机械搅拌通风发酵罐的设计
课程设计
课程名称:生物工程设备课程设计
题目名称:100M3机械搅拌通风发酵罐班级: 学号: 姓名: 指导老师：
年月日
大学课程设计任务书
一、课程设计的内容
机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、动植物细胞培养反应器，或者产品分离设备等的设计（任选一）。
机械搅拌发酵罐： 25m3,50m3,75m3,100m3,125m3,150m3
气升式发酵罐: 50m3,75m3,100m3,125m3,150m3,200m3
气升式光生物反应器：15升，30升，50升。
该设备可以用于发酵生产以下产品：PHA，谷氨酸，柠檬酸，淀粉酶，糖化酶，抗生素，抗体及紫草细胞等（任选一）。也可以进行相应分离设备的设计。
根据设备所担负的工艺操作任务和工作性质，确定工作参数；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；动力消耗、设备结构的工艺设计。
二、课程设计的要求与数据
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）人员分组及分工
建议以4－6人一小组，每组题目略有不同，每组完成全部设备工艺设计，每人应当完成一个主体设备的工艺及结构设计，若干典型辅助设备选型设计。 2）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。
3）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。
绘制设备图一张。设备图采用工程制图或计算机AUTOCAD绘制。简装图应标明设备的主要结构与尺寸。
三、课程设计应完成的工作
1．课程设计说明书（纸质版和电子版）各1份
2．设备装配图（A2号图纸420*594mm）1张
四、课程设计进程安排
五、应收集的资料及主要参考文献
1、梁世中.生物工程设备.北京，中国轻工业出版社，2004
2、徐清华.生物工程设备.北京，科学出版社，2006
3、贾士儒.生物反应工程原理.北京，科学出版社，2003
4、陈宁. 氨基酸工艺学. 北京，中国轻工业出版社，2006
5、熊昌绪．发酵调味品工艺学．乌鲁木齐：新疆科技卫生出版社，1994
6、姚汝华.微生物工程工艺原理.广州：华南理工大学出版社，1996
7、俞俊棠，唐孝宣，邬行彦等.新编生物工艺学.北京：化学工业出版社，2003
8、金其荣，张继民，徐勤.有机酸发酵工艺学.北京：轻工业出版社，1989
9、章克昌.酒精与蒸馏酒工艺学.北京：中国轻工业出版社，2002
10、管敦仪.啤酒工业手册.北京：轻工业出版社，1986
11、化学工程手册.北京，化学工业出版社，1989
12、化工设备设计手册（2，金属设备）.上海，上海人民出版社，1975
13、化工制图.北京，人民教育出版社，1980
14、发酵设备.北京，中国轻工业出版社，1991
目录
1.前言
2.设计基本依据 6
2.1柠檬酸的用途 6
2.2柠檬酸的发酵方法 6
3.工艺设计7
3.1 夹套反应釜的总体结构7
3.2设备结构及主要尺寸的确定 7
3.3搅拌功率计算与电机的选择 8
3.4传热面积及冷却水用量的计算 8
4.设备设计11
4.1罐体壁厚 11
4.2封头壁厚 11
4.3搅拌器设计 12
4.4入孔和视镜 12
5.对本设计的小结13
6.参考文献14
7.设计图纸
1.前言
通过发酵工业化生产的几十年实践，人们逐步认识到发酵工业过程是一个随着时间变化的（时变的）、非线性的、多变量输入和输出的动态的生物学过程，按照化学工程的模式来处理发酵工业生产（特别是大规模生产）的问题，往往难以收到预期的效果。从化学工程的角度来看，发酵罐也就是生产原料发酵的反应器，发酵罐中培养的微生物细胞只是一种催化剂，按化学工程的正统思维，微生物当然难以发挥其生命特有的生产潜力。于是，追溯到作坊式的发酵生产技术的生物学内核（微生物），返璞归真而对发酵工程的属性有了新的认识。发酵工程的生物学属性的认定，使发酵工程的发展有了明确的方向，发酵工程进入了生物工程的范畴。
生物反应工程与设备课程设计是生物工程专业一个重要的、综合性的实践教学环节，要求我们综合运用所学知识如生化反应工程与生物工程设备课程来解决生化工程实际问题，对培养我们全面的理论知识与工程素养，健全合理的知识结构具有重要作用。
一个优良的生物反应器应具有良好的传质传热和混合的性能；结构严密，内壁光滑，易清洗，检修维护方便；有可靠的检测及控制仪表；搅拌及通气所消耗的动力要少；能获得最大的生产效率与最佳的经济效益。通常将进行大规模悬浮培养微生物的反应器统称为发酵罐。
2.设计基本依据：
2.1柠檬酸的用途
用于香料或作为饮料的酸化剂，在食品和医学上用作多价螯合剂，也是化学中间体。柠檬酸与钙离子结合则成可溶性络合物，能缓解钙离子促使血液凝固的作用，可预防和治疗高血压和心肌梗死，所以可以起抗凝血作用，柠檬酸钠和草酸钠被称为抗凝血剂。柠檬酸促进脂肪分解，快速实现减肥。
2.2柠檬酸的发酵方法
发酵有固态发酵、液态浅盘发酵和深层发酵3种方法。固态发酵是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的农副产品为原料，配好培养基后，在常压下蒸煮，冷却
至接种温度，接入种曲，装入曲盘，在一定温度和湿度条件下发酵。
液态浅盘发酵多以糖蜜为原料，其生产方法是将灭菌的培养液通过管道转入一个个发酵盘中，接入菌种，待菌体繁殖形成菌膜后添加糖液发酵。发酵时要求在发酵室内通入无菌空气。
深层发酵生产柠檬酸的主体设备是发酵罐。微生物在这个密闭容器内繁殖与发酵。种为产黑曲霉（Aspergillus niger ）。本设计使用黑曲霉CO827。
3.工艺设计
3.1夹套反应釜的总体结构
夹套反应釜主要由搅拌容器，搅拌装置，传动装置，轴封装置，支座，人孔，工艺接管和一些附件组成。搅拌容器分罐体和夹套两部分，主要由封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺设计而定；传动装置是为为带动搅拌装置设置的，主要由电机，减速器，联轴器和传动轴等组成；轴封装置为动密封，一般采用机械密封或填料密封；它们与支座，人孔，工艺接管等附件一起，构成完整的夹套反应釜。
3.2设备结构及其主要尺寸
根据工艺参数和高径比确定各部几何尺寸；高径比H/D=1.7～3，则取H/D ＝2.5。
初步设计：设计条件给出的是发酵罐的公称体积（100m3） 设备结构及主要尺寸的确定（D 、H 、HL 、V 、VL 、Di 等）。 H/D=1.7～3,取H/D=2.5
3
2013.04
D h H D V b ++=
π
=1003
m
b h 取25mm D =3.6m H =9m
查《有机酸生产与应用手册》，由发酵罐公称直径可得封头尺寸如下
公称直径D 曲面直度ha 直边高度hb 内表面Af 容积Vf
3.6m
0.90m
0.05m
14.62
m
6.623
m
已知
31
~21=D d 取搅拌器直径d=0.4D=1.44m ，圆整到1.5m 已知121~
81=D W ,取挡板宽度W=101D=0.36m ，圆整到0.4m 已知0.1~8.0=d B
，取下搅拌器距底间距B=1.0d=1.5m 已知5
.2~5.1=d S
, 取两搅拌器间距S=1.6d=2.4m 3
213.04
D h D V b b +=
π
（b h 取25mm ）
3
26.313.0025.06.34
?+??=
π
b V =6.323
m
发酵液的圆柱体积V 柱=151/3－6.32=44.683
m
发酵液的柱体高h= =?2
)
2(68
.44π 4.4m
假设用两层搅拌器，所以上搅拌器距离液面距离S1=4.4－2.4=2.0m 检验：S1/d=2.0/1.5=1.333在1~2范围内。
3.3搅拌轴的轴功率计算与选择
据《化工工艺设计手册》查得，所选用的搅拌器轴功率为110kW 搅拌轴转速为100r/min.
3.4传热面积及冷却水用量的计算
以一个发酵罐为单位计算，每个发酵罐料液为51t = 5.1?4
10kg 选用发酵罐的传热总面积为：
F=筒身面积 + 封头面积 =DH π+14.6 =3.14×3.6×9+14.6=116.342
m
已知G=1000×51=51000kg ，1t =25℃，2t =121℃，c=4.2kJ/(kg·℃)，s t =158℃，查表得r=2087.1。
灭菌过程中需要把温度从25℃升至121℃，并保温20分钟，则需要能量为：
t cm Q ?==4.2×5.1×104×（121﹣25）= 2.01×710kJ
夹套平均传热系数K=830～1250 kJ/(??h m 2℃)，取K=1250kJ/(??h m 2
℃)，
则加热所需时间τ为：
τ= 21ln t t t t KF Gc s s -- =12115825158ln
99
.9512502.451000--??? = 2.3h 加热段所需蒸汽量S ：（设加热时蒸汽热损失为5%）
t r t t Gc S 35.10)05.01(1.2087)
25121(2.451000)1()(12=+?-??=+-=
η
15821==T T ℃, 251=t ℃, 1212=t ℃,
03
.75ln
)
()(2
1122112=----=
?t T t T t T t m ℃
3.203.7512501001.27
???=
?=τm t K Q A =93.182m ＜116.342m 符合设计要求
保温阶段：（保温时间为20min = 1/3 h ）
经验计算S=（30%～50%）×直接加热蒸汽消耗量 = 0.35×10.35t =3.62t 蒸汽总用量：3.62 + 10.35 = 13.97t 冷凝水用量
冷却要求：冷却水s t 2=27℃将料液从s t 1=121℃降至发酵温度f
t 1=35℃
冷凝水和料液比热：==21c c 4.2kJ/(kg·℃)
冷却水流量
2121/2t t t t e A s Wc KF --=
= = 3512127
121--=1.09
=??== 4.2).0995.99/(ln11250)/(ln 2Ac KF W 331.51t/h
=
--??=---=
27
3527
121ln 09.009.151.33151ln 1212121s f s s t t t t A A Wc Gc τ 4.6h
τ–冷却所用时间，h
W –冷却水用量，kg/h
1c -料液的比热容
2c -冷凝水的比热容
s t 1-料液冷却前的温度
f
t 1-料液冷却后的温度
s t 2-冷凝水进口温度 s t 2-冷凝水进口温度
1t -料液冷却过程中某时刻的温度 2t -对应料液1t 温度时冷凝水出口温度 G –料液质量，t
K –平均传热系数，1250kJ/(kg·℃) F –传热系数 验算传热面积：
冷却释放热量：t cm Q ?==4.2×5.1×410×（121-35）= 1.84×710kg
1211=T ℃, 352=T ℃，271=t ℃, 322=t ℃,
62
.33ln
)
()(2
1122112=-----=
?t T t T t T t T t m ℃
冷去面积：
=
???=?=6.462.3312501084.17
τm t K Q A 95.22m 取整100m2 冷却管总长度：L ＝d πA ＝8.004.13100
?＝398.09m 取整L 为400m
分为20组，每组长L 0＝20m
管内径：d ＝外径－壁厚 取φ57×3.5mm （径取50－80mm ，壁厚取3.5－5mm ）
每圈冷却管长度：
9.42l m
==
D －管圈直径，3m
hp －管圈之间的距离，取0.15m
每组管圈数：Np ＝l Lo
＝20/9.42＝2.12≈3圈
总圈数为：3×20=60圈
冷却管总高度：H ＝(Np －1)hp ＝(60－1)×0.15＝8.85m
4.设备设计
罐体：考虑压力，温度，腐蚀因素，选择罐体材料和封头材料，封头结构、与罐体连接方式。罐体和封头都使用16MnR 钢为材料，封头设计为标准椭圆封头，因D>500mm ，所以采用双面缝焊接的方式与罐体连接。
4.1罐体壁厚
δ 1＝pD/{2「σ」φ﹣p}﹢3＝0.3×3600/(2×170×0.8－0.3)＋3＝6.97mm 取7mm
D －罐体直径（mm ） p －耐受压强 (取0.3MPa) φ － 焊缝系数，双面焊取0.8
[σ ]－设计温度下的许用应力（kgf/c 2
m ）（16MnR 钢焊接压力容器许用应力为150℃，170MPa ）
C －腐蚀裕度，当δ －C<10mm 时，C ＝3mm 4.2封头壁厚计算
δ 2＝pDy/2「σ」φ＋C ＝0.3×3600×2.3/2×170×0.8＋3＝12.1mm 取13mm 。
D －罐体直径（mm ） p －耐受压强 (取0.3MPa)
y－开孔系数，取2.3
φ－焊缝系数，双面焊取0.8
[σ] －设计温度下的许用应力（16MnR钢焊接压力容器许用应力为150℃，170MPa）
4.3搅拌器设计
机械搅拌通风发酵管的搅拌涡轮有三种形式，可根据发酵特点、基质以及菌体特性选用。选用六弯叶涡轮搅拌器。
该搅拌器的各部分尺寸与罐径D有一定比例关系，现将主要尺寸列出：
搅拌器叶径D i=D/3=3.6/3=1.2m 取d=1.5m
叶宽B=0.2 D i=0.2×1.2=0.24m
弧长l=0.375d=0.375×1.5=0.5625m
底距C=0.8D=0.8×3.6=2.88m
盘径d i=0.75×D i=0.75×1.2=0.9m
叶弦长L=0.25D=0.25×3.6=0.9m
叶距S=D=3.6m
弯叶板厚δ=12mm
4.4人孔和视镜
人孔的设置是为了安装、拆卸、清洗和检修设备内部的装置。
本次设计只设置了1个人孔，标准号为：人孔RFⅡ（R·G）450-0.6 HG21522-1995，公称直径450，开在顶封头上，位于左边轴线离中心轴750mm 处。
视镜用于观察发酵罐内部的情况。本次设计只设置了2视镜，直径为DN80，开在顶封头上，位于前后轴线离中心轴750mm处，标记为视镜ⅡPN1.0 DN80 HGJ501-86-17。
发酵罐主要部件尺寸
5.对本设计的小结
在这次课程设计中，我们组设计的是机械搅拌通风发酵罐，该反应器利用黑曲霉CO827发酵生产柠檬酸，采用涡轮六弯叶式二层搅拌器，冷却方式为蛇管冷却，冷却蛇管总长为400m，分为20组，每组长L0＝20m。
我主要设计罐体，罐体和封头都使用16MnR钢为材料，封头设计为标准椭圆封头，采用双面缝焊接的方式与罐体连接。通过这次设计，我学会了怎么设计罐体壁厚以及封头壁厚，并学会了设计机械通风反应器的一些基本步骤。从最开始的计算到数据的整理在到画图，以及在后来的说明书的的拟订。虽然是困难重重，但终于完成了。
除了学习到了有关本专业的知识以外，也学到了一些对于人员组织及文档的书写等非专业的实践类知识，特别是用CAD画图，数据的整合以及排版，我花了大量时间，这些也是令我最头疼的地方，我想这大概是最重要的，任何知识和理论都要归结于实践。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自
己能力的一种提高。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习。
在这里要感谢小组所有同学的配合，这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学，同时也明白理解了合作的重要性。
7.参考文献
1）陈国豪，余俊棠. 生物工程设备北京：化学工业出版社，2006.11
2）黄亚东. 生物工程设备及操作技术北京：中国轻工业出版社，2008
3）余俊棠，唐孝宣. 新编生物工艺学.上册北京：化学工业出版社，2003
4）贾士儒. 生物反应工程原理. 北京：科学车版社，2003
5）化学工程手册. 北京：化学工业出版社，1989
6）发酵设备. 北京：中国轻工业出版社，1991
机械搅拌通风发酵罐的设计
课程设计报告 题目： 学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师 年月日
目录
第一章前言 青霉素是一类抗生素的总称。自从被发现以来，就被人们广泛应用于医疗行业。是用应得最多的一类抗生素，从此很多医学难题迎刃而解。也使人们致力于青霉素及其相关技术的研究。 青霉素是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。它的研制成功大大增强了人类抵抗细菌性感染的能力，带动了抗生素家族的诞生。它的出现开创了用抗生素治疗疾病的新纪元。通过数十年的完善，青霉素针剂和口服青霉素已能分别治疗肺炎、肺结核、脑膜炎、心内膜炎、白喉、炭疽等病。继青霉素之后，链霉素、氯霉素、土霉素、四环素等抗生素不断产生，增强了人类治疗传染性疾病的能力。 青霉素发酵是通气发酵[2]，该生产工艺和设备具有很强的典型性，本设计对味青霉素发酵罐的选型及计算作简要介绍，以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。 第二章绪论 2．1 青霉素的概述. 青霉素(Benzylpenicillin/Penicillin)又被称为青霉素G、peillin G、盘尼西林、配尼西林、青霉素钠、苄青霉素钠、青霉素钾、苄青霉素钾。青霉素是抗菌素的一种，是指从青霉菌培养液中提制的分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生素的总称。 2.2 青霉素的应用
青霉素类抗生素的毒性很小，由于β-内酰胺类作用于细菌的细胞壁，而人类只有细胞膜无细胞壁，故对人类的毒性较小，除能引起严重的过敏反应外，在一般用量下，其毒性不甚明显，是化疗指数最大的抗生素。 临床应用：主要控制敏感金黄色葡糖球菌、链球菌、肺炎双球菌、淋球菌、脑膜炎双球菌、螺旋体等引起感染，对大多数革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌）和某些革兰氏阴性细菌及螺旋体有抗菌作用。青霉素针剂和口服青霉素能分别治疗肺炎、肺结核、脑膜炎、心内膜炎、白喉、炭疽等病。 工业应用：可用于生产柠檬酸、延胡索酸、葡萄糖酸等有机酸和酶制剂。 2.3 青霉素的发酵工艺流程 （1）丝状菌三级发酵工艺流程 冷冻管（25°C，孢子培养，7天）——斜面母瓶（25°C，孢子培养，7天）——大米孢子（26°C，种子培养56h,1:1.5vvm）——一级种子培养液（27°C，种子培养，24h,1:1.5vvm）——二级种子培养液（27~26°C,发酵,7天,1:0.95vvm）——发酵液 （2）球状菌二级发酵工艺流程 冷冻管（25°C，孢子培养，6~8天）——亲米（25°C，孢子培养，8~10天）——生产米（28°C，孢子培养，56~60h,1:1.5vvm）——种子培养液（26~25-24°C，发酵，7天，1：0.8vvm）——发酵液
75M3机械搅拌通风谷氨酸发酵罐的设计
课程设计 75M3机械搅拌通风谷氨酸发酵罐的设计 课程名称生物工程设备 学生学院轻工化工学院 专业班级生物工程一班 学号 学生姓名*** 指导教师*** 2010 年 6 月20 日
广东工业大学课程设计任务书 题目名称75M3机械搅拌通风谷氨酸发酵罐的设计 学生学院轻工化工学院 专业班级生物工程一班 姓名*** 学号 一、课程设计的内容 1、通过查阅机械搅拌通风发酵罐的有关资料，熟悉基本工作原理和特点。 2、进行工艺计算 3、主要设备工作部件尺寸的设计 4、绘制装配图 5、撰写课程设计说明书 二、课程设计的要求与数据 设计75M3机械通风发酵罐，应用TG866菌株发酵生产谷氨酸，产物是次级代谢产物，非牛顿型流体，三级发酵。发酵罐高径比为2.6，生产场地为南方某地，蛇管冷却，初始水温：20℃ 三、课程设计应完成的工作 1．课程设计说明书（纸质版和电子版）各1份 2．设备装配图（A3号图纸）1张
四、课程设计进程安排 [1] 郑裕国. 生物工程设备[M]. 北京：化学工业出版社，2007. [2] 李功样，陈兰英，崔英德. 常用化工单元设备的设计[M]. 广州：华南理工大学出版 社，2006. [3] 陈英南，刘玉兰. 常用化工单元设备的设计[M]. 杭州：华东理工大学出版社，2005. [4] GB/T 14690-1993-1993，技术制图比例[S]．北京：中国标准出版社，1993． [5] 梁世中. 生物工程设备[M]. 北京: 中国轻工业出版社，2007. [6] 田洪涛. 现代发酵工艺原理[M]. 北京: 化学工业出版社，2007. [7] JBT4746-2002，钢制压力容器用封头[S]．北京：中国标准出版社，2002． 发出任务书日期：2012 年 6 月11 日指导教师签名： 计划完成日期：2012 年 6 月22 日基层教学单位责任人签章： 主管院长签章：
L发酵自动机械搅拌发酵罐系统招标书(1)
300L发酵自动机械搅拌发酵罐系统招标书 （JDBS 10-21） 根据工作需要，上海交通大学农业与生物技术学院需要购置300L发酵系统及相关公用工程系统改造壹套。 该套设备包括完整的300L的发酵罐，可进行小批量的目标产品中试研究和生产。发酵罐上除了常规的温度、搅拌转速、消泡、pH、溶解氧浓度（DO）等测量控制以外，需要在软件中预留多种关联控制：如DO与转速、pH与补料等。厂家要有深厚的发酵过程优化与放大研究的实力，能提供在重组细胞培养表达方面经验和真实案例，给予深层的技术支持，以便配合指导设备的顺利使用。 同时需要供应商有能力对现有的设备生产系统的公用工程进行适当的技术改造，具体包括公用工程管路、空气过滤系统、移种管道、龙门管架、操作踏步、屋顶面槽钢及检修吊装结构、系统重新整合等。 现将技术及商务要求列举如下。 1技术要求
2商务部分 1)报价方式：人民币 2)交货期要求签订合同后2个月内 3)交货地点：上海交通大学闵行校区 4)付款方式：合同签订后50%，到货后40%，验收合格并运行一个月后10%。 如果实质性响应招标文件的所有投标商的投标价格均超过上海交通大学本项目预算，上海交通大学将保留在发出中标通知书之前拒绝所有投标的权利，投标商应考虑高校的特殊性给予最大的优惠。 根据项目研究需要和系统配置的情况，评标方法将采取综合议标的方法，择优录取。标书内必须附有供应商的营业执照、经营范围等资质证明的复印件。 根据学校规定：中标单位需支付中标金额1%的中标服务费。 请各投标单位根据标书的要求，将投标书一式六份（一正五副）于2010年7月1日（星期四）下午15:00前交于闵行东川路800号上海交通大学实验室与设备处进口科（新行政楼B楼407室），邮编200240，联系人：朱斌雄（34205924*181）、张伟新（34205924*180），逾期未交者，被视为放弃投标。 技术联系人：陈捷教授 电话：021- 手机：13 Email: jiechen59 地址：[200240] 东川路800号上海交通大学农业与生物技术学院
机械搅拌通风发酵罐的设计
课程设计 课程名称:生物工程设备课程设计 题目名称:100M3机械搅拌通风发酵罐班级: 学号: 姓名: 指导老师： 年月日
大学课程设计任务书 一、课程设计的内容 机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、动植物细胞培养反应器，或者产品分离设备等的设计（任选一）。 机械搅拌发酵罐： 25m3,50m3,75m3,100m3,125m3,150m3 气升式发酵罐: 50m3,75m3,100m3,125m3,150m3,200m3 气升式光生物反应器：15升，30升，50升。 该设备可以用于发酵生产以下产品：PHA，谷氨酸，柠檬酸，淀粉酶，糖化酶，抗生素，抗体及紫草细胞等（任选一）。也可以进行相应分离设备的设计。 根据设备所担负的工艺操作任务和工作性质，确定工作参数；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；动力消耗、设备结构的工艺设计。 二、课程设计的要求与数据 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）人员分组及分工 建议以4－6人一小组，每组题目略有不同，每组完成全部设备工艺设计，每人应当完成一个主体设备的工艺及结构设计，若干典型辅助设备选型设计。 2）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。 3）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。 绘制设备图一张。设备图采用工程制图或计算机AUTOCAD绘制。简装图应标明设备的主要结构与尺寸。 三、课程设计应完成的工作 1．课程设计说明书（纸质版和电子版）各1份 2．设备装配图（A2号图纸420*594mm）1张 四、课程设计进程安排 五、应收集的资料及主要参考文献 1、梁世中.生物工程设备.北京，中国轻工业出版社，2004
发酵设备
第六章发酵设备 本章学习目标 ?了解常见嫌气发酵设备及其流程的类型与特点 ?掌握通风发酵设备的类型、结构及性能特性 ?了解空气过滤除菌原理、常见设备流程及其应用特点 ?掌握常见发酵设备的应用特点和选用原则 目录 发酵设备的类型和基本构成 发酵设备的基本要求 发酵设备的功能： 发酵设备的要求： 发酵设备的分类 ?发酵设备的功能和要求 功能：按照发酵过程的要求，保证和控制各种发酵条件，主要是适宜微生物生长和形成产物的条件，促进生物体的新陈代谢，使之在低消耗(原料消耗、能量消耗、人工消耗)获得较高的产量。 要求： ?良好的传递质量、能量、热量性能 ?结构应尽可能简单，操作方便，易于控制 ?便于灭菌和清洗，能维持不同程度的无菌度 ?能适应特定要求的各种发酵条件，以保证微生物正常的生长代谢 ?发酵设备的分类 按发酵用培养基状况：固体发酵设备和液体发酵设备 按微生物类型：嫌气(酒精、啤酒和丙酮、丁醇)和好气(谷氨酸、柠檬酸、酶制剂和抗生
素，发酵过程中需不断通入空气) 按发酵过程所使用的生物体：微生物反应器（主流）、酶反应器（固定化酶反应器和溶液酶反应器）和细胞反应器 嫌气发酵设备 一、间隙式发酵罐 间歇式发酵是指生长缓慢期、加速期、平衡期和衰落期四个阶段的微生物培养过程全部在一个罐内完成 特点：罐内环境和发酵过程易于控制。目前在工业生产中仍然占据主要地位 二、水洗装置 特点，水压不大洗涤不彻底 水平喷水管与水平面呈20°夹角，水流喷出时使喷水管以48～56r/min的速度自动旋转，洗涤一次约需5min 三、连续发酵设备 连续发酵：通过在发酵罐内连续加入培养液和取出发酵液，可使发酵罐中的微生物一直维持在生长加速期，同时降低代谢产物的积累，培养液浓度和代谢产品含量相对稳定，微生物在整个发酵过程中即可始终维持在稳定状态，细胞处于均质状态。 特点：产品产量和质量稳定、发酵周期短、设备利用率高、易对过程进行优化等优点，微生物在整个发酵过程中始终维持在稳定状态，细胞处于均质状态。技术要求较高、容易造成杂菌污染，易发生微生物变异、发酵液分布与流动不均匀等。 四、单罐连续发酵设备 连续搅拌发酵器 连续细胞回用发酵器 塔式发酵器 膜式发酵器 固定化细胞反应器 五、连续搅拌发酵器
50M3机械搅拌通风发酵罐的设计说明书
设计50M3机械通风发酵罐，应用基因工程菌株发酵生产柠檬酸，产物是初级代谢产物，牛顿型流体，二级发酵。发酵罐高径比为，生产场地为南方某地，蛇管冷却，初始水温：18℃，出水温度26℃。 1.设计方案的拟定 我设计的是一台50M3机械搅拌通风发酵罐,发酵生产柠檬酸。经查阅资料[1]，得知生产链霉素的菌种有黑曲霉、温氏曲霉、梨形毛霉、淡黄青霉、二歧拟青霉、棒曲霉、泡盛曲霉、芬曲霉、丁二烯酸曲霉、斋藤曲霉及宇佐美曲霉、绿色目霉、黑粉霉等，综合生产能力、菌种稳定性、传统经验等因素选择黑曲霉，该菌种最适发酵温度为30℃，pH为2-3，培养基为蔗糖发酵培养基，主要由蔗糖、硝酸铵、盐酸和水合硫酸镁等所组成。 发酵罐主要由罐体、封头、冷却蛇管、搅拌装置、传动装置、轴封装置、人孔和其它的一些附件组成。这次设计就是要对机械搅拌通风发酵罐的几何尺寸进行计算；考虑压力，温度，腐蚀因素，选择罐体材料，确定罐体外形、罐体和封头的壁厚；根据发酵微生物产生的发酵热、发酵罐的装液量、冷却方式等进行冷却装置的设计、计算；根据上面的一系列计算选择适合的搅拌装置，传动装置，和人孔等一些附件的确定,完成整个装备图，完成这次设计。 这次设计包括一套图样，主要是装配图，还有一份说明书。而绘制装配图是生物工程设备的机械设计核心内容，绘制装配图要有合理的选择基本视图和各种表达方式，有合理的选择比例，大小，和合理的安排幅面。说明书就是要写清楚设计的思路和步骤，把整个设计的运算过程和相应的表格列明。 表1-1 发酵罐主要设计条件 步骤项目及代号参数及结果备注 1发酵菌种黑曲霉 2工作压力 3设计压力 4发酵温度30C 5设计温度150C 6冷却方式蛇管冷却 7培养基蔗糖发酵培养基8工作pH 2—3 9设定pH 3 根据参考文献【1】选取由工艺条件确定 由工艺条件确定 根据参考文献【1】选取由工艺条件确定 由工艺条件确定 根据参考文献【1】选取由工艺条件确定 由工艺条件确定
通气发酵设备小结
第二章通气发酵设备 常用的通气发酵罐：机械搅拌式、气升环流式、鼓泡式和自吸式。 一、机械搅拌通气发酵罐 1.主要部件：罐体、搅拌器、挡板、轴封、空气分布器、传动装置、冷却管 （或夹套）、消泡剂、人孔、视镜等。 罐体：由圆柱体和椭圆形或蝶形封头焊接而成，为满足工艺要求，罐体必须能承受一定压力和温度，通常要求耐受130C和0.25MPa(绝压) 搅拌器：常用的由平叶式或弯叶式圆盘涡轮搅拌器。主要作用为混合和传质，同时强化传热过程。 挡板：防止液面中央形成旋涡流动，增强其湍动和溶氧传质。 轴封：防止染菌和泄漏。大型发酵罐常用的轴封为双端面机械轴封，由三部分构成，动环和静环、弹簧加荷装置、辅助密封元件。 空气分布器：主要分为环形管式和单管式，喷气孔向下以尽可能减少培养液在环形分布管上滞留。对机械搅拌通气发酵罐，分布管内空气流速取 20m/s左右。 消泡装置：在通气发酵生产中有两种消泡方法，一是加入化学消泡剂，二是使用机械消泡装置。通常，两种方法联合使用，最简单实用的消泡装 置为耙式消泡器。 2.传统的双模理论 （1）气泡中的氧通过气象边界层传递到气-液界面上 （2）氧分子由气相侧通过扩散穿过界面传递到液相侧 （3）氧分子在界面液相侧通过液相滞流层传递到液相主体 （4）在液相主体中进行对流传递到生物细胞表面液膜外面 （5）通过生物细胞表面的液相滞流层扩散进入生物细胞内 3.体积溶氧系数KLa 此值表示在曝气过程中氧的总传递性，当传递过程中阻力大，则KLa值低，反之KLa值高 4. 影响KLa的主要因素有： （1）操作条件，如搅拌转速、通气量等 （2）发酵罐的结构及几何参数，如体积、通气方法、搅拌叶轮结构和尺寸等
200M3机械搅拌通风发酵罐
1 设计方案的拟定 我设计的是一台200M3机械搅拌通风发酵罐,发酵生产有机酸。设计基本依据 （1）、机械搅拌生物反应器的型式 通用式机械搅拌生物反应器，其主要结构标准如下： ①高径比：H/D=1.7-4.0 ②搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器,D i :d i :L:B=20:15:5:4 ③搅拌器直径：D i =D/3 ④搅拌器间距：S=（0.95-1.05）D ⑤最下一组搅拌器与罐底的距离：C=（0.8-1.0）D ⑥挡板宽度：B=0.1D，当采用列管式冷却时，可用列管冷却代替挡板（2）、反应器用途 用于有机酸生产的各级种子罐或发酵罐，有关设计参数如下： ①装料系数：种子罐0.50-0.65 发酵罐0.65-0.8 ②发酵液物性参数：密度1080kg/m3 粘度2.0×10-3N.s/m2 导热系数0.621W/m.℃ 比热4.174kJ/kg.℃ ③高峰期发酵热3-3.5×104kJ/h.m3 ④溶氧系数：种子罐5-7×10-6molO 2 /ml.min.atm 发酵罐6-9×10-6molO 2 /ml.min.atm ⑤标准空气通风量：种子罐0.4-0.6vvm 发酵罐0.2-0.4vvm （3）、冷却水及冷却装置 冷却水：地下水18-20℃ 冷却水出口温度：23-26℃ 发酵温度：32-33℃ 冷却装置：种子罐用夹套式冷却，发酵罐用列管冷却。 （4）、设计压力罐内0.4MPa；夹套0.25 MPa
发酵罐主要由罐体和冷却列管，以及搅拌装置，传动装置,轴封装置，人孔和其它的一些附件组成。这次设计就是要对200M 3 通风发酵罐的几何尺寸进行计算；考虑压力，温度，腐蚀因素，选择罐体材料，确定罐体外形、罐体和封头的壁厚；根据发酵微生物产生的发酵热、发酵罐的装液量、冷却方式等进行冷却装置的设计、计算；根据上面的一系列计算选择适合的搅拌装置，传动装置，和人孔等一些附件的确定,完成整个装备图，完成这次设计。 这次设计包括一套图样，主要是装配图，还有一份说明书。而绘制装配图是生物工程设备的机械设计核心内容，绘制装配图要有合理的选择基本視图，和各种表达方式，有合理的选择比例，大小，和合理的安排幅面。说明书就是要写清楚设计的思路和步骤 表-发酵罐主要设计条件 项目及代号 参数及结果 备注 发酵产品 有机酸 工作压力 0.4MPa 由任务书确定 设计压力 0.4MPa 由任务书确定 发酵温度（工作温度） 33℃ 根据任务书选取 设计温度 150℃ 由工艺条件确定 冷却方式 列管冷却 由工艺条件确定 发酵液密度 3/1080m Kg =ρ 由工艺条件确定 发酵液黏度 23/100.2m s N ??=-μ 由工艺条件确定 2 罐体几何尺寸的确定 2.1发酵反应釜的总体结构 发酵反应釜主要由搅拌容器，搅拌装置，传动装置，轴封装置，支座，人孔，工艺接管和一些附件组成。搅拌容器分罐体和夹套两部分，主要由封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺设计而定；传动装置是为为带动搅拌装置设置的，主要由电机，减速器，联轴器和传动轴等组成；轴封装置为动密封，一般采用机械密封或填料密封；它们与支座，人孔，工艺接管等附件一起，构成完整的发酵反应釜。
课程设计--夹套发酵罐的设计
编号 夹套发酵罐设计 题目：夹套发酵罐设计 机械工程学院过程设备与控制工程专业 学号1040212205 学生姓名付永生 指导教师崔政伟教授 石秀东副教授
目录 一、课程设计的目的和要求---------------------------------3 二、课程设计的学时和学分---------------------------------3 三、课程设计的主要内容 1.夹套好氧发酵罐设计---------------------------------3 2. 主要设备的工艺设计计算----------------------------3 四、计算及说明-------------------------------------------5 （一）搅拌装置的设计--------------------------------------5 1.传动装置的设计-------------------------------------5 （1）电动机的选型---------------------------------5 （2）减速机的选型---------------------------------6 （3）机架-----------------------------------------6 2. 搅拌轴的设计--------------------------------------7 （1）搅拌轴的材料----------------------------------7 （2）搅拌轴的结构----------------------------------8 （3）搅拌轴的强度校核------------------------------8 3. 联轴器的选取--------------------------------------9 4. 轴承3的选取及其轴承寿命的核算--------------------9 5. 密封装置的选取-----------------------------------10 6. 搅拌器的设计-------------------------------------10 （1）搅拌器的类型及应用场合------------------------11
机械搅拌通气发酵罐操作方法
发酵罐空消实消操作 一、设备结构和维护清洗 1.设备结构： 内部设备组件有电机、搅拌器、挡板、各类探头、底部输气管；外部组件有夹套、压力表、空气过滤管道、排气管等。 2.维护清洗：开启控制柜，检查设备各功能是否正常能够运行，如搅拌、各探头显示等；经常检查各接口的O型圈是否完好，各接口、法兰或阀门是否泄漏；培养罐拆开后，各个组件用水清洗干净后，加入2%碱水泡至一定时间，然后用自来水冲洗干净待用。 二、空消操作 1.通无菌空气，调压力至0.02MPa；开排污阀。同时开底阀排水后关闭。 2.检查与罐体接触的各阀门开关情况，开搅拌器（100r/m），通蒸汽入夹套预热罐温至80o C后，关搅拌，再关入夹套蒸汽后，开始通蒸汽入发酵罐，按以下顺序进行： ①开进过滤器蒸汽（先开过滤器排污阀），再开进入罐底管道和旁通管。逐步调大进气量。 ②开进取样蒸汽阀，再打开取样后调大蒸汽量。 ③开进底阀蒸汽阀，再开底阀后调大蒸汽量。 工艺要求：系统设置 压力：0.11~0.12MPa 温度：121O C 时间：30min 注意事项：按上述顺序蒸汽入罐，操作时关注罐压，通过蒸汽总阀和罐顶排气阀调整压力。 3.空消完毕后，按以下顺序关闭蒸汽进入阀。 ①开底阀排污阀，关底阀后再关蒸汽阀，然后关小排污 ②开取样排污阀，关取样阀后关蒸汽阀，再关排污。 ③关进过滤器管路蒸汽的同时开空气，即关蒸汽阀的同时开无菌空气阀，维持压力至0.05~0.1MPa 4.关蒸汽总阀，当罐降压80 O C可开夹套冷却罐。 三、实消操作 1.接上述操作，当罐温降至28 O C后开底阀排污冷凝水。 2.按发酵需要加入培养基。完毕后关好进料口。 3.系统设置：自动执行 转速：50~100R/min（90 O C时停止转动）灭菌时间：30min 灭菌温度：121 O C 压力：0.11MPa 3.通入无菌空气以助搅拌（0.05MPa） 4.先关冷凝水，通入蒸汽进夹套预热罐温至80 O C，关夹套蒸汽和无菌空气。 5.进气灭菌操作、灭菌完毕后操作和空消时第2、3小点相同。 6.调整罐压至0.05~0.08MPa进行保压，罐温降至28 O C时开始接种培养。
实验八 3 M3 机械搅拌通风发酵罐结构的认识
发酵实验（二） 实验八 3 M3机械搅拌通风发酵罐结构的认识 机械搅拌通风发酵罐在制药、生物制品的生产开发中起着特别重要的作用。在众多类型的发酵设备中，兼具通气又带机械搅拌的标准式发酵罐用途最为普遍，广泛使用于抗生素、氨基酸、有机酸、酶制剂等领域，在生物制品工厂广泛使用。据不完全统计，占发酵罐总数的70%-80%，故又称通用式发酵罐。 一、实验目的通过实地观察，了解机械搅拌式发酵罐的内部结构组成，各装置的配备安装及功能。 二、实验原理机械搅拌式发酵罐主体包括罐身、搅拌器、轴封、消泡器、中间轴承，空气分布器、挡板、冷却装置、人孔等，配套装置：各工艺参数监测系统、空气除菌系统、蒸汽热力系统等。发酵罐主体各装置依据设计规范达到各自设置的作用。 三、实验设备3M3机械搅拌通风发酵罐. 四、实验方法与步骤 1. 打开人孔及内视灯观察以下各装置。 1.1罐体的材料、高径比、封头形式。 1.2搅拌器组数、叶轮类型。 1.3挡板的组数及安装。 1.4空气分布装置的形式。 1.5轴封的类型和结构。 1.6消泡装置类型和安装。 1.7冷却装置的类型。 1.8进料、进气、排料、出料、取样装置。 1.9加热、冷却装置。
1.10压力、温度、pH、溶氧控制接口。 2. 作出3 M3机械通风搅拌式生物反应器的结构示意图 3. 考察本设备配备的蒸汽系统组成。 4. 考察本设备所配备的空气除菌系统组成，并作出空气除菌流程示意图。 五、实验结果 1.作出3 M3机械通风搅拌式生物反应器的结构示意图，标注以上各装置名称。 五、思考题 1.小型和大型生物反应器设计上有什么不同点？2.本设备所选用的搅拌叶轮、机械消泡装置、冷却装置分别为何种形？除此之外分别还有哪些类型？3.本设备配备的蒸汽系统蒸汽生产量多大？4.本设备所配备的空气除菌系统为几级？分别采用何种过滤器？ 实验九 3 M3机械搅拌通风发酵罐的操作 发酵车间实地训练是培养技能型人才，增强工程意识的必要途径。通过中试发酵设备全方位的直接操作真正提高学生的适应能力和实战技能。 一、实验目的 1.通过发酵中试车间实训，体验上罐操作的全过程。2.熟悉车间管路布置及各设备性能。3.掌握空气过滤系统操作、冷却系统操作、工艺参数控制。4.加深对分批培养的基本原理及过程的理解。 二、实验原理微生物技术产品从实验室到工业生产的开发过程中，需要进行小试、中试、生产逐级放大培养，中试培养已经近似于生产发酵。其工艺环节包括：空消、实消、空气除菌、接种、移钟、消泡、进料、取样、出料等； 三、实验设备与材料1M3机械搅拌通风发酵罐。 四、实验操作步骤 1 .灭菌： （1）灭菌之前，通常将与罐相连的空气过滤器用蒸汽灭菌，并用空气吹干。 （2）先将输料管路的污水放掉冲净。 （3）然后将配好的培养基泵送到发酵罐（及种子罐或料罐），将各排气阀打开。
发酵罐设计说明
食品深加工类机械与设备 工艺设计 （装料量53m机械搅拌发酵罐设计） 设计小组：第2组 组长：超 组员：田林亮 王金凯 亮 专业：食品科学与工程 部门：生物研发部 日期： 2013年7月20日 市鸿泰环保设备研发部
目录 一、设计任务 (2) 二、设计要求 (3) 三、概述 (3) 四、总体结构设计 (4) 4.1罐头设计 (4) 4.2罐头及封头的几何尺寸的计算 (4) 4.3罐头压力测试 (6) 4.4确定夹套的几何尺寸的计算 (7) 4.5夹套压力试验 (8) 五、搅拌装置及附件设计 (8) 5.1搅拌轴计算 (8) 5.2搅拌器选型及分布 (12) 六、传动装置的设计 (14) 6.1电动机选型 (15) 6.2减速器选型 (16) 6.3联轴器选型 (20) 七、其他辅助设备的选型 (21) 7.1支座的选择 (21) 7.2人孔的选择 (23)
7.3视镜的选择 (23) 7.4无菌空气通风管设计 (23) 7.5消泡器 (24) 八、各自的设计任务 (24) 一、设计任务 装料量53m机械搅拌发酵罐设计
二、设计要求 1.机械搅拌发酵罐计算及整体结构设计，完成设计说明书。 （1）进行罐体及夹套（或部蛇管）设计计算； （2）进行搅拌装置设计：搅拌器的选型设计；选择轴承、联轴器，罐搅拌轴的结构设计，搅拌轴计算和校核； （3）传动系统的设计计算：尽可能采用V带传动，进行传动系统方案设计；进行带传动设计计算； （4）密封装置的选型设计； （5）选择支座形式并计算； （6）手孔或人孔选型； （7）选择接管、管法兰、设备法兰； （8）设计机架结构； （9）设计凸缘及安装底盖结构； （10）视镜的选型设计； （11）消泡装置设计； （12）无菌空气分布管设计。 2.绘制搅拌罐装配图(2号或3号图纸)。 三、概述 机械搅拌发酵罐是生物制药工厂常用类型之一，它是利用机械搅拌器的作用，使空气和醪液充分混合促使氧在醪液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需要的氧气。 机械搅拌发酵罐可用于生产药用酵母、饲料酵母、活性干酵母、液体曲、谷氨酸、柠檬酸、抗生素、维生素、酶制剂、食用醋、赖氨酸等。机械搅拌发酵罐其实就是一种生物反应器，生物反应器是指为活细胞或酶提供适宜的反应环境，让他们进行细胞增殖或生产的装置系统。生物反应器为细菌的生长和繁殖提供适宜的生长环境，促进菌体生产人们需要的产物。广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业，罐体设有夹层、保温层、可加热、冷却、保温。罐壁经镜面抛光处理，无卫生死角，而全封闭设计确保物料始终处一无污染的状
100M3机械搅拌通风式发酵罐
课程设计 课程名称：机械搅拌通风式生物反应器学生学院：化学工艺与技术学院 专业班级：生物工程0901 学号： 200922153035 学生姓名：桂文涛 指导教师：杨忠华 2012 年10月14 日
目录 设计任务书 ............................................ 设计方案的分析和拟定.................................................. 工艺设计................................................... 1.反应器的总体结构设计........................................... 2. 设备结构部件设计......................................... 2.1罐体的设计......................................... 2.2 搅拌装置设计....................................... 2.3零部件.............................................. 2.4传热面积及冷却水用量的计算.............................. 2.5冷却装置.................................... 2.6 密封装置的选型设计.................................... 设计结果 设计小结 参考文献
发酵罐设计
发酵罐设计 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
目录 前言 (2) 设计方案的拟定 (3) （1）、机械搅拌生物反应器的型式 (3) （2）、反应器用途 (3) （3）、冷却水及冷却装置 (3) （4）、设计压力罐内；夹套 Mpa (4) 表-发酵罐主要设计 (4) 工艺设计及计算 (5) （1）生产能力、数量和容积的确定 (5) （2）主要尺寸计算 (5) （3）冷却面积的计算 (6) （4）搅拌器设计 (6) （5）搅拌轴功率的计算 (7) （6）i求最高热负荷下的耗水量W (8) ii 冷却管组数和管径 (9) iii冷却管总长度L计算 (10) l和管组高度 (10) iv 每组管长 n (10) V 每组管子圈数 Vi 校核布置后冷却管的实际传热面积 (10) （7）设备材料的选择 (10) （8）发酵罐壁厚的计算 (11) （9）接管设计 (12)
（10）支座选择 (13) 设计结果汇总 (14) 参考资料 (14) 发酵罐设计心得体会 (15) 附录及设计图 前言 生化工程设备课程设计是生物工程专业一个重要的、综合性的实践教学环节，要求我们综合运用所学知识如生化反应工程与生物工程设备课程来解决生化工程实际问题，对培养我们全面的理论知识与工程素养，健全合理的知识结构具有重要作用。在本课程设计中，通过生化过程中应用最为广泛的设备，如机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、动植物细胞培养反应器，蒸发结晶设备、蒸馏设备等的设计实践，对我们进行一次生化过程发酵设备设计的基本训练，使我们初步掌握发酵设备设计的基本步骤和主要方法，树立正确的设计思想和实事求是，严肃负责的工作作风，为今后从事实际设计工作打下基础。 设计方案的拟定 我们设计的是一台25M3机械搅拌通风发酵罐,发酵生产味精。 设计基本依据 （1）、机械搅拌生物反应器的型式 通用式机械搅拌生物反应器，其主要结构标准如下： ①高径比：H/D=搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器,D i:d i:L:B=20:15:5:4 ③搅拌器直径：D i=D/3
20M3机械搅拌通风发酵罐
课程设计 课程名称生物工程设备课程设计题目名称20M3机械搅拌通风发酵罐学生学院 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 2008 年7 月11日
×××大学课程设计任务书 一、课程设计的内容 1、通过查阅机械搅拌通风发酵罐的有关资料，熟悉基本工作原理和特点。 2、进行工艺计算 3、主要设备工作部件尺寸的设计 4、绘制装配图 5、撰写课程设计说明书 二、课程设计的要求与数据 生物工程3、4班： 高径比为2.5，南方某地，蛇管冷却，初始水温18℃，出水温度26℃ 1．应用基因工程菌株发酵生产赖氨酸，此产物是初级代谢产物。牛顿型流体，二级发酵。学号末尾数为0 ： 15M3发酵罐；1号：50M3发酵罐；2号： 200 M3发酵罐2．应用基因工程菌株发酵生产柠檬酸，此产物是初级代谢产物。牛顿型流体，二级发酵。3号： 60M3发酵罐；4号 75M3发酵罐； 5号 100 M3发酵罐 3．应用黑曲霉菌株发酵生产糖化酶，此产物是初级代谢产物。非牛顿型流体，三级发酵。6号： 15M3发酵罐； 7号: 20 M3发酵罐； 8号： 40 M3发酵罐； 9号：200 M3发酵罐(公称体积) 三、课程设计应完成的工作 1．课程设计说明书（纸质版和电子版）各1份 2．设备装配图（A2号图纸420*594mm）1张
四、课程设计进程安排 五、应收集的资料及主要参考文献 [1]郑裕国. 生物工程设备[M]. 北京：化学工业出版社，2007 [2]李功样, 陈兰英, 崔英德. 常用化工单元设备的设计[M]. 广州：华南理工大学出版社，2006 [3]陈英南, 刘玉兰. 常用化工单元设备的设计[M]. 杭州：华东理工大学出版社，2005 发出任务书日期：2008 年 6 月 30 日指导教师签名： 计划完成日期： 2008 年 7 月 11 日基层教学单位责任人签章： 主管院长签章：
年产8万吨味精机械搅拌通风发酵罐厂工艺设计毕业论文
年产8万吨味精机械搅拌通风发酵罐厂工艺设计 毕业论文 目录 摘要 ............................................................... I Abstract ............................................................ I I 第1章绪论 .. (1) 1.1 味精的性质 (1) 1.2 味精的发展 (1) 1.2.1 我国味精工业发展史 (1) 1.2.2 世界味精工业发展史 (2) 1.3 中国味精生产量的增长情况 (2) 1.4 中国味精工业现状与发展前景 (3) 1.4.1 中国味精工业发展概况 (3) 1.4.2 国外味精生产技术水平比较分析 (4) 1.4.3 发展前景 (4) 第2章设计概论 (7) 2.1 毕业设计的目的 (7) 2.2 毕业设计的题目 (7) 2.3 毕业设计的任务 (7) 2.4 设计的指导思想 (8) 2.5 设计的依据 (8)
2.6 厂址选择 (8) 2.7 原料来源、规格及标准 (10) 2.8 主要辅料的质量标准 (10) 2.9 水的质量标准（外观、理化指标及要求） (13) 2.10 成品品种及质量标准 (13) 2.11 主要工艺技术参数 (15) 2.12 生产工作制度 (15) 2.13 废水处理 (15) 2.13.1物化处理方法 (16) 2.13.2 生物处理方法 (18) 2.14 现状及国外发展趋势 (20) 第3章味精生产工艺流程的设计及说明 (22) 3.1 味精的性质、用途及生产方法概述 (22) 3.1.1 性质 (22) 3.1.2 用途 (23) 3.2 味精生产工艺流程的确定 (23) 3.2.1 糖化工序 (23) 3.2.2 发酵工序 (25) 3.2.3 提取工序 (26) 3.2.4 精制工序 (27) 第4章味精生产过程中的物料和热量衡算 (29) 4.1 物料衡算 (29)
机械搅拌通风发酵罐设计
机械搅拌通风发酵罐设计 (1). 设计题目 50m3谷氨酸机械搅拌通风发酵罐系统的放大设计 (2). 设计任务 某厂在100L机械搅拌通风发酵罐中发酵生产谷氨酸生产试验，获得良好效果，拟放大到50m3生产罐，此发酵液为牛顿型流体，粘度m=2.0×10-3Pa·S，密度rL=1020kg/m3。试验罐的尺寸为：直径D=375mm，搅拌叶轮Di=125mm，高径比 H/D=2.4，液深HL=1.5D，4块档板的W/D=0.1，装液量为70L，通气强度VVm=1.0，使用两组圆盘六平直叶涡轮搅拌器，转速w=350r/min。通过实验研究，表明此发酵为高耗氧的生物反应，现按体积溶氧系数相等之原则进行放大。 对生产罐的部份具体要求是：罐体材质为不锈钢，罐体上签证下封头为椭球体；用2组圆盘六平直叶涡轮搅拌器、搅拌转轴直径10cm；采用4组对称布置的竖式蛇管冷却器，蛇管材质为不锈钢管。 罐体表面加隔热层，故可不计罐体表面散热损失。 (3). 操作条件 1）生产时，装料系数70%，发酵温度为32°C，保压为0.1Mpa（表压），罐内气体相对湿度为100%；进气压力为0.15Mpa（表压）、温度为25°C，相对湿度为70%；蛇管总传热系数K=3000KJ/(m2·h·°C)，冷却水进口温度为-10°C，出口温度为25°C。主酵阶段最大耗糖速度每小时为发酵液量的0.7%，糖分消耗中发酵占80%，呼吸占20%，1kg糖发酵时产生的呼吸热为15660KJ（或产生的发酵热为4860KJ）。同实验罐。罐内灭菌时蒸汽压力为0.25Mpa（表压）。 2）培养基制备工艺流程采用水解设备流程（参见《发酵设备》P55）。以淀粉为原料，采用分批式操作，分两批在8小时内装完一个发酵罐。每一批操作中，调浆操作耗时30分钟，调浆后，粉浆密度为1084kg/m3，粉浆比热容为 3.6KJ/(kg·k)，水解压力为0.25~0.26Mpa（表压），温度为95°C，水解维持时间约30min，水解液经过滤后用列管式冷却加拿大投资移民器（进水温度10°C，出水温度40°C）在60分钟内冷却到70°C后，送入一次中和罐，中和与脱色操作耗时30分钟。中和后的糖液温度为65°C，再用板框式压滤机在60分钟内完成压滤，再送入二次中和罐，二次中和耗时30分钟,中和后的糖液温度为60°C。然后用列管冷却装置（进水温度10°C，出水温度40°C）冷却到30°C后，送入发酵罐，列管冷却操作在60分钟内完成。 水解工艺流程如下： 淀粉+水+盐酸?（水解）?冷却?一次中和?脱色?压滤?移民加拿大二次中和?列管冷却?葡萄糖汁?送去发酵