(庆大霉素生产取38mg-mol/l.h)，根据抗生素生产工艺学）P103(7-30)公式：耗氧率=单位时间内进口空气中氧的含量—单位时间内出口空气中氧的含量?1发酵液的体积

??G?60?122.4?103(C1进-C出）?V

?：耗氧速率mg-mol/l.h G：空气流量m3/min

G进：进口空气含量 21%

G出：

出后空气含量 19.8%（工厂数据） G?r?V?22.460?103(0.21?0.198)?38?50?0.75?6?22.460?103?(0.21?0.198) ?266m3/min 计算结果和通风比计算结果非常接近，进一按通风比计算切合实际。

5 管道设计

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5.1 接管设计

① 接管的长度h设计

各接管的长度h根据直径大小和有无保温层，一般取100~200mm ② 接管直径的确定

主要根据流体力学方程式计算。已知物料的体积流量，又知各种物料在不同情况下的流速，即可求出管道截面积，计算出的直径再休整到相近的钢管尺寸即可。 取d=Ф95x4无缝管，则满足工艺要求。 由此可知：

则进料口： d=Ф121x4 封头 排料口： d=Ф121x4 罐底 进气口： d=Ф95x4 封头 排气口： d=Ф95x4 罐底

椭圆人孔： 300x400mm 封头 5.2 蛇管的计算 ①冷却管总面积

③ 通风管的管径计算 该罐实装醪量32m3

④ 设1h内排空，则物料体积流量

Q?323600?1?0.0088m3/s

发酵醪流速取V=1m/s 则排料管截面积为F物

F物?QV?0.00881?0.0088m2 F物?0.785d2 则管径d?F物0.785?0.00880.785?0.11m取无缝钢管Ф121x4适用。

若按通风管计算，压缩空气在

0.4Mpa下，支气管气速为20m/s，通风比 1:1.2。200C，0.1Mpa下：Q=32x1/1.2=25.8m3/min?0.43m3/s 计算到0.4Mpa，300C状态下：

Qf?0.43?0.10.4?273?30273?20?0.11m3/s取风速v=20m/s，则风管截面积Ff为：

FQf0.11f???0.0055m2v20

F?0.785d2f气，则气管直径d气为： d0.0055气?0.785?0.083m

冬季最高峰时w=45t/h=12.5Kg/s，冷却水体积流量为12.5Kg/s，取冷却水在竖直蛇管中流速1m/s，根据流体力学方程式，冷却管总截面积S总为： Sw总?v 式中：