100M3机械搅拌通风式发酵罐

机械搅拌通风发酵罐设计(1). 设计题目50m3谷氨酸机械搅拌通风发酵罐系统的放大设计(2). 设计任务某厂在100L机械搅拌通风发酵罐中发酵生产谷氨酸生产试验，获得良好效果，拟放大到50m3生产罐，此发酵液为牛顿型流体，粘度m=2.0×10-3Pa·S，密度rL=1020kg/m3。

试验罐的尺寸为：直径D=375mm，搅拌叶轮Di=125mm，高径比H/D=2.4，液深HL=1.5D，4块档板的W/D=0.1，装液量为70L，通气强度VVm=1.0，使用两组圆盘六平直叶涡轮搅拌器，转速w=350r/min。

通过实验研究，表明此发酵为高耗氧的生物反应，现按体积溶氧系数相等之原则进行放大。

对生产罐的部份具体要求是：罐体材质为不锈钢，罐体上签证下封头为椭球体；用2组圆盘六平直叶涡轮搅拌器、搅拌转轴直径10cm；采用4组对称布置的竖式蛇管冷却器，蛇管材质为不锈钢管。

罐体表面加隔热层，故可不计罐体表面散热损失。

(3). 操作条件1）生产时，装料系数70%，发酵温度为32°C，保压为0.1Mpa（表压），罐内气体相对湿度为100%；进气压力为0.15Mpa（表压）、温度为25°C，相对湿度为70%；蛇管总传热系数K=3000KJ/(m2·h·°C)，冷却水进口温度为-10°C，出口温度为25°C。

主酵阶段最大耗糖速度每小时为发酵液量的0.7%，糖分消耗中发酵占80%，呼吸占20%，1kg糖发酵时产生的呼吸热为15660KJ（或产生的发酵热为4860KJ）。

同实验罐。

罐内灭菌时蒸汽压力为0.25Mpa（表压）。

2）培养基制备工艺流程采用水解设备流程（参见《发酵设备》P55）。

以淀粉为原料，采用分批式操作，分两批在8小时内装完一个发酵罐。

每一批操作中，调浆操作耗时30分钟，调浆后，粉浆密度为1084kg/m3，粉浆比热容为3.6KJ/(kg·k)，水解压力为0.25~0.26Mpa（表压），温度为95°C，水解维持时间约30min，水解液经过滤后用列管式冷却加拿大投资移民器（进水温度10°C，出水温度40°C）在60分钟内冷却到70°C后，送入一次中和罐，中和与脱色操作耗时30分钟。

课程设计任务书一、课程设计的内容1、通过查阅机械搅拌通风发酵罐的有关资料，熟悉基本工作原理和特点。

2、进行工艺计算3、主要设备工作部件尺寸的设计4、绘制装配图5、撰写课程设计说明书二、课程设计的要求与数据高径比为2.5，南方某地，蛇管冷却，初始水温18℃，出水温度26℃1．应用基因工程菌株发酵生产赖氨酸，此产物是初级代谢产物。

牛顿型流体，二级发酵。

学号末尾数为0 ： 15M3发酵罐；1号：50M3发酵罐；2号： 200 M3发酵罐2．应用基因工程菌株发酵生产柠檬酸，此产物是初级代谢产物。

牛顿型流体，二级发酵。

3号： 60M3发酵罐；4号 75M3发酵罐； 5号 100 M3发酵罐3．应用黑曲霉菌株发酵生产糖化酶，此产物是初级代谢产物。

非牛顿型流体，三级发酵。

6号： 15M3发酵罐； 7号: 20 M3发酵罐； 8号： 40 M3发酵罐； 9号：200 M3发酵罐(公称体积)三、课程设计应完成的工作1．课程设计说明书（纸质版和电子版）各1份2．设备装配图（A2号图纸420*594mm）1张四、课程设计进程安排五、应收集的资料及主要参考文献[1]郑裕国. 生物工程设备[M]. 北京：化学工业出版社，2007[2]李功样, 陈兰英, 崔英德. 常用化工单元设备的设计[M]. 广州：华南理工大学出版社，2006[3]陈英南, 刘玉兰. 常用化工单元设备的设计[M]. 杭州：华东理工大学出版社，2005[4]王福源主编.现代发酵技术(第二版)［M］. 北京：中国轻工业出版社，2004[5]潘红良，郝俊文主编.过程设备机械设计. 杭州：华东理工大学出版社，2006[6]吴思方主编.发酵工厂工艺设计概论［M］. 北京：中国轻工业出版社，2005[7]郑裕国主编，薛亚平副主编.生物工程设备［M］.北京：化学工业出版社，2007[8] 黄福源主编，生物工艺技术[M] .北京：中国轻工业出版社，2006摘要本文对黑曲霉菌株为原料生产柠檬酸的生产流程和主要反应设备作了设计和计算。

100立方米林可霉素发酵罐设计探索袁峥嵘(安徽华东化工医药工程有限责任公司)摘要：随着时代的发展以及科学技术水平的不断提高，我国的医药事业取得了较大程度上的发展。

近年来，随着抗生素的生产、使用与推广，医药业的发展将更进一步。

与此同时，林可霉素生产工艺在这一环境中也不断发展与完善。

而在林可霉素的生产过程之中，发酵罐的合理与否将会对其生产质量造成较大程度上的影响。

本文就针对100立方米林可霉素发酵罐设计进行分析与探索。

关键词：100立方米；林可霉素；发酵罐；设计引言通用式发酵罐既具有机械搅拌装置，又具有压缩空气分布装置。

其高径比为2:1-6:19。

所以能最广泛应用到的深层好气培养设备,通用式发酵罐的工作原理是：利用机械搅拌搅拌物料产生轴向和径向流动，从而使罐内物料混合良好，液体中的固形物保持悬浮状态，有利于固体和营养物质充分接触，便于营养吸收；另一方面，可以打碎气泡，增加气液接触面积，提高气液间的传质速率，加强氧的传递效果及消除泡沫。

同时通入无菌空气维持菌体氧气需要，满足好氧菌的生长发酵。

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。

而对于林可霉素发酵罐而言，由于发酵过程的特殊性，需要结合相关的参数进行具体的设计，本文就从设计方案、工艺设计以及搅拌轴设计等方面进行论述。

一、100立方米林可霉素发酵罐设计方案分析1.林可霉素的生产现状就目前状况而言，我国在对林可霉素进行生产时，主要采用的提炼生产工艺为丁醇萃取法。

大致的操作步骤如下：首先由丁醇从发酵液之后总对林可霉素进行一定程度上的萃取，然后在此基础之上对其进行反复的浓缩、脱色处理，这样一来结晶就得到了相应的粗晶体。

在萃取结束之后，再通过对盐酸进行一定程度的使用，并由此来实现反萃取，萃取之后经过脱色处理，最后再使用丙酮对其进行直接结晶。

烟台大学烟台大学课程设计100m3机械涡轮搅拌通风发酵罐的设计院系：海洋学院专业：海055-1姓名：朱义平学号： 2005775051182008年 9月 7日烟台大学目录1设计概述 (2)1.1生物反应器的类型、优缺点 (2)1.2选择依据 (2)1.3 发酵罐必须满足的基本要求 (3)1.3.1 发酵罐应具有适宜的高径比 (3)1.3.2 发酵罐能承受一定的压力 (3)1.3.3 发酵罐的搅拌通风装置 (3)1.3.4 发酵罐应具有足够的冷却面积 (3)1.3.5 发酵罐内应尽量减少死角 (3)2 生产能力、数量和容积的确定 (3)2.1 发酵罐容积的确定 (3)2.2生产能力的确定 (3)2.3 发酵罐个数的确定 (4)3发酵罐的结构说明、设计计算 (4)3.1 主要尺寸的计算 (4)3.2 冷却面积的计算 (4)3.3 搅拌器的设计 (4)3.3.1 搅拌轴功率的计算 (5)3.5 设备结构的工艺设计 (6)3.5.1空气分布器 (6)3.5.2挡板 (6)3.5.3 密封方式 (6)3.5.4 冷却管布置 (6)3.6 设备材料的选择 (8)3.7 发酵罐壁厚的计算 (9)3.7.1 计算法确定发酵罐的壁厚S (9)3.7.2 封头壁厚的计算 (9)3．8 接管设计 (9)3.8.1 接管的长度h设计 (9)3.8.2 接管直径的确定 (9)3.9 人孔及接口设计 (10)3.10支座选择 (10)4 课程设计感想 (10)1设计概述1.1生物反应器的类型、优缺点实际应用的生物反应器根据细胞或组织生长代谢要求、生物反应目的等的不同，可分为以下几种类型：（1）厌气生物反应器：发酵过程不需要通入氧气或空气，有时可能通入二氧化碳或氮气等惰性气体以保持正压，防止染菌，以提高厌氧控制水平。

比较成熟的是啤酒发酵反应器。

（2）通气生物反应器：可分为搅拌式、气升式、自吸式等。

其中，前两者需要在反应过程中通入氧气或空气，后者则可自行吸入空气满足反应要求。

课程设计课程名称：机械搅拌通风式生物反应器学生学院：化学工艺与技术学院专业班级：生物工程0901学号：200922153035学生姓名：桂文涛指导教师：杨忠华2012 年10 月14 日目录设计任务书 ............................................设计方案的分析和拟定..................................................工艺设计...................................................1.反应器的总体结构设计...........................................2. 设备结构部件设计.........................................2.1罐体的设计.........................................2.2 搅拌装置设计.......................................2.3零部件..............................................2.4传热面积及冷却水用量的计算..............................2.5冷却装置....................................2.6 密封装置的选型设计....................................设计结果设计小结参考文献100m3 机械搅拌通风式生物反应器设计任务书设计者姓名：学号：班级：指导老师：日期：设计内容：1.设计一套机械搅拌通风式生物反应器。

2.设计参数和技术特征指标序号名称指标1工作压力罐内≤0.2MPa夹套内≤0.3MPa2工作温度罐内≤121℃夹套内＜150℃3工作介质罐内轻微腐蚀性物料夹套内蒸汽4公称容积（m3）1005传热面积（m2）1006搅拌器型式弯叶涡轮7搅拌器转速（/rmp）1308搅拌轴功率125Kw100m3机械搅拌通风式生物反应器课程设计说明书正文一：设计方案的分析和拟定设计的发酵罐公称容积为100m³。

200立方米机械搅拌通风发酵罐设计方案设计方案：200立方米机械搅拌通风发酵罐一、设计目标1.发酵罐容积为200立方米，确保能够达到大规模发酵的要求；2.设计可实现机械搅拌和通风两个功能，保证发酵过程中充分混合和氧气供应；3.确保发酵过程的操作简便、稳定可靠，并且具备良好的节能性能；4.满足卫生标准，保证发酵罐内部的洁净环境；5.设计具备可持续发展特点，符合环保要求。

二、设计内容1.发酵罐结构设计：a.发酵罐采用圆柱体结构，罐体材料选用不锈钢，具有良好的耐腐蚀性能；b.罐体壁厚度符合设计要求，保证罐体的强度和稳定性；c.设计合理的进出料口和观察窗口，方便操作和监测发酵过程；d.安装适当数量的温度传感器和pH传感器，实时监测发酵过程中的温度和酸碱度；e.罐顶设计可拆卸，方便维护和清洁。

2.机械搅拌设计：a.选择适当尺寸和功率的搅拌器，确保能够充分搅拌发酵物料；b.搅拌器安装在罐体底部，支持搅拌叶片可调节的设计，以适应不同的搅拌要求；c.搅拌器动力源采用电动机，具备可调速功能，以符合不同阶段的搅拌需求；d.搅拌器与罐壁的间隙适当，以减少搅拌时的能量损失。

3.通风设计：a.罐体设计适当数量和位置的通风口，以保证发酵物料在发酵过程中的氧气供应；b.通风设备采用低噪音、高效率的通风机，确保能够提供充足的氧气；c.设计合理的通风系统，保证发酵罐内对流的循环，并且可以适应不同阶段的通风需求。

4.温控系统设计：a.安装温度传感器和控制器，监测和调节发酵过程中的温度；b.配备加热装置和制冷设备，以实现对发酵物料温度的控制；c.控制系统具备自动控制和报警功能，以确保发酵过程的稳定性。

5.卫生设计：a.罐内表面设计光滑，易于清洗；b. 安装CIP(Cleaning In Place)系统，方便对罐内进行高效清洗和消毒；c.安装合适数量和位置的排污口，便于清除废液和残渣。

6.节能设计：a.选择高效的搅拌器和通风设备，以减少能量消耗；b.利用余热回收系统，将发酵产生的热能用于加热或其他用途。

200立方米的青霉素丝状菌机械通风搅拌发酵罐说明书摘要：1.青霉素丝状菌机械通风搅拌发酵罐简介2.发酵罐的规格和容量3.机械通风搅拌发酵罐的工作原理4.发酵罐的操作流程5.发酵罐的维护保养6.安全注意事项正文：一、青霉素丝状菌机械通风搅拌发酵罐简介青霉素丝状菌机械通风搅拌发酵罐是一种用于生产青霉素的设备，通过机械通风和搅拌的方式，为青霉素丝状菌提供良好的生长环境，以提高青霉素的产量和品质。

二、发酵罐的规格和容量本设备为200 立方米的青霉素丝状菌机械通风搅拌发酵罐，具有较大的发酵空间，可满足大规模生产的需求。

三、机械通风搅拌发酵罐的工作原理机械通风搅拌发酵罐通过机械通风系统将新鲜空气引入发酵罐内，以满足青霉素丝状菌生长所需的氧气。

同时，搅拌器在罐内不断搅拌，使青霉素丝状菌与培养基充分接触，促进营养物质的利用和代谢产物的排出。

四、发酵罐的操作流程1.准备阶段：检查设备是否完好，准备所需的培养基和青霉素丝状菌种。

2.加料阶段：将培养基加入发酵罐，然后加入青霉素丝状菌种，搅拌均匀。

3.发酵阶段：启动机械通风和搅拌系统，控制发酵过程中的温度、pH 值和通气量等参数。

4.监控阶段：定期取样检测青霉素产量和品质，调整发酵参数。

5.收获阶段：发酵完成后，停止通风和搅拌，将发酵液进行后续处理，提取青霉素。

五、发酵罐的维护保养1.定期检查设备运行状况，发现异常及时处理。

2.清洗发酵罐时，应使用无菌的清洗剂，避免污染。

3.定期更换搅拌器和通风系统的易损件。

4.保持工作环境的整洁和卫生。

六、安全注意事项1.操作设备时，应穿戴好劳动保护用品，防止意外伤害。

2.严禁在设备运行时进行检修和清洁。

3.发酵过程中，注意观察发酵罐内压力变化，防止压力过高导致事故。

机械搅拌通风发酵罐的设计机械搅拌通风发酵罐是一种用于发酵有机物质的设备。

它又被称为机械通风式发酵罐，常用于有机肥料生产、沼气发酵、生物质能源发酵等领域。

设计一台高效的机械搅拌通风发酵罐需要考虑以下因素：1. 设计容积机械搅拌通风发酵罐的设计容积需要考虑到原料预处理后的固态密度，发酵过程中的充分膨胀及发酵物料的密实度。

通常，机械搅拌通风发酵罐设计的容积应该在15~100m3之间。

2. 结构设计机械搅拌通风发酵罐的结构设计需要考虑到其承受能力、外部环境的要求以及运输的方便性。

常用的材料有钢材、玻璃钢、混凝土等，强度越高的材料越适合用于制作机械搅拌通风发酵罐。

另外，罐体需要具有重量轻、强度高、隔热性好、抗腐蚀和易清洗等特点。

3. 搅拌系统设计机械搅拌通风发酵罐的搅拌系统需要具有均匀、高效、节能等特点。

常用的搅拌方法有机械式搅拌和气力式搅拌，其中机械式搅拌通常是通过叶轮或圆盘搅拌器进行搅拌，气力式搅拌则是通过喷射压缩空气来实现搅拌。

搅拌器应避免对发酵物料的损害，杜绝沉淀现象，同时要保证罐内发酵物料的均匀性。

机械搅拌通风发酵罐的通风系统设计应考虑到通风量、风机的型号和数量、排气要求等因素。

罐内氧气的供应和二氧化碳的排放是保证酵素的正常活动和防止罐体产生过高压力的重要手段。

通风系统应该灵活，能够随时调整通风量大小以适应发酵过程中不同的需求。

机械搅拌通风发酵罐的控制系统设计应考虑到参数监测、温度控制、气气体控制等方面。

为了保证罐内发酵物料的均匀性和质量，应安装相应的检测仪器并设定最优参数。

同时，为了保证工作效率和生产安全，控制系统还应能够实现远程监控和故障自诊断及报警等功能。

机械搅拌通风发酵罐的设计需要从多个角度出发，并针对具体应用领域进行优化。

在实际生产应用中，还需要根据特定的发酵物料和生产工艺进行相应的调整和优化，提高发酵效率和生产质量。

第1，2章通风搅拌反应器一、单项选择题1、好气性发酵工厂，在无菌空气进入发酵罐之前___C___，以确保安全。

A.应该安装截止阀B.应该安装安全阀C.应该安装止回阀D.不应该安任何阀门2、机械搅拌发酵罐中最下面一档搅拌器离罐底距离一般___A___反应器直径的高度，最上面一个搅拌器要在液层以下0.5米(大罐)。

A.小于一个或等于一个B.大于一个小于两个 D.等于两个C.以上答案都不对3、塔式啤酒发酵罐换热的蛇管在发酵罐外，蛇管内用 B 与罐内的啤酒发酵醪进行热交换。

A. 蒸气B. 酒精C. 冷凝水D. 热水4、目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用_____C_____。

A.圆盘平直叶涡轮搅拌器B.螺旋浆式搅拌器C.无搅拌器D.锚式搅拌器5、气升式发酵罐的优点是无需 B 。

A. 空气过滤系统B. 搅拌器C. 空气喷嘴D. 罐外上升管6．机械搅拌通风发酵罐在装液灭菌冷却后，搅拌器的输出功率应是：( A ) A．通入无菌空气后比通入无菌空气前有所下降B．通入无菌空气后比通入无菌空气前有所上升C．与有无空气无关，输出功率在通风前后保持不变D．通入无菌空气后与通入无菌空气前相比，有时上升，有时下降7．对于大通风比发酵过程来说，发酵罐内发酵液中的空气气泡直径：( C ) A．与通风量有关，与空气喷嘴直径有关B．与通风量无关，与空气喷嘴直径有关C．与通风量有关，与空气喷嘴直径无关D．与通风量无关，与空气喷嘴直径无关8. 外循环空气带升式发酵罐的优点是无需__________。

A.空气过滤系统B.搅拌器C.空气喷嘴D.罐外上升管二、多项选择题1、由于大生产中所使用的好气性发酵罐是受压容器，因此封头选用__ABC_____封头。

A.锥形B.椭圆C.蝶形D.球形2、通用式机械搅拌发酵罐中挡板的作用是__ACD___。

A.提高醪液湍流程度，有利于传质B.增加发酵罐罐壁的机械强度C.改变液流方向，由径向流改变为轴向流D.防止醪液在罐内旋转而产生旋涡，提高罐的利用率3、气升式发酵罐的特点有BDA. 高径比(H/D)比机械搅拌通风发酵罐的小B. 无需机械搅拌C. 无需空气压缩机D. 溶氧速率较高4、圆筒锥底啤酒发酵罐的夹套内可用ABC 与啤酒发酵醪进行热交换。

机械搅拌通气发酵罐原理在咱们的日常生活中，发酵这一过程简直就是个神奇的魔法。

想象一下，把一些简单的原料放在一个大罐子里，没过多久，竟然能变成美味的酸奶、啤酒或者面包，这可不是胡说八道。

而机械搅拌通气发酵罐就是实现这一切的超级英雄，听起来有点复杂，其实它背后的原理挺简单的。

它就像厨房里的大厨，用搅拌器把食材混合得更均匀，再加上通气的功能，提供给那些小微生物们充足的氧气。

咱们知道，发酵可离不开这些小家伙，它们就像勤劳的小蜜蜂，忙着把糖分转化为气体和酒精，结果就变成了我们爱吃的美味。

说到搅拌，这个过程可得讲究技巧。

搅拌得太快，反而把原料搞得一团糟，没啥效果；太慢呢，又容易让小微生物们懒得动弹，哎呀，真是让人捉急。

所以，发酵罐里可有一套讲究的“舞蹈”，机械搅拌就像是在带领这些小家伙们翩翩起舞，大家配合得当，发酵过程就会事半功倍。

这时候，发酵罐就像一个精心安排的舞台，所有的角色都在这个空间里找到自己的位置，进行各自的表演，最后大团圆，形成了美味的产品。

再说通气，发酵的关键在于氧气。

这就像是给那些小微生物们加了个满满的能量饮料，嘿！它们就开始嗨起来了。

通气的功能确保罐内的气体流通良好，确保这些小生命能够自由地呼吸。

你可以想象一下，如果没有足够的氧气，那这些小家伙就会像被闷坏的金鱼，整天无精打采，发酵的速度那叫一个慢。

这个时候，发酵罐的通气系统就显得尤为重要，保持空气的新鲜和流动，真是发酵过程中的“氧气供应商”。

在实际操作中，机械搅拌通气发酵罐的设计也很有趣。

想象一下，一个大大的金属罐子，上面还有各种管道和阀门，像个神秘的科学仪器。

我们可以通过调节搅拌速度和通气量，来实现对发酵的精准控制。

要是发酵得太快，可能就会产生一些不太好闻的气味，嘿，谁都不想吃到那种东西，对吧？所以，调节这些参数就像是在玩一个复杂的游戏，需要一点经验和技巧，才可以达到最终的完美效果。

此外，咱们还得关注温度和时间。

发酵的温度就像春天的阳光，温暖而不燥，太热了可能把小微生物给烤坏了，太冷了又让它们进入冬眠。