200立方米機產(chǎn)潔霉素機械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計課程設(shè)計報告(文件)
【正文】 6 設(shè)計小結(jié) ………………………………………………………………………………… 13 7 參考文獻 ………………………………………………………………………………… 14 200M3產(chǎn)潔霉素機 械攪拌 生物反應(yīng)器 設(shè)計 1 1 概述 發(fā)酵罐設(shè)計前景 生物反應(yīng)器是多學(xué)科交叉的生物技術(shù)領(lǐng)域，是 21 世紀生物工程發(fā)展的重要前沿之一。①微生物反應(yīng)器和酶反應(yīng)器。動物細胞或植物愈傷組織培養(yǎng)條件苛刻，培養(yǎng)周期長，雜菌污染的危害性大，因此動植物細胞反應(yīng)器的設(shè)計遠較微生物反應(yīng)器復(fù)雜。 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)展了通過機械攪拌輸入能量的機械攪拌式、利用氣體噴射動能的氣升式和利用泵對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)展了生物團塊反應(yīng)器和生物膜反應(yīng)器，其中生物 團塊反應(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。反應(yīng)器類型的多樣性和工藝的復(fù)雜性一方面提高了反應(yīng)器研究和應(yīng)用的難度，另一方面也給生物反應(yīng)器的研究和發(fā)展帶來了巨大的空間。另一方面，近年來基因工程技術(shù)等的發(fā)展推動了微生物反應(yīng)器研究的快速進步。發(fā)酵是在接種和通氣攪拌下進行的，特點是先在種化過程中進行孢子培養(yǎng)，將成熟的孢子制成懸浮液，接種到液體種子培養(yǎng)液中，在一、二級 種子工程中擴大培養(yǎng)，繁殖到一定濃度和數(shù)量后接入發(fā)酵罐中進行發(fā)酵。 查閱文獻【 2】 ，當(dāng)公稱直徑 mmDN 4900?時， 標準橢圓封頭的曲面高度mmha 1225，直邊高度 40bh mm? ， 總深度f 1265?，內(nèi)表面積 mAf， 容積 mV 可得罐桶身高 mmHHH f 11620206521415020 ?????? 則此時，??D與前面的假設(shè)接近， 故可認為 mmD 4900?是合適的 發(fā)酵罐的全體積 mmVHDV f 11620206521415024/ 02 ?????? ? 表 2 大中型發(fā)酵罐技術(shù)參數(shù) 公稱容量3m 筒體高度 H(mm) 筒體直徑 mm 換熱面積 2m 轉(zhuǎn)速 r/min 電機功率 kw 10 3200 1800 12 150 21 4700 2200 21 154 30 30 6600 2400 34 180 45 50 7000 28003000 3860 160 55 60 8000 30003200 65 160 65 75 8000 3200 84 165 100 100 9400 3600 114 170 130 200 11500 4600 221 142 215 200M3產(chǎn)潔霉素機 械攪拌 生物反應(yīng)器 設(shè)計 5 表 3 200m3發(fā)酵罐的幾何尺寸 項目及代號 參數(shù)及結(jié)果 備注 公稱體積 3m 200 設(shè)計條件 全體積 3m 215 計算 罐體直徑 mm 4900 計算 發(fā)酵罐總高 mm 14150 計算 發(fā)酵罐筒體高度 mm 11620 計算 3 罐體主要部件尺寸的設(shè)計計算 罐體 考慮壓力，溫度，腐蝕因素，選擇罐體材料和封頭材料，封頭結(jié)構(gòu)、與罐體連接方式。 本次設(shè)計只設(shè)置了 1個人孔，標準號為： 人孔 RFⅡ（ R其他管道也是如此計算。 ℃ ) t2t1－冷卻水進出口溫度差 冷卻面積 發(fā)酵 液溫度 31℃，冷卻水進口溫度 20℃，出口溫度 27℃，則平均溫度差 mt? 為： ? ? ? ? 2731 2031ln27312031 ????????mt 26 mtK QAm ?????? 根據(jù)實際取 200 m2 △ tm －對數(shù)平均溫度差 K－傳熱總系數(shù)，取 3? 310 kJ/(m2 gP －攪拌軸功率 TP －軸封摩擦損失功率，一般為 00 g1P η－傳動機構(gòu)效率 根據(jù)生產(chǎn)需要選擇三角皮帶電機。這次我的設(shè)計是由最開始的計算到數(shù)據(jù)的整理在到畫圖，以及在后來的說明書的的擬訂。 攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的設(shè)計需要綜合各種參數(shù)，是有計劃、有目的，由所需設(shè)計的發(fā)酵罐的體積，一步一步計算而來。很高興能盡自己的微薄之力，同小組成員們一起完成這次設(shè)計，不僅鞏固了設(shè)備設(shè)計方面的專業(yè)知識，還深刻感受到任何一個投入到生產(chǎn)中的設(shè)備的設(shè)計只靠所學(xué)的一點設(shè)計知識是遠遠不夠的，我不僅需要擴展自己的視野，填充專業(yè)知識，還要好好利用學(xué)校組織的實踐教學(xué)，盡量彌補實踐方面的不足。 整個設(shè)計過程中，我們小組的成員們查了很多相關(guān)資料，力求我們的設(shè)計能滿足工藝要求，對每一個數(shù)字的得出及圓整，我們都經(jīng)過多次反復(fù)計算及資料核查。總的感覺就的好累啊，可是深切體會到書到用時方恨少，真 的不能臨時抱佛腳。 gTPPP ???200M3產(chǎn)潔霉素機 械攪拌 生物反應(yīng)器 設(shè)計 12 表 6 發(fā)酵罐攪拌功率的設(shè)計 計算結(jié)果 項目及代號 參數(shù)及結(jié)果 備注 轉(zhuǎn)速 min/80r 根據(jù)參考文獻 [3]選取 不通氣條件下的軸功率 計算 多層攪拌器軸率 通氣量 min/ 3m 由工藝條件確定 通氣攪拌功率 kw948 計算 電機的功率 計算 電機的選擇 型號 Y315L28 功率 kw110 轉(zhuǎn)速 740 /minr 根據(jù)參考文獻 [3]選取 軸徑 mm110 根據(jù)參考文獻 [3]選取 傳動裝置 三角皮帶 根據(jù)參考文獻 [3]選取
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