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网络远程控制发酵罐恒温系统的十三个特点

作者:发酵罐 时间:2018-01-25 14:10
恒温系统发酵罐的网络控制: 1、 实现移动办公:设置一个固定IP地址,即可实现远程控制,实时掌控异地实验室的发酵状况。 2、同步精确控制:选配Ethernet remote control软件,多台发酵罐体可 信息摘要:
恒温系统 发酵罐 的网络控制: 1、 实现移动办公:设置一个固定IP地址,即可实现远程控制,实时掌控异地实验室的发酵状况。 2、同步精确控制:选配Ethernet remote control软件,多台发酵罐体可以同步进行发酵实验。 3、 整合异地

网络远程控制发酵罐恒温系统的十三个特点

发酵罐热工设计计算

 

一、计算依据

计采用A3刚作发酵罐材料,用8号槽钢做冷却夹套,分三段冷却,筒体二段,椎部一段,夹套工作压力为2.5kg/cm2冷媒为20%(V/V)酒精溶液,T=-4℃,T为-2℃,麦汁发酵温度维持12℃(主要发酵5-6天,封头及筒体部分保温层厚度为200mm,椎底部分为98mm)

二、总发酵热计算

 

 

Q=q*v=119*70=8330kg/hr

 

 

q为每立方米发酵麦汁在主发酵期间每小时的放热量;

 

 

v为发酵麦汁量

1、冷却夹套型号选择

 

 

选取8号槽钢起截流面积为A=hb-截面积=8*4.3-10.24=24.16cm2

 

 

冷却剂流量为(三段冷却)

 

 

3*24.16*10-4*1=7.284*10-3m3/s

 

 

查得20%(V/V)酒精溶液Δt平=-3℃下的ρ=976kg/m3

 

 

Cρ=1.04kcal/kg·℃

冷却剂的冷却能力为:

Q=7.248*103*976*1.041*2*3400=49131.3kcal/hr

故可选取8号钢槽为冷却夹套。

2、发酵罐冷却面积的计算

 

 

考虑生产过程中,随着技术的改进,工艺曲线可能更改,按目前我国工艺曲线看,日降温量较大的为13℃到5℃,为了将来工艺更改留下余量,设计取13-5=8℃为设计的日降温量,取0.6℃/hr为设计的小时降温量,则由Q=KAΔtm求得冷却面积。

2.1传热系数K的确定

2.1.1醪液α1的计算

α1=0.64*C*=0.64*185*=185.3kcal/m2·h·℃

 

 

2.1.2冷却夹套的α2的计算

湿润周边=80+(80+4*8.0)+2*(43-1)

de=(4*流体流动截面面积)/湿润周边

=204mm=20.4cm

de=4*24.16/20.4=4.74cm=0.0474m

20%(V/V)酒精在定性温度t=(-4-2)/2=-3℃下

μ=5.05CP=5.05*103Pa·s

λ=0.402kcal/hr·m·℃=0.468W/m·℃

Cp=1.041kcal/kg·℃=4.358*103J/kg℃

ρ=976kg/m2

μ=1m/s

Re=duρ/μ=9160=104

故可视为强制湍流流动得n=0.4

α2=0.023λ/d(Re)0.8(Cpμ/λ)0.4=1348.4kcal/hr·m·℃

因为计算时冷却盘管为直管的,先修正:

α=α(1+1.77d/R)

=1348.4*(1+12)*0.0474/1.829

=1410.3kcal/hr·m·℃

 

 

 

 

 

  1.  

    筒体部分传热系数K

 

 

 

1/KA2=1/α1A1+Rs1/A1+b/λA2+1/α2A3+Rs2/A3

 

 

代入数据可得:

 

 

1/K=7.325*10-3

 

 

所以:K=136.5kcal/m2·℃

 

 

注:h为假设夹套高度(m)

3、锥形罐筒体需冷却的热量

1)醪液放热 Q=Q1 + Q2

Q1= 62110×0.055×146.6 = 4552.7kcal / hr

Q2= 62110×0.9519×0.6 = 35473kcal / hr

所以,Q =Q1+Q2= 40026kcal / hr

2)外界与罐体的传热量

a. 封头部分Q1= KF(t外平+t0附-t

带入数据得KF=0L.2

Q1= KF(t外平+t0附-t

=2.02×(10%+1)×(32+8.5-5)

78.72kcal / hr

b. 筒体部分:

带入数据:

1/KF=1/αA1+ δ11A222A232A4+1/αA5

得: KF = 15.67kcal/K·°C

Q2=KF(t外平+t0附-t

=1.1×15.6(32+8.5-5)

= 6119kcal/hr

4、筒体冷却面积A初定

Q=KAΔtm

A=40716.8/136.5×11.3=26.4m2

则醪液的冷却负荷为:

26.4/62110=0.425m2/T>0.3m3/T

故冷却面积能够满足要求。

5、发酵罐冷却面积的确定

 

 

 

 

 

  1.  

    筒体部分

 

由前面叙述可知,筒体部分相同的冷却段,选用8#槽钢筒体冷却段面积为26.4m2,则槽钢长=26.4/0.08=330

取相邻两槽钢间距为40mm

一圈槽钢长:

l0=[(3.14×3.62)2+0.122]1/2= 11.367m

330m长的槽钢可绕圈数330/11.367 ≈30圈

则二段各绕15圈

冷却段高度为:

15×(80+40)-40=1760mm

筒体时机冷却面积为:

30×11.367×0.08=1.439m2/T

 

 

 

 

 

  1.  

    锥底部分

 

锥体部分醪液量为4.91×1.0484=5.32

锥体部分冷却面积为

5.32×0.439=2.33m2

则槽钢长为2.33/0.08=29.1m

绕制高度为1000mm

 

网络远程控制发酵罐恒温系统的十三个特点

恒温系统发酵罐的网络控制:

1、 实现移动办公:设置一个固定IP地址,即可实现远程控制,实时掌控异地实验室的发酵状况。

2、同步精确控制:选配Ethernet remote control软件,多台发酵罐体可以同步进行发酵实验。

3、 整合异地资源:联合不同实验室的多台罐体进行同步实验,整合同类发酵罐资源,节约人力、物力、财力。 存储功能

4、 自身存储能力:控制器本身存储程序高达59,994个。

5、外接设备无限:通过USB接口,个人程序可以不限量的转移储存到移动存储器(如U盘、移动硬盘等)。

6、 个性程序共享:同类控制器可共享移动存储器上的个人程序,节省时间和精力。 质量性能

7、参数智能控制:PID控制器实现对温度、蠕动泵、搅拌等不同参数进行15步编程调控,令自动发酵程序更加便利。

8、实时记录功能:通过实时记录功能,精确掌握仪器运行的全过程状态。

9、 出厂性能保障:所有仪器出厂前都经过厂家检测中心进行性能检测,确保出厂合格率100%。 产品设计

10、罐体类型丰富:配备不同剪切力的搅拌叶和不同的温控系统的多种罐体,葡萄酒发酵罐,满足不同客户对微生物、动物、植物等不同细胞的培养需求。

11、容积范围宽广:3L - 20L的工作体积范围,满足各种不同规模的培养需求。

12、产品升级方便:控制器预留升级模块,方便后期产品升级,实现更多参数的编程控制。

13、多种配件可选:客户根据不同的实验需求可以选择多种相关配件。

 

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