指标参数固体发酵设备总体设计方案发酵箱通风供氧系统搅拌行车结构及搅拌系统管路系统电气控制系统发酵箱的设计与选用发酵箱的总体结构发酵箱的几何尺寸确定搅拌器结构设计搅拌器叶轮与罐径比搅拌器尺寸参数设计电机的初选与搅拌器功率计算搅拌电机和减速器选用电动机的计算及选用减速器的选用联轴器的选用行车气缸与导轨的选用计算行车向气缸的推力计算行车向无杆气缸的推力计算行车向卷扬机的拉力管道接口及气水路的设计及温度控制方法管道接口温湿度传感器接口气路设计水路设计温度控制电气控制设计概述箱体监控系统设计单片机传感器的选用基于单片机的温湿度采集箱体控制部分设计上位机监控软件编制行车控制系统总结鸣谢参考文献设计总说明设计总说明当前，许多工农业残渣城市生活垃圾已成为人们的社会公害，对人类的生存环境均产生不利的影响。随着人们对固态发酵机理认识不断加深，现代固态发酵技术可以将这些材料进行降解修复转化为对人们有益或无害的物质既无损于既定的自然生态系统，又可以成功解决环境问题减轻自然危机。固态发酵是解决当前人类所面临的三大危机的个有效手段。本设计是对工业化固体大容量间歇出料发酵设备的设计，针对粕类发酵的特点和工艺流程来设计其发酵设备和流水线。本设计包括固体发酵箱通风供氧系统搅拌行车结构及搅拌系统管路系统和电气控制系统。此设计主题由组两人共同完成。固体发酵设备总体设计方案发酵箱发酵箱需要便于清洗灭菌，箱体的内部结构要求尽量圆滑过渡，避免有死角和缝隙，防止沉积杂物无法清洗或灭菌不彻底。本设计中，箱体采用方形容器，材料为不锈钢。为防止发酵过程菌体收污染，发酵箱箱体密封性要好。通风供氧系统本设计中将无菌空气从发酵箱底部通入，出气设置在发酵箱顶部。另外在发酵箱底部设计三层筛网，使空气进入箱体时能分散开来，同时利用搅拌使空气和物料充分混合。搅拌行车结构及搅拌系统搅拌行车结构及搅拌系统是本设计的重点和难点。本设计中搅拌器和喷洒装置安装在行车，并随行车而移动，当发酵箱体需要搅拌或加湿时，行车就移动到箱体的上方对其进行搅拌或加湿。管路系统气路系统设括有通风系统设计，气缸运动系统设计。水路系统包括有喷洒加湿系统清洗系统接种系统和排水系统。电气控制系统电气控制系统的设计分为两部分，部分为行车的运动控制和喷洒控制，另部分为是箱体监控系统的设计。箱体监控系统的设计部分包括单片机数据采集，状态控制，上位机显示三部分。单片机数据采集模块及状态控制器通过串口与相连，作为数据显示及控制终端，将单片机数据采集模块收集到的温湿度数据及的状态数据通过串口传送给电脑。主要技术资料设计说明书份光碟张设备结构装备图四张非标准零件图若干张等。关键词粕类固体发酵箱间歇出料搅拌器自动化控制。，广东海洋大学届本科生毕业设计大容量间歇出料工业化固体发酵设备设计机械设计制造及其自动化指导教师，前言固态发酵指利用自然底物做碳源及能源，或利用惰性底物做固体支持物，其体系无水或接近于无水的任何发酵过程，微生物的生长及形成的产物均在基质表面。固态发酵是接近于自然的状态的种发酵，它与液态深层发酵有许多的不同。固态发酵历史悠久，其起源可追溯到数千年前。固态发酵是解决当前人类所面临的三大危机的个有效手段。当前，许多工农业残渣城市生活垃圾已成为人们的社会公害，对人类的生存环境均产生不利的影响。随着人们对固态发酵机理认识不断加深，现代固态发酵技术可以将这些材料进行降解修复转化为对人们有益或无害的物质既无损于既定的自然生态系统，又可以成功解决环境问题减轻自然危机。粕类固体发酵是把难以消化利用的纤维素等高分子碳水化合降解转化为易被动物吸收消化利用的养分，增加可消化性蛋白质的含量。能扩大饲料来源节约粮食，提高营养价值，减少公害，增加肥源。而粕类固体发酵具有操作简便能耗低发酵过程容易控制对无菌要求相对较低不易发生大面积的污染等优点，更重要的是，真菌在静态的环境中生长得更好，次生代谢物积累的效率更高。这说明固体发酵技术具有很大的发展潜力。固体发酵有许多液体发酵无所比拟的优势，如为非均相系统，有利于特定培养物的自组织行为液固相接触比表面积大，般无液体发酵所面临的高密度培养时溶氧水平不足。生产过程中几乎没有废水排放，不需要进行污水处理。然而固体发酵的缺点也是显而易见的，主要体现为产能太低，现有的技术条件不利于大规模的工业化生产。固态发酵应用具有巨大的潜能，但与液体发酵研究相比，固态发酵在传质传热等方面缺乏有效的研究，难以实现工业化大规模的生产。其原因主要为通风散热困难易染菌基质利用率低缺少固态发酵反应器设计和放大的统标准缺少完善的传质传热数学模型检测手段不完备等。固体发酵的技术水平目前依旧停留在比较低的生产水平上，虽然固体发酵已在大规模工业生产中逐步应用，但不利于大规模的工业化生产仍然是固体发酵的致命弱点，并不能得到广泛的利用。广东海洋大学届本科生毕业设计本设计的内容及方法，可以归纳如下发酵箱的机械结构设计。发酵箱主要由箱体和加热装置，以及位于行车上的搅拌装置，传动装置，和其它的些附件组成。根据固体发酵的特性，选择箱体材料，确定箱体外形箱体的壁厚根据计算发酵搅拌所需的功率选择适合的搅拌装置，传动装置等些附件的确定在参考相关的市场相关生产产品对其他的接管进行设计，对整体发酵箱的设计进行布局，确定各个部件的装配位置，完成整个装备图。水路气路的设计。根据发酵微生物产生的发酵热发酵箱的装物料量加热及冷却方式等进行冷却和加热装置的设计计算对于实现接种和加湿，根据发酵箱的几何形状合理的对水气路管道进行布局。控制部分的设计。根据固体发酵的特点需要实现自动调整量温度水活度供氧空气量，在参考相关的市场相关生产产品对传感器的选用，利用微机与上位机实现自动调节温度湿度，完成接种和搅拌等工作。发酵过程监控的主要指标参数温度在发酵过程中，需要维持生产菌的适宜的培养条件，其中比较重要的就是保持菌生长和合成产物所需要的最适温度。因为微生物的生长及产物的合成都是在各种酶催化下进行的，而温度恰恰是保证酶活性的重要因素，所以在发酵系统中必须保证稳定而合适的温度环境。发酵过程的热量主要来源于发酵自身反应产生的热量和搅拌所产生的热量。正常发酵时，前期菌体生长繁殖旺盛时升温较快，发酵后期，升温较缓慢，为了维持菌体生长，必须在发酵过程随时调节温度，即实现保温升温或降温的功能。采用较为简单的方法，由于固体发酵时其内部各部分温差不均匀，利用在箱体上均匀分布几根温度计对其温度进行监测。然后，对照发酵工艺所需参数，调节控制通入夹套冷却水或蒸汽的阀门，实现对其温度的控制。通过热敏传感器将温度变化转化为电信号，然后与控制仪表相连，通过程序指令控制冷却或加热装置，使箱温维持恒定。温度控制时需注意出现的滞后现象，需要通过实验对其进行分析。二湿度固体发酵过程中，湿度是指发酵箱内环境空气的湿度。空气湿度太小，物料容易因水分蒸发而变干，影响生长湿度太大，影响空气的含氧量，造成环境缺氧，往往又因冷凝使物料表面变湿，影响菌体生长或污染菌体，影响产品质量。湿度的监测和控制比广东海洋大学届本科生毕业设计较困难，发酵过程中升温以及蒸发都有可能带走定的水分，过湿的情况般较少存在，因此对湿度的控制主要为补湿。由于固体发酵湿度变化不大，可在箱体排气口处安装空气湿度计对箱体内的流动空气进行监测，当湿度降低过大时，通过传感器将信号传至控制系统，并控制执行元件进行补湿。执行元件可以是在行车上安装穿孔的水管。并通过搅拌使物料湿度均匀。三通风量固体发酵过程中通入空气的目的是提供反应所需要的氧，移走反应热和产生的二氧化碳，提高传质速率。固体发酵利用的微生物几乎都是好氧性的，在发酵过程中大部分时间都在通洁净的空气，空气的的通气率对发酵过程特别重要。对空气的流量进行实时监测就显得特别重要。采用流量计及流量阀可对通风量进行监控。固体发酵设备总体设计方案发酵箱发酵箱需要便于清洗灭菌，箱体的内部结构要求尽量圆滑过渡，避免有死角和缝隙，防止沉积杂物无法清洗或灭菌不彻底。本设计中，箱体采用方形容器，材料为不锈钢。