第六章设备的设计与选型

第六章设备的设计与选型一、概述二、专业设备的设计与选型三、通用设备的设计与选型四、非标准设备的设计第一节概述

一、设备设计与选型的任务我们通常把发酵工厂所涉及的设备分为专业设备，通用设备和非标准设备。专业设备系指发酵罐，糖化锅等专业性较强，仅为发酵工厂所使用的设备；泵，风机等各行各业都可以使用的设备称为通用设备；非标准设备是指生产车间的贮藏罐，池子等设施。二、设备设计与选型的原则从设备的设计选型情况，可以反映出所设计工厂的先进性和生产的可靠性。因此在设备的工艺设计和选型时应考虑如下原则：(1)保证工艺过程实施的安全可靠；(2)经济上合理，技术上先进；(3)投资省，耗材料少，加工方便，采购容易；(4)运行费用低，水电汽消耗少；

(5)操作清洗方便，耐用易维修，备品配件供应可靠，减轻工人劳动强度，实施机械化和自动化方便；

(6)结构紧凑，尽量采用经过实践考验证明确实性优良的设备；

(7)考虑生产波动与设备平衡，留有一定富裕量；

(8)考虑设备故障及检修的备用。

第二节专业设备的设计与选型一、专业设备设计与选型的依据（1）由工艺计算确定的成品量，物料量，耗汽量，耗水量，耗风量，耗冷量等。（2）工艺操作的最适外部条件（温度，压力，真空度）（3）设备的构造类型和性能二、专业设备设计与选型的程序和内容

(1)设备所负担的工艺操作任务和工作性质，工作参数的确定（2）设备选型及该型号设备的性能，特点评价（3）设备生产能力的确定（4）设备数量计算（5）设备主要尺寸的确定（6）设备化工过程的计算（7）设备的传动搅拌和动力消耗计算（8）设备结构的工艺设计（9）支撑方式的计算选型（10）壁厚的计算选择（11）材质的选择和用量计算（12）其他特殊问题的考虑三、专业设备设计与选型的特点发酵专业涉及多种发酵产品的生产，由于不同产品在具体生产过程中要求不一样，所以在设计计算和选型过程中就会有很大差异。应当在对各种发酵产品生产全过程充分认识了解的基础上着手进行设计。1)间歇操作设备生产能力数量和容积的设计计算

1.1间歇操作设备生产能力的确定

1.2间歇操作所需设备数量的确定

1.3设备容积的计算

1.4设备主要尺寸的计算2)连续操作设备生产能力，数量和容积的设计计算2.1生产能力的确定2.2设备容积的计算2.3设备数量的计算2.4设备主要尺寸计算

第三节节通通用设设备的的设计计与选选型属于通通用设设备的的内容容很多多，本本节主主要介介绍液液体输输送设设备，，气体体输送送设备备及固固体输输送设设备的的计算算选型型。一、液液体输输送设设备选选型液体输输送设设备，，主要要是各各种类类型的的泵，，当然然还有有如压压力罐罐输送送等设设备，，但以以下讨讨论泵泵类1.1泵泵的分分类和和特点点发酵工工业使使用最最广泛泛的是是离心心泵，，因为为它体体积小小，效效率高高，运运行可可靠，，控制制方便便。往往复泵泵为容容积式式泵，，它的的流量量与压压头无无关，，调节节往复复泵的的流量量，可可采用用改变变往复复泵转转速，，改变变冲程程大小小或采采用支支路调调节的的方法法来实实现。。1.2泵泵的选选择1.2.1泵的的选择择原则则1)流流量量：设设计发发酵工工厂的的装置置时，，总要要留有一定定富裕裕能力力a)装置置的富余能能力及装置置内各设备备能力的协调平衡b)工艺艺过程影响响流量变化化的范围2)扬程3)装置的有效汽蚀蚀余量4)液面1.2.2泵的选择方法及步骤骤1)列出基本数数据介质的物理理性质、介介质中所含含固体颗粒粒直径和含含量、介质中中气体含量量、操作条条件、泵所所在的位置置情况2)确定流流量及扬程程流量、扬程程、选择泵泵型、泵的的性能核算算、确定泵泵的几何安安装高度、、泵的轴功功率、泵的的材料与轴轴封、确定定冷却水的的耗量、选选定电动机机、确定泵泵的备用率率和台数、、泵的串联联与并联、、填写泵的的规格表并并作为依据据二、气体输输送设备选选型气体输送设设备与液体体输送设备备有许多相相似之处。。但是气体体具有可压压缩性，因因此在气体体输送过程程中，当气气体的压强强发生变化化时，其体体积和温度度也将随之之发生变化化，因此气气体的输送送涉及到热热力学性质质。2.1气气体输输送设备备的类型型和特点点2.1.1气体体输送设设备的类类型一般中小小流量广广泛采用用活塞式式，大流流量则采采用离心心式输送送设备2.1.2气体输送送设备的的特点发酵工业业常用的的气体输输送设备备为低压压空气压压缩机，，送风机机和真空空泵。高高压气体体压缩机机使用较较少，仅仅在CO2和H2的回收方方面使用用下面简述述常用气气体输送送设备的的特点1)空气压缩缩机①涡涡轮式空空压机②②往往复式空空压机2)旋转压缩缩机3)送风机①离心心式送风风机②②轴轴流式送送风机4)真空泵现将发酵酵工业生生产中常常用的各各种型式式的真空空泵介绍绍如下:4.1往往复式式真空泵泵4.2水水环式式真空泵泵4.3蒸蒸汽喷喷射泵4.4水水喷射射真空泵泵三、固体体输送设设备选型型在发酵工工厂生产产过程中中，会遇遇到固体体原料，中间间产品和和最终产产品的输输送问题题。众所所周知，固固体物料料的输送送比流体体输送困困难得多多。常用的固固体输送送设备分分类如下下：机械输送送设备:1)带式式输送机机;2)斗士士提升机机;3)螺旋旋输送机机，埋刮刮板输送送机等;流体输送送设备:1)气气流输送送设备;2)液液体输送送设备(一)机机械输输送设备备1、带式式输送机机带式输送送机的特特点带带式输送送机又称称皮带运运输机，，是各行行业通用用的运输输设备，，主要用用于水平平移送物物料或有有一定倾倾角的移移动物料料。2、螺旋旋输送机机螺旋输送送机又称称搅龙，，在发酵酵工厂常常用以输输送潮湿湿的或松松散的物物料。由由于它密密封性好好，故常常用于粉粉尘大的的物料或或同时用用以输送送和混料料等场合合。带式输送送机螺旋输送送机3、斗式式提升机机斗式提升升机常用用于将物物料垂直直提升到到一定高度，以以便使物物料借重重力自流流加工。。目前我我国生产的斗斗式提升升机的型型式有D型，HL型，，PL型型。3、斗式式提升机机（二)气气流输输送气流输送送比机械械输送相相同物料料所消耗耗的能量量要大得得多，但但是由于于它有很很多优点点，故在在发酵工工业输送送固体物物料时仍仍有许多多厂家使使用。气流输送送的主要要优点1)采采用负压压进料，，可实现现风选，，去除铁块，沙石等重杂杂质；2)输输送系统统封闭，，防止物物料损失失，改善善劳动环境；；3)能能较好地地实现均均匀定量量输送，，方便操操作；4)设备投投资费用较少少；5)设备布布置简捷、方方便。四、通用设备备选型注意事事项1、液体输送送设备关于泵的选型型，前面已有有详细叙述，，在此针对发酵工厂厂的特殊性，，提出几点要要注意的问题。1.1泵的的选型，首先先应根据输送送物料的特性性和输送要求考考虑，然后再再根据输送流流量，总扬程，并考虑泵泵的效率，选选择具体型号号。1.2对于于间歇操作的的泵选择时，，注意在满足足压头，耐腐腐蚀，防爆等等方面要求的的前提下，可可能把生产能能力选得大些些，尽可能快快地将物料输输送完，尽快快腾出设备，，节约人力。。1.3对于于连续操作的的泵，在考虑虑输送物料特特性，压头，，安全等方面面要求的同时时，则应选择择流量略高于于工艺要求的的泵，以便留留有调节余地地，保证生产产均衡进行。。2、气体输送送设备选型注注意事项发酵工厂用于于深层发酵的的，如机械搅搅拌罐和各种种新型生化反反应器等的送送风设备，主主要是往复式式空压机，涡涡轮压缩机。。用于酵母培培养和麦汁生生产的设备主主要是罗茨式式和高压鼓风风机；用于固固体厚层通风风培养，气流流输送，气流流干燥，气体体输送的则是是离心通风机机。车间风换换气，一般使使用轴流式风风机。连续操操作的多有备备用设备。3、固体输送送设备选型注注意事项3.1如无特特殊需要，应应尽量选用机机械提升设备备3.2皮带带输送机，螺螺旋输送机，，以水平输送送为主，也可以有有些升扬，但但倾角不应大大于20度，，否则效率大大大下降，甚至至造成失误。。3、固体输送送设备选型注注意事项3.1如无特特殊需要，应应尽量选用机机械提升设备备3.2皮皮带输输送机机，螺螺旋输输送机机，