夹套搅拌发酵罐的设计

王宇轩，闫绍峰，徐冰岳，孙冬旭

（辽宁工业大学 机械工程与自动化学院，辽宁 锦州121001）

1 设计方案的选择

1.1 主要技术参数

容器内：发酵醪溶液，μ=0．092Pa·s，ρ=1050kg/m3；夹套：冷却水；容器内操作条件：工作压力：常压（短时蒸汽消毒0．1MPa）；工作温度35℃，（短时121℃）；夹套内冷却水压力为0．2MPa（表）；冷却水进口温度25℃，出口温度30℃；装料系数φ=0．85。

1.2 设计方案的选择

本次设计时为了达成使不互溶液体混合均匀，制备均匀混合液、乳化液，强化传质的目的；夹套搅拌发酵罐可以使气体在液体中充分分散，强化传质或化学反应，制备均匀悬浮液，促使固体加速溶解、浸取或液-固化学反应。该设计的反应介质为发酵醪溶液和水，其中容器内发酵醪溶液温度为35℃，夹套内冷却水进口温度为25℃，出口温度为30℃。由于两种介质温差不大，为了强化传热，防止局部过热或过冷，选用夹套搅拌反应罐。

2 工艺设计计算

2.1 筒体内径与高度计算

2.2 计算传热面积

2.3 搅拌功率计算

2.4 电机功率计算

3 强度设计计算

3.1 筒体强度的设计计算

圆筒稳定性满足要求，所以取圆筒名义厚度δn=12mm

3.2 夹套壁厚的设计计算

3.3 搅拌器强度设计计算

故搅拌器强度符合标准。

4 结构设计

4.1 封头及焊缝结构设计

图1 封头结构图

图2 焊缝结构图

4.2 密封装置结构图

图3 密封装置结构图

4.3 总体结构图

图4 夹套搅拌发酵罐装配图

4.4 人孔结构

本设计考虑人孔筒节直径较大较重，故选用水平吊盖人孔。该人孔结构中有吊钩和销轴，检修时只需松开螺栓将盖板绕销轴旋转一个角度，由吊钩吊住，不必将盖板取下。该人孔标记为：HG21522-2005 Ⅰ人孔RF（A·G）450-0．6。

5 结 语

本设备设计按照国家目前最新标准GB150-2011《压力容器》、TSG21《固定式压力容器安全技术监察规程》的规定，设计技术参数完全模拟锦州某公司的在役设备，图纸与按实际情况计算结果基本一致。通过本次设计，设备结构有所改进，搅拌速率更加高效，发酵更加充分。本设备结构简单，能良好完成发酵发醪溶液的目标，同时也可适用于其他溶液的发酵。