年產(chǎn)20噸硫酸慶大霉素發(fā)酵罐設(shè)計(jì)(已修改)
2025-07-18 12:06 本頁(yè)面
【正文】 1 1 前言 生物反應(yīng)工程與設(shè)備課程設(shè)計(jì)是生物工程專業(yè)一個(gè)重要的、綜合性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，要求綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)如生化反應(yīng)工程與生物工程設(shè)備課程來(lái)解決生化工程實(shí)際問(wèn)題，對(duì)培養(yǎng)我們?nèi)娴睦碚撝R(shí)與工程素養(yǎng)，健全合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)具有重要作用。 發(fā)酵罐是發(fā)酵設(shè)備中最重要、應(yīng)用最廣的設(shè)備，是發(fā)酵工業(yè)的心臟，是連接原料和產(chǎn)物的橋梁。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，市面上出現(xiàn)了種類繁多、功能更加完備的新型發(fā)酵罐。如何選擇或者設(shè)計(jì)一種合適的發(fā)酵罐將會(huì)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文旨在 通過(guò)相應(yīng)的參數(shù)計(jì)算和設(shè)備計(jì)算完成年產(chǎn) 20噸慶大霉素的機(jī)械通風(fēng)發(fā) 酵罐初步設(shè)計(jì)。 2 常見(jiàn)的發(fā)酵罐 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐 機(jī)械攪拌發(fā)酵罐是利用機(jī)械攪拌器的作用，使空氣和發(fā)酵液充分混合，促使氧在發(fā)酵液中溶解，以保證供給微生物生長(zhǎng)繁殖、發(fā)酵所需的氧氣 ,又稱通用式發(fā)酵罐?？捎糜谄【瓢l(fā)酵、白酒發(fā)酵、檸檬酸發(fā)酵、生物發(fā)酵等。 圖 1 機(jī)械通風(fēng)發(fā)酵罐 氣升式發(fā)酵罐 氣升式發(fā)酵罐把無(wú)菌空氣通過(guò)噴嘴 噴射進(jìn)發(fā)酵液中，通過(guò)氣液混合物的湍流作用而使空氣泡打碎，同時(shí)由于形成的氣液混合物密度降低故向上運(yùn)動(dòng)，而含氣率小的發(fā)酵液下沉，形成循環(huán)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)混 合與溶氧傳質(zhì)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不易染菌、溶氧效率高和耗能低，主要類型有氣升環(huán)流式、鼓泡式、空氣噴射式等。 圖 2 氣升式發(fā)酵罐原理圖 自吸式發(fā)酵罐 自吸式發(fā)酵罐是一種不需要空氣壓縮機(jī)，而在攪拌過(guò)程中自吸入空氣的發(fā)酵罐。葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)葉片不斷排開(kāi)周圍的液體使其背側(cè)形成真空，由導(dǎo)氣管吸入罐外空氣。吸入的空氣與發(fā)酵液充分混合后在葉輪末端排出，并立即通過(guò)導(dǎo)輪向罐壁分散，經(jīng)擋板折流涌向液面，均勻分布。 與機(jī)械發(fā)酵罐相比，有一個(gè)特殊的攪 拌器，但沒(méi)有通氣管。罐為負(fù)壓，易染菌，當(dāng)轉(zhuǎn)速較大時(shí)，會(huì)打碎絲狀菌。 圖 3 自吸式發(fā)酵罐 2 3 已知工藝條件 （ 1）年產(chǎn)量： G=20 t（慶大霉素） （ 2）年工作日： M=300 天 （ 3）發(fā)酵周期： t=6 天 （ 4）發(fā)酵平均單位：μ m=1400 單位 /毫升 （ 5）成品效價(jià)：μ p=580 單位 /毫克 （ 6）提煉總效率：η p=87% （ 7）每年按 300 天計(jì)算，每天 24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。 （ 8）裝料系數(shù)：Φ =75% 4 工藝計(jì)算 由年產(chǎn)量決定每天放罐發(fā)酵液體積dV ?? ?pmpd M GV 1000? %871 4 0 03 0 0 5 8 0201 0 0 0 ?? ??? ? dm3 發(fā)酵罐公稱容積 0V 和臺(tái)數(shù)的確定 ??? ddnVV0= ? = 3m 按照國(guó)內(nèi)發(fā)酵罐系列取 30 50mV ? dn ：每天放罐系數(shù)，取 dn =1 罐； ? ：發(fā)酵罐裝料系數(shù)， ? =75%； 發(fā)酵罐總臺(tái)數(shù) n= dn ?發(fā)酵周期 n=1?6=6(臺(tái)） 發(fā)酵周期 =每罐批發(fā)酵時(shí)間 +輔助時(shí)間 輔助時(shí)間 =進(jìn)料時(shí)間 +滅菌操作時(shí)間 +移種時(shí)間 +放罐壓料時(shí)間 +清洗檢修時(shí)間 發(fā)酵罐實(shí)際產(chǎn)量 ?? 年， 1 0 0 ?? 每噸產(chǎn)品需要的發(fā)酵液量 ?? tm/3 機(jī)械通風(fēng)發(fā)酵罐的高度和直徑 —時(shí)， —時(shí)，一般使用 ? ?DHD DHD ?? 確定發(fā)酵罐的高度和直徑： 設(shè)發(fā)酵罐的圓筒體積為 筒V ，封底體積為 底V 0V =筒V + 底V
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