机械搅拌通风发酵罐的设计教学文案
发酵罐设计报告
《生物工艺原理》课程设计报告专业：生物工程班级：生工092姓名：沈峰指导老师：熊涛2011 年12 月24日目录1课程设计目的 (2)2课程设计题目描述与要求 (2)3课程设计报告内容 (2)4总结 (8)5参考资料 (8)1设计目的了解机械搅拌通风发酵罐在实际生产的应用。
了解机械搅拌通风发酵罐的优缺点。
了解机械搅拌通风发酵罐的概念及其特点。
了解机械搅拌通风发酵罐的工作原理。
通过设计机械搅拌通风发酵罐，培养理论结合实际的能力。
学习了解发酵罐的知识，了解发酵罐的结构。
2课程题目描述与要求自主设计一个机械搅拌通风发酵罐。
说明其工作原理，并说明发酵罐构造。
3课程设计报告内容3.1发酵罐的基本条件.罐体密闭，而且可以承受一定压力。
2要搅拌，空气，降温，蒸汽系统。
3罐内光滑，无死角。
4配有压力表。
空气流量器。
根据情况可以添加容氧电极，PH电极，温度自控，补料系统。
3.2发酵罐的基本要求1）结构严密，经得起蒸汽的反复灭菌，内壁光滑，耐腐蚀性能好，以利于灭菌彻底和减小金属离子对生物反应的影响；2）有良好的气-液-固接触和混合性能与高效的热量、质量、动量传递性能；3）在保持生物反应要求的前提下，降低能耗；4）有良好的热量交换性能，以维持生物反应最适温度；5）有可行的管路比例和仪表控制，适用于灭菌操作和自动化控制。
3.3机械搅拌通风发酵罐设计图温度计41 23 56 789101112131415211617181920接口3.4发酵罐的特点优点：适用性强，保障氧气的供应，通入的是无菌的空气，减少杂菌污染缺点：成本较高3.5发酵罐的主要部件罐体、搅拌装置、挡板、轴封、消泡器、传动装置、冷却装置、通气装置、人孔、视镜、进料口、出料口、取样口、补料口、消泡剂流加口，压力表、安全阀、温度计等。
3.5酵罐结构 (1)罐体由圆柱体和椭圆形或碟形封头焊接而成。
材料为炭钢或不锈钢，且应有一定的承压能力，2.5kg/cm2。
罐顶上的接管有：进料管、补料管、排气管、接种管和压力表接管。
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。
第五章-好氧发酵设备教学文案
3、循环周期时间的确定
发酵液在上升管中溶解氧较高，进入下 降管后溶解氧会降低，为了保证微生物的 正常的代谢，需确定循环周期时间。
τ = V1 =
V1
(min)
V醪液 0.785d2ω·60
V1、V醪液——发酵醪液量、醪液循环量 ω——醪液在循环管中的线速度 d——循环管的内径(m)
气升环流发酵罐有高位、低位和压力发 酵罐几种。有一个圆筒和多个圆筒以及套 筒几种形式。
二、机械搅拌发酵罐
机械搅拌发酵罐是工厂生产中应用最多 的一类发酵罐，它是利用机械搅拌器的作 用，使空气和发酵液充分混合，提高发酵 液的溶解氧，供给微生物生长繁殖代谢过 程所需的氧。
因此，该类罐的空气分布器和机械搅拌 系统包括：搅拌桨叶、搅拌轴、搅拌电机、 减速机、轴密封、联轴器等的设计是最为 关键的地方。
第二节 机械搅拌发酵罐
虽然，发酵罐的种类很多，但是由于其 他类型发酵罐应用的产品范围较窄，其流 行程度远不如机械搅拌发酵罐，约92%的发 酵工厂在使用机械搅拌发酵罐。
本节主要以机械搅拌发酵罐为研究对象， 对它的几何尺寸，安全生产、温度控制、 搅拌系统、比拟放大等问题进行探讨。
（一）几何尺寸
1、高径比：对于好氧发酵来说，罐高有 利于提高氧的利用率，但罐高需要提高压 缩空气的压力，能耗增加，同时顶料和底 料混合不均，厂房较高，投资较大。
（二）气升及外循环发酵罐
空气经气体分布器喷入使气液混合液上 升，经回流管返回罐底部，下部的发酵液 经泵、热交换器、喷淋器对罐顶泡沫进行 消泡。
（三）气升环流发酵罐
在气升罐内设置空心圆筒，圆筒下部接 着空气分布器，气液混合液经圆筒内上升， 从上部出来后，向下运动，再由圆筒下部 同空气一起进入圆筒。
第一篇 第二章 通风发酵罐
↑ G
o 工作原理
把无菌空气通过喷嘴或喷孔喷 射进入发酵液中，通过气液混合 物的湍流作用而使空气泡分割细 碎，同时由于形成的气液混合物 密度降低故向上运动，而气含率 小的发酵液则下沉，形成循环流 动，实现混合与溶氧传质。
G
↑
双 喷 射 气 升 环 流 反 应 器
漩涡式空气喷射器
↑ G
之 气 升 式 发 酵 罐
↑
气 液 双 喷 射 气 升 环 流 反 应 器
G
G ↑ G
↑
泵
L
↑
F
气升环流式反应器
多层空气分布板的 气升环流式反应器
↑
G
↑ ↑
之 气 升 式 发 酵 罐
A
A
B
注射入口
ICI压力循环气升发酵罐
冷却水
G
培养基 ↑
↑
ICI's air lift system for making single-cell protein in 1979
OT R kL a(c c)
• 测量体积溶氧系数的方法
一、亚硫酸盐氧化法
4 2Na2 SO3 O2 CuSO 2Na2 SO4
2O Na2 SO3 I 2 H Na2 SO4 2HI
Na2 S2O3 I 2 Na2 S4O6 2NaI
二、溶氧电极法
机械搅拌发酵罐的热量传递
之 机 械 搅 拌 发 酵 罐 • 发酵过程的热量计算
生物合成热量计算法
Qt Q1 Q2 Q3 Q4
冷却水带出热量计算法
WC T2 T1 Qt VL
发酵液温升测量计算法
发酵罐的设计范文
发酵罐的设计范文发酵罐是用来进行微生物发酵过程的设备，广泛应用于食品、医药、饲料、酒精等行业。
它的设计对于保证发酵过程的顺利进行具有重要意义。
首先，在设计发酵罐时，需要考虑容器的材质选择。
常见的发酵容器材质有玻璃、不锈钢、塑料等。
其中，不锈钢是目前最常用的材料，因为它具有良好的耐腐蚀性能和机械强度，能够适应不同的发酵工艺和条件。
此外，不锈钢材质还易清洗，能够保证发酵过程的卫生安全。
其次，发酵罐的设计应考虑容器的形状和尺寸。
一般而言，发酵罐的形状可以是圆柱形、椭圆形或立方形，尺寸则根据实际需要而定。
圆柱形发酵罐具有较小的基底面积，体积利用率较高，适用于大规模的发酵过程；而椭圆形发酵罐能够减小搅拌时的死角和液流的旋转，有利于发酵物料的均匀混合；立方形发酵罐则容易进行工艺控制和操作。
根据实际需要选择合适的形状和尺寸，以满足发酵工艺的要求。
同时，发酵罐的设计还需要考虑气体供应和排出的设施。
发酵过程中，微生物需要氧气进行呼吸，因此罐体需要有合适的进气装置，以保证微生物的正常生长。
常见的进气装置有机械式搅拌、气体通道等。
同时，还需要考虑废气的排出，避免微生物产生过量气体而影响发酵过程。
此外，温度和酸碱度是影响发酵过程的关键因素，因此在设计发酵罐时需要考虑温度和酸碱度的控制设备。
发酵罐通常会设置恒温装置，以保持适宜的发酵温度。
常见的恒温设备有水浴、电热传导等。
对于酸碱度的控制，可以通过添加酸碱溶液等方式进行调节。
最后，发酵罐的设计还需要考虑搅拌和控制系统。
搅拌过程有助于增加氧气传递、混合反应物料和促进产物的分散。
搅拌系统通常包括电机、搅拌桨和传动装置等。
对于控制系统，需要设置相应的传感器和控制器，以对温度、酸碱度、溶解氧等过程参数进行监测和控制。
总之，发酵罐的设计是一项复杂而重要的任务，需要考虑容器材质选择、形状尺寸、气体供应排出、温度酸碱度控制以及搅拌控制系统等方面。
只有合理设计，才能满足发酵过程的要求，保证产品的质量和产量。
200立方米林可霉素机械通风发酵罐设计2
生物与化学工程学院课程设计报告题目200m3林可霉素机械搅拌通风发酵罐系统的放大设计生物反应工程与设备课程设计任务书学院生化学院专业班级姓名所在组别设计题目200m3林可霉素机械搅拌通风发酵罐系统的放大设计完成时间设计内容及要求1. 设计题目200m3林可霉素机械搅拌通风发酵罐系统的放大设计2.设计基础条件（1）生产时，装料系数75%，（2）发酵温度为31℃，（3）保压为0.15Mpa（表压），（4）罐内气体相对湿度为100%；（5）进气压力为0.4MPa（表压）、温度为25℃，相对湿度为70%；蛇管总传热系数K=3000KJ/(m2·h·℃)，（6）冷却水进口温度为20℃，出口温度为27℃。
（7）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。
（8）罐内灭菌时蒸汽压力为0.4Mpa（表压）。
（9）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℃，水解维持时间约30min，水解液经过滤后用列管式冷却器（进水温度20℃，出水温度40℃）最终冷却到70℃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℃，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℃。
然后用列管冷却装置（进水温度10℃，出水温度40℃）冷却到30℃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→二次中和→列管冷却→葡萄糖汁→送去发酵（10）无菌空气由JLS型或JPF型空气过滤系统提供。
200M3机械搅拌通风发酵罐(优选.)
最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改赠人玫瑰，手留余香。
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=1.7-4.0②搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器,Di :di:L:B=20:15:5:4③搅拌器直径：Di=D/3④搅拌器间距：S=（0.95-1.05）D⑤最下一组搅拌器与罐底的距离：C=（0.8-1.0）D⑥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0.65-0.8②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/ml.min.atm④溶氧系数：种子罐5-7×10-6molO2/ml.min.atm发酵罐6-9×10-6molO2⑤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200M3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。
发酵罐的设计PPT演示课件
4 空气分布管
作用：使通入的空气均匀分布
型式： 单管式 正对罐底，距罐底 40mm，罐底衬不锈 钢圆板，防空气冲击
环 式 不常用，易堵。
24
5 传动装置 （1）变速装置：无级变速与皮带轮变速。10级
(500)，八级(750)，六级(1000)，从主动轮直径比 要小于7，以增加吃带面积。另外拉大主、从动 轮间距也可增加吃带面积。
时自动吸入空气。
41
42
2.2.2 定子与转子的结构与类型
将液转 气体子 体甩的 吸出作 入，用 。形：
成将 内转 部子 真内 空的 ，
打体定 碎混子 ，匀的 促，作 进甩用 溶出： 氧，将 。将气
大体 气与 泡液
43
44
45
46
2.2.3 自吸式发酵罐的优缺点
优点: 不需另设空气制备系统,投资少,能耗低,吸 入的气泡小,溶氧效果好,是通用罐的3倍.
5
2.1 通风机械搅拌发酵罐
2.1.1罐体尺寸 2.1.2罐的结构 2.1.3罐容积的计算 2.1.4罐的优缺点
6
2.1.2 罐的结构
图6-1 小型发酵罐结构图 1.三角皮带转轴；2.轴承支柱；3.联轴节； 4.轴封；5.窥镜；6.取样口；7.冷却水出口； 8.夹套；9.螺旋片；10.温度计；11.轴；12. 搅拌器；13.底轴承；14.放料口；15.冷水进 口；16.通风管；17.热电偶接口；18.挡板； 19.接压力表；20.手孔；21.电动机；22.排 气孔；23.取样口；24.进料口；25.压力表接 口；26.窥镜；27.手孔；28.补料口
26
6 轴封
型式：端面轴封和填料函式轴封 作用：密封搅拌轴与罐顶（底）间的
缝隙，防止泄漏和染菌 组成：
发酵罐设计
1 前言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。
发酵罐是发酵设备中最重要、应用最广的设备，是发酵工业的心脏，是连接原料和产物的桥梁。
随着工业技术的发展，市面上出现了种类繁多、功能更加完备的新型发酵罐。
如何选择或者设计一种合适的发酵罐将会成为一个研究热点。
本文旨在通过相应的参数计算和设备计算完成年产20吨庆大霉素的机械通风发酵罐初步设计。
2 常见的发酵罐2.1机械搅拌通风发酵罐机械搅拌发酵罐是利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液充分混合，促使氧在发酵液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需的氧气,又称通用式发酵罐。
可用于啤酒发酵、白酒发酵、柠檬酸发酵、生物发酵等。
图1 机械通风发酵罐2.2气升式发酵罐气升式发酵罐把无菌空气通过喷嘴喷射进发酵液中，通过气液混合物的湍流作用而使空气泡打碎，同时由于形成的气液混合物密度降低故向上运动，而含气率小的发酵液下沉，形成循环流动，实现混合与溶氧传质。
其结构简单、不易染菌、溶氧效率高和耗能低，主要类型有气升环流式、鼓泡式、空气喷射式等。
图2 气升式发酵罐原理图2.3自吸式发酵罐自吸式发酵罐是一种不需要空气压缩机，而在搅拌过程中自吸入空气的发酵罐。
叶轮旋转时叶片不断排开周围的液体使其背侧形成真空，由导气管吸入罐外空气。
吸入的空气与发酵液充分混合后在叶轮末端排出，并立即通过导轮向罐壁分散，经挡板折流涌向液面，均匀分布。
与机械发酵罐相比，有一个特殊的搅拌器，但没有通气管。
罐为负压，易染菌，当转速较大时，会打碎丝状菌。
图3 自吸式发酵罐3 已知工艺条件（1）年产量：G=20 t （庆大霉素） （2）年工作日：M=300天 （3）发酵周期：t=6天（4）发酵平均单位：μm =1400单位/毫升（5）成品效价：μp =580单位/毫克 （6）提炼总效率：ηp =87%（7）每年按300天计算，每天24小时连续运行。
第四章 通风发酵设备1机械搅拌通风发酵罐
4.1 机械搅拌通风发酵罐
1－弹簧； 2－动环； 3－堆焊硬质合金； 4－静环； 5－“O”形圈
图4-4 端面机械轴封
4.1 机械搅拌通风发酵罐
端面机械轴封的优点是：（1）清洁；（2）密封可靠， 在一个较长的使用周期中，不会泄漏或很少泄漏；（3）无死 角，可以防止杂菌感染；（4）使用寿命长，质量好的可用 2～5年不需要维修；（5）摩擦功率耗损小；（6）轴或轴套 不受磨损；（7）对轴的精度和光洁度要求不很严格，对轴的 震动敏感性小。缺点是：结构比较复杂，装拆不便，对动环 和静环的表面光洁度及平直度要求高。
图4-1 机械搅拌通风发酵罐结构
4.1 机械搅拌通风发酵罐
下面对此类型发酵罐的主要部件加以说明。 1．罐体 罐体由罐身、罐顶、罐底组成，罐身为圆柱体，中大型 发酵罐罐顶、罐底和小型发酵罐罐底多采用椭圆形或碟形封 头通过焊接和罐身连接，而小型发酵罐罐顶却多采用平板盖 和罐身用法兰连接。罐顶装设视镜及灯镜、进料管、补料管、 排气管、接种管、压力表接管和快开手孔或快开人孔。罐身 上设有冷却水进出管、进空气管、温度计和检测仪表接口管。 取样管可装在罐侧或罐顶，视操作方便而定。
4.1 机械搅拌通风发酵罐
（a）旋风离心式； （b）叶轮离心式
图4-6 离心式消泡器
4.1 机械搅拌通风发酵罐
7．换热装置 （1）夹套式换热装置 这种装置多用于容积较小的发 酵罐或种子罐，夹套高度比静止液面稍高。优点为结构简单， 加工容易，罐内无冷却设备，死角少，容易清洗灭菌。 （2）竖式蛇管换热装置 这种装置的蛇管分组安装于发酵 罐内，有四组、六组或八组不等。该装置的优点是：冷却水 在管内的流速大，传热系数高，约为1200～1800 kJ／ （m2·h·℃），若管壁较薄，冷却水流速较大时，传热系 数可达4200 kJ／（m2·h·℃）。这种冷却装置适用于冷却 用水温度较低的地区，水的用量较少。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机械搅拌通风发酵罐的设计 精品资料
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢2 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 精品资料
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢3 目 录 精品资料
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢4 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。 精品资料 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢5 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 精品资料 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢6 第三章 设计方案的分析、拟定 青霉素发酵是好氧发酵，而我设计的是一台高径比为2.5,50m3通风机械搅拌发酵罐。经查阅资料[1]可知生产青霉素的菌种主要是产黄青霉菌，该菌种的最适发酵温度在20～27℃,最适pH6.5～6.9，培养基的主要成分包括碳源、氮源、无机盐（包括微量元素）和前体等。 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3-1 发酵罐主要设计条件 项目及代号 参数及结果 备注 发酵菌种 产黄青霉菌 根据参考文献[1]选取 工作压力 0.3MPa 由工艺条件确定 设计压力 0.4MPa 由工艺条件确定 发酵温度（工作温度） 20～30℃ 根据参考文献[1]选取
设计温度 150℃ 由工艺条件确定 冷却方式 蛇管冷却 由工艺条件确定 培养基 根据参考文献[1]选取 发酵液密度 由工艺条件确定 发酵液黏度 由工艺条件确定 精品资料 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢7 第四章 机械通风发酵罐的设计 4.1机械搅拌发酵罐的总体结构 发酵罐主要由罐体、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。罐体主要由封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置有搅拌器和搅拌轴组成；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、工艺接管等一些附件，构成了完整的通风机械搅拌发酵罐。 4.2 几何尺寸的确定 根据工艺参数和高径比确定各部几何尺寸；高径比H/D=2.5，则H=2.5D 初步设计：设计条件给出的是发酵罐的公称体积（50m3） 公称体积V－－罐的筒身（圆柱）体积和底封头体积之和 全体积V0－－公称体积和上封头体积之和
封头体积 2
1
4h)6bVDD封（
发酵罐全体积 V0=（π/4）D2H+0.15D
3
假设H0/D=2，根据设计条件发酵罐的公称体积为50m3
由公称体积的近似公式 V1=(π/4) D2H0+015D3
可以计算出 罐体直径D=3074.30㎜ 近似为3100mm 罐体总高度 H=2.5D=2.5×3074.30㎜=7685㎜ 精品资料 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢8 取整为7685mm 查阅文献【2】 ，当公称直径DN=3100mm时，标准椭圆封头的曲面高度ha=775mm，直边高度40bhmm，总深度为Hf=815mm，内表面积
Af=10.8m2，容积Vf=4.2m3 可得罐筒身高 H0=H-2Hf=7685-2×815=6055mm
则此时H0/D=6055/3100=1095322 ，与前面的假设相近，
故可认为D=3100mm是合适的 发酵罐的全体积 V1=(π/4) D2H0+2Vf=55.195m3≈56 m3 搅拌叶直径取Di=1000mm，其中Di/D=1000/3100=0.32符合/(0.30.4)iDD 搅拌叶间距S=2Di=1000×2=2000mm 底搅拌叶至底封头高度c=Di=1000mm 挡板高度B=0.1D=310mm 椭圆封头短半轴的长度ha=0.25D=775mm
表4-1大中型发酵罐技术参数 公称容量3m 筒体高度 H(mm) 筒体直径 mm 换热面积 2m 转速 r/min 电机功率 kw
10 3200 1800 12 150 7.5 21 4700 2200 21 154 30 精品资料 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢9 30 6600 2400 34 180 45
50 7000 2800-3000 38-60 160 55 60 8000 3000-3200 65 160 65 75 8000 3200 84 165 100 100 9400 3600 114 170 130 200 11500 4600 221 142 215
表4-2 200m3发酵罐的几何尺寸 项目及代号 参数及结果 备注
公称体积3m 50 设计条件 全体积3m 56 计算 罐体直径mm 3100 计算 发酵罐总高mm 7685 计算 发酵罐筒体高度mm 6055 计算 搅拌叶直径mm 1000 计算 椭圆封头短半轴长mm 775 计算 椭圆封头直边高度mm 40 计算 底搅拌叶至封头高度mm 1000 计算 搅拌叶间距mm 2000 计算 精品资料 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢10 5 罐体主要部件尺寸设计与计算 5.1 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。因为青霉素发酵是在弱酸性条件下进行的，对罐体不会造成太大地腐蚀，所以罐体和封头都选择16Mn不锈钢作为材料，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。 5.2 罐体壁厚
5.3 封头壁厚
5.4 人孔和视镜 为了方便发酵罐内部附件安装、修理及对内部设备的检查、清洗，根据任务目标要求，选用回转盖式人孔。查相关手册选用DN500mm人孔，密封面形式为突面，安装位置在上封头处。考虑到增加开孔会降低罐体强度，因此将人孔也当手孔。 选择DN100试镜，其中之一为带灯试镜，分别安装在上封头对称的两侧。