一、通用式发酵罐的尺寸及容积计算 1. 发酵罐的尺寸比例 不同容积大小的发酵罐，几何尺寸比例在设计时已经规范化，具体设计时可根据发酵种类、厂房等条件做适当调整。通用式发酵罐的主要几何尺寸如下图。 （1）高径比：H 0︰D ＝(1.7~4)︰1。
（2）搅拌器直径：D i ＝3
1D 。 （3）相邻两组搅拌器的间距：S ＝3D i 。
（4）下搅拌器与罐底距离：C ＝（0.8~1.0）D i 。
（5）挡板宽度：W ＝0.1 D i ，
挡板与罐壁的距离：B ＝（
81~51）W 。 （6）封头高度：h ＝h a ＋h b ，
式中，对于标准椭圆形封头，h a ＝4
1D 。 当封头公称直径≤2 m 时，h b ＝25 mm ；当封头
的公称直径＞2 m 时，h b ＝40 mm 。
（7）液柱高度：H L ＝H 0η＋h a ＋h b ，
式中，η为装料系数，一般情况下，装料高度取罐圆柱部分高度的0.7倍，极少泡沫的物料可达0.9倍，对于易产生泡沫的物料可取0.6倍。
2. 发酵罐容积的计算
圆柱部分容积V 1：
0214H D V π
=
式中符号所代表含义见上图所示，下同。
椭圆形封头的容积V 2：
)6
1(4642222D h D h D h D V b a b +=+=π
π
π
公称容积是指罐圆柱部分和底封头容积之和，其值为整数，一般不计入上封头的容积。其计算公式如下：
)6
140221D h H D V V V b ++=
+=（公π 罐的全容积V 0： )]6
1(2[4202210D h H D V V V b ++=+=π
如果填料高度为圆柱高度的η倍，那么液柱高度为：
b a L h h H H ++=η0
装料容积V ：
)6
1(40221D h H D V V V b ++=
+=ηπη 装料系数η：
0V V =
η
二、通用式发酵罐的设计与计算 1. 设计内容和步骤
通用式发酵罐的设计已逐渐标准化，其设计内容及构件见表6-6。
表6-6 发酵罐设计内容及构件
设计内容
构件的选取与计算 设备本体的设计
筒体、封头、罐体压力、容积等 附件的设计与选取 接管尺寸、法兰、开孔及开孔补强、人孔、传热部件、挡板、中间轴承
等
搅拌装置的设计 传动装置、搅拌轴、联轴器、轴承、密封装置、搅拌器、搅拌轴的临界
转速等
设备强度及稳定性检验
设备重量载荷、设备地震弯矩、偏心载荷、塔体强度及稳定性、裙座的
强度、裙座与筒体对接焊缝验算等 2. 发酵罐的结构及容积的计算
【例1】某厂间歇式发酵生产，每天需用发酵罐3个，发酵罐的发酵周期为80h ，问需配备多少个发酵罐？
根据公式 N =11124
803=+?（个）
根据生产规模和发酵水平计算每日所需发酵液的量，再根据这一数据确定发酵罐的容积。
【例2】一年产5万吨柠檬酸的发酵厂，发酵产酸水平平均为14%，提取总收率90%，年生产日期为300天，发酵周期为96小时。问需要多少个发酵罐？
每日的产量：m 0＝50000/300=166.7（吨）
每日所需发酵液的量：V L ＝166.7/（0.14×0.9）=1322.8（m 3）
假定发酵罐的装液系数为85%，则每日所需发酵罐容积：
V 总＝1322.8/0.85=1556（m 3）
取发酵罐的公称容积为250 m 3，则每日需要6个发酵罐，发酵周期为4天，考虑放罐洗罐等辅助时间，整个周期为5天。
则所需发酵罐的总数：n =5×6+1=31个（其中一个备用）
【例3】公称容积250m 3柠檬酸发酵罐单罐的结构尺寸及容积计算。
（1）公称容积可近似为圆柱体的容积，设H 0＝2.5D ，则
V ＝(π/4) D 2 H 0 ? 250＝0.785D 2×2.5 D
罐直径：D ＝[250/(0.785×2.5)]1/3＝5.0（m ）
罐圆柱高：H 0 ＝2.5 D ＝2.5×5＝12.5（m ）
（2）搅拌器直径
采用六弯叶涡轮搅拌器，搅拌器直径为
D i ＝D /3＝5/3＝1.7（m ）
（3）罐体总高及上下封头高
由于罐直径D ＞2 m ，h b ＝40 mm ，则
封头高：h ＝h a ＋h b ＝D /4＋h b ＝5/4＋0.04＝1.3（m ）
罐总高：H ＝H 0＋2h ＝12.5＋2×1.29＝15.1（m ）
（4）椭圆封头容积
)6
1(4642222D h D h D h D V b a b +=+=π
π
π
＝0.785×52 (0.04＋5/6)＝17.1（m 3） （5）圆柱部分容积
V 1＝(π/4) D 2 H 0＝0.785×52×12.5＝245（m 3）
（6）罐的全容积
V 0 ＝V 1＋2V 2＝245＋2×17.1＝279.2（m 3）
（7）冷却面积
发酵罐采用内部列管式蛇管换热，外部表面采用喷淋冷却方式。
按经验值，夏天主发酵时每小时发酵液升温⊿t ＝12℃，液体比热容c 为4 kJ·kg －1·℃
－1，装填系数η为0.7。
发酵液量：V ＝（245+17.1）×0.7＝257（m 3）
放出热量：Q ＝mc ⊿t ＝257 × 1050 × 4 ×12＝1.3×107（kJ·h －1）
式中，发酵液密度ρ为1050 kg·m －3。
采用井水或河水冷却，进水温度为20℃，出水温度为30℃，醪液温度不超过36℃。对数平均温差⊿t m
传热系数参考工厂测定值及设计数据，k 选用4.187×900 kJ·m 2·h 1·℃－
1。故传热面积F 为
m 2） 若用外淋罐壁方式辅助冷却，效果相当50%的列管冷却面积，现圆筒外表面面积F 0为：
F 0＝πDH 0＝3.14×5×12.5＝196.3（m 2）
相当于列管面积为：196.3×50%＝98.2（m 2）
所以，发酵罐内列管冷却面积为：338.2－98.2＝240（m 2）
设安排6组列管冷却，则每排列管冷却面积为：240÷6＝40（m 2）
根据上述数据，可绘制发酵罐的结构尺寸图。 教师职业理想论坛材料
肖明君
教师是人类灵魂的工程师，人类文明的建设者和传播者，学生健康成长的引路人，在培养人才的活动中，教师担负教书育人的特殊使命。我是一名人民教师。我时常会思考，自己应该成为一名什么样的
老师? 每次思考，我都会给出自己不同的答案，但是我可以确定，我会成为一名好老师。
什么样的老师才称得上是好老师呢？我想他首先是一位充满爱心的老师，他把教育作为一份以爱为主题的职业；他以做老师而感到幸福。
每一个学生，无论什么样的学生都拥有一颗纯真善良的心，都有着强烈的进取的渴望，只是我们会常常忽略这些，对他们变得淡漠，以致他们对自己也就麻木了。当然，想做一名学生喜爱的，就是要真正做到以情动人，做到真诚，不应有丝毫虚伪与欺哄，尤其要学会爱差学生，要善于去感受差生在学习过程中的各种心理表现和看法，要善意地理解他们，高兴地接受他们，尽可能地鼓励他们。诚如苏霍姆林斯基所言：漂亮的孩子人人喜爱，爱不漂亮的孩子才是真正的爱。
师爱的最高境界是友情，师爱的基本条件是平等。在学生心目中，亦师亦友，民主平等，是“好教师”
年产1000吨色氨酸发酵工厂的设计毕业论文 第一章绪论 色氨酸的分子式为:C11H12N2O2分子量为214.21,含氮13.72%,仅一氨基氮6.86%。色氨酸有三种光学异构体,L-色氨酸呈绢丝光泽、六角片状自色晶体,无臭,有甜味,水中溶解度1.14 g/l(25℃),溶于稀酸或稀碱,在碱液中较稳定,强酸中分解,微溶于乙醇,不溶于氯仿、乙醚。 色氨酸具有重要的生理作用。它是人体和动物生命活动中必需的氨基酸之一，对人和动物的生长发育和新代谢起着重要的作用。被称为第二必需氨基酸。广泛应用于医药、食品和饲料等方面。在生物体从L-色氨酸出发可合成4 一羟基色胺等激素以及色素、生物碱、辅酶、植物激素等生理活性物质。可预防和治疗糙皮病。同时具有消除精神紧、改善睡眠效果等功效。另外，由于色氨酸是一些植物蛋白中比较缺乏的氨基酸。用它强化食品和傲饲料添加剂对提高植物蛋白质的利用率具有重要的作用。它是继蛋氨酸和赖氨酸之后的第三大饲料添加氨基酸。 1.1 设计项目概述 （1）设计课题：年产1000t色氨酸工厂初步设计 （2）厂址：皖南地区 （3）重点车间：提取车间 （4）重点设备：发酵罐 （5）需要完成的设计图纸：全厂工艺流程图、全厂平面布置图、重点车间平面布置图，重点车间侧视图。 1.2 设计依据 （1）学校下达的毕业设计任务书和相关可行性报告，以及可靠的设计资料； （2）我国现行的有关设计和安装设计的规与标准； （3）其他氨基酸的发酵工艺及色氨酸的特性发酵。 1.3 设计围 （1）厂址选择及全厂概况介绍（地貌、资源、建设规模、人员）； （2）产品的生产方案、生产流程、及技术条件的制定； （3）重点车间详细工艺设计、工艺论证、设备选型及计算； （4）全厂物料、能量衡算； （5）车间布置和说明； .专业.专注.
发酵车间的实习报告(doc 22页)
发酵车间 一、实习目的 1.了解车间建筑概况： （1）了解设备原理、生产管理及质量管理方面的先进经验及制度。 （2）了解安全生产、文明生产的经验及措施。 2.了解实习车间工艺流程及设备，并绘制工艺 流程图。 （1）啤酒酵母的种类、评估及筛选方法。 （2）啤酒酵母的扩大培养方法。 （3）酵母的添加方法及设备，发酵机理及方法。 （4）绘制发酵工艺曲线，并掌握关键点控 制（酵母的添加数量、发酵温度、双 乙酰还原控制、酵母排放时机、酵母 浓度、二氧化碳的质量分数等）。
（5）工艺设备（测量占地面积及安装尺 寸）。 （6）编写设备选用表，绘制厂间设备平面 布置图。 3.了解CIP洗涤系统，了解发酵车间常规环保 所达指标。 二、部门概况 发酵车间是啤酒酿造的关键车间。啤酒是由麦芽汁经啤酒酵母发酵酿造而来的，发酵的过程就 是酵母利用麦芽汁的营养成分，代谢产生酒精、、风味物质等发酵产物的过程。 CO 2 发酵车间包括酵母的扩培、主酵和贮酒。麦汁经啤酒酵母菌的主发酵以后，成为尚未成熟的嫩 啤酒，接着再经一段时间的低温贮藏、陈酿，令 其后熟，即可经过滤后灌装出厂。 发酵车间包括：酵母的扩培室、发酵罐、贮酒罐、酵母贮罐、高浓稀释机等设备。 全套发酵系统共有大型发酵缸20个，发酵能力4500千升/月。 主要特点：采用微机全过程监控，酵母在线自动添加，高效冷媒速冷，隔氧过滤系统，保障风 味纯正，保证发酵过程无杂菌酿造，啤酒口感柔
和爽口，酒香清纯，口味一致性好。 低温长时间发酵法：青岛啤酒始终坚持使用低温长时间发酵工艺及深度冷藏技术，酒龄在28天以上，口感特别柔顺香醇。 独特的青岛酵母：啤酒是由麦芽汁经啤酒酵母发酵酿造而成的，不同的酿造者，由于采用了不同的酵母菌株，生产出不同特点的啤酒。青岛啤酒是用经百年优育，性能卓越的青岛酵母，低温长时间精酿而成，口感特别柔顺协调，香气卓尔不凡。 三、生产设备 1、设备清单： 设备数量 (个) 设备 数量 (个) 设备 数量 （个） 汉生罐 1 扩大罐 1 发酵罐B区6 A区14 无菌水罐2 酵母储 罐 3 清酒罐 5 消毒液罐2 CIP清 洗系统 1 碱罐 2 高浓度稀释机1 板框过 滤机 1 脱氧水 罐 1
目录 前言 (2) 设计方案的拟定 (3) (1) ......................................................................................................................................... 、机械搅拌生物反应器的型式 ................................................... .3 (2) ......................................................................................................................................... 、反应器用途 . (3) (3) ......................................................................................................................................... 、冷却水及冷却装置 ........................................................ ..3 (4)、设计压力罐内0.4MPa；夹套0.25 Mpa (4) 表-发酵罐主要设计........ (4) 工艺设计及计算 ........................................................... ..5 (1)生产能力、数量和容积的确定 (5) (2)主要尺寸计算 (5) (3)冷却面积的计算 (6) (4)搅拌器设计 (6) (5)搅拌轴功率的计算 (7) (6)i求最高热负荷下的耗水量W ....................................................................... .8 ii 冷却管组数和管径 (9) iii冷却管总长度L计算 (10) iv每组管长I o和管组高度 (10) V 每组管子圈数n0 (10) Vi 校核布置后冷却管的实际传热面积 (10) (7)设备材料的选择 (10) (8)发酵罐壁厚的计算 (11) (9)接管设计 (12) (10)支座选择 (13) 设计结果汇总 (14) 参考资料 (14) 发酵罐设计心得体会 (15)
题目：发酵罐温度控制系统设计
课程设计（论文）任务及评语院（系）：教研室：Array 注：成绩：平时40% 论文质量40% 答辩20% 以百分制计算
摘要 本题要设计的是温度控制系统，发酵是放热反应的过程。随着反应的进行，罐内的温度会逐渐升高。而温度对发酵过程具有多方面的影响。因此，对发酵过程中的温度进行检测和控制就显得十分重要。 本课题设计了发酵罐温度控制系统，选择的传感器为Cu100，由于信号很小，所以就需要通过差动放大电路进行放大并且经过了滤波电路滤波，然后将处理后的电压信号经过V/I转换，输出4~20mA的电流信号，最后进行仿真分析以及参数的计算，以达到通过对冷水阀开度的控制对发酵罐温度控制的目的。 本系统应用温度控制系统，有助于提高发酵效率，有助于提高工厂产值，并且可以使资源得到更充分的作用。 关键词：温度控制；PID控制器；V/I转换；比较机构
目录 第1章绪论 (1) 第2章课程设计的方案 (2) 2.1 概述 (2) 2.2 系统组成总体结构 (2) 2.3 传感器选择 (2) 第3章电路设计 (4) 3.1 传感器电路 (4) 3.2 比较机构电路 (7) 3.3 PID调节器并联实现电路 (7) 3.4 V/I转换电路 (8) 3.5 直流稳压电源电路 (9) 第4章仿真与分析 (10) 4.1 传感器电路仿真 (10) 4.2 PID控制器电路 (11) 4.3 V/I转换电路 (12) 第5章课程设计总结 (14) 参考文献 (15) 附录Ⅰ (16) 附录Ⅱ (18) 附录Ⅲ (20)
第1章绪论 在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。其中，温度控制也越来越重要。在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉、发酵罐和锅炉中的温度进行检测和控制。 本次课设要求设计发酵罐的温度控制系统。发酵是放热反应的过程。随着反应的进行，罐内的温度会逐渐升高。而温度对发酵过程具有多方面的影响：它会影响各种酶反应的速率，改变菌体代谢产物的合成方向，影响微生物的代谢调控机制，除这些直接影响外；温度还对发酵液的理化性质产生影响，如发酵液的粘度；基质和氧在发酵液中的溶解度和传递速率。某些基质的分解和吸收速率等，进而影响发酵的动力学特性和产物的生物合成。 并且现代发酵工程不但应用于生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且还可以生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子等。而发酵过程是酵母在一定的条件下，利用可发酵性物质而进行的正常生命活动。 发酵工程是应用生物（主要是微生物）为工业大规模生产服务的一门工程技术，也称微生物工程。发酵工程是包括微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。 在发酵罐温度控制系统中应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器是工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型，控制理论的其他技术也难以采用，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定时，应用PID控制技术最为方便。采用PID算法进行温度控制，它具有控制精度高，能够克服容量滞后的特点，特别适用于负荷变化大、容量滞后较大、控制品质要求又很高的控制系统。 本次课设要求自行设计模拟式PID控制器，通过与前面传感器测定的发酵罐温度产生的电压信号进行比较，转换为输出时的4~20mA电流信号来对冷水阀门开度进行控制，采用冷水法对发酵罐进行降温，以达到对发酵罐温度进行控制的目的。参数要求测定范围是30℃~50℃，测量精度为±0.5℃，以此作为对温度传感器的选择依据。
一、通用式发酵罐的尺寸及容积计算 1. 发酵罐的尺寸比例 不同容积大小的发酵罐，几何尺寸比例在设计时已经规范化，具体设计时可根据发酵种类、厂房等条件做适当调整。通用式发酵罐的主要几何尺寸如下图。 （1）高径比：H 0︰D ＝(1.7~4)︰1。 （2）搅拌器直径：D i ＝3 1D 。 （3）相邻两组搅拌器的间距：S ＝3D i 。 （4）下搅拌器与罐底距离：C ＝（0.8~1.0）D i 。 （5）挡板宽度：W ＝0.1 D i ， 挡板与罐壁的距离：B ＝（ 81~51）W 。 （6）封头高度：h ＝h a ＋h b ， 式中，对于标准椭圆形封头，h a ＝4 1D 。 当封头公称直径≤2 m 时，h b ＝25 mm ；当封头 的公称直径＞2 m 时，h b ＝40 mm 。 （7）液柱高度：H L ＝H 0η＋h a ＋h b ， 式中，η为装料系数，一般情况下，装料高度取罐圆柱部分高度的0.7倍，极少泡沫的物料可达0.9倍，对于易产生泡沫的物料可取0.6倍。 2. 发酵罐容积的计算 圆柱部分容积V 1： 0214H D V π = 式中符号所代表含义见上图所示，下同。 椭圆形封头的容积V 2： )6 1(4642222D h D h D h D V b a b +=+=π π π 公称容积是指罐圆柱部分和底封头容积之和，其值为整数，一般不计入上封头的容积。其计算公式如下： )6 140221D h H D V V V b ++= +=（公π 罐的全容积V 0： )]6 1(2[4202210D h H D V V V b ++=+=π 如果填料高度为圆柱高度的η倍，那么液柱高度为： b a L h h H H ++=η0 装料容积V ： )6 1(40221D h H D V V V b ++= +=ηπη 装料系数η：
2010级发酵大实验（1） 实验报告 任课老师： 姓名： 专业：生物技术 班级： 学号： 日期：2013年6月
实验报告 一、目的要求： 了解筛菌的基本操作，包括：培养基配制，灭菌，接种，涂板，摇菌，紫外分光光度计的使用等。 二、实验材料 1、菌种来源：英语公园葡萄树下土壤和生物学院院楼门口土样。 2、培养基： （1）淀粉液体培养基：可溶性淀粉1%、蛋白胨1% 、葡萄糖0. 5%、NaCl 0. 5%、牛肉膏0. 5% （2）淀粉固体培养基: 可溶性淀粉1%、蛋白胨1% 、葡萄糖0. 5%、NaCl 0. 5%、牛肉膏0. 5%、琼脂粉1.5% 。 3、器皿：试管，量筒，烧杯，移液管，培养皿，洗耳球，玻璃棒，酒精灯，接菌环，三角瓶，玻璃棒等。 4、仪器：高压蒸汽灭菌锅，水浴锅，恒温培养箱，摇床，天平、紫外可见分光光度计等。 5、试剂：1%碘液、1M NaOH、DNS、pH 5.6 0.05M 乙酸/乙酸钠缓冲液、1%淀粉溶液、1mg/mL的麦芽糖，结晶紫溶液。 6、其他：封口膜、纱布，棉花，试管架等。 三、实验步骤： 1、初筛： （1）配制培养基：按照上述培养基成分及数量称取各物质，放入三角瓶中，加水到100ml，包扎。和包扎好的试管、移液管、涂布器、培养皿等一起放入灭菌锅中121℃高压灭菌20min。然后干燥后使用。 （2）倒平板：把培养基置于无菌工作台上，待冷却到55℃左右后，倒入灭菌后的平板中，每个平板中约15-20ml，之后待冷却凝固。 （3）菌悬液制备：我们组分别从英语公园的葡萄树下和生物学院院楼门口采集土样，各称取10g，放入装有90mL无菌水的三角瓶中，震荡20min后静置5min。（4）浓度稀释：在无菌试验台上进行浓度梯度稀释,把土样摇匀，从中吸取1ml 置于事先灭好菌的试管中，再加入9 ml无菌水，再从该试管中吸取1ml土样置
目录 第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征 (3) 一、概述 (3) 二、啤酒发酵罐的特点 (3) 三、露天圆锥发酵罐的结构 (4) 3.1罐体部分 (4) 3.2温度控制部分 (5) 3.3操作附件部分 (5) 3.4仪器与仪表部分 (5) 四、发酵罐发酵的动力学特征 (6) 第二章发酵罐的化工设计计算 (7) 一、发酵罐的容积确定 (7) 二、基础参数选择 (7) 三、D、H的确定 (7) 四、发酵罐的强度计算 (9) 4.1 罐体为内压容器的壁厚计算 (9) 五、锥体为外压容器的壁厚计算 (11) 六、锥形罐的强度校核 (13) 6.1内压校核 (13) 6.2外压实验 (14) 6.3刚度校核 (14)
第三章发酵罐热工设计计算 (14) 一、计算依据 (14) 二、总发酵热计算 (15) 第四章发酵罐附件的设计及选型 (19) 一、人孔 (19) 二、接管 (19) 三、支座 (20) 第五章发酵罐的技术特性和规范 (21) 一、技术特性 (21) 二、发酵罐规范表 (22) 参考文献 (24)
发酵罐设计实例 第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征 一、概述 啤酒是以大麦喝水为主要原料，大米、酒花和其他谷物为辅料经制麦、糖化、发酵酿制而成的一种含有二氧化碳、酒精和多种营养成分的饮料酒。我国是世界上用谷物原料酿酒历史最悠久的国家之一，但我国的啤酒工业迄今只有100余年的历史。改革开放以来，我国啤酒工业得到了很大的发展，生产大幅度增长，发展到现在距世界第二位。由于啤酒工业的飞速发展，陈旧的技术，设备将受到严重的挑战。为了扩大生产，减少投资保证质量，满足消费等各方面的需要，国际上啤酒发酵技术子啊原有传统技术的基础上有很大进展。尤其是采用设计多种形式的大容量发酵和储酒容器。这些大容器，不依靠室温调节温度，而是通过自身冷却来控制温度，具有较完善的自控设施，可以做到产品的均一性，从而降低劳动强度，提高劳动生产率。 就发酵罐的外形来分，主要有圆柱锥形底罐、圆柱蝶形罐、圆柱加斜底的朝日罐和球形罐等。 二、啤酒发酵罐的特点 1、单位占地面积的啤酒产量大；而且可以节约土建费用； 2、可以方便地排放酵母及其他沉淀物（相对朝日罐、通用罐、贮就罐而言）；
洛阳理工学院 计算机控制技术与应用课程设计 题目：发酵培养基温度控制系统设计 学生姓名： 学号： 班级： 专业：
摘要 本题要设计的是发酵培养基温度控制系统，发酵是放热反应的过程。随着反应的进行，罐内的温度会逐渐升高。而温度对发酵过程具有多方面的影响。因此，对发酵过程中的温度进行检测和控制就显得十分重要。 本课题设计了发酵罐温度控制系统，选择的传感器为Cu100，由于信号很小，所以就需要通过差动放大电路进行放大并且经过了滤波电路滤波，然后将处理后的电压信号经过V/I转换，输出4~20mA的电流信号，最后进行仿真分析以及参数的计算，以达到通过对冷水阀开度的控制对发酵罐温度控制的目的。 本系统应用温度控制系统，有助于提高发酵效率，有助于提高工厂产值，并且可以使资源得到更充分的作用。 关键词：温度控制,PID控制器,V/I转换,比较机构
目录 前言........................................................................................ 错误！未定义书签。 1.1.1 发酵培养基简介 3 1.1.2工艺背景：................................................................ 错误！未定义书签。 1．2温度对发酵的影响...................................................... 错误！未定义书签。 1.2.1温度影响微生物细胞生长................................. 错误！未定义书签。 1.2.2温度影响产物的生成量..................................... 错误！未定义书签。 1.2.3温度影响生物合成的方向................................. 错误！未定义书签。 1.2.4温度影响发酵液的物理性质............................. 错误！未定义书签。 1.3、影响发酵温度变化的因素：..................................... 错误！未定义书签。 1.4发酵热的测定................................................................ 错误！未定义书签。 1.5最适温度的选择与发酵温度的控制............................ 错误！未定义书签。 1.5.1温度的选择....................................................................................... VII 2 培养基温度控制系统的设计.................................................. 错误！未定义书签。 2.1总体设计方案.............................................................................................. VII 2.1.1 系统总框图...................................................................................... VII 2．2硬件设计................................................................................................... V III 2.2.1温度采集电路.................................................................................. V III 2.2.2 PLC与计算机的通信......................................................................... I X 2.3软件部分......................................................................................................... X 3总结........................................................................................................................ X III 参考文献：............................................................................................................... X III
发酵罐的比拟放大 一、比拟放大的内容： 罐的几何尺寸，通风量，搅拌功率，传热面积和其他方面的放大问题，这些内容都有一定的相互关系。 二、比拟放大的依据 1、单位体积液体的搅拌消耗功率 2、搅拌雷诺准数 3、溶氧系数 4、搅拌桨末端线速度 5、混合时间 6、通过反馈控制条件，尽可能使重要环境因子一致。 三比拟放大和它的基本方法 比拟放大:是把小型设备中进行科学实验所获得的成果在大生产设备中予以再现的手段，它不是等比例放大，而是以相似论的方法进行放大。 首先必须找出表征着此系统的各种参数，将它们组成几个具有一定物理含义的无因次数，并建立它们间的函数式，然后用实验的方法在试验设备中求得此函数式中所包含的常数和指数，则此关系式在一定条件下便可用作为比似放大的依据。比拟放大是化工过程研究和生产中常用的基本方法之一。 在发酵工程中是否适用和发酵工程中所用的比拟放大方法 发酵过程是一个复杂的生物化学过程，影响这个过程的参数有物理的、化学的、生物的，有些虽然已经被认识了，但目前还不能准确快速地测量，有些则尚未被认识。 现在只研究了少数参数对此过程的关系，而假定其它参数是不变的，实际上不可能都是不变的。因此发酵生产过程设备比似放大理论与技术的完善，有赖于对发酵过程的本质的深入了解。 发酵工程中所用的比拟放大方法有：等KLa, 等πDN, 等Pg/V, 等Re或动量因子,相似的混合时间等。 发酵过程的控制和监测 一、发酵过程的监测内容与方式 发酵过程的参数检测意义 在发酵过程中，过程状态经历着不断的变化，尤其是批发酵这种状态的变化更快。 底物和营养物由于生物活性而变化，生物量的增加和生物量组成也在变化(包括物理、生化和形态学上的变化），而各种具有生物活性的产物被积累。 发酵过程检测和控制的目的就是利用尽量少的原料而获得最大的所需产物。 （一）发酵过程监控的主要指标 1．物理检测指标：温度；压力；搅拌转速；功耗；泡沫；气体流速；粘度等。 2．化学检测指标：pH；氧化还原电位；溶解氧；气体CO2、O2；糖含量；化合物含量等。3．生物检测指标：菌体浊度；A TP；各种酶活力；中间代谢产物。 当然并非所有产品的发酵过程中都需检测上述全部参数，而是根据该产品的特点和可能条件，有选择地检测部分参数。 (二)监控方式 一般监控系统包括3个部分。
建筑 1绪论 1-1何谓发酵？生物化学和工业上的发酵有何不同？ 生物化学意义上的发酵是指细胞在无氧条件下，分解葡萄糖或有机物产生能量的过程。 工业意义上的发酵是泛指利用培养细胞（包括动物、植物和微生物）获得产物的任何有氧或 无氧的过程。 1-2何谓发酵工程？其主要内容是什么？请简述其与生物技术的关系。 发酵工程是利用生物体为工业化生产服务的一门工程技术，即利用生物体的生命活动产生的酶，对无机或有机原料进行酶加工（生物反应过程），获得产品的工程化技术。 其主体包括生物反应工程和产品提取、精制的下它是研究生物技术产业化的一门学科， 游工程。主要研究内容： 1）优良菌种的选育； 2）合适的生物反应工程包括生物反应过程的优化、反应器的选择和下游工程 生物技术是应用自然科学和工程学的原理，依靠生物催化剂（酶或细胞）的作用将物料 进行加工以提供产品或为社会服务的技术。它包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程等五大工程。生物技术的核心是基因工程，但又离不开发酵工程。发酵工程是基因 工程和酶工程的表达，即大部分生物工程的产品均要通过发酵工程来完成。所以说，发酵工 ，绝大多数生物程在生物工程中是最关键的过程。现代发酵工程处于生物技术的中心地位 技术的目标都是通过发酵工程来实现的。 因此生物技术的主要应用领域往往就是发酵工程的 研究对象。 1-3请简述发酵工程的发展史。 1）基因工程出现之前的时代（1982年前）； 1859年发现发酵原理、设计了便于灭菌的密闭式发酵罐； 1929,1940年发现和分离出青霉素，青霉素发酵、将通气搅拌引入发酵工业； 1956年谷氨酸等氨基酸、核苷酸等发酵成功、代谢控制育种理论的建立； 60年代采用烷烃、乙酸、天然气等为原料的石油发酵； 2）基因工程出现后的时代（1982年后）。 80年代随着基因工程技术的发展，人们可定向选育高产菌株； 1991年综述代谢工程，在对细胞内代谢网络系统分析的基础上开始运用基因工程技术改造 细胞代谢途径，以改进细胞性能或提高产物生产能力。 组学的发展?? 系统工程和合成生物学?? 1-4何谓初级代谢和次生代谢？举例说明初级代谢产物和次生代谢产物。 初级代谢：微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程称为初级代谢。常见的初级代谢产物有：乙醇、氨基酸、呈味核苷酸、 有机酸、多羟基化合物、多糖（黄原胶、结冷胶）、糖类和维生素。
发酵罐70t设计
庆大霉素生产工艺流程图 ①装料系数：一级种子罐65% 二级种子罐70% 发酵罐75% ②发酵液物性参数：密度1050kg/m3 粘度50（CP）比热4.18kJ/kg.℃ ③Q p:发酵热 3500kcal/m3h=14700kJ/m3h 冷却装置：种子罐用夹套式冷却，发酵罐用列管冷却。 ④连续灭菌系统 培养基灭菌处理量：20m3/h 连消灭菌温度：1350C
⑤接种量 一级种子罐至二级种子罐按15%计算 二级种子罐至发酵罐按15%计算 已知工艺条件 （1）年产量 ：G=70t(庆大霉素) （2）年工作日 M=300天 （3）发酵周期=6t 天 （4）发酵平均单位u1=1500单位/ 毫升 （5）成品效价u2=580单位/毫克 （6）提炼总效率=85% (7)装料系数=75% 工艺计算 V d =% 85*1500*300580*70*1000=106.14m 3 /d V 0=0.75 *1106.14=141.53m 3 /d 0 3 二级种子罐 (取损失比为15% ) 取周期为4天，则需发酵罐4台 V1= 7 .0)15.01(*15.0*14.106+=26.16m 3 一级种子罐 (取损失比为15% ) V2=65.0) 15..01(*15.0*15.0*14.106+=4.23m 3 取周期为4天，则需发酵罐4台 发酵罐 （1）高径比H/D=2.0~3.5 （2）搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器,Di:di:L:B=20:15:5:4 （3）搅拌器间距：S=（0.95-1.05）D （4）搅拌器直径：Di=D/3 （5）最下一组搅拌器与罐底的距离：C=（0.8-1.0）D （6）罐内0.4MPa ；夹套0.25 MPa （7）挡板宽度：B=0.1D ，当采用列管式冷却时，可用列管冷却代替
任务书 设计（论文）题目：年产7万吨10°P啤酒厂发酵车间工艺设计 学院：专业：班级：学号： 学生：指导教师： 接受任务时间： 教研室主任：（签名）二级学院院长：（签名）1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 主要内容：1.发酵工艺、工艺参数的论证与设计。啤酒生产其他工艺及工艺参数的选择；2.发酵车间设备布置设计；3.全厂物料衡算、热量衡算及耗 水量、耗冷量计算；4.绘制发酵车间设备平面布置图、发酵车间带控 制点流程图和全厂工艺流程方块图； 基础参数：全年生产天数300天。生产旺季占全年产量的80%。大米原料含淀粉78%，水分12.0%。 基本要求：毕业环节中态度积极端正，严格遵守纪律，实事求是，不得弄虚作假和抄袭。学生应定期向指导教师汇报设计进展并就设计中出现的问题 及时交流沟通； 2．指定查阅的主要参考文献及说明 吴思方主编.发酵工厂工艺设计概论.北京.[M]中国轻工业出版社. 2005 梁世中主编.生物工程设备.北京.[M]中国轻工业出版社.2005 姚玉英主编.化工原理.上.天津.[M]天津大学出版社.1999 石光源编写.机械制图.北京.[M]高等教育出版社.1990 注：本表在学生接受任务时下达
开题报告 设计（论文）类型：A—理论研究；B—应用研究；C—软件设计；D-其它
目录 摘要 (1) ABSTRACT (2) 前言 (3) 第一章啤酒工艺选择与论证 (5) 1.1 啤酒原料 (5) 1.1.1 大麦 (5) 1.1.2 啤酒糖化的其他原料 (6) 1.1.3 啤酒花和酒花制品 (7) 1.1.4 啤酒酿造用水 (8) 1.2 麦芽制备 (9) 1.3 麦芽汁制备工艺 (9) 1.3.1 麦芽与大米的粉碎 (10) 1.3.2 糖化原理 (10) 1.3.3 糖化方法及设备 (10) 1.3.4 麦芽醪的过滤 (11) 1.3.5 麦汁的煮沸和酒花的添加 (11) 1.3.6 麦汁的处理 (12) 1.3.7 麦汁的充氧 (13) 1.4 啤酒发酵 (13) 1.4.1 啤酒酵母 (13) 1.4.2 啤酒发酵方法的选择 (14) 1.4.3 啤酒发酵工艺 (16) 1.4.4酵母的添加与回收 (14) 1.4.5发酵设备的降温控制 (19) 1.4.6啤酒生产副产物的利用 (20) 1.4.7 成品啤酒 (20) 第二章工艺计算 (22) 2.1 物料衡算 (22) 2.1.1 物料衡算的意义 (22) 2.1.2 物料衡算基础数据 (22) 2.1.3 100㎏原料生产10°P啤酒的物料衡算 (22) 2.1.4 生产100L 10°P啤酒的物料衡算 (23) 2.1.5 年产7万吨10°P啤酒糖化车间物料衡算 (25)
目录 前言??????????????????????????????? 2 方案的 定 ................................................................................... (3) （1）、机械拌生物反器的型式?????????????????.3 （2）、反器用途????????????????????. ???? 3 （3）、冷却水及冷却装置?????????????. ??????? ..3 （4）、力罐内 0.4MPa；套 0.25 Mpa ????????????? 4 表- 酵罐主要? . ??????????????????????? 4 工及算??????????????????????.. ??? ..5 （1）生能力、数量和容的确定????????????????.. ?5 （2）主要尺寸算???????????????????????? 5 （3）冷却面的算??????????????????????? 6 （4）拌器??????????????????????.. ??? 6 （5）拌功率的算????????????????????.. ??7 （6）i 求最高荷下的耗水量 W?????????????? ... ??? .8 ii 冷却管数和管径?????????????????????9 iii 冷却管度 L 算??????????????????10 iv 每管 l0和管高度???????????????????10 V 每管子圈数n 0?????????????????????10 Vi 校核布置后冷却管的面?????????????10 （7）材料的???????????????????????10 （8）酵罐壁厚的算??????????????????????11 （9）接管??????????????????????????12 （10）支座??????????????????????????13 果???????????????????????????14 参考料 ... ???????????????????????????? .14 酵罐心得体会? .. ???????????????????? ..15 附及 前言 生化工程设备课程设计是生物工程专业一个重要的、综合性的实践教学环节，要求我们综合运用所学知识如生化反应工程与生物工程设备课程来解决生化工程实际问题，对培养我们全面的理论知识与工程素养，健全合理的知识结构具有重要作用。在本课程设计中，通过生化过程中应用最为广泛的设备，如机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、动植物细胞培养反应器，蒸发结晶设备、蒸馏设备等的设计实践，
食品深加工类机械与设备 工艺设计 （装料量53m机械搅拌发酵罐设计） 设计小组：第2组 组长：张超 组员：田林亮 王金凯 张亮 专业：食品科学与工程 部门：生物研发部 日期： 2013年7月20日 德州市鸿泰环保设备有限公司研发部
目录 一、设计任务 (2) 二、设计要求 (3) 三、概述 (3) 四、总体结构设计 (4) 4.1罐头设计 (4) 4.2罐头及封头的几何尺寸的计算 (4) 4.3罐头压力测试 (6) 4.4确定夹套的几何尺寸的计算 (7) 4.5夹套压力试验 (8) 五、搅拌装置及附件设计 (8) 5.1搅拌轴计算 (8) 5.2搅拌器选型及分布 (12) 六、传动装置的设计 (14) 6.1电动机选型 (15) 6.2减速器选型 (16) 6.3联轴器选型 (20) 七、其他辅助设备的选型 (21) 7.1支座的选择 (21) 7.2人孔的选择 (23)
7.3视镜的选择 (23) 7.4无菌空气通风管设计 (23) 7.5消泡器 (24) 八、各自的设计任务 (24) 一、设计任务 装料量53m机械搅拌发酵罐设计 接管建议（推荐）
二、设计要求 1.机械搅拌发酵罐计算及整体结构设计，完成设计说明书。 （1）进行罐体及夹套（或内部蛇管）设计计算； （2）进行搅拌装置设计：搅拌器的选型设计；选择轴承、联轴器，罐内搅拌轴的结构设计，搅拌轴计算和校核； （3）传动系统的设计计算：尽可能采用V带传动，进行传动系统方案设计；进行带传动设计计算； （4）密封装置的选型设计； （5）选择支座形式并计算； （6）手孔或人孔选型； （7）选择接管、管法兰、设备法兰； （8）设计机架结构； （9）设计凸缘及安装底盖结构； （10）视镜的选型设计； （11）消泡装置设计； （12）无菌空气分布管设计。 2.绘制搅拌罐装配图(2号或3号图纸)。 三、概述 机械搅拌发酵罐是生物制药工厂常用类型之一，它是利用机械搅拌器的作用，使空气和醪液充分混合促使氧在醪液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需要的氧气。 机械搅拌发酵罐可用于生产药用酵母、饲料酵母、活性干酵母、液体曲、谷氨酸、柠檬酸、抗生素、维生素、酶制剂、食用醋、赖氨酸等。机械搅拌发酵罐其实就是一种生物反应器，生物反应器是指为活细胞或酶提供适宜的反应环境，让他们进行细胞增殖或生产的装置系统。生物反应器为细菌的生长和繁殖提供适宜的生长环境，促进菌体生产人们需要的产物。广泛应用于乳制品、饮料、生物
二、通风发酵罐的类型：机械通风搅拌发酵罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐、伍式发酵罐、文氏管发酵罐 1、机械搅拌通风发酵罐的基本要求：（大题） （1）发酵罐应具有适宜的径高比；发酵罐的高度与直径之比一般为1.7~4倍左右，罐身越长，氧的利用率较高。（2）发酵罐能承受一定压力；（3）发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合，保证发酵液必须的溶解氧；（4）发酵罐应具有足够的冷却面积；（5）发酵罐内应尽量减少死角，避免藏垢积污，灭菌能彻底，避免染菌；（6）搅拌器的轴封应严密，尽量减少泄漏。 罐体：在发酵罐的灌顶上的接管有:进料管、补料管、排气管、接种管和压力表接管。 在罐身上的接管有冷却水进出管、进空气管、取样管、温度计管和测控仪表接口。 2、机械搅拌通风发酵罐是一种密封式受压设备，其主要部件包括：罐身、轴封、消泡器、搅拌器、联轴器、中间轴承、挡板、空气分布管、换热装置和人孔以及管路等 图也要看看 （1）搅拌器：搅拌器的作用是打碎气泡，使空气与溶液均匀接触，使氧溶解于发酵液中。搅拌器有轴向式（桨叶式、螺旋桨式）和径向式（涡轮式）两种。 （2）挡板：（简答题）挡板的作用是改变液流的方向，由径向流改为轴向流，促使液体剧烈翻动，增加溶解氧。通常，挡板宽度取(0.1~0.2)D，装设6~4块即可满足全挡板条件。 全挡板条件：是指在一定转数下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。要达到全挡板条件必须满足下式要求：
（3）消泡器常用的形式有锯齿形、梳状式及孔板式。消泡器的长度约为灌径的0.65倍。（3）轴封：轴封的作用是使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封，防止泄漏和污染杂菌。常用的轴封有填料函和端面轴封两种。 ①填料函式轴封（简答题）是由填料箱体，填料底衬套，填料压盖和压紧螺栓等零件构成，使旋转轴达到密封的效果。填料函式轴封的优点是结构简单。主要缺点是：死角多，很难彻底灭菌，容易渗漏及染菌；轴的磨损情况较严重；填料压紧后摩擦功率消耗大；寿命短，经常维修，耗工时多。 ②端面式轴封又称机械轴封。密封作用是靠弹性元件（弹簧、波纹管等）的压力使垂直于轴线的动环和静环光滑表面紧密地相互贴合，并作相对转动而达到密封。 端面式轴封的优点：清洁；密封可靠；无死角，可以防止杂菌污染；使用寿命长；摩擦功率耗损小；轴或轴套不受磨损；它对轴的精度和光洁度没有填料密封要求那么严格，对轴的震动敏感性小。端面式轴封的缺点：结构比填料密封复杂，装拆不便；对动环及静环的表面光洁度及平直度要求高。 三、固态发酵反应器类型：浅盘式固态发酵反应器；转鼓式固态发酵反应器；旋转圆盘式固态发酵反应器；柱式固态发酵反应器；通风曲池。 四、结构尺寸 1.发酵罐圆柱体的直径V1=1/4πH0D2 问：怎样提高发酵罐溶氧量？（在供需两方向） 答案：溶氧的控制：培养液中氧浓度的任何变化都是供需平衡的结果。调节发酵液中溶氧含量不外从供、需两个方面去考虑。
工程大学课程设计任务书 班级： 姓名： 课题名称：生物反应器设计（啤酒露天发酵罐设计） 指定参数： 1.全容：m3 2.容积系数： 3.径高比： 4.锥角： 5.工作介质：啤酒 设计内容： 1.完成生物反应器设计说明书一份（要求用A4纸打印） ⑴封面 ⑵完成生物反应器设计化工计算 ⑶完成生物反应器设计热工计算 ⑷完成生物反应器设计数据一览表 2.完成生物反应器总装图1份（用CAD绘图A4纸打印）设计主要参考书： 1.生物反应器课程设计指导书 2.化学工艺设计手册 3.机械设计手册 4.化工设备
5.化工制图 接受学生承诺： 本人承诺接受任务后，在规定的时间内，独立完成任务书中规定的任务。 接受学生签字： 生物工程教研室 2010-11-15
发酵罐设计 第一节 发酵罐的化工设计计算 一、 发酵罐的容积确定 由指定参数：V 全= 30m 3 ?=85% 则：V 有效=V 全*?= 25.5 m 3 二、 基础参数选择 1、D ：H ：由指定参数选用D ：H=1：4 2、锥角：由指定参数取锥角为900 3、封头：选用标准椭圆形封头 4、冷却方式：选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却（罐体两段，槽钢材质为A 3 钢，冷却介质采用20%、-4℃的酒精溶液） 5、罐体所承受最大内压：2.5KG/CM 3 外压：0.3KG/CM 3 6、锥形罐材质：A3钢外加涂料，接管均用不绣钢 7、保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200mm 8、内壁涂料：环氧树脂 三、D 、H 的确定 由D ：H=1：4，则锥体高度H 1 =D/2tg450 =0.5D 封头高度H 2=D/4=0.25D 圆柱部分高度H 3 =（4.0-0.5-0.25）D=3.25D 又因为V 全=V 锥+V 封+V 柱 =3π×D 2/4×H 1+24 π×D 3 + 4 π ×D 2×H 3
实验室建设规划方案 编制： 审核： 批准： 2015年4 月20日
一、实验室建设背景 由于近期，我公司在清华大学生物发酵系统及无线数码互动教学系统项目中中标，客户提出我方设备要能够为其培养出健康成熟的菌种，也就是我们需要在公司内为其培养菌种、测试菌种，就地使用为其生产的4套7.5L生物发酵系统设备。 所以，为完善公司部门建设，满足客户要求，决定拟建一个小型实验室。可用于满足以后其他客户的类似要求；也可完善设备设计，提高电气控制水平；用于外来领导客户参观，增强客户购买信心；另外也可以为以后自行研究发酵产品，奠定基础，同时提高企业竞争力。 二、实验室结构和布局 按照我们生产实际需要，应设置细菌与理化检验兼有的综合实验室，主要包括以下三大部分：细菌实验室、理化实验室、发酵办公室。 1. 办公室 2. 理化分析实验室：（或者和细菌检验操作室合并） ①理化分析室（兼作感观检验室）②仪器室（兼放细菌室显微镜等少量仪器） 3．细菌实验室：①细菌检验操作室；②无菌室；③培养基制作室；④洗涤消毒室； 一般布局要求如下： 1. 办公室： 办公室是化验人员进行原始记录等各项工作的场所，是与非化验室人员交往较多的场所，因此，应设在整体综合化验室的最外层，只需有桌、椅等简单设施即可。 2. 细菌检验操作室（常规操作） 细菌检验操作室是细菌培养与检验主要操作室，主要设施是实验台。 对试验台的要求： a.实验台面积一般不小于2.4×1.3m； b.实验台位置应在实验室中心位置，要有充足光线；也可以做边台。 c.实验台两侧安装小盆与水龙头； d.实验台中间设置试剂架，架上装有日光灯与插座； e.实验台材料要以耐热、耐酸碱为宜。 3. 无菌室： 无菌室通过空气的净化和空间的消毒为微生物实验提供一个相对无菌的工作环境，无菌室是处理样品和接种培养的主要工作间，应与细菌检验操作室紧密相连。 为满足无菌室无菌要求，无菌间应满足以下布局： a.入口避开走廊，设在细菌检验操作室内； b.与操作室用两道缓冲间隔开； c.无菌室与缓冲间均装有紫外灯，要求每3平米安装30ｗ紫外灯一盏； d.无菌室内设有实验台（中央实验台与边台皆可），紫外灯距实验台面要小于1.5m； e.无菌室与操作室之间设有双层窗构成小通道。 4. 培养基制作室： 培养基室是制作、配制微生物培养所需培养基及检验用试剂的场所，其主要设备应为边台与药品柜。 a.边台上要放置电炉，以满足熔化煮沸培养基时用； b.边台材料要耐高热、耐酸碱；