Hvernig getur hönnun gerjunartanksins tekið mið af bæði þrýstingsþoli og auðveldri þrifum?

Með sífelldum framförum í afköstum tanka í atvinnugreinum eins og matvæla-, lyfja- og lífrænni gerjunariðnaði hefur það orðið brýnt vandamál fyrir hönnunarverkfræðinga að leysa hvernig tryggja megi að búnaðurinn sé auðveldur í þrifum og sótthreinsun og jafnframt uppfylli þrýstingsþolsgetu. Þessi grein kannar ítarlega hönnunarhugmyndir og sértækar ráðstafanir varðandi uppbyggingu tanka sem tekur mið af bæði þrýstingi og þægilegri þrifum út frá þáttum eins og hönnunarreglum, efnum og yfirborðsmeðferð, hagræðingu á uppbyggingu, hreinsunarleiðum, svo og þéttingu og frárennsli.

I. Grunnkröfur um þrýstingsþol

Í flestum iðnaðarnotkunum þurfa tankar að þola stöðugan og kraftmiklan þrýsting frá vökvum, lofttegundum eða gufum inni í þeim, sem og hættulega álag sem getur myndast þegar ofþrýstingur á sér stað. Við hönnun tanksins ætti fyrst að skýra eftirfarandi atriði:

• "Hönnunarþrýstingur"

Hönnunarþrýstingur tanksins er venjulega ákvarðaður af kröfum ferlisins. Til dæmis, gerjunartankur þarf að þola gufusótthreinsunarþrýsting upp á 0,1 til 1,5 bör, eða staðbundinn augnabliksþrýsting sem myndast vegna hræringar undir þrýstingi. Við hönnun verður að skilgreina hámarksvinnuþrýsting og hönnunarmörk skýrt og framkvæma skal byggingarprófun í samræmi við „Staðla fyrir hönnun þrýstihylkja“ eða CE PED tilskipunina.

• Þrýstiálagsform

Auk vatnsþrýstings, ef aðstæður eins og hrærsla, gasinnspýting eða loftrásarhringrás eru til staðar, þarf að hafa í huga áhrif kraftmikils álags, ójafnvægis álags og púlsþrýstings á tankvegginn og burðarvirkið.

• Öryggisstuðull og styrkútreikningur

Byggt á notuðum miðli, hitastigi, styrkleikaeiginleikum efnisins o.s.frv. skal velja viðeigandi öryggisstuðul (eins og 1,5-2,0) og framkvæma styrkprófun á veggþykkt tanksins, sveigju höfuðsins, stuðningsrifjum o.s.frv. með endanlegri þáttagreiningu eða handvirkum útreikningum til að tryggja að engin plastaflögun eða óstöðugleiki eigi sér stað við erfiðustu vinnuskilyrði.

MIKEBIO frumuræktunar lífrænn gerjunarkerfi

II. Grunnkröfur fyrir auðvelda þrif

Hreinlætisþrif (CIP hreinsikerfi, SIP sótthreinsun) búnaðarins krefst þess að innri og ytri yfirborð tanksins séu slétt, án dauðra króka, auðvelt að tæma vökva og samhæfð heitu vatni, háhita gufu og ákveðnum rennslishraða hreinsiefna. Nánar tiltekið:

• Yfirborðsáferð

Innra yfirborðið ætti að ná Ra ≤ 0,8 μm (eða lægra) til að koma í veg fyrir örveruuppsöfnun og efnisleifar. Sléttleikinn næst með aðferðum eins og fægingu, sandblæstri og spegilfrágangi.

• „Hönnun án blindra bletta.“

Í tankinum ætti að forðast 90° skarpa horn, blinda bletti og óþarfa útskot. Mælt er með því að nota bogatengingar og bogaskipti til að tryggja að hreinsivökvinn geti runnið greiðlega að frárennslisrásinni undir áhrifum þyngdarafls og hreinsunarkrafts.

• CIP úðakerfi

Setjið upp margar 360° úðakúlur eða úðarpípur. Sprautuhausarnir ættu að hylja efri hluta, hliðarveggi og botn tanksins til að tryggja úðadrægni og skörunarhlutfall. Almennt er mælt með því að úðaþekjan sé ≥95%.

• Staðsetning og lögun frárennslisrörsins

Skólpútrásin ætti að vera staðsett á lægsta punkti neðst í tankinum eða örlítið fyrir ofan lægsta punktinn, í samsetningu við hallahornið (botnkeila ≥135°), þannig að hægt sé að safna fljótt og losa afgangsvökvann við skolun.

III. Stefna um hönnun burðarvirkja

1. Vegg og höfuðlag tanksins

• Hönnun á þykkt veggefnis

Byggt á því að uppfylla kröfur um hönnunarþrýsting, í samræmi við þvermál og hæð tanksins, ætti veggþykktin að vera ≥ tankþvermál /100 til /50. Fyrir litla tanka með rúmmál minna en 200 lítra er hægt að nota S304 eða S316L ryðfrítt stál og veggþykktin er almennt á bilinu 2,5 til 3,0 mm. Fyrir stóra iðnaðartanka ætti ákvörðunin að byggjast á útreikningsniðurstöðum eða gildandi stöðlum.

• "Hönnun á sveigju höfuðs.

Kúlulaga eða hvelfða höfuðið getur betur dreift spennu og þolir þrýsting betur samanborið við flatt höfuð. Mælt er með því að velja hálfkúlulaga höfuð (radíus = 0,5 × þvermál tanksins) eða sporöskjulaga höfuð (2:1 hlutfall sporöskjulaga), sem getur ekki aðeins dregið úr spennuþéttni heldur einnig auðveldað þrif. Hringlaga umskipti eru notuð milli höfuðsins og veggplötunnar, þar sem bogadíusinn er ekki minni en 2 × veggþykktin.

2. Gafflasveisla og stuðningur við tankhús

• Suðustaða og form

Reynið að staðsetja samhverfar langsum og hringsuður á ytra byrði tanksins til að forðast samfelldar suðuskálar á innra yfirborðinu. Fyrir óhjákvæmilega innri suðusamskeyti ætti að framkvæma fulla innri og ytri pússun á suðusamskeytinu eftir suðu til að gera yfirborðsgrófleika suðusamskeytisins nálægt yfirborði grunnmálmsins.

• Hönnun stuðningsvirkja

Þegar þrífótslag eða hringlaga legur eru studdir skal hafa í huga heildarstöðugleika og auðvelda þrif. Fyrir hreinlætistanka er almennt notaður hringlaga vagga og forðast er notkun rétthyrndra útleggja. Nægilegt bil er á milli botnanna til að auðvelda flæði hreinsiefnisins og eftirlit starfsfólks.

3. Innri lagnir og úðahönnun

• Skipulag úðunarkerfisins

Ein eða fleiri CIP úðakúlur eru settar upp efst og úðarör eru viðeigandi útbúin á hliðarveggjunum eða í miðjunni. Þrýstingur úðakerfisins þarf venjulega að vera ≥2 bör og úðahraðinn ≥2 m/s. Æskilegt er að stúturinn sé úr pólýtetraflúoróetýleni (PTFE) efni, sem er hitaþolið, tæringarþolið og hægt að fjarlægja til viðhalds.

• Innri leiðslustökk og stuðningur

Allar innri leiðslur (sýnatökuop, hitaskynjarar, vökvastigsmælingar o.s.frv.) ættu að nota olnboga eða klemmuviðmót af hreinlætisgæðum eins mikið og mögulegt er til að forðast rétthyrnda óreglulega hluta sem ekki er hægt að þrífa. Hengifestingar eða leiðsluklemmur ættu að vera hannaðar þannig að hægt sé að fjarlægja þær og halda þeim í 2 til 3 mm fjarlægð frá tankveggnum eins mikið og mögulegt er til að draga úr þrifum á dauðum hornum.

IV. Efni og yfirborðsmeðferð

1. Efnisval

• Algengar tegundir af ryðfríu stáli
• S304: Hentar fyrir hefðbundnar vinnuaðstæður með meðal tæringarþol. Það er notað við vinnuaðstæður sem krefjast ekki mjög mikillar tæringarþols, svo sem við hreinsun matvælavatns.
• S316L: Inniheldur Mo frumefnið og hefur sterkari mótstöðu gegn klóríðmyndun og tæringu. Það hentar fyrir lífræna gerjun, lyf, sjó eða umhverfi með miklu saltinnihaldi. Mælt er með að nota lykilþætti eins og gerjunartankar og tankar fyrir fljótandi lyf.
• Þéttir og þéttingar
• Sílikon: Það er hitaþolið, hefur góða teygjanleika og er á hóflegu verði. Það er aðallega notað sem þétting fyrir dóslok. Það hefur engin veruleg rof á alkóhólum og veikum sýrum.
• Flúorgúmmí (FKM/Viton): Það hefur framúrskarandi hitaþol, tæringarþol og olíuþol, en teygjanleiki þess er örlítið lakari en teygjanleiki sílikongúmmí. Það er aðallega notað við vinnuskilyrði sem krefjast mikils efnafræðilegs stöðugleika.
• EPDM: Þolir öldrun við háan hita og er ódýrt, en hefur lélega olíuþol. Hægt er að nota það við aðstæður án olíu við hitastig innan +150 ℃.

2. Yfirborðsmeðferðarferli

• Pólun á innri yfirborði

Slípunarferlið ætti að ná fram spegilmyndandi eða hálfspegilmyndandi áferð og hefðbundin krafa er Ra ≤ 0,8 μm. Ef ferlið krefst strangari hreinlætisstaðla er hægt að framkvæma fínslípun með Ra ≤ 0,4 μm. Eftir slípun ætti að framkvæma súrsun og óvirkjun til að tryggja heilleika oxíðfilmunnar á yfirborðinu og auka tæringarþol.

• Slípun á suðusamskeytum

Innri suðusamurinn er slípaður nokkrum sinnum. Kornstærðin er smám saman minnkuð með slípiböndum eða sandpappír og að lokum pússuð með fægiefni eða ullarskífum til að draga úr yfirborðsgrófleika suðusamsins.

• Sýruþvottur um allan líkamann

Eftir að samsetning burðarvirkisins er lokið er allt burðarvirkið súrsað til að fjarlægja járnflögur og oxíð í hitaáhrifasvæðinu við suðuna. Síðan er það óvirkjað með 10% til 20% saltpéturssýru og skolað þar til það er hlutlaust til að tryggja að yfirborðið sé hæft.

MIKEBIO 100T iðnaðarstærð lífrænt gerjunarkerfi

V. Hönnun á burðarvirkisbestun

1. Botnbygging og hallahornshönnun

• Keilulaga botn og kúlulaga botn

Keilulaga botn: Algengur 45° til 60° keilulaga botn getur fljótt leitt afgangsvökvann að frárennslisrásinni. Að auki, ef um lofttæmisútskolun eða botnfellingu er að ræða, má íhuga hönnun með flötum botni eða flötum botni + innri keilu með miðlægu botnfellingarsvæði.

Kúlulaga botn: Kúlulaga botninn hefur sterkari þrýstiþol en er erfiðari og dýrari í vinnslu. Hann hentar vel fyrir háþrýstingsaðstæður eða aðstæður þar sem þörf er á að fjarlægja leifar að fullu.

• Hallaðu neðri horninu

Ef notuð er samsetning af flötum botni og breiðum keilulaga brúnum er mælt með því að innsetningarhalli sé ekki minni en 135°. Halli sem er meiri en 135° getur dregið enn frekar úr dauðum hornum. Setja skal upp hraðuppsetningarkúluloka með þvermál DN50 eða stærri í miðju botnsins.

2. Lögun og stuðningur tanksins

• Sívalur tankur

Sívallaga tankar dreifa þrýstingi jafnt og hafa framúrskarandi þrýstingsþol. Sívallaga dósir nota minna og eru léttari við sama rúmmál.

Mælt er með því að stuðningshönnunin sé hringlaga, sem hægt er að suða við undirvagninn eða móta í heild sinni til að tryggja miðlungshæð og nægilegt rými til þvotta.

• Styrktarrif og ytri hringstuðningur

Fyrir meðalstóra og stóra tanka er hægt að sjóða langsum eða ummálsstyrktarrifja við ytri vegginn til að koma í veg fyrir að tankurinn bungi út eða verði staðbundinn óstöðugur undir miklum þrýstingi.

Styrktarrifin ættu að vera eins mikið að utan og mögulegt er. Eftir suðu er hægt að pússa ytra byrðina. Engar rifjur ættu að vera að innan til að forðast að hreinsa dauðar horn.

VI. Þéttingar- og frárennslishönnun

1. Mannhol og skoðunarop

• Stærð og staðsetning mannholu

Mannholur eru notaðar til daglegs viðhalds, þrifa og eftirlits. Algengar stærðir eru frá DN400 til DN500. Ráðlagt er að koma þeim fyrir í efri miðhluta tanksins til að forðast árekstur við innbyggðu úðakúlurnar.

Lokplöturnar fyrir brunnholið ættu að vera með hraðuppsetningarfestingum eða þriggja kjálka klemmuuppbyggingu, sem er þægilegt í sundurtöku og tryggir áreiðanlega þéttingu.

• Sjónspegill og sjónspegillampi

Ef oft þarf að fylgjast með breytingum á ferlum inni í tankinum er hægt að setja upp sjóngler úr ryðfríu stáli með flansum (DN100 - DN150) á hliðarveggina og útbúa þau með þokuvörn til lýsingar. Gerið R-laga horn milli sjónglersins og botns rammans til að auðvelda þrif.

2. Skólpútrás og loki

• "Form blástursloka."

Algengt er að nota hreinlætiskúluloka með hraðuppsetningu eða fiðrildaloka með klemmutengingum. Kúluyfirborð lokans er pússað í Ra ≤ 0,8 μm og kúlukjarni lokans er einnig pússaður.

Skólpútrásin ætti að vera staðsett á lægsta punktinum neðst. Ef botn tanksins er flatur með innri keilulaga botni, ætti að setja upp skólploka í miðju keilulaga botnsins. Ef botninn er keilulaga eða kúlulaga, er hægt að suða lokann beint á botninn.

• Þrýstilokar og loftræstiop

Þrýstijafnarinn er búinn öryggisloka eða mismunadrifsþrýstingsöndunarloka til að koma í veg fyrir að innri þrýstingur fari yfir mörkin. Öndunarlokinn ætti að vera settur upp efst eða á hæsta punkti á hlið tanksins, með 50 til 90 cm hæðarmun frá tankinum, til að koma í veg fyrir að úthellt efni berist út í umhverfið. Hægt er að setja upp hreinlætissíu (0,2 μm) við úttak öndunarlokans til að tryggja dauðhreinsaða öndun.

3. Hreinsun bakflæðis og blóðrásar

• CIP bakflæðisleiðsla

Við hönnun er hægt að taka frá CIP-bakflæðisop neðst í tankinum til að dreifa hreinsiefninu í tengslum við hræri- eða úðakerfið. CIP-bakflæðisopið ætti að vera búið klemmutengingu, hafa sama fægiefni og viðmótið ætti að vera í takt við ventilinn til að draga úr hættu á stíflu.

• Halli leiðslunnar og tæming hennar

Allar soðnar lagnir (inntaksgáttir, úttaksgáttir, sýnatökugáttir, skynjaraviðmót o.s.frv.) ættu að hafa 2 til 3 gráðu halla til að tryggja að vökvi safnist ekki fyrir við hreinsun eða tæmingu. Rörstuðningarnir eru helst stillanlegir til að tryggja að hallinn uppfylli kröfur við uppsetningu.

MIKEBIO lífrænt gerjunarkerfi fyrir probiotics

VII. Þægindi við uppsetningu og viðhald

1. Hönnun á lausum íhlutum

• Úðakúlurnar og úðapípurnar eru lausar

Úðakúlan er tengd við leiðsluna með hraðfestingum sem hægt er að taka í sundur hvenær sem er til viðhalds eða skipta um. Hægt er að útbúa úðapípuna með festingu fyrir ofan hliðarvegg tanksins, sem er þægilegt að draga út til að þrífa þegar hún er tekin í sundur.

• Stuðningsfæturnir og botninn eru stillanlegir

Ef notaðir eru láréttir stillanlegir fætur er þægilegt að stilla vatnshæð tanksins á ójöfnu undirlagi, sem er gott fyrir losun og uppsetningu skólps. Botnplötur stuðningsfóta ættu að vera búnar hálkuvörnum eða stillanlegum akkerisboltum til að tryggja stöðugleika búnaðarins.

2. Auðvelt að skoða og viðhalda

• Algengar greiningartengi og hraðvirk uppsetningarviðmót

Pantið tengi fyrir hraðuppsetningu á lykilstöðum tanksins (eins og vökvastigsmæli, hitaskynjara og þrýstimæli) til að tryggja að ekki þurfi að slökkva á allri vélinni við viðhald á tækinu. Gera skal hringlaga milligöngu milli botns tækisins og tankveggsins til að forðast hvassa horn við þrif.

• Ytri vettvangar og rekstrarrými

Ef tankurinn er tiltölulega hár ætti að koma fyrir viðhaldspalli eða handriði. Jafnframt er nauðsynlegt að tryggja að 100 til 150 mm bil sé á milli pallsins og tanksins til að auðvelda flæði hreinsiefnisins undan pallinum og inn í ytri vegg tanksins.

VIII. Sýning á máli

Að taka ákveðna 200-L líffræðilegur gerjunartankur Sem dæmi, útskýrðu stuttlega lykilatriði í hönnun þess sem taka mið af bæði þrýstingi og hreinsun:

• Hönnunarþrýstingur tanksins er 0,1 bar g og þrýstingurinn í kápunni er 1,0 bar g. Veggþykkt tanksins er 3,0 mm, veggþykkt kápunnar er 2,0 mm og hann er framleiddur úr S316L. Tankurinn er sívalur, með hálfkúlulaga topp og 60° keilulaga botni neðst.
• Yfirborðsmeðhöndlun: Innra yfirborðið er pússað í Ra ≤ 0,6 μm og ytra yfirborðið er sandblásið og pússað til að koma í veg fyrir tæringu. Allir innri suðusamskeyti eru slípaðir og pússaðir ítrekað.
• CIP kerfiTvöfaldar úðakúlur eru settar upp efst (360° þekja) og miðstúturinn er hærri en innveggur tankloksins. Tvö sett af úðapípum eru sett upp á hliðarveggjunum, sem hægt er að nota til viðbótarúðunar á hliðina eftir að gerjuninni er lokið. Efni úðapípunnar er 316L, með innra þvermál 25 mm, og dreifingin er jafn.
• Útblástur og lokar: Keilulaga botn með DN50 klemmuloka í miðjunni og innra yfirborð lokahússins er spegilglært. Botnhallinn er 55° til að tryggja hraða uppsöfnun hreinsiefnisins.
• Mannop og sjóngler: Mannop af gerðinni DN500 er staðsett í miðju hliðarveggsins, með hraðlosandi boltum og sílikonþvottum. Ramminn er með DN150 sjónglerjum, er slípaður og snertiflötur sjónglerjanna myndar R10 boga til að forðast dauðar horn.
• Skynjarar og sýnatökutengi: Öll skynjaratengi eru með klemmusuðu sæti og uppsetningarstaðsetningin er gagnstæð úðakerfinu. Sýnatökulokinn er tengdur með klemmu og er lausanlegur, sem er þægilegt fyrir þrif.
• Stuðningur og uppsetning: Botninn samanstendur af tveimur hálfhringlaga stuðningshringjum, sem eru staðsettir lárétt með stillanlegum akkerisboltum. 150 mm bil er á milli stuðningshringsins og jarðar til að auðvelda flæði vatnsgufu og hreinsiefna, og á sama tíma er það þægilegt fyrir starfsfólk að framkvæma skoðanir.

Með ofangreindri hönnun, þetta gerjunartankur getur starfað eðlilega við 121 ℃ gufusóttthreinsunarskilyrði og á sama tíma náð skilvirkri hreinsun í CIP hringrásarstillingu, með hliðsjón af tvöföldum kröfum um þrýstingsþol og auðvelda hreinsun.

IX. Niðurstaða

Hönnun tankbyggingarinnar þarf að finna jafnvægi milli þrýstingsþols og þæginda við þrif. Hún krefst ítarlegrar skoðunar út frá mörgum þáttum eins og hönnunarþrýstingi, efni og yfirborðsmeðferð, lögun burðarvirkisins, skipulagi CIP og aðferðum við frárennsli skólps. Nánar tiltekið:

• Veldu gerð tankhaussins (hálfkúlulaga höfuð, sporöskjulaga höfuð) á sanngjarnan hátt, fínstilltu veggþykktina og stuðninginn til að uppfylla þrýstingsþol.
• Innri yfirborðsslípun og bogaskipti draga úr dauðum hornum, bæta yfirborðsáferð og auðvelda þrif.
• Skipulag úðakerfisins og frárennslislokanna ætti að vera fullgert til að tryggja hreinsunarhraða og hraða losun afgangsvökva.
• Lausanlegir íhlutir og viðhaldsvæn hönnun, svo sem mannop við klemmunetti, úðakúlur, skynjarasæti o.s.frv., auka skilvirkni daglegs viðhalds.
• Efnið og suðumeðferðin eru ströng. Notuð eru S316L ryðfrítt stál og matvælavænar þéttingar og suðurnar eru slípaðar margoft til að draga úr hættu á bakteríusamloðun. Aðeins á grundvelli ítarlegrar skilnings á ferliskröfum, ásamt greiningu á burðarvirkjafræði og hreinlætishönnunarreglum, er hægt að hanna mjög skilvirkan tank sem er bæði öruggur og áreiðanlegur, sem og auðveldur í þrifum og sótthreinsun. Fyrir síðari framleiðslu, viðhald og uppfærslur mun þessi hönnun, sem tekur mið af bæði þrýstingsþoli og auðveldri þrifum, auka verulega framboð og líftímagildi búnaðarins.

Hins vegar, þegar valið er lífrænn gerjunarbúnaður, það er nauðsynlegt að finna fastan framleiðanda með gott orðspor og styrk til að tryggja gæði vörunnar. Jiangsu Mike Biotechnology Co., Ltd. var stofnað árið 2008 og leggur áherslu á rannsóknir og þróun, framleiðslu og sölu á líffræðilegum gerjunarbúnaði fyrir hátæknifyrirtæki. Fyrirtækið okkar býr yfir tilraunakerfi fyrir gerjun, sem er samþætt með greind og sjálfvirkni, og hefur byggt upp þroskað gerjunarkerfi sem getur hámarkað tilraunaferlið, gangsett þróun allra ferla frá framleiðslu tilraunagerjunar til aðskilnaðar og hreinsunar gerjunarafurða, og sett upp læknastöð og nútímalega rannsóknarstofu.

Fyrirtækið okkar er með stöðlaða framleiðsluverksmiðju með fullkomnum búnaði og verkfærum sem þarf til uppsetningar, aðallega þar á meðal fjölbreytt úrval af vélum, sjálfvirkum argonbogasuðuvélum, sjálfvirkum fægivélum, sjálfvirkum skurðvélum og gallagreiningarvélum og meira en 60 settum af framleiðslu- og prófunarbúnaði. Framleiðsluferlið nær öllum nútímalegum stöðlum til að veita viðskiptavinum meiri fagmennsku og tæknilega aðstoð.