【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(gè)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(shí)，也可將內(nèi)盤管作為冷卻源，從而節(jié)省時(shí)間。在醫(yī)藥、食品和飼料中有著重要的作用。本設(shè)計(jì)依照GB150和《化工容器與設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》等文獻(xiàn)，對(duì)種子罐進(jìn)行設(shè)計(jì)。然后設(shè)計(jì)設(shè)備的冷卻裝置。因此發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)，不僅僅是單體設(shè)備的設(shè)計(jì)，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(jiǎn)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(xì)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(jià)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(jì)主要設(shè)計(jì)賴氨酸發(fā)酵過程中的二級(jí)種子罐。二級(jí)種子罐是在一級(jí)種子培養(yǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)而擴(kuò)大到種子罐的二級(jí)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(jì)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(biāo)表2賴氨酸發(fā)酵工藝技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)名稱單位指標(biāo)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(jí)種子液量 二級(jí)種子液量 種子罐個(gè)數(shù)的確定 對(duì)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(jì)滿足要求。為減少溫差引起的熱量變化，本設(shè)計(jì)取空氣進(jìn)罐溫度為37℃，此時(shí) 設(shè)備向環(huán)境散熱按下式計(jì)算 式中 F－設(shè)備總面積（㎡），F(xiàn)筒，F(xiàn)封； －壁面對(duì)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(shí)間(s)， 給熱系數(shù)的計(jì)算空氣作自然對(duì)流，空氣作強(qiáng)制對(duì)流，（空氣流速） 或（＞） 種子罐安裝在室內(nèi)，所以空氣做自然對(duì)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(duì)于熱量平衡計(jì)算的設(shè)計(jì)任務(wù)，是待求量，也稱為有效熱負(fù)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(hào)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(bǔ)強(qiáng)（1）人孔選擇由表可知，本設(shè)計(jì)的種子罐應(yīng)最少開一個(gè)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(bǔ)強(qiáng)面積封頭多余金屬面積的計(jì)算：封頭有效厚度 封頭多余金屬面積按下式計(jì)算： 接管多余金屬面積的計(jì)算：接管計(jì)算厚度的計(jì)算： 接管多余金屬面積按下式計(jì)算： 接管區(qū)焊縫面積的計(jì)算（焊腳?。? 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 ⑤ 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積 擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。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(bǔ)強(qiáng)本設(shè)計(jì)采用等面積補(bǔ)強(qiáng)的方法對(duì)視鏡進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)① 補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別補(bǔ)強(qiáng)判別 根據(jù)表判斷，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑為，本設(shè)計(jì)開孔外徑等于100，故需另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。但為便于制造時(shí)準(zhǔn)備材料，補(bǔ)強(qiáng)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(duì)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(zhǎng)氣體在液相中得停留時(shí)間。計(jì)算攪拌功率的目的，一是用于設(shè)計(jì)或校核攪拌器和攪拌軸的剛度和強(qiáng)度，二是用于選擇電機(jī)和減速器等傳動(dòng)裝置。通氣攪拌功率可按下式計(jì)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(dòng)機(jī)絕大部分與減速器配套使用，只有在轉(zhuǎn)速很高時(shí)，才使用電機(jī)不經(jīng)減速器而直接驅(qū)動(dòng)攪拌軸。本設(shè)計(jì)中，密封形式選用機(jī)械密封，所以。（1）攪拌軸與攪拌器有效質(zhì)量的計(jì)算① 攪拌軸有效質(zhì)量的計(jì)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(duì)實(shí)心軸，； —軸材料的許用切應(yīng)力，； —軸材料的抗拉強(qiáng)度。通過前面的計(jì)算，已經(jīng)確定了電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。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(jī)械密封兩類，因?yàn)榉N子罐內(nèi)要求無菌操作，故對(duì)密封的要求較高，所以選用機(jī)械密封。鋼材的技術(shù)要求要符合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(duì)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(huì)使壁厚減薄或產(chǎn)生腐蝕開裂。由于發(fā)酵過程對(duì)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(yán)格無菌操作，所以密封裝置采用了機(jī)械密封。 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)書是一臺(tái)年產(chǎn)8萬噸賴氨酸種子罐的設(shè)計(jì)過程。為了發(fā)現(xiàn)問題，空載運(yùn)行時(shí)間最少為兩小時(shí)，負(fù)載運(yùn)行時(shí)間最少為四小時(shí)，并注意負(fù)載改變后各個(gè)部件的運(yùn)轉(zhuǎn)情況在最低允許范圍內(nèi)。控制終壓溫度和脫模溫度。焊接結(jié)構(gòu)有對(duì)接接頭、角接接頭、搭接接頭等接頭。標(biāo)記為：HG 21564 法蘭 R 40000Cr19Ni10。V帶減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過載時(shí)能打滑，能起到安全保護(hù)作用的優(yōu)點(diǎn)。所以流體徑向里系數(shù)為： 第個(gè)攪拌器功率產(chǎn)生的扭矩：所以，第個(gè)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(jì)算，對(duì)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(jì)算，對(duì)于單跨軸： 式中 對(duì)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(jí)，；對(duì)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(duì)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(dòng)機(jī)。種子罐攪拌所需的電動(dòng)機(jī)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(dòng)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(dāng)時(shí)為最佳裝填高度；當(dāng)＜時(shí)，需要設(shè)置兩層攪拌槳。工藝過程對(duì)攪拌的要求可分為混合、攪動(dòng)、懸浮、分散四種。材料為不銹鋼00Cr19Ni10。管法蘭標(biāo)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(bǔ)強(qiáng)面積封頭多余金屬面積的計(jì)算封頭有效厚度 封頭多余金屬面積按下式計(jì)算 接管多余金屬面積的計(jì)算接管計(jì)算厚度的計(jì)算 接管多余金屬面積按下式計(jì)算 接管區(qū)焊縫面積的計(jì)算（焊腳?。? 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 ⑤ 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積 擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。但為便于制造時(shí)準(zhǔn)備材料，補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度也可取為封頭的厚度，即取。（2）人孔的補(bǔ)強(qiáng)本設(shè)計(jì)采用等面積補(bǔ)強(qiáng)的方法對(duì)人孔進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)① 補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別補(bǔ)強(qiáng)判別 根據(jù)下表，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑為，本設(shè)計(jì)開孔外徑等于450，故需另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。④、 改用6個(gè)支座，重新按以上方法校核。 支座選擇與強(qiáng)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(zhǎng)：彎管總長(zhǎng)：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(yán)重。 即 具體的熱量計(jì)算 物料帶入熱量和帶出熱量按下式計(jì)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(huì)產(chǎn)生外壓失穩(wěn)。 筒體的總高度 則高徑比，合適。最后對(duì)種子罐上各個(gè)接管、法蘭進(jìn)行選型。要從保藏在試管中的微生物菌種逐級(jí)擴(kuò)大為生產(chǎn)用種子是一個(gè)有實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(shí)也是優(yōu)質(zhì)的飼料添加劑。在剛開始給培養(yǎng)液加熱時(shí)，可以通過內(nèi)蛇管通熱水迅速將培養(yǎng)基升溫，當(dāng)發(fā)酵過程中產(chǎn)生大量熱量時(shí)，半圓行外盤管不能迅速帶走熱量時(shí)，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.