【正文】 種子罐是由罐體和換熱部件兩大部分構(gòu)成。種子罐是這個過程中的重要一環(huán)。其中二步發(fā)酵法工藝較復(fù)雜，已不符合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求。 賴氨酸在飼料上的應(yīng)用畜牧業(yè)使用賴氨酸已獲得顯著效果。賴氨酸可以調(diào)節(jié)人體代謝平衡。在培養(yǎng)周期結(jié)束后，需要放出物料時，也可將內(nèi)盤管作為冷卻源，從而節(jié)省時間。在醫(yī)藥、食品和飼料中有著重要的作用。本設(shè)計依照GB150和《化工容器與設(shè)備簡明設(shè)計手冊》等文獻，對種子罐進行設(shè)計。然后設(shè)計設(shè)備的冷卻裝置。因此發(fā)酵罐的設(shè)計，不僅僅是單體設(shè)備的設(shè)計，而且涉及培養(yǎng)基滅菌、無菌空氣的制備、發(fā)酵過程的控制和工藝管道配置的系統(tǒng)工程。第一章 緒論賴氨酸，化學(xué)名：2,6二氨基己酸,化學(xué)結(jié)構(gòu)簡式為H2NCH2CH2CH2CH2CH(NH2)COOH。 賴氨酸在食品上的應(yīng)用 賴氨酸是合成大腦神經(jīng)再生細胞和其它核蛋白以及血紅蛋白等重要蛋白質(zhì)所需的氨基酸。賴氨酸可提高植物蛋白質(zhì)的利用價值，低含量賴氨酸的飼料在添加賴氨酸后其它植物蛋白質(zhì)可被有效的利用，并且能夠改善肉的品質(zhì)，提高瘦肉率。本設(shè)計主要設(shè)計賴氨酸發(fā)酵過程中的二級種子罐。二級種子罐是在一級種子培養(yǎng)的基礎(chǔ)上進而擴大到種子罐的二級種子培養(yǎng)，從而獲得發(fā)酵所需要的足夠量的菌種群體。由于設(shè)計的種子罐要承受一定的壓力，故選擇橢圓形封頭。 賴氨酸發(fā)酵工藝技術(shù)指標表2賴氨酸發(fā)酵工藝技術(shù)指標指標名稱單位指標數(shù)生產(chǎn)規(guī)模t/a80000生產(chǎn)方法直接發(fā)酵法年生產(chǎn)天數(shù)d/a300日產(chǎn)量t/d267產(chǎn)品質(zhì)量純度%99%倒罐率%發(fā)酵初糖170糖酸轉(zhuǎn)化率%賴氨酸提取率%80發(fā)酵液量 式中：170—發(fā)酵培養(yǎng)基初糖濃度（） %—糖酸轉(zhuǎn)化率 80%—賴氨酸提取率 99%—產(chǎn)品質(zhì)量（純度）三級種子液量 二級種子液量 種子罐個數(shù)的確定 對于反應(yīng)釜，通常取=，應(yīng)取低值，=，取大值，=。＞所以封頭厚度設(shè)計滿足要求。為減少溫差引起的熱量變化，本設(shè)計取空氣進罐溫度為37℃，此時 設(shè)備向環(huán)境散熱按下式計算 式中 F－設(shè)備總面積（㎡），F(xiàn)筒，F(xiàn)封； －壁面對空氣的聯(lián)合給熱系數(shù) ； －壁面溫度（℃），37℃； －環(huán)境空氣溫度（℃），20℃； －操作時間(s)， 給熱系數(shù)的計算空氣作自然對流，空氣作強制對流，（空氣流速） 或（＞） 種子罐安裝在室內(nèi)，所以空氣做自然對流，即給熱系數(shù)為 設(shè)備向環(huán)境散熱為 加熱（或冷卻）介質(zhì)傳入（或帶出）的熱量 對于熱量平衡計算的設(shè)計任務(wù)，是待求量，也稱為有效熱負荷。豎式蛇管可以代替擋板，冷卻水在罐內(nèi)流速高，傳熱系數(shù)高。一般情況下，在容器內(nèi)壁均勻安裝4塊擋板，就可滿足全擋板條件。選用支撐式支座，鋼板焊制的4號支撐式支座，底板材料為Q235A?F，材料為00Cr19Ni10。 人孔的選擇和開孔補強（1）人孔選擇由表可知，本設(shè)計的種子罐應(yīng)最少開一個人孔，由于該種子罐是壓力容器，故應(yīng)選用承壓人孔。④ 有效補強面積封頭多余金屬面積的計算：封頭有效厚度 封頭多余金屬面積按下式計算： 接管多余金屬面積的計算：接管計算厚度的計算： 接管多余金屬面積按下式計算： 接管區(qū)焊縫面積的計算（焊腳取）： 有效補強面積 ⑤ 所需另行補強面積 擬采用補強圈補強。具體尺寸如下表表8 PN = 組合式視鏡 管法蘭公稱直徑（DN）觀察孔重量（kg）100100205170146135463418（2）視鏡的補強本設(shè)計采用等面積補強的方法對視鏡進行開孔補強① 補強及補強方法判別補強判別 根據(jù)表判斷，允許不另行補強的最大接管外徑為，本設(shè)計開孔外徑等于100，故需另行考慮補強。但為便于制造時準備材料，補強圈名義厚度也可取為封頭的厚度，即取。 接管尺寸為，材料為不銹鋼00Cr19Ni10。材料為不銹鋼00Cr19Ni10。以液體為主的攪拌操作，常常按攪拌物料分為液液、氣液、固液、氣液固等四種情況。采用渦輪攪拌器對于氣液相攪拌效果最好，因其圓盤部分可阻擋氣體直接上升，延長氣體在液相中得停留時間。計算攪拌功率的目的，一是用于設(shè)計或校核攪拌器和攪拌軸的剛度和強度，二是用于選擇電機和減速器等傳動裝置。通氣攪拌功率可按下式計算 式中 —不通氣是的攪拌功率，； —攪拌器轉(zhuǎn)速，； —攪拌器直徑，； —通氣量，mL/min，則通氣量代入數(shù)據(jù)得 反應(yīng)釜用電動機絕大部分與減速器配套使用，只有在轉(zhuǎn)速很高時，才使用電機不經(jīng)減速器而直接驅(qū)動攪拌軸。本設(shè)計中，密封形式選用機械密封，所以。（1）攪拌軸與攪拌器有效質(zhì)量的計算① 攪拌軸有效質(zhì)量的計算剛性軸的有效質(zhì)量等于軸自身的質(zhì)量加上軸附帶的液體質(zhì)量。 —水平推力引起的軸的彎矩，N?m； —由軸向力引起的軸的彎矩，N?m； —抗扭截面模量，對實心軸，； —軸材料的許用切應(yīng)力，； —軸材料的抗拉強度。通過前面的計算，已經(jīng)確定了電動機的型號。外形及安裝尺寸如下表：表13 聯(lián)軸器的外形安裝尺寸軸徑許用轉(zhuǎn)矩/N?m80265022018513012010035351203016232425 軸封裝置分為填料箱密封和機械密封兩類，因為種子罐內(nèi)要求無菌操作，故對密封的要求較高，所以選用機械密封。鋼材的技術(shù)要求要符合相應(yīng)的國家標準、行業(yè)標準或相關(guān)的技術(shù)條件的規(guī)定。沖壓分為冷沖和熱沖兩種方式，對于壁厚大于6mm的封頭，一般采用熱沖壓工藝。地腳螺槍的位置是否正確。而且介質(zhì)具有一定的腐蝕性，可能會使壁厚減薄或產(chǎn)生腐蝕開裂。由于發(fā)酵過程對溫度恒定要求高，所以種子罐采用半圓形外盤管和內(nèi)蛇管聯(lián)合的換熱裝置。一直以來姜老師無論是在學(xué)習(xí)上還是在生活上都給予我無微不至的關(guān)懷，姜老師一直都是我們學(xué)生敬佩的老師。由于發(fā)酵過程要求嚴格無菌操作，所以密封裝置采用了機械密封。 結(jié) 論 本設(shè)計書是一臺年產(chǎn)8萬噸賴氨酸種子罐的設(shè)計過程。為了發(fā)現(xiàn)問題，空載運行時間最少為兩小時，負載運行時間最少為四小時，并注意負載改變后各個部件的運轉(zhuǎn)情況在最低允許范圍內(nèi)?？刂平K壓溫度和脫模溫度。焊接結(jié)構(gòu)有對接接頭、角接接頭、搭接接頭等接頭。標記為：HG 21564 法蘭 R 40000Cr19Ni10。V帶減速器結(jié)構(gòu)簡單，過載時能打滑，能起到安全保護作用的優(yōu)點。所以流體徑向里系數(shù)為： 第個攪拌器功率產(chǎn)生的扭矩：所以，第個攪拌器上的流體徑向力攪拌軸與各層攪拌器的組合質(zhì)量的計算，對于單跨軸： 攪拌軸與各層攪拌器組合質(zhì)量偏心引起的離心力的計算，對于單跨軸： 式中 對于剛性軸=； —攪拌軸的許用偏心距，式中 —攪拌軸轉(zhuǎn)速，r/min； —平衡精度等級，；對于操作壓力低，轉(zhuǎn)速低，介質(zhì)為一般物料： 所以攪拌軸的許用偏心距。所以臨界轉(zhuǎn)速為： 對于攪拌介質(zhì)為液體氣體的體系，采用葉片式攪拌器，需要滿足。查資料得，選用Y255M8型電動機。種子罐攪拌所需的電動機的功率可有下式表示：式中：—攪拌器功率，； —軸密封系統(tǒng)的損失，； —傳動系統(tǒng)的效率。式中，雷諾數(shù)反映了流體慣性力與粘性力之比，而弗魯?shù)聰?shù)反映了流體慣性力與重力之比。攪拌槳浸入液體內(nèi)的最佳深度為：，當時為最佳裝填高度；當＜時，需要設(shè)置兩層攪拌槳。工藝過程對攪拌的要求可分為混合、攪動、懸浮、分散四種。材料為不銹鋼00Cr19Ni10。管法蘭標記為： HG20592 法蘭 PL RF 00Cr19Ni10。壓力容器法蘭是指筒體和封頭、筒體與筒體或封頭與管板之間連接的法蘭；管法蘭指管道與管道之間連接的法蘭。④ 有效補強面積封頭多余金屬面積的計算封頭有效厚度 封頭多余金屬面積按下式計算 接管多余金屬面積的計算接管計算厚度的計算 接管多余金屬面積按下式計算 接管區(qū)焊縫面積的計算（焊腳?。? 有效補強面積 ⑤ 所需另行補強面積 擬采用補強圈補強。但為便于制造時準備材料，補強圈名義厚度也可取為封頭的厚度，即取。（2）人孔的補強本設(shè)計采用等面積補強的方法對人孔進行開孔補強① 補強及補強方法判別補強判別 根據(jù)下表，允許不另行補強的最大接管外徑為，本設(shè)計開孔外徑等于450，故需另行考慮補強。④、 改用6個支座，重新按以上方法校核。 支座選擇與強度校核 反應(yīng)釜屬于立式容器，立式容器的支座常見的有耳式支座、支撐式支座和裙式支座三種。直管總長：彎管總長：蛇管總產(chǎn)度＞,所以換熱面積滿足需要。所以一般的夾套冷卻效果不好，而且滯后嚴重。 即 具體的熱量計算 物料帶入熱量和帶出熱量按下式計算式中 －物料質(zhì)量。外盤管冷卻具有較高的傳熱系數(shù)，而且外盤管使罐體剛度大大增加，所以筒體一般不會產(chǎn)生外壓失穩(wěn)。 筒體的總高度 則高徑比，合適。最后對種子罐上各個接管、法蘭進行選型。要從保藏在試管中的微生物菌種逐級擴大為生產(chǎn)用種子是一個有實驗室制備到車間的龐大過程。其中發(fā)酵發(fā)是生產(chǎn)賴氨酸的主要方法，其中包括兩種途徑，即二步發(fā)酵法和直接發(fā)酵法。并且能改善食品的色、香、味及品質(zhì)。賴氨酸是人和動物賴以生存的必需氨基酸，是人類重要的醫(yī)藥原料和食品添加劑，同時也是優(yōu)質(zhì)的飼料添加劑。在剛開始給培養(yǎng)液加熱時，可以通過內(nèi)蛇管通熱水迅速將培養(yǎng)基升溫，當發(fā)酵過程中產(chǎn)生大量熱量時，半圓行外盤管不能迅速帶走熱量時，可將內(nèi)蛇管通入冷卻水，從而控制溫度穩(wěn)定。 關(guān)鍵詞：賴氨酸，種子罐，內(nèi)蛇管，無菌操作AbstractLysine fermentation process mainly includes inclined surface activation of seed, seed tank and enlarged culture fermentation tank fermentation. Seed tank to expand training in lysine fermentation process plays an important role in.