【正文】 200M3產(chǎn)潔霉素機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計(jì) 生物與化學(xué)工程學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題目： 200M3產(chǎn)潔霉素機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2022 年 5 月 24 日 200M3產(chǎn)潔霉素機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計(jì) 1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書格式 學(xué) 院 生物與化學(xué)工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 姓 名 所在組別 第二組 設(shè)計(jì)題目 200M3機(jī)產(chǎn)潔霉素機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計(jì) 完成時(shí)間 2022 年 5 月 26 設(shè)計(jì) 內(nèi)容 及要求 通過(guò)查閱機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的有關(guān)資料，熟悉基本工作原理和特點(diǎn)。 進(jìn)行工藝計(jì)算 主要設(shè)備工作部件尺寸的設(shè)計(jì) 繪制裝配圖 撰寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 工作 進(jìn)度 及安排 13周周一 查閱資料及有關(guān)文獻(xiàn) 13周周二至周五 有關(guān)工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 13周周六 撰寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13周周日 裝配圖繪制 指導(dǎo)教師 年 月 日 200M3產(chǎn)潔霉素機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計(jì) 2 200M3機(jī)產(chǎn)潔霉素機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計(jì) 摘要 ： 潔霉素發(fā)酵生產(chǎn)是典型的微生物次級(jí)代謝過(guò)程，生物反應(yīng)發(fā)酵機(jī)理復(fù)雜。 林可霉素又稱鹽酸氯潔霉素、濟(jì)民力克、潔霉素、麗可勝、林肯霉素、洛霉素、鹽酸林肯霉素，常溫下為白色結(jié)晶性粉末。 本文對(duì)林可鏈霉菌生產(chǎn)潔霉素的主要反應(yīng)設(shè)備作了設(shè)計(jì)和計(jì)算，包括發(fā)酵罐的容積及主要部件尺寸的確定，攪拌器的選型及功率計(jì)算，冷卻設(shè)備的計(jì)算等。 Abstract: linycin fermentation is the typical microanism secondary metabolism process,the biological reaction mechanism of plex and clindamycin hydrochloride,Jimin Lectra,linycin, lincocin,linycin,clindamycin,Luo linycin hydrochloride,room temperature is a white crystalline forest Kelian mold production of linycin main reaction equipment in the design and calculation,including determination of size of fermentation tank and the main ponents of the selection and calculation of power,agitator,and the calculation of cooling equipment. 關(guān)鍵詞： 潔霉素 發(fā)酵罐 攪拌器 Keywords: linycin fermentation blender 200M3產(chǎn)潔霉素機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計(jì) 4 目 錄 1 概述……………………………………………………………………………………… 1 ……………………………………………………………… 1 物生物反應(yīng)器的研究與應(yīng)用概述……………………………………… 1 …………………………………………… 2 …………………………………………………………… 2 2 罐體幾何尺寸的確定 …………………………………………………………………… 4 ………………………………………………………… 4 幾何尺寸的確定 ……………………………………………………………… 4 3 罐體主要部 件尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………………… 5 罐體 …………………………………………………………………………… 5 罐體壁厚 ……………………………………………………………………… 5 封頭壁厚計(jì)算 ………………………………………………………………… 5 攪拌器 ………………………………………………………………………… 5 …………………………………………………………………… 6 ………………………………………………………………………… 6 管道接口 …………………………………………………………………… 6 儀表接口 …………………………………………………………………… 7 4 冷卻裝置設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………… 8 冷卻方式 ……………………………………………………………………… 8 裝液量 ………………………………………………………………………… 8 冷卻水耗量 …………………………………………………………………… 8 冷卻面積 …………………………………………………………………… … 8 5 攪拌器軸功率的計(jì)算 …………………………………………………………………… 10 P0計(jì)算 ……………………………………………… 10 Pg的計(jì)算 ……………………………………………………… 10 ………………………………………………………… 11 ………………………………………………………………… 12 6 設(shè)計(jì)小結(jié) ………………………………………………………………………………… 13 7 參考文獻(xiàn) ………………………… ……………………………………………………… 14 200M3產(chǎn)潔霉素機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計(jì) 1 1 概述 發(fā)酵罐設(shè)計(jì)前景 生物反應(yīng)器是多學(xué)科交叉的生物技術(shù)領(lǐng)域，是 21世紀(jì)生物工程發(fā)展的重要前沿之一。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外利用動(dòng)物、植物和微生物生物反應(yīng)器生產(chǎn)蛋白藥物與其它重要產(chǎn)品的研究取得了令人矚目的進(jìn)展，特別是功能基因的高效表達(dá)技術(shù)與方法研究有了許多新的突破，不少產(chǎn)品已進(jìn)入研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化階段。 生物反應(yīng)器（ bioreactor）是利用酶或生物體（如微生物）所具有的生物功能，在體外進(jìn)行生化反應(yīng)的裝置系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)、放大是生化反應(yīng)工程的中心內(nèi)容。從反 應(yīng)過(guò)程上看，生物反應(yīng)器根據(jù)培養(yǎng)對(duì)象的不同可分為以下幾種。①微生物反應(yīng)器和酶反應(yīng)器。微生物反應(yīng)器是生產(chǎn)中最基本也是最主要的設(shè)備，其作用就是按照發(fā)酵過(guò)程的工藝要求，保證和控制各種生化反應(yīng)條件，如溫度、壓力、供氧量、密封防漏、防止染菌等，促進(jìn)微生物的新陳代謝，使之能在低消耗下獲得較高的產(chǎn)量。酶反應(yīng)器可分游離酶及固定化酶反應(yīng)器兩大類。②細(xì)胞生物反應(yīng)器。動(dòng)物細(xì)胞或植物愈傷組織培養(yǎng)條件苛刻，培養(yǎng)周期長(zhǎng)，雜菌污染的危害性大，因此動(dòng)植物細(xì)胞反應(yīng)器的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)較微生物反應(yīng)器復(fù)雜。③轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物生物反應(yīng)器。目前，動(dòng)物生物反應(yīng)器中研 究與應(yīng)用較多的是乳腺生物反應(yīng)器，該類反應(yīng)器基于轉(zhuǎn)基因技術(shù)平臺(tái)，使源基因?qū)雱?dòng)物基因組中并定位表達(dá)于動(dòng)物乳腺，利用動(dòng)物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白質(zhì)的能力，在動(dòng)物的乳汁中生產(chǎn)一些具有重要價(jià)值的產(chǎn)品。植物生物反應(yīng)器主要是指利用轉(zhuǎn)基因植物來(lái)生產(chǎn)蛋白質(zhì)和次生代謝產(chǎn)物等工程產(chǎn)品。 微生物生物反應(yīng)器的研究與應(yīng)用概述 微生物反應(yīng)器和酶反應(yīng)器發(fā)展至今，已經(jīng)形成了多種類型：在操作方式上，間歇式、連續(xù)式和半間歇式均已得到研究和應(yīng)用 ；在反應(yīng)器結(jié)構(gòu)特征上，目前已發(fā)展了釜 / 罐式、管式、塔式、膜式等類型 ；在能量的輸入方 式上，目前已發(fā)展了通過(guò)機(jī)械攪拌輸入能量的機(jī)械攪拌式、利用氣體噴射動(dòng)能的氣升式和利用泵對(duì)液體的噴射作用而使液體循環(huán)的生物反應(yīng)器等 ；在生物催化劑在反應(yīng)器中的分布方式上，目前已發(fā)展了生物團(tuán)塊反應(yīng)器和生物膜反應(yīng)器，其中生物團(tuán)塊反應(yīng)器根據(jù)催化劑相態(tài)的不同又發(fā)展了填充床、流化床、生物轉(zhuǎn)盤等多種型式的生物反應(yīng)器 ；在反應(yīng)器內(nèi)的流動(dòng)和混合狀態(tài)上，目前生物反應(yīng)器已發(fā)展至全混流型生物反應(yīng)器和活塞流型生物反應(yīng)器。 微生物反應(yīng)器的研究和開發(fā)需要經(jīng)歷三個(gè)階段 ：①實(shí)驗(yàn)室階段 —— 微生物的篩選和培養(yǎng)基的研究，在搖瓶培養(yǎng)或 1 ～ 3L 反應(yīng)器中進(jìn)行 ；②中試階段 —— 5 ～ 500L 規(guī)模小型反應(yīng)器，環(huán)境因素最佳操作條件研究；③工廠化規(guī)模生產(chǎn) —— 實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)至商業(yè)化生產(chǎn)，提供產(chǎn)品并獲得經(jīng)濟(jì)效益。酶反應(yīng)器和下述的細(xì)胞生物反應(yīng)器研究也同樣需要經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)室階段、中試階段和規(guī)模生產(chǎn)階段。在三個(gè)階段中，盡管生物反應(yīng)過(guò)程相同，200M3產(chǎn)潔霉素機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計(jì) 2 但規(guī)模的不同使反應(yīng)溶液的混合狀態(tài)、傳質(zhì)與傳熱速率等不盡相同