1 第一章 生物工厂上游设备

第一篇生物工厂上（中）游设备第一章物料输送设备概述：物料：固体物料、液体物料、气体物料气力输送：真空~、压力~、压力真空~。固体物料输送机械输送：带式输送、斗式提升、螺旋输送液体、酱体物料输送多用离心泵、往复泵以及螺杆泵，使用最多的是离心泵和往复泵。第二篇物料处理及产物分离纯化§1机械输送P422一、带式输送机[皮带运输机]：水平或倾斜方向1、用途：散粒状、块状干湿物料或成件制品。2、结构原理：利用一根封闭的环形带，绕在相距一定距离的滚轮上，由滚轮带动运行，物料放在带上，靠摩擦力随带前进，到带的另一端靠自重卸下上托棍：1.5~2米;下托棍:2~3米主动轮从动轮优缺点：结构简单，工作可靠，输送能力大，动力消耗低，用途广；造价较高，许多机联合改变方向第1章物料输送1机械输送•运输带：橡胶带[工作面帆布两面有橡胶:2~12层,300~1600mm宽]塑料带：耐磨耐油耐腐蚀价格低；钢带：强度高，牵引力大，耐高温；•张紧装置：中间、尾部张紧有重力或螺旋方式。•驱动装置：电机、传动件（闭式、开式）、滚筒。•机架、托棍：由成型钢焊制，托棍由Φ89、105无缝管二、斗式提升机1、用途：松散、小颗粒物料：小麦、玉米、沙、煤2、结构原理：胶带或链条作牵引件，将若干料斗固定在牵引件上，牵引件由上下转鼓张紧并运行，料从下部装入料斗提升至上部绕过转鼓从斗内卸出。提升机主要结构：•斗间距=2.3~3h•料斗：浅斗、深斗、尖角斗，薄钢板焊接冲压。•料斗带：橡胶带或链条带，带比斗宽35~40mm。•卸料：离心式1~2m/s；重力式：0.5~0.8m/s;离心重力式•装料:掏取式[加入机壳]、喂入式[加入料斗]•转鼓：皮带轮、链轮：ø300~500，上：主动轮，下从动轮。三、螺旋输送机(绞龙)用于粉状、小颗粒状输送、加料及料水混合等。1、原理：由外壳和一个旋转的螺旋料槽和传动装置构成，当轴旋转时，物料因受重力和摩擦力作用，螺旋将物料沿轴向推进，一般用于水平或少倾斜方向物料输送。螺旋机2、主要结构板冲压•螺旋：由轴和轴上叶片构成，叶片4~8mm钢分：全叶式、带叶式、叶片式、成型叶四种•轴：圆钢或钢管制成，ø50~100厚壁钢管，螺旋直径150、200、300、400、500、600等，50~80r/min。•轴承：两端装止推轴承，中间装对开滑动轴承。•机槽：3~6钢板,每节3m，连接处焊角钢。5~10mm间隙生产能力和功率计算：Q=60*π/4D2SnρøC≈47D2SnρøC[t/h]D：螺旋直径，S：螺距，ø：0.125~0.4,C:倾斜系数功率:N=Q/367*[LK+_H]kwL:机长N电机=1.2N/ηη=0.6~0.8K:阻力系数,谷物1.4;粉物1.8螺旋输送机:可直线输送,也可弯曲输送,一根轴上可一半左螺旋,一半右螺旋,实现从中间到两边或从两边到中间输送,方式灵活.§2气力输送[比机械能耗高2~5倍]一、气流输送及输送原理：△气流输送[气力~]是指在输送管道中，空气以高速流动，借助空气的动能，使物料在气流中被悬浮输送到指定地点的输送方式。优缺点：系统密闭，减少粉尘，改善劳动条件；输送灵活，可多点上料，多点下料；可除杂；输送距离、能力变动范围大；易连续化，自动化动力消耗大；粘滞、潮湿物不适宜；磨损大。2气流输送△输送原理1、颗粒在垂直管中悬浮和运动状态颗粒在静止气流中受到重力、浮力和阻力作用即F合=F重-F浮-f阻开始时：f阻=0，F合﹥0，a﹥0，颗粒加速下降随下降，f阻增加，当F合=0时，a=0颗粒自由沉降，等速降落（Ut）当气流以U向上：若U=Ut颗粒静止，呈流态化若U﹥Ut颗粒会被拖动实现输送。2、颗粒在水平管中悬浮和运动状态A气流为湍流时在垂直方向上有分速度产生的力；B气速在管道中呈抛物线分布，中间大管壁小，由速度差而引起静压差所产生的力；C颗粒自身旋转，在其上下方有一气速差，产生作用力；D因颗粒形态不规则，产生气流推动力的垂直分力E颗粒之间碰撞产生的垂直方向上的反作用力。颗粒在管道中运动状态当气速V很大时，颗粒悬浮，均匀分布于气流中，呈悬浮状态；气速V下降，部分颗粒沉降于管下部但没有沉到管壁，颗粒呈现上疏下密的状态，此为极限状态；气速V再下降，颗粒从气流中分离，沿下壁滑动，并产生堆积，形成团块流，此时易堵塞。二、气流输送流程：真空~、压力~、压力真空~1、真空输送流程：优点：负压进料，降低粉尘；可多点进料；除杂；风机在后，不污染物料；抽气机类型多；与粉碎机联用，可提高粉碎能力。能耗比压式大近1倍；不宜超过40米；磨损大，密封性能要高，低真空1000mm，高真空5000mm水柱`2、压力输送流程优缺点：能耗低；输送距离长，可达1000米；可多点卸料；风机在前，污染物料。3、压力真空系统流程：将真空系统、压力系统联合起来使用，集中了两个系统优点，可实现多点上料，多点下料。存在风网匹配困难，气力系统，一处出故障，整个系统失灵。三、气流输送的组成设备[一]、进料装置单管吸嘴1、吸嘴：带二次进风口的吸嘴喇叭形双筒吸嘴固定形吸嘴:入口处装钢丝网，截留大杂物据实验:双筒吸嘴面积之比[D2-d2]/d2=0.2~0.8时,得到较大浓度比.生活垃圾气力输送2、旋转加料器[闭风器]：作用：压式加料，吸式中卸料A、结构：在机壳内装6~8片叶轮，有电机带动，上端与旋风分离器或料斗出口连接，物料从上部落入叶轮空格里，物料随轮转到底部时，靠自重卸出。二者间隙0.2~0.5mm。B、供料量与转速关系[容积式]一般0.3~0.5m/s时，供料量较大。C、计算V=60qnηv[m3/h]r/min,ηv=0.75~0.85,m3/r[二]卸料装置A、旋风分离器[离心分离器]：有切向和蜗壳进口2种上面带切线方向进口的圆柱体，下部连有倒圆锥壳体设备。结构简单加工方便使用广泛，已标准化。例：38型、45型、60型[d/D=0.38],øη;νη;过小，易赌塞。ν=10~25m/s。B、重力式卸料器[沉降式~]：结构P435：分离原理：带物料气流进入一个较大空间，速度降低，物料因自身重力而沉降，气体经过滤后排出。[三]空气除尘装置作用：回收粉尘，净化空气，延长泵寿命A、离心分离器：分离10μm以上粒子效果良好。B、袋滤器：壳内装ø120~300布袋，空气穿过布袋净化C、湿式除尘器：结构较多，操作时，注意定期排污。[四]输料管和弯头A、直径由计算定；无缝钢管或有缝~或工程塑料管B、输料管布置原则：•2个以上时，料量大的靠近风机；•尽量缩短水平段；•先沿垂直管提升至所需高度，再水平运至卸料点•物料易停滞或易堵塞处，预设吹气口或易拆件；•弯头：曲率半径应取输料管的5~10倍,减少90度弯•弯头外壁易磨损，可采用加厚或做更换管件。【五】、风机：气力输送中的唯一能源设备。风机提供的风量和风压需要满足要求。低压可选：离心通风机；压力系统稍高可选：罗茨鼓风机或离心式鼓风机高压可选：空气压缩机；真空系统：往复真空泵、水环式真空泵、罗茨鼓风机风机形式确定后，再根据系统内风压、风量大小选机号，保证在此风压、风量下有较高的效率。四、气流输送系统计算1、气流速度：非常重要，经验或实验方法。大麦：22~24m/s；面粉：14~18m/s；大米：24m/s2、混合比[浓度比]μ：是指气流输送系统中，单位时间输送的物料质量G物与单位时间所需的空气质量G气的比值，即每1kg空气所能提升的物料质量。μ＝G物/G气参考值：小麦μ=3~10；米厂μ=4；稻谷μ=3~6计算5、输送功率及风机选择考虑计算偏差、设备漏风等因素，应加10~20%余量。风机风压：P总=1.1~1.2△P但P总≤△P+100[Pa]风机风量：V=1.1~1.2Q/3600[m3/s]风机功率:P=VP总/ηη:风机效率取0.5~0.7风机是气流输送系统的动力设备,选风机一要选型,二要选大小,一般压力系统中可选离心通风机、罗茨鼓风机、离心鼓风机、空气压缩机；真空系统中可选往复式真空泵、水环式真空泵、罗茨鼓风机等，再根据风压风量选风机大小即机号。橡胶带连接皮线缝纽法、带扣搭接法：35~40%胶粘剂冷粘剂法加热硫化法：90%[成阶梯状]