i 对于上封头，取δ封=6mm ii 对于下封头，取δ封=8mm
Ⅲ 冷却外套壁厚：查《发酵工厂工艺设计概论》P314表13 碳钢与普低钢制内压圆筒壁厚，确定δ套=5mm
Ⅳ 外套封头壁厚：查《发酵工厂工艺设计概论》P316表15 椭圆形封头（JBH54—73），确定δ套封=6mm ⑦设备结构的工艺设计
B?Z?0.5DⅠ 挡板：根据全挡板条件，
式中 B——挡板宽度B＝（0.1-0.12）D=0.1×900=90mm
D——罐径 D＝900mm Z——挡板数：
D900Z?0.5?0.5??5
B90取Z＝6块
Ⅱ 搅拌器：采用六弯叶涡轮搅拌器
直径：
Di＝0.3~0.35D
现取：
Di?0.35D?0.35?900?315mm
叶片宽度：
h?0.2Di?63mm
弧长：
r?0.375Di?118mm
盘径：
??0.75Di?236.3mm
叶弦长：
l?0.25Di?79mm
搅拌器间距：
Y?Di?315mm
底距：
b?315mm
搅拌器转速N2，根据50L罐，470r/min，使用P0/V为基准放大[6]，50L 罐N1＝112r/min，
搅拌器直径Di=112mm
31
?D1N2?N1??D?2?112??470??315??????2/32/3
?235?r/min?两挡搅拌。
Ⅲ 搅拌轴功率的计算
淀粉水解糖液低浓度细菌醪，可视为牛顿流体。 i 计算Rem[8]
D2NρRem?μ
式中 D——搅拌器直径，D=0.49m N——搅拌器转速，
N?176?2.93?r/s?60
ρ——醪液密度，ρ=1050 kg/m3
μ——醪液粘度， μ=1.3×10-3N·s/m2
将数代入上式：
0.492?2.93?105054Rem??5.68?10＞101.3?10?3
视为湍流，则搅拌功率准数Np=4.7
ii 计算不通气时的搅拌轴功率P0：
35P?NNDρ 0P
式中 Np——在湍流搅拌状态时其值为常数4.7 N——搅拌转速，N=176r/min=2.93r/s D——搅拌器直径，D=0.49m
ρ——醪液密度，ρ=1050kg/m3 代入上式：
P0'?4.7?2.933?0.495?1050
3?3.5?10W?3.5kW'P?2P?7kW 00两挡搅拌
iii 计算通风时的轴功率Pg
?P02ND3??3?Pg?2.25?10???Q0.08???0.39?kW?
22P?7?49 0式中 P0——不通风时搅拌轴功率（kW），
N——轴转速，N=176r/min
D——搅拌器直径（cm），D3=0.493×106=1.12×105
32
Q——通风量（ml/min），设通风比VVm=0.11~0.18，取低限，如通
风量变大，Pg会小，为安全。现取0.11； 则
Q=3.1×0.11×106=3.41×105（ml/min）
Q0.08?3.41?105代入上式：
??0.08?2.77
0.39?49?176?1.12?105??3?Pg?2.25?10????2.77???4.83?kW?
iv 求电机功率P电：
P电?Pg
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：
4.83P??1.01?5.47?kW?电0.92?0.99?0.98
Ⅳ 进风管：该管距罐底25~60mm之间，现取30mm向下单管。
通风管管径计算：设罐压0.4MPa，发酵温度t=32℃，风速v=20m/s，通风量为0.18VVm，
常压下t0=20℃，送风量V为：
?1?2?3?1.01V?0.075?0.18?0.14m3/min
将通风换算成工作状态，求通风管直径d1
??V?d1?0.1273?t?P273?t00.785?v?60
0.14??0.1305?0.4293?0.062?m??6.2?mm?0.785?20?60圆整，查《发酵工厂工艺设计概论》，P313表12，无缝钢管(YB231-70)，管径采用25×3mm ,内径25-2×3=19 mm大于12 mm，可满足生产要求。
Ⅵ 进出物料管：该管为物料进口，管底距罐底25~60mm之间，现取30mm向下单管。
按输送物料算：20min送完0.075m3物料 则物料流量为
0.075V物??0.00065m3/s
20?60管道截面为F，物料流速为v=0.5~1m/s，现取v=0.5m/s，则：
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F?V物v?0.00065?0.0013m2 0.5??设管径为：
d2?F0.0013??0.04?m? 0.7850.785圆整，查《发酵工厂工艺设计概论》，P313表12，无缝钢管(YB231-70)，管
径采用48×3mm ,内径0.04m，可满足生产要求。
Ⅶ 冷却水管：由前知需冷却热量Qmax?1.94?104kJ/h，冷却水温变化 23℃ 27℃，
水比热容cw?1?4.18kJ/?kg?℃? 则耗水量W为：
Q1.94?104?kg/h? W???1160cw?t1?t2?4.18??27?23?取水流速v=1m/s；则冷却管直径为d?0.00032查金属材料表，?0..02?m?，
1?0.785取焊接管Dg=25mm，可满足生产要求；取冷却水管接管长度h=100mm。
⑧支座选型：根据该设备形状及估计重量，选用支承式支座，将种子罐置于楼板上。
3.2.2一级种子罐 ① 一级种子罐的选型
选用机械搅拌通风发酵罐 ② 一级种子罐容积和数量的确定
种子罐容积的确定：接种量按2%计算，则种子罐容积V种1为
V种1?V种2?2%?4.6?2%?0.092m3
故选用公称体积为100L的发酵罐，发酵罐的主要尺寸为：罐内径400mm，圆柱高800mm，封头高125mm，罐体总高1050mm，封头容积11.5L，圆柱部分容积100L，不计上封头的容积112L，全容积123L，搅拌桨直径135mm。冷却选用夹套冷却[10]。
一级种子罐个数的确定：一级种子罐与二级种子罐对应上料。二级种子罐平均每天上5罐，需一级种子罐6个。种子罐培养8h，辅助操作时间8~10h，生产周期16~18h，因此，一级种子罐6个已足够，其中一个备用。 3.3 空气分过滤器
为提高除菌效果，减少倒灌损失，一般对无菌要求较高的好气发酵系统，在总过滤器后面都安装用超细玻璃纤维滤纸的分过滤器。
分过滤器的空罐气速一般取0.2～1.5m/s；通过滤层的气速为1.0～1.5m/s。分过滤器花板钻Φ8孔，开孔率40%左右。
34
??
3.3.1二级种子罐分过滤器
二级分过滤器风量的计算： ①分过滤器过滤层直径的计算：
D滤层?4V??S(m)
式中 V—通过分过滤器的空气(在0.4MPa下)流量（m3/s）
0.13051???0.0023(m3/s)?0.14(m3/min) V?2.98?0.18?0.429360vi—通过分过滤器的气速，取vs=0.7m/s，则：
D滤层?4?0.0023?0.065(m)
3.14?0.2取D滤层=70mm ②分过滤器直径计算：
一般D过滤器=1.1～1.3D滤层 现取D过滤器=1.3D滤层 则D过滤器=1.3×70=91mm；圆整后取D过滤器=100mm ③分过滤器的强度计算：
取P设计=0.4×1.25=0.5MPa Ф=0.7；[σ]=127MPa C=0.2cm，则分过滤器厚度S为：
0.8?1.0S??0.2?0.23(cm)
2?127?0.7-0.5 取S=4mm
④进出气管：与种子罐进出气管相配合，取Φ48×3
⑤数量：分过滤器一般是与种子罐相配合，现6个种子罐，配合6个过滤器。 ⑥滤层厚度：一般使用经树脂处理过的滤纸5～6层，夹持在两花板中。花板孔Φ8，孔间距14mm；周围不钻孔，开孔率40%左右。
⑦分过滤器的高度：一般取筒体部分高度为直径尺寸的1.1～1.5倍；现取h筒=D过滤器×1.5=100×1.5=150（mm）
取锥体部分高度为直径尺寸的1.5～2.0倍，现取1.5倍，则
h锥=1.5×D过滤器=1.5×100=150（mm）
查《生物工程设备》P389 表3-1-9 JLS-D型空气过滤器技术特性，选用JLS-D-025型空气过滤器，过滤能力0.25m3/min，外型尺寸υ75×520mm, 重量5kg，进出口管径υ20×20，与种子罐进风口不一致，可采用法兰变径即可。过滤能力0.25m3/min大于0.14m3/min，能满足生产要求。 数量与二级种子罐数量一致，共13只。
3.3.2种子罐分过滤器
一级分过滤器风量的计算：
0.13051V?0.092?0.18????0.000071?m3/s??0.0043?m3/min?
0.429360查《生物工程设备》P389 表3-1-9 JLS-D型空气过滤器技术特性，选用JLS-D-001型空气过滤器，过滤能力0.01m3/min，外型尺寸υ22×150mm, 重量0.2kg，进出口管径υ6×1，与种子罐进风口不一致，可采用法兰变径即可。过
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