夾套攪拌發酵罐的設計

王宇軒，閆紹峰，徐冰岳，孫冬旭

（遼寧工業大學 機械工程與自動化學院，遼寧 錦州121001）

1 設計方案的選擇

1.1 主要技術參數

容器內：發酵醪溶液，μ=0．092Pa·s，ρ=1050kg/m3；夾套：冷卻水；容器內操作條件：工作壓力：常壓（短時蒸汽消毒0．1MPa）；工作溫度35℃，（短時121℃）；夾套內冷卻水壓力為0．2MPa（表）；冷卻水進口溫度25℃，出口溫度30℃；裝料系數φ=0．85。

1.2 設計方案的選擇

本次設計時為了達成使不互溶液體混合均勻，制備均勻混合液、乳化液，強化傳質的目的；夾套攪拌發酵罐可以使氣體在液體中充分分散，強化傳質或化學反應，制備均勻懸浮液，促使固體加速溶解、浸取或液-固化學反應。該設計的反應介質為發酵醪溶液和水，其中容器內發酵醪溶液溫度為35℃，夾套內冷卻水進口溫度為25℃，出口溫度為30℃。由于兩種介質溫差不大，為了強化傳熱，防止局部過熱或過冷，選用夾套攪拌反應罐。

2 工藝設計計算

2.1 筒體內徑與高度計算

2.2 計算傳熱面積

2.3 攪拌功率計算

2.4 電機功率計算

3 強度設計計算

3.1 筒體強度的設計計算

圓筒穩定性滿足要求，所以取圓筒名義厚度δn=12mm

3.2 夾套壁厚的設計計算

3.3 攪拌器強度設計計算

故攪拌器強度符合標準。

4 結構設計

4.1 封頭及焊縫結構設計

圖1 封頭結構圖

圖2 焊縫結構圖

4.2 密封裝置結構圖

圖3 密封裝置結構圖

4.3 總體結構圖

圖4 夾套攪拌發酵罐裝配圖

4.4 人孔結構

本設計考慮人孔筒節直徑較大較重，故選用水平吊蓋人孔。該人孔結構中有吊鉤和銷軸，檢修時只需松開螺栓將蓋板繞銷軸旋轉一個角度，由吊鉤吊住，不必將蓋板取下。該人孔標記為：HG21522-2005 Ⅰ人孔RF（A·G）450-0．6。

5 結 語

本設備設計按照國家目前最新標準GB150-2011《壓力容器》、TSG21《固定式壓力容器安全技術監察規程》的規定，設計技術參數完全模擬錦州某公司的在役設備，圖紙與按實際情況計算結果基本一致。通過本次設計，設備結構有所改進，攪拌速率更加高效，發酵更加充分。本設備結構簡單，能良好完成發酵發醪溶液的目標，同時也可適用于其他溶液的發酵。