1、目 录 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 The large capacity of intermittent discharging industrialized solid fermentation equipment design 学生姓名 xxx 所在专业 机械设计制造及其自动化 所在班级 机电 1082（机制 1082） 申请学位 工学学士 指导教师 xx 职称 副教授 副指导教师 xx 职称 答辩时间 2012 年 6 月 10 日 目 录 目 录 设计总说明 I INTRODUCTION .II 1 前言 1 1.1 发酵过程监控的主要指标参数 . 2 2 固
2、体发酵设备总体设计方案 3 2.1 发酵箱 . 3 2.2 通风供氧系统 . 3 2.3 搅拌行车结构及搅拌系统 . 3 2.4 管路系统 . 4 2.5 电气控制系统 . 4 3 发酵箱的设计与选用 4 3.1 发酵箱的总体结构 . 4 3.2 发酵箱的几何尺寸确定 . 5 3.3 搅拌器结构设计 . 6 3.3.1 搅拌器叶轮与罐径比 . 6 3.3.2 搅拌器尺寸参数设计 . 7 3.3.3 电机的初选与搅拌器功率计算 . 7 3.4 搅拌电机和减速器选用 . 8 3.4.1 电动机的计算及选用 . 8 3.4.2 减速器的选用 . 8 3.5 联轴器的选用 . 9 3.6 行车气缸与导
3、轨的选用 . 10 3.6.1 计算行车 Z 向气缸的推力 . 10 3.6.2 计算行车 Y 向无杆气缸的推力 12 3.6.3 计算行车 X 向卷扬机的拉力 12 4 管道接口及气、水路的设计及温度控制方法 15 4.1 管道接口 . 15 4.2 温、湿度传感器接口 . 15 4.3 气路设计 . 16 4.4 水路设计 . 16 4.5 温度控制 . 18 5 电气控制设计 19 5.1 概述 . 19 目 录 5.2 箱体监控系统设计（51 单片机+PLC） . 19 5.2.1 传感器的选用 . 19 5.2.2 基于 51 单片机的温湿度采集 . 20 5.2.3 箱体 PLC
4、控制部分设计 23 5.2.4 上位机监控软件编制 . 25 5.3 行车控制系统 . 25 总 结 . 28 鸣 谢 . 30 参考文献 . 31 设计总说明 I 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”危机的一个有效手段。 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
5、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。此设计主题由一组两人共同完成。 固体发酵设备总体设计方案： （1）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。 （2）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。 （3） 搅拌
6、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。 （4）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。 （5）电气控制系统 电气控制系统的设计分为两部分，一部分为行车的运动控制 和喷洒控制，另一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，PLC状态控制，PC上位机显示三部分。单片机数据采集模块及PLC状态控制器 通过串口与PC相连，PC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PLC的状态数据通过串口传送给电脑。 主要技术资料：设计说明书一份、光碟一张、设备结构装备图四张、非标准零件图 若干张等。 关键词：关键词：粕类；固体发酵箱；间歇出料；搅拌器；自动化控制。 INTRODUCTION II INTRODUCTION Currently, many industrial and agricultural residue
