发酵罐种类

气升式发酵罐（ALR）是应用最广泛的生物反应设备。这类反应器具有结构简单、不易染菌、溶氧效率高、能耗低等优点。有多种类型，常见的有气升环流式、鼓泡式、空气喷射式等，生物工业已经大量应用的气升式发酵罐有气升内环流发酵罐、气液双喷射气升环流发酵罐、设有多层分布板的塔式气升发酵罐。而鼓泡罐则是最原始的通气发酵罐，当然鼓泡式反应器内没有设置导流筒，故未控制液体的主体定向流动。

利用空气喷嘴喷出高速的空气，空气以气泡式分散于液体中，在通气的一侧，液体平均密度下降，在不通气的一侧，液体密度较大，因而产生与通气侧的液体产生密度差，从而形成发酵罐内液体的环流。气升式发酵罐有多种形式,，较常见的有内循环管式，外循环管式、拉力筒式和垂直隔板式。外循环式的循环管设计在罐体外部，内循环管是两根，设计罐体内部。在气升式发酵罐中，循环管的高度一般不高于。罐内液面不高于循环管出口，且不低于环流出口。气升式发酵罐的优点是能耗低，液体中的煎切作用小，结构简单。在同样的能耗下，其氧传递能力比机械搅拌式通气发酵罐要高得多。

该设备可广泛用于抗生素、氨基酸、酶制剂、维生素、有机酸等好氧性发酵过程。在化工方面可用于气-液、气-液-固反应过程。在环保方面可用于污水处理。目前该设备在国内用于谷氨酸、抗生素、黄原胶、糖化酶、柠檬酸生产，设备体积已达到140m3，投入使用后取得了非常显著的经济效益。发酵所必须的空气在静态混合元件内外上下流动，带动发酵液循环，促进气-液充分混合。

实验用气升式玻璃发酵罐

实验用气升式发酵罐

发酵罐的选择与计算

4.1.2.1发酵罐个数的确定年产1000吨琥珀酸,全年的生产天数为330天，则每天产1000/330=3.03吨，需要发酵液的体积为： 28*3.03=84.84(m^3) 发酵罐的填充系数φ=70%；则每天总共有发酵罐的体积为V 0 ）（3m 2.1217.0/84.847.0/V 0== 发酵周期为48小时，生产周期为80小时发酵罐个数的确定：现选取公称体积为100m 3的发酵罐，总体积为118m 3 （个））（）（总67.324*7.0*110/80*84.8424*V /V N 01===φτ 取公称体积100m 3 发酵罐4个，其中1个留作备用。实际产量验算：年）（吨/1059.09330/3.54%71%21.57.0110=????? 富裕量 %91.51000 10001059=- 能够满足生产需要。 4.1.2.2主要尺寸的计算公称容积，是指罐的圆柱部分和底封头容积之和。并圆整为整数：上封头因无法装液，一般不计入容积。罐的全容积，是指罐的圆柱部分和两封头容积之和。 1 罐径与罐体高度现在按公称容积100m3，全罐的体积为：118m3，取高径比为H ：D=2，封头与圆柱罐体的焊接处的直边高度不纳入体积，则： 3m 118V 2V =+=封全筒V 根据圆柱体体积与椭圆的体积计算公式有： () 3221182414314V m D D H D =????+??=ππ全 () 332118242785.0m D D D V =+??=π全

解方程得： () 333118242m D D =+ππ ()m D 1.413 241183=??=π 直径计算出来后，应将其值圆整到接近的公称直径系数 [12]，查吴思方的《生物工程工厂设计概论》2007年版，附表25（281）通用式发酵罐系列尺寸表，则D 取4.0m , H=2D=2×4.0＝8.0(m) 查阅文献，当公称直径D 为4.0m 时，标准椭圆封头的曲面高度H 为D/4，即1.0m ，焊接处的直边高度h 为0.05 则总深度为：）（m 05.105.00.1h H =+=+ 封头容积： V 封）（封33m 38.80.424V =?= π 圆柱部分容积：）（筒32m 53.1000.420.44V =???=π 两者之和为全容积全 V ' 3m 118V 2V =+=封全筒V 全全 V V ≈' 则设计的发酵罐其尺寸符合要求，能够满足生产工艺的需要。 2 搅拌器的设计由于琥珀酸发酵过程有中间补料操作，对混合要求较高，因此采用六弯叶涡轮搅拌器。六弯叶涡轮式搅拌器已标准化，称为标准型搅拌器；搅动液体的循环量大，搅拌功率消耗也大，根据搅拌器型式及主要参数HG/T2123-1991标准，知100m 3发酵罐采用6-6-6弯叶式搅拌叶，搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器,D i :d i :L:B=20:15:5:4，搅拌器直径：D i =D/3 搅拌器直径：D i =)(33.1343m D == （取1.4m ）叶宽：B=8.24.12.0D 2.0=?=?i 弧长：)(525.04.1375.0375.0m D l i =?==

发酵罐安全检修及维护操作规程

仅供参考[整理] 安全管理文书发酵罐安全检修及维护操作规程日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共8 页

发酵罐安全检修及维护操作规程 1．目的通过建立发酵罐安全检修及维护操作规程并严格执行，确保发酵罐安全检修及维护操作。2．适用范围本规程用于机械搅拌（皮带轮减速装置）和无机械搅拌钢制发酵罐的维护、检修操作。3．职责3．1生产部负责本规程的组织制定。3．2操作人员负责本规程的实施。4．内容4．1检修类别及间隔期4．1．1检修类别发酵罐的检修类别分小修、中修和大修。4．1．2检修间隔期A．小修：每2个月进行一次。B．中修：每10个月进行一次。C．大修：每30个月进行一次。D．发酵罐在定期检修间隔期内，还应根据其实际运转情况，确定检修类别、内容和期限。4．2检修内容4．2．1小修A．检查紧固各部件连接螺栓。B．检查、调整机械密封端面的压力。C．检查、消除人孔、视镜、接管口、阀门等处的泄漏点，更换老化的密封垫。D．检查、检修转动部件的磨损件。E．检查、调整传动皮带的松紧度。F．检查附属的仪器仪表和电控装置。G．检查润滑部位，并按规定加注或更换润滑油。H．检查并局部修补保温层，对油漆脱落处涂漆。4．2．2中修A．包括小修内容；B．检查、清洗、修理机封装置，必要时更换磨损部件；C．检查、调整传动皮带轮的运转情况，必要时更换传动皮带、轴承等易损件；D．检查、修理、调整搅拌系统，更换损坏的联轴器、轴瓦、搅拌器轴承；E．按劳动部《在用压力容器检验规程》检测罐壁厚、裂纹、变形和焊缝质量，必要时进行局部修补，更换或修理损坏的人孔、视镜、接管、档板等附件；F．对降温盘管及空气管件进行试漏检查，并修补泄漏点；G．检查、修理各仪表及控制装置；H．整体修补保温层及涂漆。4．2．3大修（包括中修内容）A．检查、修理减速装置，更换轴承；B．检查、修理或更换搅拌系统的主轴、联轴器轴瓦、拉杆、搅拌器、轴承等附件；C．调第 2 页共 8 页

世界发酵罐

德国贝朗发酵罐德国贝朗（Biostat B）为结构紧凑、罐体可高压灭菌、有数字检测和控制单元的台式发酵罐、基本设置有一般发酵过程所必需的所有探头和附件，其罐体工作体积分别为2立升、5立升或10立升，并有2立升和5立升气升式罐体可选择。适用于科研和生产。它的主机部分和数字控制单元集于一箱体，以缩小占用的试验台操作面。标准化数字控制单元的控制参数包括温度、搅拌转速、PH、溶氧、泡沫和液面水平。Biostat B还内设可编程序蠕动泵四台、图线记录仪六通道)联接系统、串行(RS232)打印端面和串行主计算机联接系统。若用于细胞培养，Biostat B可提供低剪切桨式搅拌器，旋转滤器(Spinfiler)和无气泡通气系统，以及中空纤维培养系统(强化元件)。 Biostat B随时可联接上可供选择的各种气体混和系统。体积尺寸(长×高×宽mm)：主机箱365×536×450，搅拌驱动装置(含支架)和罐体B2305×580×270/B5355×685×330/B10425×930×390。美国NBS发酵罐作为国际上著名的生物反应器生产厂家，NEW BRUNSWICK SCIENTIFIC CO., INC.是唯一能够向客户提供全面的微生物培养、植物细胞培养和动物细胞培养技术支持的公司，可向广大用户提供从实验室到中试和生产用的微生物、动物细胞、植物细胞培养的个系列发酵罐系统。公司本部拥有自己独立的细胞培养实验室和微生物发酵实验室，同时可向客户提供设备使用技术和培养技术的服务。 BioFlo 110型：是一种模块化的、组合式的高效微生物/细胞反应器，一台主控制器可以控制最多4套反应罐体同时工作，并可按实际需要提供微生物、动物细胞、植物细胞培养。罐体总体积范围：1.3L、3L、7.5L、14L、 BioFlo 310型：配置完善的标准型微生物/细胞反应器，可配备微生物反应罐体或细胞反应罐体，其控制系统相应的内置微生物培养和细胞培养二套不同的控制软件，合理的搅拌桨和罐体形状设计使得系统的传氧速率在350mMO2/L/Hr以上。对植物细胞培养，可配备相应的光照系统。罐体总体积范围：2.2L、5L、7.5L、14L BioFlo 410型：可在位灭菌微生物/细胞反应器，自带蒸汽发生装置，磁力驱动搅拌，不易染菌，升温/降温快速，适用于温度诱导型培养，大型彩色触摸控制屏，可显示各数据、及时值及趋势，并能模拟放大结果。罐体总体积范围：7L、14L、19.5L BioFlo 5000型：移动式中试微生物/细胞反应器，采用开放式框架结构，管道布局合理，维修简便，设计符合GMP标准。罐体总体积范围：40L、80L、120L BioFlo Pro型：工业用微生物/细胞反应器，是为满足工业生产要求而设计，符合GMP标准，结构简单合理，控制稳定可靠，数据采集方便，PLC控制方式，扩展性强，其所有控制元件均采用工业通用配件，采购容易，更换维修方便，并可按照用户的使用要求定制。罐体总体积范围： 75L、150L、300L、500L、1000L、1500L 瑞士比欧发酵罐

机械搅拌器直径大小与罐径的比例

机械搅拌器直径大小与罐径的比例从机械搅拌器的功能可以知道，叶轮叶片的直径大小不是任意决定的，它可以影响叶轮的排出流量，也可以影响动力消耗，也就是可以影响向液体中输入能量的大小，说明叶轮的大小直接影响搅拌过程的进行。如果叶轮的大小选择合理，就能供给搅拌过程所需要的动力，还能提供良好的流动状态，完成预期的操作。叶轮叶片的大小一般以桨径的大小（所谓桨径是指叶轮回转时前端轨迹圆的直径）和叶轮的宽度来衡量。桨径的选择与机械搅拌器的种类有关，与罐径的大小有关。当搅拌罐中出现“圆柱状回转区”漩涡时，这个部分的混合很差，致使混合时间较长，不利于搅拌过程，所以一般都要设法缩小这个区域。如果减小桨径就可以缩小“圆柱状回转区”的半径。如果因为种种原因，不方便更改桨径，那么除了通过减小浆径来缩小“圆柱状回转区”外，还可以通过以下两种方法：安装搅拌器装置附件——挡板| 搅拌器的偏心式安装在低黏度液时，由于液体流动性好，能量传递较容易，所以不必担心由于桨径的减小会造成叶轮外围出现死区。此时，只要叶轮的搅动液量范围够，就应将桨径取小些，以桨径与罐内径之比叫桨径罐径比d/D，一般桨式叶轮的 d/D=0,35~0.8。涡轮式叶轮的d/D一般为0.25~0.5。桨式之所以将d/D的范围取大些,是因为它的转速较低，还常用在黏度较高的条件下。考虑到具体的操作目的，还可将桨径尺寸选择更合理些。例如对于液液分散操作时，为使轻相组分不致集中在轴的附近，要使罐的中心部分和四周部分的分散相能侧时分散，取 d/D=1/3最合适，对气-液分散操作，也取d/D=1/3。据认为在这个条件下．当动力消耗一定时，传质速率较大。当固-液相悬浮操作时，为使罐底的固体颗粒易

发酵罐的结构系统及使用

发酵罐的结构系统及使用.txt28 生活是一位睿智的长者，生活是一位博学的老师，它常常春风化雨，润物无声地为我们指点迷津，给我们人生的启迪。不要吝惜自己的爱，敞开自己的胸怀，多多给予，你会发现，你也已经沐浴在了爱河里。实验十五发酵罐的结构系统及使用方法一、实验目的： 1 ．了解发酵罐（气升式、搅拌式）的几大系统组成，即空气系统、蒸汽系统、补料系统、进出料系统、温度系统、在线控制系统。2．掌握发酵罐空消的具体方法及步骤3．掌握发酵罐进料及实消的具体方法及步骤4．掌握发酵罐各系统的控制操作方法二、实验原理： 1．蒸汽系统：三路进汽——空气管路、补料管路、罐体） 2．温度系统：（1）夹套升温：蒸汽通入夹套。（2）夹套降温：冷水通入夹套，下进水，上出水。（3）发酵过程自动控温系统：热电偶控温，马达循环，只能加热，发酵设定温度低于室温时，由夹套进冷水降温。 3．空气系统：取气口T空压机：往复式油泵获得高脉冲的压缩空气粗过滤器：由沙布包裹棉花压实成块状叠加制得，作用是去除部分细菌及大部分灰尘（贮气罐）：空压机压缩使气体温度升高，经贮气使气体保温杀菌；压缩空气中有油污、水滴，且压力不稳，有一定的脉冲作用，会冲翻后面的过滤介质，贮气后可使油滴重力沉降，减小脉冲。冷却塔）：有降温并稳定作用，同时经旋风分离器进行气液分离（丝网分离器）：通过附着作用，逐步累积沉降而分离5 微米以上的微粒其作用介质为铜丝网（加温器）：对压缩空气升温，除湿，使湿度达50%-60% 总过滤器：纱布包裹棉花加活性炭颗粒，逐层压紧而成。分过滤器：平板式纤维，中间为玻璃纤维或丝棉，下面放水阀应适时打开放出油、水，再用压缩空气控干。

生物工程设备部分题型和答案

生物工程设备部分题型和答案为什么发酵培养基灭菌采用湿热灭菌法？湿热灭菌是利用高饥寒和蒸汽将物料的温度升高使微生物体内的蛋白量变性进行灭菌的一种方法。工业发酵培养基灭菌的特点是数目多；含有良多固体物质；灭菌后要有利生产菌的成长；便利易行及价格廉价。由于蒸汽冷凝时会放出大量潜热，并具有很强的穿透力，灭菌效果好；蒸汽来源及控制操作条件方便，适用于工业发酵培养基的灭菌。影响因素：培养基成分、起泡水平、造就基颗粒大小、罐内空气消除、搅拌混合匀称等。连续消毒灭菌法：当时将筹备好的空罐消好，而后把配制好的培育基经由专用的消毒装备，用泵连续进前进料消毒，冷却的灭菌方式叫持续消毒灭菌法。特点：连续性强，倏地灭菌消毒，培养基养分成分损坏少，适用于大容积发酵罐物料的连续灭菌消毒。但由于附加设备多，操作环节多，因而染菌机遇增长，染菌面波及普遍。操作要害：（1）连消设备无泄露，无梗塞，无死角，保障在管路消毒进程中总管，支管灭菌彻底；（2）打料过程中严格控制打料流速及打料温度，严格控制开冷却水时间；（3）打料结束后避免物料长时间在管路中滞留，要及时压出或及时接种。试述高温短时灭菌的原理：用直接高温蒸汽灭菌，蒸汽在冷凝时释放大量的潜热，蒸汽具有强大的穿透力，蒸汽的湿热破坏菌体蛋白质和核酸的化学键，使酶失活，微生物代谢阻碍而死亡。并分析连续消毒灭菌特点：1提高产量，设备利用率高。2与分批灭菌比较，培养液受热时间短，培养基营养成分破坏少。3产品质量易控制，蒸汽负荷均衡，操作方便。4降低劳动强度，适用于自动控制。从工程水平考虑，怎样提高供氧速率？提高空气流量；改变搅拌桨情势；提高搅拌转速和桨径；提高氧分压；改革培养基性质。试述旋风分离器的工作原理，至少列举其两种用途。旋风分离器是一种利用离心力沉降原理自气流中分离出固体颗粒的设备。从进口进入含有物料的气流，沿内壁一面做旋转运动，一面下降，达到圆锥底部后，旋转直径逐渐减小，根据动量守恒定律，旋转速度逐渐增加，使气流中的离子受到更大的离心力。离子由于离心力的作用，使它从旋转气流中分离。沿着旋风分离器的内壁面下落而被分离。气流到达圆锥部下端附近就开始反转，在中心部逐渐旋转上升，最后从上出口排出。旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。生物反应器根据能量传递方式可以分为那些类别？通过机械搅拌输入能量的搅拌式发酵罐、利用气体喷射动能的气升式发酵罐和利用泵对液体的喷射作用使液体循环的喷射环流式发酵罐等。发酵罐：罐体，搅拌器，挡板，消泡器，变速装置，联轴器和轴承，空气分布装置，轴封。罐体：盛装物料；冷却管：冷却物料；搅拌轴：带动搅拌器旋转；搅拌器作用：使气泡

发酵罐操作说明书

-- - 发酵系统操作规程一、发酵前准备工作（1）检查电源是否正常，空压机、蒸汽发生器和循环水系统是否正常工作。（2）检查系统上的阀门、接头及紧固螺钉是否拧紧。（3）开动空压机，用0.15Mpa压力，检查发酵罐、过滤器、管路、阀门等密封性是否良好，有无泄漏。罐体夹套与罐内是否密封（换季时应重点检测），确保所有阀门处于关闭状态。（4）检查冷却水压、电压、气（汽）压能否正常供应。进水压维持在0.12Mpa，允许在0.15-0.2MpaX围变动，不能超过0.2Mpa，温度应低于发酵温度10℃以上；电源AC220V±10%，零地分开，频率50Hz，罐体可靠接地；输入蒸汽压力应维持在0.4Mpa，进入系统后通过阀门控制压力为 0.12-0.13MPa；空压机压力值0.7Mpa，空气进入压力应控制在 0.25-0.30MP（空气初级过滤器的压力值）。（5）检查电机能否正常运转。电磁阀能否正常吸合。二、灭菌 1.发酵系统安装好后的初次清洗罐内的清洗：种子罐可将罐体上方的法兰卸开，由操作工采用洁净布手动清洗，结束后排尽罐内的污水，在多冲洗几遍即可。发酵罐的清洗可采用自来水管通过手孔向罐体内壁冲洗，当水位上升到搅拌轴的第二片叶轮时停止冲洗，开动电机搅拌清洗。各管路的清洗，可以先采用清水冲洗，再根据

相应功能采用相应的清洗介质（清洗管路时应以保护管路中的各种元件为前提），具体步骤可参考“空气管路的灭菌”。如果发酵系统长时间不用或培养的菌体与上一批次的不相同时，可采用2%NaOH清洗，清洗结束后应对发酵系统灭菌。 2.发酵罐空消（1）空气精过滤器的空消：将所有阀门均关闭，然后微开J3、J4、J5、打开Q9，通过调节J3、J4、J5阀门的开启度保持空气精过滤器上端压力表读数为0.12-0.125Mpa，维持30分钟，空气经过滤器消毒完成。（2）发酵罐空消：打开G2、J2、G3、J1、J9、Q6、Q7及Q9，通过调节G2和J1阀门的开启度调节发酵罐压力控制在0.12-0.125Mpa，温度121 度-125度。维持30分钟，发酵罐空消结束。（3）当空消时间达到30分钟后，关闭J2、J3、J5，然后迅速打开Q2、Q3，通空气吹扫空气精过滤器，待J4阀门出口空气干燥后关闭J2、J3、J4、 J5，保持空气精过滤器压力表读数为0.1Mpa。 3.发酵罐实消实消是当罐内加入培养基后，用蒸汽对培养基进行灭菌的过程。 (1)空消结束后，将校正好的PH电极装好，尽快将配好的培养基从加料口加入罐内。 (2)培养基在进罐之前，应先糊化，一般培养基的配方量应根据工艺要求确定，发酵液的最终容积为罐体全容积的70％左右计算(泡沫多的培养基为60％左右，泡沫少的培养基可达75～80％)，考虑到冷凝水和接种量因素，以及是否流加，

发酵罐操作

10L-在位灭菌发酵罐操作规程一、灭菌（在位灭菌） 1、水箱中装入足够的蒸馏水； 2、检查罐线连接是否完好； 3、打开蒸汽发生器、至排气口有蒸汽冒出时关闭排汽口； 4、在蒸汽工作时，把培养基加入到发酵罐中，关紧各阀门； 5、用钟罩罩上发酵罐，并用螺母固定结实； 6、蒸汽发生器达到设定的压力时，打开通气阀门使蒸汽通入发酵罐的下部； 7、然后打开发酵罐上下的连接阀门，使蒸汽通入上部至钟罩顶有蒸汽冒出； 8、关闭钟罩顶的阀门，使温度上升； 9、调整蒸汽通入的速度，使温度以比较快的速度升至95℃； 10、用比较慢的速度升至120℃，并维持15min； 11、关闭通气阀，停止通入蒸汽，待钟罩内温度降至室温时，打开钟罩顶的阀门排汽； 12、汽排净后，拿下钟罩，把各罐线连接好。二、发酵培养 1、在控制器上设定好发酵的温度pH、搅拌转速等参数； 2、连接好pH电极、温度电极，打开相应控制软件； 3、调整无菌空气的流量； 4、在酒精火焰的保护下，将菌种加入到发酵罐中； 5、打开冷却水，在控制器上按键开始发酵，控制系统自动记录数据。三、发酵完毕 1、停止发酵，记录数据保存； 2、把发酵液排出进行后续处理，用水洗净发酵罐； 3、在计算机上记录的数据存盘，关闭控制器； 4、在计算机上处理记录的数据。 5L-玻璃发酵罐操作规程一、发酵准备 1、检查各罐电路及罐体供水； 2、注入培养基，安装好pH电极、DO电极； 3、设定发酵条件； 4、pH电极零点和斜率进行标定，DO电极零点标定； 5、连接好公用罐线，并保证安全可靠； 6、过滤器胶管用弹簧夹夹紧，防止在消毒过程中培养基倒流进入空气过滤器； 7、用闷冒盖紧pH电极上端口，防止因电缆插口受潮导致电极故障； 8、溶氧电极上端口用吕铂纸包裹，防止因电缆插口受潮导致电极故障； 9、盖紧其它罐盖接口，移去排汽冷凝器冷却水进出口的水管； 10、离位实罐灭菌：玻璃罐体及各补料瓶盖好牛皮纸放入灭菌锅，灭菌过程温度升降要缓慢； 11、灭菌结束，尽快将罐体放回原位，并尽快通入空气。 12、培养基温度至发酵温度时，pH电极pH值进行修正，DO电极斜率标定零点。二、发酵 1、接种：调节空气流量，旋松接种口，在火焰保护下进行接种，旋紧接种盖，移去火焰圈； 2、连接好各补料瓶、酸碱液及消泡剂瓶；

发酵罐设计说明书

目录前言 (1) 第一章、概述 (2) 1.1、柠檬酸 (2) 1.2、柠檬酸的生产工艺 (2) 1.3、机械搅拌通风发酵罐 (3) 1.3.1、通用型发酵罐的几何尺寸比例 (3) 1.3.2、罐体 (3) 1.3.3、搅拌器和挡板 (3) 1.3.4、消泡器 (4) 1.3.5、联轴器及轴承 (4) 1.2.6、变速装置 (4) 1.3.7、通气装置 (4) 1.3.8、轴封 (5) 1.3.9、附属设备 (5) 第二章、设备的设计计算与选型 (5) 2.1、发酵罐的主要尺寸计算 (5) 2.1.1、圆筒体的内径、高度与封头的高度 (5) 2.1.2、圆筒体的壁厚 (7) 2.1.3、封头的壁厚 (7) 2.2、搅拌装置设计 (8) 2.2.1、搅拌器 (8) 2.2.2、搅拌轴设计 (8) 2.2.3、电机功率 (10) 2.3、冷却装置设计 (10) 2.3.1、冷却方式 (10) 2.3.2、冷却水耗量 (10) 2.3.3、冷却管组数和管径 (12) 2.4零部件 (13) 2.4.1 人孔和视镜 (13) 2.4.2 接管口 (13) 2.4.3、梯子 (15) 2.5发酵罐体重 (15) 2.6支座的选型 (16) 第三章、计算结果的总结 (16) 设计总结 (17) 附录 (18) 符号的总结 (18) 参考文献 (19)

生物工程设备课程设计任务书一、课程设计题目 “1000m3的机械搅拌发酵罐”的设计。二、课程设计内容 1、设备所担负的工艺操作任务和工作性质，工作参数的确定。 2、容积的计算，主要尺寸的确定，传热方式的选择及传热面积的确定。 3、动力消耗、设备结构的工艺设计。三、课程设计的要求课程设计的规模不同，其具体的设计项目也有所差别，但其基本内容是大体相同，主要基本内容及要求如下： 1、工艺设计和计算根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算，热量衡算，主体设备工艺尺寸计算和简单的机械设计计算，汇总工艺计算结果。主要包括：（1）工艺设计 ①设备结构及主要尺寸的确定（D，H，H L ，V，V L ，Di等） ②通风量的计算 ③搅拌功率计算及电机选择 ④传热面积及冷却水用量的计算（2）设备设计 ①壁厚设计（包括筒体、封头和夹套） ②搅拌器及搅拌轴的设计 ③局部尺寸的确定（包括挡板、人孔及进出口接管等） ④冷却装置的设计(包括冷却面积、列管规格、总长及布置等) 2、设计说明书的编制设计说明书应包括设计任务书，目录、前言、设计方案论述，工艺设计和计算，设计结果汇总、符号说明，设计结果的自我总结评价和参考资料等。 3、绘制设备图一张 4、设备图绘制，应标明设备的主要结构与尺寸。

发酵罐安全操作流程

发酵罐安全操作流程 Prepared on 24 November 2020

发酵罐安全操作流程一、准备工作 1、检查蒸汽发生器，确保已开启； 2、检查空气源，保证供气压力在~之间，相对湿度应小于60%；再调节空气减压阀，使其出口压力在~之间； 3、检查各管道、阀门是否有泄漏，进料口、补料口硅胶垫是否需要更换，如有请及时修整； 4、检查各压力表是否归零，不能归零的予以更换； 5、检查罐内是否清洗干净； 6、查看控制系统、传动系统是否良好； 7、检查完毕进行打压试漏：压力保持30min，如果出现压力下降，请用肥皂水查找泄漏点，并进行修复； 8、安装已标定的PH电极、溶氧电极等其他检测设备，确保已安装到位、螺母旋紧； 9、检查一切无问题，如实填写记录并签字；二、空气过滤器消毒 1、首先关闭空气过滤器前的进蒸汽阀，缓慢卸掉空气过滤器内压力； 2、打开蒸汽过滤器下端的排污阀（排净冷凝水后微开），缓缓开启蒸汽阀，排净管道内冷凝水后调整蒸汽阀大小，保证蒸汽压力以上； 3、打开空气过滤器下端的排污阀，慢慢打开过滤器前的蒸汽阀，待排尽冷凝水后排污阀微开；

4、开启过滤器后的排气阀门，通过调整其与蒸汽阀的大小，维持压力~消毒 30min； 5、消毒结束调小排气阀与排污阀的开度，迅速关闭蒸汽阀同时打开进空气阀（换气过程中保证压力不掉零），调整空气阀大小保持压力在~，以便吹干空气过滤器； 6、约20~30min过滤器吹干后（过滤器外壁温度降至常温，手试吹出的空气干燥、细腻、滑润），关闭过滤器下端的排污阀及排气阀，保持正压；三、罐空消 1、首先打开夹套下端的排水阀，排尽夹套中的水； 2、依次打开取样阀、蒸汽阀，排尽管道内冷凝水后将取样阀转为微开；稍开罐排气阀，再缓慢开启罐底隔膜阀使蒸汽徐徐进入发酵罐； 3、在灭菌过程中时刻注意并控制罐压在~内，罐压的控制通过蒸汽阀和排气阀来实现； 4、空消30~50min后，关闭蒸汽阀和罐底隔膜阀，关闭后压力会迅速下降，为防止罐内产生负压，需将进空气阀打开，维持罐压~或者压力下降至零时将排气阀打开自然冷却；待温度降至80℃以下时排尽罐内冷凝水；四、实消 1、将标定好的PH电极、溶氧电极等检测设备安装，检查确保安装到位，旋紧螺母； 2、关闭罐底隔膜阀，微通风、开低转速，按工艺要求将配制好的培养基加入罐内，检查无漏加原料后将加料口螺母适度拧紧；

发酵罐操作规程通用范本

内部编号：AN-QP-HT158 版本/ 修改状态：01 / 00 The Procedures Or Steps Formulated T o Ensure The Safe And Effective Operation Of Daily Production, Which Must Be Followed By Relevant Personnel When Operating Equipment Or Handling Business, Are Usually Systematic Documents, Which Are The Operation Specifications Of Operators. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 发酵罐操作规程通用范本

发酵罐操作规程通用范本使用指引：本操作规程文件可用于保证本部门的日常生产、工作能够安全、稳定、有效运转而制定的，相关人员在操作设备或办理业务时必须遵循的程序或步骤，通常为系统性的文件，是操作人员的操作规范。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。 1、进罐前准备工作：清洗发酵罐；电极标定；装好pH电极、溶氧电极；放出蒸汽发生器中的污水；贮水箱中加满水；培养基配制好后倒入发酵罐，调至适当体积及pH；打开搅拌；检查罐上各种盖帽，旋紧。 2 灭菌操作： 2.1打开蒸汽发生器，机器自动进水，水位达到要求后开始加热。 2.2 打开蒸汽发生器后面的球阀。 2.3 夹层进汽预热。打开夹层进汽阀门，打开夹层排汽阀门，夹层开始进汽预热。打开排气阀，排出冷空气。待温度上升至95-

发酵罐课程设计(吐血奉献)

食品发酵工程课程设计班级：食品班姓名：学号：200 指导老师：

目录 1 设计任务书： (2) 2 设计概述与设计方案简介： (3) 2.1味精生产工艺概述 (3) 2.2 味精工厂发酵车间的物料衡算 (4) 2.21 工艺技术指标及基础数据 (4) 2.22 谷氨酸发酵车间的物料衡算 (4) 2.3 机械搅拌通风发酵罐 (5) 2.31 通用型发酵的几何尺寸比例 (5) 2.32 罐体 (5) 2.33 搅拌器和挡板 (5) 2.34 消泡器 (6) 2.35 联轴器及轴承 (6) 2.36 变速装置 (6) 2.37 空气分布装置 (7) 2.38 轴封 (7) 2.4 气升式发酵罐 (7) 2.5 自吸式发酵罐 (7) 2.6 高位塔式生物反应器 (7) 3 工艺及主要设备、辅助设备的设计计算 (8) 3.1发酵罐 (8) 3.11发酵罐的选型 (8) 3.12生产能力、数量和容积的确定 (8) 3.13 主要尺寸的计算： (8) 3.14冷却面积的计算 (9) 3.2搅拌器计算 (10) 3.21搅拌轴功率的计算 (10) 3.3设备结构的工艺计算 (11) 3.4 设备材料的选择[10] (13) 3.5发酵罐壁厚的计算 (13) 3.6接管设计 (14) 3.7支座选择 (15) 4设计结果汇总表 (15) 5 设计评述 (15) 6 参考资料 (16) 致谢 (17)

1 设计任务书：食品发酵工程课程设计任务书学生姓名班级指导教师题目机械搅拌通风发酵罐的设计设计基本参数发酵罐体积：100m3生产能力：年产2万吨味精（99%）原料：淀粉含量86%的工业淀粉生产日：全年320天操作条件：发酵时间：34~36h，发酵温度：32 ℃ 发酵冷却水：入口温度：20 ℃，出口温度：26℃ 设计要求及内容 1、设计方案简介；对选定的工艺流程、主要设备的形式进行简要论述。 2、总物料衡算 3、发酵罐的主要尺寸计算 4、搅拌功率及搅拌转速的计算 5、冷却面积及冷却水用量计算 6、发酵罐壁厚计算 7、局部尺寸及辅助设备的确定 8、编写设计说明书将设计所选定的工艺流程方案、主要步骤及计算结果汇集成工艺设计说明书。应采用简练、准确的文字图表，实事求是的介绍设计计算过程和结果。设计说明书要求在6000字以上，A4纸打印。设计说明书内容：（1）封面（课程设计题目、学生班级、姓名、指导教师、时间）（2）目录（3）设计任务书（4）概述与设计方案简介（5）工艺及设备设计计算（6）辅助设备的计算及选型（7）设计结果汇总表（8）设计评述（9）参考资料（10）主要符号说明（11）致谢各阶段时间安排（以天为单位计算）用一周时间集中进行 1.设计方案选定：0.5天 2.主要设备的设计计算：2天 3.辅助设备的选型：0.5天 4.编写设计说明书：2天

(生物科技行业)生物工程设备复习思考题

生物工程设备部分习题复习思考题： 1、通风发酵设备比拟放大的基本概念，说明以k d 及为基准的比拟放大的程序。 2、机械通风发酵罐中挡板的作用及全档板概念。 3、机械通风发酵罐的换热装置常用的有哪几种形式，并简要说明其特点。 4、发酵过程的热量计算方法有几种，并列出简单算式。 5、气升式发酵罐的结构工作及原理及特点。 6、搅拌器常用的形式有哪几种？在发酵罐中选取的流型有何特点，功率准数N P 的选定。 7、什么是牛顿型流体，什么是非牛顿型流体，非牛顿型流体有哪几种各自特点如何？ 8、复述双膜理论，写出传氧速率与气、液溶氧浓度关系式。 9、兼气酒精发酵设备常用结构，冷却面积的计算方法及步骤。 10啤酒圆筒锥体发酵罐的特点，及设计时需要考虑哪几方面问题。 11、写出生化过程5个参变量的检测目的及常用检测仪器。 12、什么叫生物传感器？生物敏感材料常用哪几种？ 13、生物传感器主要由哪几部分组成及工作原理。 14、生物传感器敏感膜的成膜方法通常有几种？说出其中一种的制作过程。 15、生物传感器在发酵生产中有何重要意义，举例说明。 16、简述搅拌周线速度（πND ）搅拌液流速度H 搅拌循环量Q L 对发酵缸比拟放大的影响。 1 2 p v

计算题|： 1、某通风发酵罐直径=液柱高度=2m N=2.0/s=120r/min 螺旋浆搅拌D i=0.33D=0.66m 通风比=0.5m3/m3minρ=1000kg/m3μ=0.001 牛.秒/m2求pg 2、某细菌醪发酵罐——牛顿流体罐径=1.8米园盘六弯叶涡轮直径D=0.60m，一只涡轮罐内装器块标准挡板搅拌四转速N=168转/分通气量Q=1.42m3/分（罐内状态流量）罐压ρ=1.5绝对大气压醪液粘度：μ=1.96×10-3牛·秒/㎡醪液密度：ρ=1020kg/m3 求：Pg 3、有一个5m3生物反应器，罐径为1.4m，装液量为4m3，液深为 2.7m，采用六弯叶涡轮搅拌器，叶径为0.45m，搅拌转速N=190r/min，通风比为1：0.2，发酵液密度为1040kg/m3，发酵液粘度：1.06×10-3Pa·s，现需放大至50 m3罐进行生产，试求大罐尺寸和主要工艺条件（列表） 4、一台连续灭菌设备，培养液流量为18m3/小时，发酵罐装料36m3，原始污染度为105个/ml，要求灭菌度Ns=10-3个/罐，灭菌温度为398开（此温度下K=11/分，求维持时间ι和维持罐容积）

发酵操作流程

基因工程菌发酵操作流程 1.检查发酵车间是否达到发酵要求(所以设备处于待用状态)。 2.通知蒸汽车间按时送符合要求蒸汽。 3.种子罐基础培养基的领料及定容配制。 4.种子罐的PH、DO电极的校正安装和补料口堵头更换。 5.种子罐进料，调PH。 6.种子罐基础培养基在位灭菌，同时灭移种管道上段。 7.种子罐冷却后可连接酸、碱、消泡剂补料瓶。 8.种子罐培养基温度、PH(需进一步校准)、罐压、消泡达到发酵条件。通知菌种室准备菌种转接。 9.无菌操作将种子罐所需MgSO4、Amp转入菌种转换罐。 10.种子罐扩增培养发酵阶段需平稳控制罐压、PH、DO、温度、消泡。 11.大罐基础培养基领料及配制。 12.大罐PH、DO电极校正安装及补料口堵头的更换。 13.大罐进料、定容、调PH；碱罐碱液的配制。 14.大罐基础培养基在位灭菌，同时对移种管道、进料管道、补料管道、碱罐及碱管道上段的灭菌。 15.大罐基础培养基温度降至发酵温度后再次校准PH、DO。连接补料瓶调节至发酵条件。 16.无菌操作将大罐所需MgSO4、Amp转入菌种转换罐并转入种子罐。 17.利用压力差将种子罐里的种子液移接到大罐。 18.补碱时，将管道上阀门打开。程序设为自动，控制流量。

19.补料罐补料培养基的领料定容配制。 20.补料罐补料培养基在位灭菌，同时对管道上段灭菌。 21.补料时，将管道上阀门打开。程序设为自动，设置流量。 22.诱导剂领料，在配料罐中加水配制定容。 23.将诱导剂打入种子罐，灭菌后保持罐压。 24.利用压力差将种子罐里的诱导剂移接到大罐。 25.一段时间后，大罐的PH、DO呈上升形态即为发酵结束，可放罐离心。

发酵罐设备分类简介

发酵罐设备分类简介发酵罐用于抗生素、氨基酸等近代生物技术产品的发酵罐，其主要形式结构未见有突出进展的介绍，而有关性能操作的部件却有日新月异的发展。主要是：罐型结构在生产规模应用的发酵罐大部分的型式，仍然是机械搅拌式、液体喷射循环式和压缩空气鼓泡式三大类型。 1、机械搅拌式发酵罐主要是从径向液流的涡轮搅拌器向轴向液流的翼型叶轮及其组合结构的研究方向发展，Lightnin公司的A315为首的轴向叶轮在80年代问世以后，许多国家的类似研究报道陆续发表，其几何尺寸大同小异，叶轮与罐径之比一般为0.5，搅拌功率常数为0.75。同时类似的结构ProchemMaxflo T搅拌器，叶轮与罐径之比稍小，为0.47，而搅拌功率常数为1.0。随之而起的还有Scaba 6SRGT搅拌器，叶轮与罐径之比为0.44。搅拌功率常数为1.40；另一种Ekatolnter搅拌器的叶轮与罐径之比则大至0.60，搅拌功率常数小至0.30，特别适用于高粘度的培养液的混合过程，并且对被培养的生物体的剪切力也相当小，在配对使用时，具有良好的效果。这些搅拌器虽然大都能够在不同程度上节约能量、提高气液接触效率。但是并不能完全取代涡轮搅拌器，不少生产工厂往往采用这类搅拌器与径向液流的涡轮搅拌组合使用，适当改变搅拌叶距，收到取长补短的效果，也有不少技术革新的介绍。国内已有不少单位进行研究开发，也有工厂曾经引进现成组件，在青霉素、柠檬酸、黄元胶等产品进行过15～100吨罐规模的试验。 2、液体喷射循环式发酵罐这类罐型有塔式和罐式两种，通过动力输送培养液经过设在顶部或底部的喷嘴在高速液流下与压缩空气或自行吸入的空气进行混合，在反应器内自上而下或自下而上地经过或不经过导流筒或筛板进行分隔，实现发酵过程。对于大型发酵罐，由于搅拌罐的功率消耗太大，发展这类罐型仍然受到重视。研究开发的重点是喷嘴型式和结构。总的趋势是由双喷嘴向单喷嘴方向发展，从改进几何尺寸着手，提高气液比和混合效率。对于大型的罐式生物反应器，一种较新的构型是液体由下方的喷嘴进

发酵罐的设计

目录第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征 (3) 一、概述 (3) 二、啤酒发酵罐的特点 (3) 三、露天圆锥发酵罐的结构 (4) 3.1罐体部分 (4) 3.2温度控制部分 (5) 3.3操作附件部分 (5) 3.4仪器与仪表部分 (5) 四、发酵罐发酵的动力学特征 (6) 第二章发酵罐的化工设计计算 (7) 一、发酵罐的容积确定 (7) 二、基础参数选择 (7) 三、D、H的确定 (7) 四、发酵罐的强度计算 (9) 4.1 罐体为内压容器的壁厚计算 (9) 五、锥体为外压容器的壁厚计算 (11) 六、锥形罐的强度校核 (13) 6.1内压校核 (13) 6.2外压实验 (14) 6.3刚度校核 (14)

第三章发酵罐热工设计计算 (14) 一、计算依据 (14) 二、总发酵热计算 (15) 第四章发酵罐附件的设计及选型 (19) 一、人孔 (19) 二、接管 (19) 三、支座 (20) 第五章发酵罐的技术特性和规范 (21) 一、技术特性 (21) 二、发酵罐规范表 (22) 参考文献 (24)

发酵罐设计实例第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征一、概述啤酒是以大麦喝水为主要原料，大米、酒花和其他谷物为辅料经制麦、糖化、发酵酿制而成的一种含有二氧化碳、酒精和多种营养成分的饮料酒。我国是世界上用谷物原料酿酒历史最悠久的国家之一，但我国的啤酒工业迄今只有100余年的历史。改革开放以来，我国啤酒工业得到了很大的发展，生产大幅度增长，发展到现在距世界第二位。由于啤酒工业的飞速发展，陈旧的技术，设备将受到严重的挑战。为了扩大生产，减少投资保证质量，满足消费等各方面的需要，国际上啤酒发酵技术子啊原有传统技术的基础上有很大进展。尤其是采用设计多种形式的大容量发酵和储酒容器。这些大容器，不依靠室温调节温度，而是通过自身冷却来控制温度，具有较完善的自控设施，可以做到产品的均一性，从而降低劳动强度，提高劳动生产率。就发酵罐的外形来分，主要有圆柱锥形底罐、圆柱蝶形罐、圆柱加斜底的朝日罐和球形罐等。二、啤酒发酵罐的特点 1、单位占地面积的啤酒产量大；而且可以节约土建费用； 2、可以方便地排放酵母及其他沉淀物（相对朝日罐、通用罐、贮就罐而言）；

发酵罐操作操作规范

发酵罐操作流程 1 技术准备发酵罐使用之前，应先检查电源是否正常，空压机、循环水系统是否能正常工作。同时要检查管道是否通畅及废水废气管道的完好情况。 2 空消在投料前，气路、料路、发酵罐罐体必须用蒸汽进行灭菌，消除所有死角的杂菌，保证系统处于无菌状态。 2.1 空消步骤打开蒸汽总开关----打开排冷凝水阀-------打开蒸汽过滤器开关------关闭预过滤器开关---打开空气精过滤器开关---打开进罐空气阀---打开空气排气阀---打开上分气包进发酵罐蒸汽阀---打开取料口进罐蒸汽阀---打开取样口排气----打开上分汽包进下分汽包阀---打开下分汽包总开关---打开下面进罐体蒸汽阀---打开接菌口和流量计出的排气阀。 2.2 空消注意事项 2.2.1 空气管路上有预过滤器和空气过滤器，预过滤器不能用蒸汽灭菌，因此在空气管路通蒸汽前，必须将预过滤器的阀门关闭。 2.2.2 空消时，应将罐上的接种口、排气阀及料路阀门微微打开，使蒸汽通过这些阀门排出，同时保持罐压为 0.13~0.15Mpa,空消时间为50分钟，夹层排水阀一直打开。 2.2.3 经常用手感受进蒸汽管道的畅通。 2.2.4 发酵罐空消前，应将夹套内的水放掉。空消结束后，应将罐内冷凝水排掉。 2.2.5空消结束后要通入无菌风吹干管路，并且管路和罐体要始终保持正压，以免杂菌的进入。 3 罐体实消实消是当罐内加入培养基后，用蒸汽对培养基进行灭菌的过程。空消结束后，罐体压力降至0.03Mpa,打开罐体下面出料口排水阀排冷凝水，待排完后，关紧出料口阀门。打开进料口，加入培养基，拧紧。 3.1 实消步骤开启机械搅拌装置---打开蒸汽总开关---打开拍冷凝水阀---打开上分气包进发酵罐蒸汽阀---打开夹层蒸汽阀 ---打开排气口排罐体冷空气---夹层温度达到95℃时关闭夹层蒸汽阀---打开罐体上面进蒸汽阀---打开上分汽包进下分汽包阀---打开下分汽包总开关---打开下面进罐体蒸汽阀---罐体压力达到0.15Mpa时开始计时，通过调节蒸汽阀保压30分钟。

发酵罐

发酵罐德国赛多利斯公司德国贝朗发酵罐美国NBS公司瑞士比欧生物工程公司瑞士伊孚森生物技术（中国）有限公司法国宝乐菲意大利SOLARIS 索拉利斯参数：在位灭菌标准化数字控制单元的控制参数包括温度、搅拌转速、PH、溶氧、泡沫和液面水平规格：5，10，20，30L 德国贝朗发酵罐德国贝朗（Biostat B）为结构紧凑、罐体可高压灭菌、有数字检测和控制单元的台式发酵罐、基本设置有一般发酵过程所必需的所有探头和附件，其罐体工作体积分别为2立升、5立升或10立升，并有2立升和5立升气升式罐体可选择。适用于科研和生产。它的主机部分和数字控制单元集于一箱体，以缩小占用的试验台操作面。标准化数字控制单元的控制参数包括温度、搅拌转速、PH、溶氧、泡沫和液面水平。 Biostat B还内设可编程序蠕动泵四台、图线记录仪六通道)联接系统、串行(RS232)打印端面和串行主计算机联接系统。若用于细胞培养，Biostat B可提供低剪切桨式搅拌器，旋转滤器(Spinfiler)和无气泡通气系统，以及中空纤维培养系统(强化元件)。 Biostat B随时可联接上可供选择的各种气体混和系统。体积尺寸(长×高×宽mm)：主机箱365×536×450，搅拌驱动装置(含支架)和罐体B2305×580×270/B5355×685× 330/B10425×930×390。美国NBS发酵罐作为国际上著名的生物反应器生产厂家，NEW BRUNSWICK SCIENTIFIC CO., INC.是唯一能够向客户提供全面的微生物培养、植物细胞培养和动物细胞培养技术支持的公司，可向广大用户提供从实验室到中试和生产用的微生物、动物细胞、植物细胞培养的个系列发酵罐系统。公司本部拥有自己独立的细胞培养实验室和微生物发酵实验室，同时可向客户提供设备使用技术和培养技术的服务。 BioFlo 110型：是一种模块化的、组合式的高效微生物/细胞反应器，一台主控制器可以控制最多4套反应罐体同时工作，并可按实际需要提供微生物、动物细胞、植物细胞培养。罐体总体积范围：1.3L、3L、7.5L、14L、 BioFlo 310型：配置完善的标准型微生物/细胞反应器，可配备微生物反应罐体或细胞反应罐体，其控制系统相应的内置微生物培养和细胞培养二套不同的控制软件，合理的搅拌桨和罐体形状设计使得系统的传氧速率在350mMO2/L/Hr以上。对植物细胞培养，可配备相应的光照系统。罐体总体积范围：2.2L、5L、7.5L、14L BioFlo 410型：可在位灭菌微生物/细胞反应器，自带蒸汽发生装置，磁力驱动搅拌，不易染菌，升温/降温快速，适用于温度诱导型培养，大型彩色触摸控制屏，可显示各数据、