P*?fP
f为校正系数，它由下式来确定：
f?1DH139005726.8()*(L)*?()?()?1.21 3dd313001300发酵罐直径（D）、搅拌器直径(d)、液柱高度(HL)
P??fP0?1.21?79.62?96.48kW
对于多层搅拌器的轴功率可按下式估算：
Pm?P(0.4?0.6m)?96.48?(0.4?0.6?3)?212.26kw
m-------搅拌器层数。
5.2通气搅拌功率Pg的计算
根据设计Q取 5m3/min
Pg?2.25?10（?3P2?Di30Q0.08)0.3979.622?90?13030.39?2.25?10?()?72.68kw
(5?106)0.08?3P0－无通气搅拌输入的功率（kW） ω－涡轮转速（r/min） Di －涡轮直径（m）
Q－通气量（m3/min），取1－6 m3/min
5.3电机及变速装置选用
根据搅拌功率选用电动机时，应考虑传动装置的机械效率。
P?Pm?PT?
Pm－搅拌轴功率 PT－轴封摩擦损失功率 η－传动机构效率
根据生产需要选择三角皮带电机。三角皮带的效率是 0.92，滚动轴承的效率是 0.99，滑动轴承的效率是0.98，端面轴封摩擦损失功率为搅拌轴功率的 1%，则电机的功率
P?
12
Pm?PT??72.680.92?0.99?0.98?(1?1%)?82.25kw
表5-1 机械传动的效率
传动机械 三角皮带 伞齿轮 正齿轮
涡轮（三线或四线） 涡轮（双线）
?，% 90～95 90～95 90～95 70～90 60～80
表5-2 发酵罐搅拌功率的设计计算结果
项目及代号 转速
不通气条件下的轴功率 通气量 通气搅拌功率 电机的功率 电机的选择
参数及结果
90r/min 79.62kw 5m3/min
备注
根据参考文献[3]选取 计算
由工艺条件确定 计算 计算
根据参考文献[3]选取
72.68kw 82.25kw
型号YJL128-10 功率130kw 转速580r/min
轴径 传动装置
三角皮带型号和根数 小皮带轮直径 大皮带轮直径
130mm 根据参考文献[3]选取 根据参考文献[3]选取 根据参考文献[3]选取 根据参考文献[3]选取 根据参考文献[3]选取
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三角皮带
E?1根
?426mm ?2620mm
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6设计小结
在此次课程设计中，我设计了机械通风发酵罐，该反应器利用黑曲霉菌株菌种进行柠檬酸的发酵生产，发酵温度为35℃。反应器的材料为不锈钢；几何尺寸为3900mm；采用六平叶涡轮式三层搅拌器，利用82.25kw电动机通过3900mm的轴驱动；冷却方式为蛇管冷却，冷却蛇管总长为282m，分为6组。 7参考文献
[1] 齐香君. 现代生物制药工艺学[M]. 北京：化学工业出版社，2003.9
[2] 潘红良 赫俊文. 过程设备机械设计[M]. 杭州：华东理工大学出版社，2006.4 [3] 吴思芳. 发酵工厂工艺设计概论[M]. 北京：中国轻工业出版社，2006.7 [4] 郑裕国. 生物工程设备[M]. 北京：化学工业出版社，2007
[5] 郑裕国 薛亚平 金利群等.生物加工过程与设备[M]. 北京：化学工业出版社，2004.7 [6] 李功样, 陈兰英, 崔英德. 常用化工单元设备的设计[M]. 广州：华南理工大学出版社，
2006
[7] 陈英南, 刘玉兰. 常用化工单元设备的设计[M]. 杭州：华东理工大学出版社，2005 [8] 微生物工程[M], 北京：吴松刚主编，科学出版社
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机械搅拌通风发酵罐的设计
