20M3机械搅拌通风发酵罐的设计(毕业论文).doc

项 目 设 计 名 称 生物工程设备设计 项目名称 20M3机械搅拌通风发酵罐 设 计 人 职 称 工程师 年 5 月 13日 德州鸿泰环保实验用发酵罐设计任务书 项目名称 20M3机械搅拌通风发酵罐的设计 使用部门 发酵技术部 设计部门 发酵研发部 姓 名 职 称 高级工程师 一、项目设计的内容 1、通过改进机械搅拌通风发酵罐的相关技术，掌握发酵过程的工作原理和特点。 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、撰写项目设计说明书 二、项目设计的要求与数据 生物发酵技术部： 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、项目设计应完成的工作 1．项目设计说明书（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、项目设计进程安排 序号 设计各阶段内容 地点 起止日期 1 进行原有发酵设备的初步勘察 1-406 19周周一 2 设计原有发酵设备的改进方案 技术部 19周周二至五 3 装配图绘制 研发部 20周周一至三 4 撰写项目设计说明书 研发部 20周周四、五 五、参考资料及主要参考文献 郑裕国. 生物工程设备[M]. 北京：化学工业出版社，2007 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 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 发出任务书日期：2007 年 5 月 11 日 设计人签名： 计划完成日期： 2007 年 6 月 30 日 部门责任人签章： 主管单位签章： 摘 要 本文对黑曲霉菌株为原料合成糖化酶的主要反应设备作了设计和计算，包括发酵罐的容积及主要部件尺寸的确定，搅拌器的选型及功率计算，冷却设备的计算等。 关键词：黑曲霉　糖化酶　发酵罐 　 目 录 1 设计方案的拟定 6 2 罐体几何尺寸的确定 7 2.1夹套反应釜的总体结构 7 2.2 几何尺寸的确定 7 3 罐体主要部件尺寸的设计计算 9 3.1 罐体 9 3.2 罐体壁厚 10 3.3 封头壁厚计算 10 3.4 搅拌器 10 3.5人孔和视镜 11 3.6接口管 11 3.6.1 管道接口 11 3.6.2 仪表接口 11 4 冷却装置设计 12 4.1 冷却方式 12 4.2 装液量 13 4.3 冷却水耗量 13 4.4 冷却面积 14 5 搅拌器轴功率的计算 15 5.1不通气条件下的轴功率P0计算 15 5.2通气搅拌功率Pg的计算 16 5.3电机及变速装置选用 16 6 设计小结 17 7 参考文献 18 1 设计方案的拟定 现设计的是一台20M3机械搅拌通风发酵罐,发酵生产糖化酶。 糖化酶，也称葡萄糖淀粉酶（EC3.2.1.3），主要用途是作为淀粉糖化剂。它与a-淀粉酶结合可将淀粉酶转化为葡萄糖，可供葡萄糖工业，酿酒工业和氨基酸工业等应用，是工业生产中最重要的酶类之一，也是我国产量最大的酶制剂产品。黑曲霉A.S.3.4309是国内糖化酶活性最高的菌株之一。 糖化酶生产菌重要的有：雪白根霉，德氏根霉，河内根霉，爪哇根霉，台湾根霉，臭曲霉，黑曲霉，河枣曲霉，宇佐美曲霉，红曲霉，扣囊拟内孢霉，泡盛曲霉，头孢霉，甘薯曲霉，罗耳伏革菌。 综合温度、PH等因素选择黑曲霉A.S.3.4309菌株，该菌种最适发酵温度为32-34℃，pH为4.5，培养基为玉米粉2.5%,玉米浆2%，豆饼粉2%组成。 主要生产工艺过程为如下：菌种用蔡式蔗糖斜面于32℃培养6天后，移植在以玉米粉2.5%,玉米浆2%.组成的一级种子培养基中，与32℃摇瓶培养24-36h，再接入（接种量1%）种子罐（培养基成分与摇瓶发酵相同），并与32℃通气培养搅拌24-36h，然后再接入（接种量5%-7%）发酵罐。发酵培养基由玉米粉2.5%,玉米浆2%，豆饼粉2%组成（先用