Q物料2.168?103?(60?18)?0.4?4.18??3198.4(KJ/kg水) 47.6 Q损失?0.1?(595?4.18?0.47?60?4.18?3198.4?18?4.18)?578.21(KJ/kg水) Δ=18×4.18-3198.4-578.21= -3701.37（kJ/kg水） 设X2=0.0108
I2=I1+Δ（X2-X1）=104.5+（-3701.37）?（0.0108-0.009）=97.3（kJ/kg空气） 空气耗量为：
47.6/（0.0108-0.009）=26444（kg/h）
80℃时空气的比容0.83m/kg 实际消耗空气量为： 26444×0.83=21949（m/kg）
耗用蒸汽量（D）：使用0.1Mpa（表压）蒸汽加热，热损失按15%计： D?33(104.51?41.8)?26444?1.15?866.05(kg/h)
2706.7?504.7 每日用蒸汽量：866.05×16=13857（kg/d）=13.9（t/d） 平均每小时用蒸汽量：13857/24=577（kg/h）=0.58（t/h）
3.7 产过生程耗用蒸汽衡算汇总衡算结果
每日用蒸汽量为92.3t/d，每小时平均量为3.85t/h，高峰量为19.2t/h。
年产10000吨味精热量衡算表 名称 蒸汽
每日用量（t） 92.3 每小时均量（t） 3.85 高峰量（t） 21.18
4 设备设计与选型
4.1 发酵罐
4.1.1.发酵罐类型[8]
21
由发酵罐及其附属设备组成的发酵工段中，发酵罐是主要设备，其他为附属设备。罐
体是由圆柱形中部及椭圆形或蝶形封头焊接而成的封闭式受压容器，其材料为碳钢或不锈钢，对大型发酵罐还可以用内衬不锈钢板（2~3mm）或复合板。此次设计使用选用机械涡轮搅拌通风发酵罐。
4.1.2 发酵罐容积的确定
随着科技发展，现有的发酵罐容量系列有：5，10，20，50，60，75，100，120，150，200，250，500m等等。一般说来单罐容量越大，经济性能越好，但风险也越大，要求技术管理水平也越高。根据经验，罐体越长，氧利用率越高，但考虑罐稳定性及其他因素，罐体不宜过长。根据生产规模跟实用性，可以选择公称容积为200 m的六弯叶机械搅拌通风发酵罐。
3
3
4.1.3 生产能力的计算
现在每天产99%纯度的味精为34吨，谷氨酸的生产周期是40h（包括发酵、发酵罐清洗和灭菌进出物料等辅助操作时间）。则每天需发酵液体积为V发酵。每天产纯度为99%的味精34吨，每吨100%谷氨酸钠需发酵糖液为6.55m：
3
V发酵=6.55×34×99%=220.473（m3）
发酵罐填充系数是ψ=80%，则每天需要发酵罐总容积为V0（生产周期40h）。
V0= V发酵/ψ=220.473/0.8=275.59（m）
3
4.1.4 发酵罐个数的确定
以公称容积为200 m的六弯叶机械搅拌通风发酵罐为基础，需要发酵罐个数设为N
N= V发酵τ/（V总ψ.24）=220.473×40/（200×0.8×24）=2.3（个） 则需要取公称容积为200 m的发酵罐3个；
现在以单灌公称容量200 m的六弯叶机械搅拌通风发酵罐为例，则每天需要个数为N0：
N0=275.59÷200=1.38约为2个 实际产量为：
33
3
200?0.8?2?300?14656.49（t）
6.55富裕量为：（14656.49 -10000）/10000=46.56%，满足产量要求。
4.1.5 主要尺寸计算
取高径比为 H：D=2：1 V全?V筒?2V封?230m； 则：
3V全?0.785D2?2D?π3D?2?23024
22
且： H=2D 解方程得：
1.57D?0.26D?230
33D?3
230?5.004?m?1.83
取D=5m H=2D=10m； 封头高为：
?mm? H封?ha?hb?1300 封头容积为 ： V封=16.4（m3） 圆柱部分容积为： V筒=197m
验算全容积V全为：
‘VV封?197?2?16.4?229.8m3全?V筒?23
??
V全=V’全
符合设计的要求，可行。
4.2 冷却面积的计算
对谷氨酸的发酵，采用竖式蛇管换热器，取总传热系数为K=4.18×500 kJ/（m·h·℃）。 设平均温差为Δtm：
3
Δtm?
Δt1?Δt2Δtln1Δt2
32℃ 32℃ 20℃ 27℃ 12 5 代入
Δtm?
12?5?8℃12ln5
23
3
3
对公称容量为200 m的发酵罐每罐实际装液量110.7m 则换热面积 ： F?Q4.18?6000?110.7??166.1.m3KΔtm4.18?500?8??
4.3 搅拌器计算
选用六弯叶涡轮搅拌器，该搅拌器的各部分尺寸与罐径D有一定比例关系。 搅拌器叶径为：
取Di=1.7（m） 叶宽为：
Di?D5??1.67?m?33
B?0.2Di?0.2?1.7?0.34?m? 弧长为：
l?0.375Di?0.375?1.7?0.64?m? 底距为：
C?
盘踞为：
D5??1.7?m?33
di?0.75Di?0.75?1.7?1.28?m? L?0.25Di?0.25?1.7?0.43?m?
叶弦长为：
叶距为： Y?D?5?m? 弯叶板厚为： δ=12（mm）
取两挡搅拌，搅拌转速N2可根据50m罐，搅拌直径1.05m，转速N1=110r/min。以等P0/V为基准放大求得：
3
?D1?N2?N1??D??2?? 2/3?1.05??110????80?r/min??1.7?2/3 24