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海南大学2010生物工程专业生物工程课程设计说明书
则分别选择 公称容积为5m3 10m3 100m3的三个罐串联即可满足要求。
4.2.10干燥器
每天生产湿晶体重量3.05t，干晶体重量2.17t，则须除去水分0.88t，每小时处理量为0.962/24=36.67kg，因此选用蒸发水分为50kg/h的脉冲旋风式气流干燥器，具体参数见下表
型号 XQG50
蒸发水分/(kg/h)
50
装机功率/kw
7
占地面积/m2
17
高度/m 8
4.3发酵车间设备一览表
设备名称 一级发酵罐 二级发酵罐 三级发酵罐 通氨罐 补料罐(全料罐) 补料罐(稀料罐)
所属车间 发酵车间 发酵车间 发酵车间 发酵车间 发酵车间 发酵车间
数量 7 5 3 1 4 2
型号
公称容积100 m3 φ3400 公称容积10m3 φ1800 公称容积5m3 φ1500 公称容积1m3 φ900 公称容积100 m3 φ3400 公称容积100 m3 φ3400
4.4离心泵选型及管径
查《化工流体流动与传热》得知，黏度较大的流体流速一般为0.5～1m/s，本设计取流速为0.8m/s，已知板框压滤机的进液口为50mm。
所以进液体积流量为：
设一台离心泵对应4台板框压滤机输送液体，所以选取离心泵的数量为2台。则离心泵的总流量：
管径：
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V??4d2u?0.785?(0.05)2?0.8?5.65m3/hV总?4V?4?5.65?22.6m3/h
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d?0.10m
所以选取公称直径为100mm的PVC管输送液体物料。
根据厂方设置情况，滤液贮罐和压滤机的相对高度差约为8m，总管路长度约为30m，依据湍流摩擦系数的经验关联式，
??0.0056?0.500(Re?3?103~3?106)0.32Re求的?V总??4d2u?22.6?0.04；要求输送量为22.6m3/h，查《化
工工艺设计手册》得知公称直径为100m的PVC管件的内径为110；输送液体密度1010kg/m3，操作压力为0.7MPa，流速为0.8m/s。
lu2300.82?Hf????0.04???0.39md2g0.12?9.81压头损失， ?P?u27?105He??Z????Hf?8??0?0.39?g2g1010?9.81扬程，
解得，
He?79.04m
从防腐蚀泵系列中选取型号为
根据流量
Qe?22.6m3/h及He?79.04m100F-92A，其性能参数如下表：
流量m3/h
扬程m
转r/min
94.3
80
2960
数
轴功率kW 25.4
68 效率%
允许吸上真空度/m 4
叶轮外径/mm 256
表中数据来源《化工流体流动与传热》。
由于所输送液体的密度大于水的密度，所以需要核算泵所需的轴功率，
N?HQ?79.04?22.6?1010??7.23kW102?102?0.68?3600
从泵的性能参数可以看出泵所提供的功率大于输送液体所需功率，所选离心泵符合要求。
4.5管道设计选型
4.5.1通气管
大罐的通气量为2.0v/v/m(0.1MPa，20℃)，体积为102 m3，通风量：
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Q'?102?2.0?204m3/min?3.4m3/s
折算到工作状态(0.1MPa，30℃)下的风量：
Qf?3.4?273?30?3.52m3/s273?20
Qfv?取风速v=25m/s，则通风管截面积Sf?Sf?3.52?0.14m225
通风管径 df?0.7850.14?0.42m?420mm0.785
故选用不锈钢焊接钢管取φ450×5，其内径440mm>420mm，适用。
4.5.2输液管
（1）排料管
发酵罐装料102m3，发酵液体积62.33m3，2h之内排空，物料体积流量：
Q?62.33?8.657?10?3m3/s
3600?2发酵液流速取v=1m/s，排料管截面积：
Q8.657?10?3S料???8.657?10?3m2
v1管径 d?S料8.657?10?3??0.1050m 0.7850.785取不锈钢焊接钢管φ130×5，其内径120mm>105mm，适用。
（2）进液管
①种子液
二级种子液9.60m3，半小时之内接种完毕，则物料的体积流量： Q?9.60?5.333?10?3m3/s
3600?0.5发酵液流速取v=1m/s，排料管截面积：
Q5.333?10?3S料???5.333?10?3m2
v1S料5.333?10?3??0.08242m?82.42mm 管径 d?0.7850.785取不锈钢焊接钢管φ100×5，其内径90mm>82.42mm，适用。
②补全料输液管
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全料液32m3，184小时之内补料完毕，则物料的体积流量：
Q?32?4.83?10?5m3/s
3600?184发酵液流速取v=1m/s，排料管截面积：
Q4.83?10?5S料???4.83?10?5m2
v1管径 d?S料?0.7854.83?10?5?7.84mm
0.785取不锈钢焊接钢管φ12×1.5，其内径9mm>7.84mm，适用。 ③补稀料输液管
稀料液17m3，184小时之内补料完毕，则物料的体积流量：
Q?17?2.56?10?5m3/s
3600?184发酵液流速取v=1m/s，排料管截面积：
Q2.56?10?5S料???2.56?10?5m2
v1管径 d?S料0.785?2.56?10?5?5.72mm
0.785取不锈钢焊接钢管φ12×1.5，其内径9mm>5.72mm，适用。 ④通氨管
液氨共0.09m3，20-40h内补6次，平均每次补十分钟，共计耗时1h， 则物料的体积流量。Q?0.09?2.5?10?5m3/s
3600?1发酵液流速取v=1m/s，排料管截面积：
S料Q2.5?10?5???2.5?10?5m2 v1S料0.785?2.5?10?5?5.64mm
0.785管径 d?取不锈钢焊接钢管φ12×1.5，其内径9mm>5.64mm，适用。 由此可以的到所有发酵车间的管路总表
管道名称 发酵罐通气管
所属车间 发酵车间
管道材料 不锈钢焊接钢管
管径/mm 450
管壁厚/mm
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