生物工程

6.1.7设备结构的工艺设计

1. 空气分布器：由于枯草芽孢杆菌是好氧菌，故可直接采用单管式。

2. 挡板：人梯和竖式冷却蛇管也可以器挡板的作用，所以可不设挡板。

3. 密封方式：采用双端面机械轴封。

4. 冷却管布置：采用竖式冷却蛇管。求管道截面积。

1) 求最高热负荷下的耗水量W： W=Q总

cp(t2 t1)

式中 Q总－每1m3醪液在发酵最旺盛时，1h的发热量与醪液总体积的乘积：

Q总=4.18×6000×102.14=2.56×106(kJ/h)

Cp－冷却水的比热容，4.18kJ/(kg·K)

t2－冷却水终温，t2=27℃

t1－冷却水初温，t1=20℃

将各值代入上式

2.56 106

W==8.75×104(kg/h)=24.3(kg/s) 4.18 （27 20）

冷却水体积流量为2.43×10-2m3/s，取冷却水在竖直蛇管中的流速为1m/s

根据流体力学方程式，冷却管总截面积S总为：

W S总= v

式中 W－冷却水体积流量，W=2.43×10-2m3/s

v－冷却水流速，v=1m/s

2.43 10 2

代入上式： S总==2.56×10-2(m2) 1

进水总管直径d总=S总/0.785=2.56 10 2/0.785=0.178(m)

2) 冷却管组数和管径：设冷却管总表面积为S总，管径d0，组数为n，则：

S总=n·0.785d02

根据本罐的情况，取n=8，求管径得。由上式得：

d0=S总/0.785n=2.43 10 2/(8 0.785)=0.062(m)

查金属材料表选取φ76×4mm无缝不锈钢钢管(GB/T 17395)，d内=68mm，

d内>d0，可满足要求，d平均=72mm。

现取蛇管圈端部U型弯管曲径为270mm，则两直管距离为540mm，两端

弯管总长度为l0：

l0=πD=3.14×540=1696(mm)