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畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告
題 目： 發(fā)酵罐設(shè)計
學(xué) 院： 機械工程學(xué)院
專 業(yè)： 過程裝備與控制工程
學(xué) 號：
姓 名：
手 機：
指導(dǎo)教師：
教師職稱：
填表日期：
題目名稱
發(fā)酵罐設(shè)計
題目來源
國家、?。ú浚┘? 市、校級 √企業(yè)（公司 ） 其他
題目類型
√ 工程設(shè)計 應(yīng)用研究 基礎(chǔ)研究 其他
一、畢業(yè)設(shè)計（論文）概述
發(fā)酵罐一般是指在工業(yè)上用作微生物發(fā)酵的裝置，廣泛應(yīng)用于食品，能源，化工，制藥等行業(yè)，主要起發(fā)酵作用，是當(dāng)今的熱門研發(fā)項目之一。從功能上看，有沼氣發(fā)酵罐，啤酒發(fā)酵罐,酶發(fā)酵罐等，發(fā)酵罐的研究發(fā)展有益于以上提到的多個領(lǐng)域的發(fā)展，對減少工業(yè)上能源消耗，減少污染，提高生產(chǎn)效率等都有幫助。發(fā)酵罐的研發(fā)已然成為工業(yè)行業(yè)中不可忽視的生物技術(shù)研究項目之一。
作為發(fā)酵罐中的主要作用裝置，攪拌裝置可使多種不同物質(zhì)互相分散融合，使之均勻混合?；瘜W(xué)工業(yè)中的很多反應(yīng)都要以物質(zhì)的充分混合為前提，即使是加熱、冷卻或萃取等物理變化，通過攪拌的方法，往往能得到更好的結(jié)果。由于攪拌設(shè)備操作條件的可控范圍很廣，所以其應(yīng)用范圍非常廣泛。
攪拌操作分為機械攪拌與氣流攪拌。氣流攪拌中，氣體鼓泡通過液體層產(chǎn)生攪拌作用。也可利用氣泡集體上升產(chǎn)生氣升作用促進液體對流循環(huán)由于氣流攪拌的攪拌作用較機械攪拌弱，不能適用于高黏度流體，但氣流攪拌沒有運動部件，在處理腐蝕性液體或高溫高壓條件下的液體攪拌很有優(yōu)勢。在實際的工業(yè)生產(chǎn)中，還是以機械攪拌為主。攪拌設(shè)備主要由攪拌裝置、軸封和攪拌罐三大部分組成。
攪拌設(shè)備的研究，功率問題和攪拌設(shè)備的流體動力學(xué)研究有著重大意義，正確的功率研究計算，可避免造成大量浪費和發(fā)動機的錯誤選型，導(dǎo)致負荷率低的不合理現(xiàn)象。但由于使用介質(zhì)不同，物理化學(xué)性能差異等因素的影響，使研究困難。流體力學(xué)的研究則已投入了大量的研究，攪拌釜內(nèi)流場的問題是研究熱點，通過建立三維模型[6]模擬流場研究是主要研究方法。在液體中進行攪拌會產(chǎn)生湍動，湍動與攪拌器使液體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生旋渦現(xiàn)象[7],使液體被劇烈攪拌。這對流體力學(xué)研究有重大意義。
現(xiàn)在國內(nèi)外發(fā)酵罐研究的主要在于改進反應(yīng)釜設(shè)計，攪拌器，傳動裝置，傳熱裝置設(shè)計等，在發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計方面進行創(chuàng)新從而提高工作效率。國內(nèi)外發(fā)酵設(shè)備做的比較好的公司是德國貝朗（占中國市場的80%）、瑞士比歐、美國NBS、韓國、日本、華東理工和江蘇理工，這雖是多年前的情況但近幾年也未發(fā)生很大變化，而我國發(fā)酵工業(yè)的巨大發(fā)展不僅在于產(chǎn)量的巨大提升，更在于發(fā)酵技術(shù)和發(fā)酵工藝的巨大進步。當(dāng)前發(fā)酵技術(shù)進步表現(xiàn)為：技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有明顯提高、工藝技術(shù)有重大改進、裝備水平大大改善。
為了適應(yīng)時代的發(fā)展，發(fā)酵罐的設(shè)計也在不斷改進。智能與全能化始終是第一要題，而在需求的推動下，發(fā)酵罐的巨大化成了技術(shù)主流。大型聚合釜的使用可減少操作和檢修人員，有利于減少成本，實現(xiàn)密閉或開放式發(fā)酵容器的轉(zhuǎn)變，增大產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率，從而使處理大量或超大量的物料成為可能。所以低價值產(chǎn)品的巨大化，能以幾十或數(shù)百噸的產(chǎn)量來取勝是現(xiàn)在許多企業(yè)關(guān)心的地方。隨著發(fā)酵罐體積的逐漸巨大化，發(fā)酵罐也向矮胖型聚合釜發(fā)展，采用底部攪拌方式的發(fā)酵罐越來越多，其中，三葉后掠式攪拌器是目前最好的選擇之一，擁有排出量大，聚合釜內(nèi)液相循環(huán)充分等的特點。
經(jīng)過設(shè)計，初定發(fā)酵罐筒徑，筒高封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，夾套高度定為，夾套直徑，材料選擇，機架選取單支點機架，軸端密封選取單端面機械密封。減速器經(jīng)計算，選取額定功率為的減速器，攪拌軸直徑定為，長度，材料為不銹鋼，內(nèi)容器與封頭材料選取不銹鋼。
二、畢業(yè)設(shè)計（論文）整體安排及進度
學(xué)期
周次
工作內(nèi)容
檢查方式
2017-2018-1
17-19
課題介紹、熟悉課題、查閱文獻、翻譯外文資料、學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、撰寫文獻綜述
至少收集十五篇相關(guān)資料，翻譯一篇英文資料（要求為近五年發(fā)表），完成文獻綜述。網(wǎng)上提交正稿
2017-2018-2
1-2
確定設(shè)計方案, 確定結(jié)構(gòu)尺寸，攪拌功率計算
網(wǎng)上提交攪拌功率計算結(jié)果
3-5
方案論證，設(shè)備強度計算
完成計算書，網(wǎng)上提交計算書
6-11
畫CAD裝配圖，零部件圖及三維圖
網(wǎng)上提交電子版
12-14
編寫設(shè)計說明書，準(zhǔn)備答辯
設(shè)計說明書1份，網(wǎng)上提交說明書
15
畢業(yè)答辯
提交答辯材料，包括：撰寫規(guī)范的畢業(yè)設(shè)計說明書電子版、紙質(zhì)版
16
對答辯發(fā)現(xiàn)的問題進行整改
網(wǎng)上提交全套完善的資料
三、畢業(yè)設(shè)計（論文）已完成的研究部分
第一部分，課題介紹、熟悉課題、查閱文獻、翻譯外文資料、學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、撰寫文獻綜述（大四上學(xué)期17-19周）
總共查閱檢索了20多篇文獻，經(jīng)過閱讀篩選，留下15篇文獻進行文獻綜述的撰寫，并在ASME外文網(wǎng)站找到關(guān)于流場內(nèi)兩相流體的外文文獻，現(xiàn)已完成外文文獻翻譯和文獻綜述。
第二部分，確定設(shè)計方案, 確定結(jié)構(gòu)尺寸，攪拌功率計算（大四下學(xué)期1-2周）
初步了解發(fā)酵罐設(shè)計過程后，參照《機械攪拌設(shè)備》進行工藝計算和結(jié)構(gòu)計算，現(xiàn)已確定結(jié)構(gòu)尺寸和攪拌功率。
第三部分，方案論證，設(shè)備強度計算（3-5周）
考慮工藝要求，擬定的設(shè)計方案可行，進行強度計算，攪拌軸，攪拌槳等零部件已通過校核，初步完成計算說明書。
第四部分，畫CAD裝配圖，零部件圖及三維圖（6-11周）
根據(jù)計算的工藝結(jié)構(gòu)參數(shù)，正在進行CAD繪圖
四、下一部分的工作安排
（1）完善設(shè)計說明書
（2）繪制裝配圖
（3）繪制零件圖
（4）繪制三維圖
（5）修改、完善設(shè)計材料，查重，再修改
（6）進一步修改、完善設(shè)計資料、答辯
五、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作中存在的問題
（1）在設(shè)計初期由于對知識點的掌握不夠與對設(shè)計步驟的陌生，有點不知所措，耽誤了設(shè)計進度。
（2）在設(shè)計發(fā)酵罐時，對某些關(guān)鍵點以及專業(yè)技術(shù)問題存在疑慮，導(dǎo)致本次設(shè)計在部分重要參數(shù)上出現(xiàn)了不確定性。
（3）在時間的分配上有所欠缺，有些時候都沒有按照最初敲定任務(wù)書時所規(guī)定的的進度來進行。
學(xué)生（簽字）趙道良 2018 年 4 月 25 日 指導(dǎo)教師（簽字） 年 月 日