第六章 设备的设计与选型第一节 概述第二节 专业设备的设计与选型第三节 通用设备的设计与选型第四节 非标设备的设计第五节 设备一览表

思考题1. 设备的分类及设计选型原则？2. 专业设备设计选型的依据及特点？3. 连续操作设备设计的依据？4. 某发酵车间，每天处理发酵醪量 320m3 ，

选用 100m3 发酵罐，发酵周期为 72h ，发酵罐充满系数为 80% ，求所需发酵罐的个数。

5. 发酵罐挡板的作用？6. 泵选择的原则？发酵工业常用的泵？7. 发酵工业常用的气体输送设备？8. 离心式送风机可分为哪几种？压头分

别是多少？9. 发酵工业常用的压缩机？10. 常用的固体输送设备分类？11. 解释概念：装液高度系数、公称容积、 罐的全容积、压头、通风比

第一节 概述

一、设备设计选型的任务二、设备设计选型的原则

一、设备设计选型的任务 设备分类 : 专业设备、 通用设备、 非标准设备 专业设备专业性较强、仅为发酵工厂使用的

设备；如发酵罐、糖化锅等 通用设备各行各业都可以使用的设备；如泵、

风机等； 非标准设备是指生产车间的贮藏、池子等设

施。 主要介绍设备的工艺设计与选型。

设备工艺设计与选型的任务是在工艺计算的基础上，确定车间内所有工艺设备的台数、型式和主要尺寸。据此，着手进行车间布置设计，并为下一步施工图设计以及其他非工艺设计项目 ( 例如：设备的机械设计、土建、供电、仪表控制设计等 ) 提供足够的有关条件，为设

备的制作、订购等提供必要的资料。

二、设备设计与选型的原则 从设备的设计选型情况，可以反映出

所设计工厂的先进性和生产的可靠性。 设备的工艺设计和选型的原则：

1. 保证工艺过程实施的安全可靠。 2. 经济上合理，技术上先进。 3. 投资省，耗材料少，加工方便，采购

容易。

4. 运行费用低，水电汽消耗少。5. 操作清洗方便，耐用易维修，备品配件

供应可靠减轻工人劳动强度，实施机械化和自动化方便。

6.结构紧凑，尽量采用经过实践考验证明确实性能优良的设备。

7. 考虑生产波动与设备平衡，留有一定裕量。

8. 考虑设备故障及检修的备用。

第二节 专业设备的设计与选型 一、专业设备设计与选型的依据1.由工艺计算确定的成品量、物料量、耗

汽量、耗水量、耗风量、耗冷量等。2. 工艺操作的最适外部条件 (温度、压力、真空度等 ) 。

3. 设备的构造类型和性能。

二、专业设备设计与选型的程序和内容1. 设备所担负的工艺操作任务和工作性质，

工作参数的确定。2. 设备选型及该型号设备的性能、特点评价。

3. 设备生产能力的确定。4. 设备数量计算 ( 考虑设备使用维修及必须的裕量 ) 。

5. 设备主要尺寸的确定。

6. 设备化工过程 (换热、过滤、干燥面积，塔板数等 ) 的计算

7. 设备的传动搅拌和动力消耗计算。8. 设备结构的工艺设计。9.支撑方式的计算选型。10.壁厚的计算选择。11. 材质的选择和用量计算。12. 其他特殊问题的考虑。

三、专业设备设计与选型的特点 发酵专业涉及多种发酵产品的生产，由于不同产品在具体生产过程中的要求不一样，以在设计计算和选型过程中就会有很大差异。应当在对各种发酵产品生产全过程充分认识了解的基础上着手进行设计。主要考虑各种产品的生产特点，原料性质来源，现阶段生产水平可能达到的技术经济指标，有效生产天数，各个生产环节的周期等因素。

( 一 ) 间歇操作设备生产能力数量和容积的设计计算

1．间歇操作设备生产能力的确定 间歇操作设备生产能力的表示方法，

一般为 t/( 罐·批 )或m3/( 罐·批 ) 。对于味精、酶制剂等通风发酵设备，其生产能力由设备选型确定。

例如 3000t/a 味精厂选容积为 100t的发酵罐， 其生产能力为： 100×70％×15％×48％×80％×112％

(1-1%）=4.47 t ／ ( 罐·批 ) 式中 100——发酵罐容积 (t) 15％——发酵初糖浓度 (还原糖 ) 70％——填充系数 48％——发酵转化率 80％——提取率 112％——精制收率 1％——染菌率

2. 间歇操作所需设备数量的确定 式中 N——设备的操作台数 (不含备用 ) Z——工段的生产能力，以每 24h 加 工原料和半成品的吨数 τ——设备操作周期 (h) G——设备操作有效容量 (t) r——24h 内设备操作的小时数 Vo——24h 内加工的原料、半成品的 容量 (m3)

ZN

Gr

0

24 a

VN

V

Va——一台设备的容量 (m3)φ——设备的填充系数，此值为经验值 设备容量和数量的确定，考虑投资费用，

和工艺的要求，有时要优先考虑对生产有利的因素，而将设备投资的经济观点放到次要地位。啤酒大罐发酵时要求 15h之内满罐等。

3．设备容积的计算

式中 V——设备的总容积 (m3) Va——24h 内加工的成品或半成品的容积 (m3) r——操作周期 (h) φ——设备的填充系数， 搅拌和产生泡沫多 取 0.6~0.8 ，酒精发酵罐等取 0.8~0.85 ， 汽液分离器取 0.7 等

24aVV

4．设备主要尺寸的计算 设备多为容器型设备。不同的设备，根据用途和设备特性，高径比有很大差别

间歇操作多采用锥形底制作容易，排料干净。 在确定各部尺寸时，通常根据已知容量 V和高径比、封头高度 (折算成相同直径筒高 ) ，列出数学方程，求出直径。圆整到接近的公称直径然后校核总容量，求出其他尺寸。

( 二 ) 连续操作设备生产能力、数量和容积的设计计算

连续操作设备在设计中，既要考虑生产能力又要考虑混合、反应等处理效果。通常为提高反应效果的具体做法是：在满足生产能力的前提下，选择设备时要考虑其高径比和设备数量。如连续蒸煮、连续发酵设备通常取 3-5 个罐串连。

设计连续操作设备的容量和主要尺寸的依据是：

(1)物料流量 V(m3/s 或 t/s)根据设计的生产规模，通过计算确定的。

(2)物料在设备中的逗留时间 τ(s) ；逗留时间则取决于生产工艺的要求。

(3)物料在设备各部位的流速ω(m/s) 。

1．生产能力的确定 对于连续生产操作的设备，其生产能力

是在保证生产工艺条件的基础上，单位时间通过设备的物料量，由工厂的规模与物料衡算确定。

2．设备容积的计算 已知物料的流量 V和逗留时间 τ，可

以计算出设备的有效容量 V 有效： V 有效=Vτ (m3)． 例如 10000t/a 酒精厂蒸煮时间 根据

生产经验 60-90min，取 80min，则蒸煮设备的总容积 V 有效为：

V 有效=14.8÷60×80=19.73(m3)

3. 设备数量的计算 连续操作设备为防止滞留和滑漏现象，根据

生产性质的不同，一般取设备数量为 3-5 个。也可设定单个设备容量由总容量求算设备数量n： n=V 有效 / （ φV’）

V 有效——设备有效总容积 m3

V’——单台设备容积 m3

φ——填充系数 ％ 上例 10000t/a 酒精厂蒸煮 V 有效=19.73m3 ， V’=7m3 ， φ=100％，则设备数量 n为： n=19.73/7=2.82 取 3 个。

4．设备主要尺寸计算 容器类设备的主要尺寸计算方法同间歇操作设备的计算方法。但连续操作设备为保证其顺序性，通常高径比要比间歇操作设备大些。具体情况，可根据生产特点加以确定。

四、专业设备的设计与选型实例 3000t/a 味精发酵车间 采用的发酵设备为间歇操作，灭菌设备

为连续操作 间歇操作发酵罐设计选型由第五章可知，生产 1000kg100% 的味精

需 15% 的糖液 15.66m3

1. 发酵罐的选型：采用机械涡轮搅拌通风发酵罐。

机械搅拌发酵罐搅拌叶轮直径 Di ： D=1/2~1/3 圆柱高度 Ho ： D=2 ： 1

2. 生产能力、数量和容积的确定⑴发酵罐的容积：现选用公称容积 100m3

⑵生产能力计算： 年产 3000t/a 每天产 99%味精 10t，

操作周期 48h ，每天需糖液体积 V0 ： V0=15.66×10×99%=155m3 设 : 发酵罐的充满系数为 φ=0.7 ，则每

天需发酵罐的总容量 V V= Va/φ=155/0.7=221.4m3

⑶发酵罐个数的确定： 概念 装液高度系数：圆筒部分高度的系数（罐

的封底与冷却管、罐内的辅助设施相抵） 公称容积：指罐的圆柱部分和底封头体积之和。

罐的全容积：指罐的圆柱部分和两封头体积之和。

查表 6-2 P102 公称容积为 100m3 发酵罐总容积为 Va=118m3

则罐数 N1 ： ( 个 )

取公称容积 100m3 发酵罐 4 个实际每天出 2 罐，充满系数为 0.7 每天产味精量： =118×0.7×2÷（ 15.66×99%） =10.66t 富裕量 =0.66t， 6.6%

01

155 483.75

24 24 118 24a

VN

V

⑶主要尺寸的计算 100m3 发酵罐 V 全= V 柱+2 V 封 封头折边不计，圆柱部分高 H与罐直径比取 2 ： 1V 总=0.785D2×2D+（ π/24）D3×2 118=1.57 D3 +0.26 D3

D=4.009m 圆整D=4.0m 高 H=8m 查附录一表 15 ， P316

封头高度 =ha+hb=1000+50=1050mm

验算体积： V’ 全= V 柱+2 V 封

V’ 全= V 全

2 3 2

2 3 2

3

0.785 2 2 2 0.785 0.0524

0.785 4 2 4 2 4 2 0.785 4 0.0524

100.28 16.7 1.26

118.44( )

D D D D

m

⑷冷却面积的计算：采用一年中最热的半个月气温下，冷却水可能达到的最高温度的条件下设计冷却面积

根据牛顿传热定律： F= Q 总 /(K.△tm) m2

工程计算采用实际测得发酵最旺盛时每 m3 发酵液每 h传给冷却器的最大热量。谷 氨酸发酵最大热量 =4.18×6000kJ/(m3.h) 采用竖式列管换热器，经验 K=4.18×500kJ/(m3.h.℃) △tm 为平均温度 取对数平均值

发酵液 32℃——32℃恒定 冷却水 20℃——27℃ 12 5

对 100m3 发酵罐，每罐装液量 155/2=77.5m3

传热面积 :

1 2

1

2

12 58¡æ

12lnln5

m

t tt

t

t

24.18 6000 77.5116.25( )

4.18 500 8F m

⑸搅拌器的设计⑹搅拌轴功率的计算⑺设备结构的工艺设计 包括：空气分布器、挡板、密封方式、搅拌器和冷却管的布置①空气分布器：风量小的 0.02~0.5ml/s

采用环型多孔管，风量大的采用单管， 谷氨酸发酵通风比为 1:0.1~0.18VVm （ 0.1MPa， 20℃）风量： Q=0.18×77.5=14m3/min=0.23m3/s

换算为 0.35MPa、 30℃状况下

空气在 0.4MPa，支管气速 20~25m/s 取 25m/s 风管截面积 S=Q’/v=0.068/25=0.0027m2

风管直径 :

选用无缝管 68×3 ， 62＞ 60适用

' 30.1 273 300.23 0.068( / )

0.35 273 20Q m s

0.00270.06 60

0.785d m mm

②挡板：挡板的作用是加强搅拌强度，增加溶氧。罐内设有竖式冷却蛇管可不设挡板。③密封方式：采用双端面机械轴封④冷却管布置：一般采用竖式冷却蛇管，

可分为二组、四组、六组和八组等，对称按装在罐内。本罐通过计算采用八组。⑻设备材料的选择 本设备为降低成本采

用 A3钢，内涂涂料

⑼发酵罐壁厚计算：可采用公式计算和查表法。查表时注意选用材料和工作条件相应的表格。

①罐壁厚 S：式中： P——设计压力（最高工作压力的 1.05 倍，英 1.1）取 0.4MP D——罐内径 cm ， 400 [σ]——许应应力， A3钢 =127MPa φ——焊缝系数 0.5~1.0 现取 0.7

( )

2

PDS C cm

P

C——壁厚附加量（包括钢板负偏差 C1 、腐蚀裕量 C2 和加工减薄量 C3

取 C1=0.8mm,C2=2mm,C3=0 C=2.8mm=0.28cm

选用 12mm厚的 A3钢板 ,查附录一表 17,直径 4m,板厚 12mm,筒高 8m,每米重量 1186kg,

筒总重 =1186×8=9488kg

0.4 4000.28 1.18

2 127 0.7 0.4S cm

②封头壁厚计算 : 标准椭圆封头厚度 :

式中 P=0.4MPa D=400cm [σ]=127MPa φ=0.7 C=0.08+0.2+0.1=0.38cm

( )

2

PDS C cm

P

查钢材手册圆整为 S=14mm, 封头重量 2005kg 壁厚表和椭圆封头壁厚表参见附录一表 1

3,表 14,表 15

0.4 4000.38 1.28

2 127 0.7 0.4S cm

⑽ 接管设计 ① 接管长度 h: 一般取 100~200mm

②接管直径 : 按刚才空气分布器中的管径计算 ,计算流量 ,选取合适的流速计算出管径 , 再圆整到标准钢管尺寸 .

排料管直径 : 装液量 77.5m3 要求 2h排完 . 流量 Q=77.5/(3600×2)=0.0108(m3/s) 流速取 1m/s 管截面积 F=0.0108/1=0.0108 m2 =0.785d2

圆整取无缝管 133×4 内径 125mm＞ 118 适用

0.01080.118

0.785d m

⑾支座设计 : 常用支座分为 卧式支座 : 支腿 . 圈型支座 , 鞍型支座 立式支座 : 悬挂支座 支撑支座 裙式支座 75m3 以上的大型发酵罐 ,设备总重量

较大 ,应采用裙式支座 本设计采用裙式支座 .

第三节通用设备的设计与选型 通用设备很多主要 液体输送设备 气体输送设备 固体输送设备

一、液体输送设备：各种泵 发酵工业使用最多是离心泵 ㈠泵的分类和特点： 离心泵、往复泵、隔膜泵、 旋涡泵、螺杆泵、齿轮泵按输送原理分为 叶片式 容积式主要特点见表 6-6 常用泵的类型和综合性能表 6-7 P123

表 6-6

㈡泵的选择 1. 泵的选择原则：(1)流量 设计发酵工厂的装置时，总要留有一定富裕能力。在选择泵时，应按设计要求达到的能力确定泵的流量，并使之与其他设备能力协调平衡。泵的流量的确定综合考虑下列两点：

①装置的富余能力及装置内各设备能力的协调平衡；

②工艺过程影响流量变化的范围。

(2)扬程 泵的扬程需要留有适当余量，一般为正常需要扬程的 1.05~1.1倍。有现成经验数据，应尽量采用，使选用的泵能满足工艺要求。

(3) 装置 ( 系统 ) 的有效汽蚀余量 装置的有效汽蚀余量应大于泵所需要的允许汽蚀余量。

(4) 液面 介质液面高于泵中心者，应取最低液面，介质液面低于泵中心者，也应取最低液面。

2. 泵的选择方法及步骤 (1)列出基本数据 ①介质的物理性质：介质名称输送条件下的相对密度、粘度、蒸汽压、腐蚀及毒性

②介质中所含固体颗料直径和含量。 ③介质中气体含量 ( 体积％ ) 。 ④操作条件：温度，压力 ( 进口侧设备压力，排出侧设备压力，排出侧管系压力降 ) ，流量(正常、最小及最大 ) 。

⑤泵所在位置情况：环境温度，海拔高度，装置平立面要求，进口和排出口侧设备液面至泵中心距离及管线当量长度等。

(2) 确定流量及扬程 ①流量： 选泵时应按最大流量考虑；如果只给出正常流量， 采用适当的安全系数 (1.1-1.2) ；如果给出的是重量流量需换算为体积流量 Q

②扬程 (或压差 ) ：利用柏努利方程求出泵的扬程。按工艺过程情况，采用 1.05~1.1 的安全系数。

③选择泵型及泵的具体型号：根据介质的物性、已确定的流量、扬程，以及依据表 6-6 、表 6-7 所示泵的工作范围，选出合适型式的泵。④泵的性能核算： 按实际情况对泵进行性能核算。列出核

算后的性能参数，如符合工艺要求，则所选泵是可用的。⑤确定泵的几何安装高度。⑥计算泵的轴功率。

⑦选定泵的材料及轴封。⑧确定冷却水 (或加热蒸汽 ) 耗量。⑨选定电动机 (或蒸汽透平机 ) 。⑩确定泵的备用率和台数。⑾泵的串联和并联。⑿填写泵的规格表，作为泵订货的依据和

选泵过程各项数据的汇总介绍泵类最完善的工具书为： 《泵类产品目录》，共三册。

( 三 )3000t/a 味精厂发酵车间泵的选型 1. 连消泵 (1) 连消泵输送的是重度为 1.05t/m3 的水解

糖液，黏度范围 1.3~1.5×10-3Pa.s，温度在 115℃以下。

(2) 介质中无固体颗粒，澄清，透明。 (3) 介质中基本上无气体。 (4) 操作条件：温度为 60~70℃；压力：进口侧靠调浆罐液位压送，出口侧设备压力 0.4~0.5MPa；流量：最大流量 22m3/h ，最小流量 19.4m3/h ，正常流量 20m3/h 。

(5) 连消泵一般设在车间或泵房中，进口侧泵在液面之下。

(6) 据上条件，查有关图表（泵的特性曲线H-Q），可确定选择离心式泵即可满足生产要求。现选换代产品 IS80-50-200 。该产品转速 2900r/min，流量 50m3/h ，扬程 50m ，效率 74％，昆明水泵厂产品。为保证连续生产，考虑设备用泵 1台，因此，泵的数量为 2 台，流量可用阀门调节

2.尿素泵 (1)尿素消量 设总尿素为 4％；日用尿素量为： (155+1.6)×1.05×4％ =6.58(t/d)

流加尿素的浓度为 40％，重度 1.1t/m3尿素溶液体积为 6.57/40%÷1.1=14.95(m3/d) ，取 15m3/d。

(2)尿素罐的容量 取填充系数为 70％ ~75％，现取 70％。 两罐轮流操作，则每个的容量为 15÷(2×70

%)=11(m3) 。

(3) 泵的选择 尿素溶液为轻度腐蚀性溶液，粘度低，可使用离心泵。为节省时间和人力，可选用流量和扬程都比较大的泵，型号相同的泵。现选用 IS80-50-200 型单级清液泵，流量 50 m3/h ，扬程 50m ，效率 74％。输送 16.5 m3尿素溶液用时仅为

16.5/50= 0.33(h)(约合 19.8min) 。3.玉米浆泵 同理选用 IS80-50-200 型单级清液泵 1 台

二、气体输送设备选型( 一 ) 气体输送设备的类型和特点 1 ．气体输送设备的类型

2. 气体输送设备的特点 发酵工业常用的气体输送设备为低压空

气压缩机、送风机和真空泵 .(1) 空气压缩机 涡轮压缩机 往复压缩机 发酵生产中要求空气压缩站提供 0.2~0.

3MPa( 表压 ) 的压缩空气，常采用涡轮式空气压缩机或经过改装的往复式空气压缩机送气。

①涡轮式空压机： 用于发酵生产的是低压涡轮空压机，其出口压力为 0.25~0.55MPa( 表压 ) ，容量一般都大于 100m3/min，每分钟压缩 1m3空气时，配备的电机功率约为 3.5~5kW。

国产涡轮空压机的型号有 DA型和 SA型。 D—单吸， S—双吸， A—涡轮压气机， 后面

数字分别代表供气量和出口压力以及设计序号。如 DA350-41 ，即表示单吸涡轮空压机，公称供气量 350 m3/min，出口压强 0.4MPa(绝对 ) ，此机系第一次设计产品。

②往复式空压机： 按排气压力不同，分为高压 (8.0~10.0MPa) ，中压 (1.0~8.0MPa) 低压 (小于 1.0MPa) 三类。国内的低压往复式空压机多为双缸二级压缩式。在发酵工厂中使用 L型空压机较为普遍。如 4L-20/8 型空压机，即表示两缸呈 L型排列、额定排气量为 20m3/min，排气压强 0.8MPa。

L前面的 4 表示该系列空压机的序号。

(2)旋转压缩机 类似液体输送中的旋转泵，没有活塞

与活门装置。与往复式相比，它排出的气体是连续而均匀的。此外，旋转压缩机中的旋转部分可与电动机直接连接，效率高。

旋转压缩机，构造简单而紧凑，特别适合于现代发酵工厂的要求，用于输送或压缩空气以及排放其他气体。

旋转压缩机的主要缺点为压缩比值不大，其终压一般不高于 0.4MPa( 表压 ) ，效率也较往复压缩机低。

根据压缩比分为两类 一类可产生较大压缩比，如转动活板

压缩机和液环压缩机； 另一类只能产生非常低的压缩比，如旋转鼓风机，其终压不超过 0.08MPa表压。

(3) 送风机 通风机。采用最多的有： 离心式和轴流式两类。 ①离心式送风机： 依据压头的大小可分为：低压离心式送风机，压头 800-13332Pa中压离心式送风机，压头 13332-26664Pa 高压离心式送风机，压头 26664-133322Pa 压头，指高于大气压的压力。

②轴流式送风机：轴流式送风机的型式很多，其效率一般较高，约 60-65％，适用于在低的压头 ( 通常在 250Pa以下，但也可以高到 1000Pa，皆指超过大气压而育 ) 下输送大量的空气。轴流式送风机的生产能力，可由一个实验室的通风，大到生产过程中 3000m3/min的通风。当生产能力和压头已知时，轴流式送风机的功率仍可依离心式送风机的公式计算。

(4)真空泵 真空泵是为获得低于大气压力而设计的设备。分为两大类：

干式真空泵 湿式真空泵 按其结构又可分为 往复式 回转式 ( 水环式和滑板式 ) 蒸汽喷射泵 水力喷射泵等数种。

①往复式真空泵： 常用 W型真空泵，它是一种卧式单缸往复式真空泵，国内 有Wl-W5 5 种主要规格，它们的抽气速率为 60~770 m3/h ，其极限真空度可达 1333.22Pa(绝对 ) 。②水环式真空泵：湿式真空泵，最高真空度可达

85％。这种泵的结构简单、紧凑，没有活门，经久耐用。 常用系列代号为 SZ。通常用于抽吸设备中的空气或其他无腐蚀性、不溶于水和不含固体颗粒的气体。对抽吸有水蒸汽的气体也很好。

③蒸汽喷射泵： 利用蒸汽流动时发生静压能与动能的相互转化，以吸人并排出气体。这种泵有多种用途。如作为小型锅炉的注水器，用于发酵产品的减压蒸发、减压蒸馏以及真空冷却、余热回收等方面。④水喷射真空泵：粗真空设备，由于它兼有

产生真空和冷凝蒸汽的双重作用，故在发酵工业得到广泛的应用，如抗生素工厂，谷氨酸发酵厂的真空蒸发，酒精厂的真空冷却等。

( 二 ) 气体输送设备的选择 气体输送设备的选择方法步骤如下： 1.列出基本数据 (1) 气体的名称特性，湿含量，有无易燃易 爆及毒性等。 (2) 气体中含固形物、菌体量。 (3) 操作条件，如温度、进出口压力、流量等。 (4) 设备所在地的环境及对电机的要求等。

2. 确定生产能力及压头 (1) 生产能力 选择最大生产能力，并取适当安全

系数。 (2) 压头 按工艺要求分别计算通过设备和管道等

的阻力并考虑增加 1.05-1.1倍的安全系数。3. 选择机型及具体型号 根据生产特点，计算出的生产能力、压头以

及实际经验或中试经验，查询产品目录或手册，选出具体型号并记录该设备在标准条件下的性能参数，配用电机辅助设备等资料。

4. 设备性能核算 对已查到的设备，要列出性能参数，并核对能否满足生产要求。

5. 确定安装尺寸6. 计算轴功率7. 确定冷却剂耗量8. 选定电机9. 确定备用台数10.填写设备规格表，作为订货依据和选择设

备过程的数据汇总。

三、固体输送设备选型 常用的固体输送设备分类 带式输送机 机械输送设备 斗式提升机 螺旋输送机 埋刮板输送机等 流体输送设备 气流输送设备 液体输送设备

£ û

( 一 ) 机械输送设备1.带式输送机 皮带运输机 (1) 特点 主要用于水平移送物料或有一

定倾角的移送物料。它可以输送松散的或成包成件的物件，且可做成固定位置或移动式运输机，使用非常方便，操作连续性强，输送能力较高，在运送相同距离和重量的物料时，带式输送机的动力消耗最小。

2.螺旋输送机 搅龙，常用输送潮湿的或松散的物料。由于它密闭性好，故常用于粉尘大的物料或同时用以输送和混料等场合。我国发酵工厂使用的螺旋输送机有些是根据工艺需要而设计的非定型设备，有些是采用专业厂生产的标准化设备。

螺旋输送机的直径D计算：

式中 Q——输送量 t/h γ——物料堆积密度 t/m3 K——物料综合特性经验系数 粉粒状、 谷物干粉 0.04~0.06 ，湿粉料 0.07 φ——填充系数，粉粒料 0.25~0.35 湿粉料，混合时 0.125~0.20 C——螺旋倾斜校正系数 水平 C=1

2.5 ( )Q

D K mC

常用螺旋直径系列 (单位mm) ： 150 ， 200 ， 250 ， 300 ， 400 ， 500 ，

600 常用螺旋运输机的转数系列 (r/min) ： 20 ， 30 ， 35 ， 45 ， 60 ， 75 ， 90 ，

120 ， 150 ， 190

3.斗式提升机 斗式提升机常用于将物料垂直提升到一定高度，以便使物料借重力自流加工。国产的斗式提升机的型式有 D型， HL型， PL型。 D型是采用橡胶带为牵引构件， HL型是以锻造的环形链条为牵引构件， PL型是采用板链为牵引构件。发酵工厂最常用的是以橡胶带牵引的 D型斗式提升机。

( 二 ) 气流输送1. 气流输送的主要优点 (1) 采用负压进料，可实现风选，去除铁、石等重杂质。

(2) 输送系统密闭，防止物料损失，改善劳动环境。

(3)能较好地实现均匀定量输送，方便操作。

(4) 设备投资费用较少。 (5) 设备布置简捷、方便。

2. 气流输送的设计程序(1) 确定要输送物料的特性参数、种类、粒度(2) 需要输送的物料量。(3) 输送系统工艺流程设计。(4) 输送物料的气速和混合比选定。(5) 计算需要的空气量，并考虑漏风等。(6) 计算系统的压力损失，考虑未计算部分。(7)根据风量、压损，选择风机型号、台数。(8) 选择电机及传动方式。

四、通用设备选型注意事项 1．液体输送设备 ⑴泵的选型 根据输送物料特性和要求，再根据输送流量、总扬程、效率，选择具体型号

⑵间歇操作的泵，满足要求的前提下，可把生产能力选大些，尽快将料输完。

⑶连续生产用泵，应选择流量稍高于工艺要求的泵，留有调节余地，保证均衡生产。

2. 气体输送设备选型注意事项 发酵工厂用于深层发酵的，如机械搅拌

罐和各种新型生化反应器等的送风设备，主要是往复式空压机、涡轮压缩机。用于酵母培养和麦汁生产的设备主要是罗茨式和高压鼓风机。

用于固体厚层通风培养、气流输送、气流干燥、气体输送是离心通风机。车间通风换气，一般使用轴流式风机。连续操作的多有备用设备。

3. 固体输送设备选型注意事项 (1) 应尽量选用机械提升设备，因其能耗，视不同类型，比气流输送要低 3~10倍。

(2)皮带输送机、螺旋输送机，以水平输送为主，也可以有些升扬，但倾角不应大于 20°否则效率大大下降，甚至造成失误。

4. 通用设备选型时应注意，不要选择已淘汰的老产品。原国家经委、机械工业部等有关部门，自 1983年以来先后淘汰了许多耗能高的机电产品，如 J0 系列电机、 8-18 系列风机、 1-10/8空压机、 BA系列清水泵等，代之以节能型新产品。

第四节 非标设备的设计

非标准设备，是指生产车间中除专业设备和通用设备之外的、用于与生产配套的贮罐、中间料池、计量罐等设备和设施。

一、起贮存作用的罐、池 (槽 ) 设计 设计时，主要考虑选择合适的材质，相应的容量，以保证生产的正常运行。在此前提下，尽量选用比表面积小的几何形状，以节省材料、降低投资费用。球形容器当然是最省料的，但加工较困难。因此多采用正方形和直径与高度相近的筒形容器。

设计步骤大体如下：1. 材质的选择；2. 容量的确定；3. 设备数量的确定；4. 几何尺寸的确定；5. 强度计算；6.支座选择。 如有的物料易沉淀，还应加搅拌装

置；需要换热的，还要设换热装置，并进行必要的设计。

二、起混合调量灭菌作用的非标准设备设计

这类设备的有：酒精生产的拌料罐、味精生产的调浆池等。为了使混合或沉降效果好，选择这类设备的高径 (或高宽 ) 比小于等于 1 ，是有利的。其设计步骤与上述基本相同。

三、起计量作用的非标准设备设计 这类设备如味精生产的油计量罐，尿素溶液计量罐等。为使计量结果尽量准确，通常这类设备的高径比 (或高宽比 )都选得比较大 ( 如取H/D=3~4) 。这样，当变化相同容量时，在高度上的变化较灵敏。而把节省材料放在次要地位。设计步骤大体同前述。所不同的是要有更明显的液位指示或配置可靠的液位显示仪表。

第五节 设备一览表一、主要设备明细表 通过设备的工艺设计计算，除了定型的

通用设备以外，对于生化反应器 ( 发酵罐、种于罐 ) 、换热器、塔器等主要设备都应列设备明细表。其主要格式分别见表 6-11 、表 6-12 、表 6-13 。

二、设备一览表 所有设备选型与设计完成后，按流程图序号，将所有设备汇总编成设备一览表，作为设计说明书的组成部分，并为下一步施工设计及其他非工艺设计和设备订贷提供必要的条件。

表 6-14 为供参考的设备一览表。在填写设备一览表时，通常按生产工艺流程顺序排列各车间的设备。也可把各车间的设备按专业设备、通用设备、非标准设备进行分类填写设备一览表。以便于将各类设备汇总，分别交给各部门进行加工和采购。

如味精厂设备一览表可按下列车间顺序填写； (1) 糖化车间； (2) 发酵车间； (3) 提取车间； (4)精制车间； (5)干燥及包装车间； (6)空压站； (7)冷冻站； (8) 锅炉房； (9) 配电室。