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網絡遠程控制發酵罐恒溫系統的十三個特點

作者:發酵罐 時間:2018-01-25 14:10
恒溫系統發酵罐的網絡控制: 1、 實現移動辦公:設置一個固定IP地址,即可實現遠程控制,實時掌控異地實驗室的發酵狀況。 2、同步精确控制:選配Ethernet remote control軟件,多台發酵罐體可 信息摘要:
恒溫系統 發酵罐 的網絡控制: 1、 實現移動辦公:設置一個固定IP地址,即可實現遠程控制,實時掌控異地實驗室的 發酵 狀況。 2、同步精确控制:選配Ethernet remote control軟件,多台發酵罐體可以同步進行發酵實驗。 3、 整合異地

網絡遠程控制發酵罐恒溫系統的十三個特點

發酵罐熱工設計計算

 

一、計算依據

計采用A3剛作發酵罐材料,用8号槽鋼做冷卻夾套,分三段冷卻,筒體二段,椎部一段,夾套工作壓力為2.5kg/cm2冷媒為20%(V/V)酒精溶液,T=-4℃,T為-2℃,麥汁發酵溫度維持12℃(主要發酵5-6天,封頭及筒體部分保溫層厚度為200mm,椎底部分為98mm)

二、總發酵熱計算

 

 

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

 

 

q為每立方米發酵麥汁在主發酵期間每小時的放熱量;

 

 

v為發酵麥汁量

1、冷卻夾套型号選擇

 

 

選取8号槽鋼起截流面積為A=hb-截面積=8*4.3-10.24=24.16cm2

 

 

冷卻劑流量為(三段冷卻)

 

 

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·℃

冷卻劑的冷卻能力為:

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

故可選取8号鋼槽為冷卻夾套。

2、發酵罐冷卻面積的計算

 

 

考慮生産過程中,随着技術的改進,工藝曲線可能更改,按目前我國工藝曲線看,日降溫量較大的為13℃到5℃,為了将來工藝更改留下餘量,設計取13-5=8℃為設計的日降溫量,取0.6℃/hr為設計的小時降溫量,則由Q=KAΔtm求得冷卻面積。

2.1傳熱系數K的确定

2.1.1醪液α1的計算

α1=0.64*C*=0.64*185*=185.3kcal/m2·h·℃

 

 

2.1.2冷卻夾套的α2的計算

濕潤周邊=80+(80+4*8.0)+2*(43-1)

de=(4*流體流動截面面積)/濕潤周邊

=204mm=20.4cm

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

20%(V/V)酒精在定性溫度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

故可視為強制湍流流動得n=0.4

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

因為計算時冷卻盤管為直管的,先修正:

α=α(1+1.77d/R)

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

=1410.3kcal/hr·m·℃

 

 

 

 

 

  1.  

    筒體部分傳熱系數K

 

 

 

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

 

 

代入數據可得:

 

 

1/K=7.325*10-3

 

 

所以:K=136.5kcal/m2·℃

 

 

注:h為假設夾套高度(m)

3、錐形罐筒體需冷卻的熱量

1)醪液放熱 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)外界與罐體的傳熱量

a. 封頭部分Q1= KF(t外平+t0附-t

帶入數據得KF=0L.2

Q1= KF(t外平+t0附-t

=2.02×(10%+1)×(32+8.5-5)

78.72kcal / hr

b. 筒體部分:

帶入數據:

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、筒體冷卻面積A初定

Q=KAΔtm

A=40716.8/136.5×11.3=26.4m2

則醪液的冷卻負荷為:

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

故冷卻面積能夠滿足要求。

5、發酵罐冷卻面積的确定

 

 

 

 

 

  1.  

    筒體部分

 

由前面叙述可知,筒體部分相同的冷卻段,選用8#槽鋼筒體冷卻段面積為26.4m2,則槽鋼長=26.4/0.08=330

取相鄰兩槽鋼間距為40mm

一圈槽鋼長:

l0=[(3.14×3.62)2+0.122]1/2= 11.367m

330m長的槽鋼可繞圈數330/11.367 ≈30圈

則二段各繞15圈

冷卻段高度為:

15×(80+40)-40=1760mm

筒體時機冷卻面積為:

30×11.367×0.08=1.439m2/T

 

 

 

 

 

  1.  

    錐底部分

 

錐體部分醪液量為4.91×1.0484=5.32

錐體部分冷卻面積為

5.32×0.439=2.33m2

則槽鋼長為2.33/0.08=29.1m

繞制高度為1000mm

 

網絡遠程控制發酵罐恒溫系統的十三個特點

恒溫系統發酵罐的網絡控制:

1、 實現移動辦公:設置一個固定IP地址,即可實現遠程控制,實時掌控異地實驗室的發酵狀況。

2、同步精确控制:選配Ethernet remote control軟件,多台發酵罐體可以同步進行發酵實驗。

3、 整合異地資源:聯合不同實驗室的多台罐體進行同步實驗,整合同類發酵罐資源,節約人力、物力、财力。 存儲功能

4、 自身存儲能力:控制器本身存儲程序高達59,994個。

5、外接設備無限:通過USB接口,個人程序可以不限量的轉移儲存到移動存儲器(如U盤、移動硬盤等)。

6、 個性程序共享:同類控制器可共享移動存儲器上的個人程序,節省時間和精力。 質量性能

7、參數智能控制:PID控制器實現對溫度、蠕動泵、攪拌等不同參數進行15步編程調控,令自動發酵程序更加便利。

8、實時記錄功能:通過實時記錄功能,精确掌握儀器運行的全過程狀态。

9、 出廠性能保障:所有儀器出廠前都經過廠家檢測中心進行性能檢測,确保出廠合格率100%。 産品設計

10、罐體類型豐富:配備不同剪切力的攪拌葉和不同的溫控系統的多種罐體,葡萄酒發酵罐,滿足不同客戶對微生物、動物、植物等不同細胞的培養需求。

11、容積範圍寬廣:3L - 20L的工作體積範圍,滿足各種不同規模的培養需求。

12、産品升級方便:控制器預留升級模塊,方便後期産品升級,實現更多參數的編程控制。

13、多種配件可選:客戶根據不同的實驗需求可以選擇多種相關配件。

 

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