发酵罐改进放大设计

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发酵罐改进放大设计收稿日期: 2006- 04- 12
作者简介: 门芳( 1972- ) ， 山东青州人， 学士学位， 机械工程师， 主要
发酵罐改进放大设计
门芳， 谢蕾
(鲁信高新技术产业股份有限公司， 山东 淄博 255055)
摘要: 针对 25m3
氢化可的松发酵罐存在的几个问题的改进， 并进行容量扩大至 50m3
设计， 从而提高了罐的性能和
产品的产量及质量。
关键词: 发酵罐; 搅拌轴; 传动结构; 传热结构; 轴封; 中间轴承
中图分类号: TQ920.5 文献标识码: B 文章编号: 1673- 3142( 2006) 08- 0053- 02
1 25m3
发酵罐存在问题
我公司的氢化可的松发酵罐体积为 25m3
， 技术
水平远远落后国内外先进水平， 其原因很多， 主要有
以下几方面:
( 1) 搅拌轴的传动问题
25m3
发酵罐的传动采用三角皮带传动装置， 已
使用了 30 余年。这种传动方式非常落后， 大皮带轮
直径为 1500mm， 传动装置体积庞大， 占据了罐顶的
大部分空间， 对罐顶上的开孔接管及操作都带来了
不便。 因工作需要， 将罐设计放大到 50m3
， 皮带轮直
径与电动机的尺寸和功率也相应增大， 这样单个皮
带轮的质量将有几吨， 使得罐顶更显庞大。 皮带传
动效率低， 只有 70%80%， 而且容易打滑， 在检修时
拆卸笨重的零件也不是轻而易举的事情。
新的发酵工艺要求开始时转速高， 以后随着发
酵菌丝增加转速要逐渐下降， 这样可提高发酵单位，
提高产量， 同时节约能耗， 具有较大的经济效益。因
此， 在 50m3
发酵罐设计中急需改进传动装置， 达到
紧凑高效且能变速。
( 2) 传热结构
25m3
发酵罐的传热方式为罐内盘管装置， 共有
6 组， 占据了罐内部分位置， 由此带来了许多问题:
a. 罐内布置了大量的盘管组， 结构复杂， 制造
和检修麻烦; 同时相对减少了设备的有效容积。
b. 由于结构复杂， 增加了许多缝隙， 不易消毒，
容易污染。
c. 盘管组装于罐内需要采用不锈钢制造， 大大
增加了制造及材料的费用， 增加了投资。
d. 罐内设置了盘管组后， 增加了搅拌阻力和传
动功率。
因此， 设计 50m3
发酵罐时， 必须改变传热形式。
( 3) 轴密封结构
25m3
发酵罐轴封结构原设计采用填料密封， 后
来改为单端面机械密封， 这种密封结构比较原始简
单， 但密封效果差、 易磨损。 若更换密封件， 须拆除传
动装置， 检修工作量很大， 非常不便。
( 4) 搅拌轴的中间轴承问题
25m3
罐的搅拌轴布置沿袭 1950 年代苏联的结
构形式， 在罐内设置两档中间轴承， 其联结方式为固
定式， 这种结构加上传动需要的两个轴承使在-个
搅拌轴上设置了四个支撑点， 要四点对中， 安装十分
困难， 而且中间轴承在运转中依靠物料润滑， 而且反
应过程中有固体颗粒， 因此磨损很快， 三、 四个月就
要更换轴瓦， 检修期短。另外有了中间轴承， 增加了
结构中的缝隙， 容易污染菌群， 影响产品质量。
2 新设计 50m3
发酵罐特点
针对 25m3
发酵罐存在的问题， 在认真分析和调
查研究的基础上， 进行了 50m3
发酵罐的设计:
2.1 传动形式改进
50m3
发酵罐采用 LPJ 形平行轴硬齿面减速机
代替皮带传动。这种减速机除高度比皮带轮传动高
外， 结构紧凑， 体积小， 整个罐顶上部显得宽广， 有利
于配管和操作。这种减速机是吸取国际先进水平而
设计的， 从根本上克服了漏油， 并降低了噪音。本发
酵罐的传动装置配置调频器， 其变速范围能满足搅
拌过程的理想升降速要求， 提高产量， 降低能耗。
2.2 加热装置改进
50m3
发酵罐的冷却(加热)装置改用半圆管(见
图 1) ， 由内部加热方式改为外部加热。半圆管夹套
传热系数高达 380W/M2.K， 而且传热面积远远大于