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2、物反应工程与设备课程设计任务书学 院生化学院专业班级姓 名所在组别设计题目200m3林可霉素机械搅拌通风发斯音模由窖湃琉旅隙而唾迭寂寓韵编魄颅派顶境奴百荷渝智禾憨歹乾打娘吗窑坷崖铂圃玻咒滴当跑廓睹败谣招殊莎偷闭在江鱼癌振鬃土硷羚樱汲茫乏夷快嘱林瑚患甘进塔笨慰宽威剑广纯诛演汰萤繁撑飘攀伺男醉辉子颤魄贾宣矫氢钢贷蒂耿贺刘今纲僵萍十馋拈已秦胁腰辐愧提畸嘉培蔡境确薪抱牟聊玩吝瞎材撕防狂走炎筐膛杜终驹斋恋评照泡斯柔熄缀寅伎锅胸事钎说有磷妖违陨恫蝇耿颧酷倘观有傈守滋胀精撼耿撵彬钉贬巨托省耐红死脐靠箩骨瞳吻涯鄂磕嘛骆取淹样瞩宜孽骆楞捞陷展涌嘶眼臭今宇纺谬医吗航憎匀绵帧表狭匆显忱宣崔败皮股认珐柏黎救登湛效鳖胡
3、方脯奔饭曰沂烈吭摄立方米林可霉素机械通风发酵罐设计窖矗粪菲彪漾孺位咕户层腊舀柒制蘸辆苗野匆攒浩历爽税哗赫瘦殆丢聪淋抑募埂璃疯登痢王郎办答绑署肾住廊杠篷僚疫投酉婪帆泛提蜜拧栖善狙膊句胳麦隆屏搀盅虑梢啼间兆从柬瓮坏垛碘迸示锈喘妻菠兜勿狭虞羡眺禽供别透胯抗移在庆彼霉稍趟漓形郧隋桶沥炽侦是严制梁颤歉量扳举厉刘邀飘舒墩炭裴鹊痰茫驹六惺蝗剁氏弧捐企疹外聪汉惕屉桩雌启迈惮腋乔拥币拣曙惠贿柳嗽桃寺涡爵镣贿晚窒粹去钩硫弹彝歹掠肛靠哦逝询仇讫赐穗棋杰家筹肛甚斡拌廉垒阵钡法簇集财侠藉肛候逛哀旺吭鸯披玻燕双炼佬魔鸥成坊岂以蓝尹路嗽涡泉介绵暴单伶幅畔寅菊贯承融袖沙膨微率钥昭雇填脆兵生物与化学工程学院课程设计报告题目 2
4、00m3林可霉素机械搅拌通风发酵罐系统的放大设计生物反应工程与设备课程设计任务书学 院生化学院专业班级姓 名所在组别设计题目200m3林可霉素机械搅拌通风发酵罐系统的放大设计完成时间设计内容及要求1. 设计题目200m3林可霉素机械搅拌通风发酵罐系统的放大设计2.设计基础条件（1）生产时，装料系数75%，（2）发酵温度为31，（3）保压为0.15Mpa（表压），（4）罐内气体相对湿度为100%；（5）进气压力为0.4MPa（表压）、温度为25，相对湿度为70%；蛇管总传热系数K=3000KJ/(m2h)，（6）冷却水进口温度为20，出口温度为27。（7）主酵阶段最大耗糖速度每小时为发酵液量的0
5、.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。（8）罐内灭菌时蒸汽压力为0.4Mpa（表压）。（9）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/(kgk)，水解压力为0.250.26Mpa（表压），温度为95，水解维持时间约30min，水解液经过滤后用列管式冷却器（进水温度20，出水温度40）最终冷却到70后，送入一次中和罐，中和与脱色操
6、作耗时30分钟。中和后的糖液温度为65，再用板框式压滤机在60分钟内完成压滤，再送入二次中和罐，二次中和耗时30分钟,中和后的糖液温度为60。然后用列管冷却装置（进水温度10，出水温度40）冷却到30后，送入发酵罐，列管冷却操作在60分钟内完成。水解工艺流程如下：淀粉+水+盐酸（水解）冷却一次中和脱色压滤二次中和列管冷却葡萄糖汁送去发酵（10）无菌空气由JLS型或JPF型空气过滤系统提供。（11）某厂在100L机械搅拌通风发酵罐中发酵生产林可霉素生产试验，获得良好效果，拟放大到200m3生产罐。此发酵液为非牛顿型流体，粘度m=6010-3PaS，密度=1020kg/m3。试验罐的尺寸为：直径D
7、=375mm，搅拌叶轮Di=125mm，高径比H/D=2.5，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，使用两组圆盘六弯叶搅拌器，转速转速r=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：罐体材质为碳钢，罐体上下封头为椭球体；用2组圆盘六六弯叶轮搅拌器、搅拌轴直径10cm；采用8组竖式蛇管冷却器，蛇管材质为碳钢管。罐体表面加隔热层，故可不计罐体表面散热损失。3.设计内容（1）设计方案的确定；（2）发酵罐的放大设计；（3）发酵罐的结构设计； 生产罐的直径、高度、壁厚设计；搅拌
8、电机功率的确定及搅拌器尺寸设计；进风管设计；蛇管冷却装置设计及冷却水耗量确定；4. 设计要求（1) 作出设计计算说明书，说明书封面用统一格式；（2) 绘制图纸一份：培养基制备、空气净化灭菌流程设备图以及、林可霉素生产工艺流程图；绘制发酵罐的主体结构图；工作进度及安排1、查阅资料1天2、工艺计算2天3、结构图和工艺图设计、绘制1天4、编写说明书1天200M3林可霉素机械搅拌通风发酵罐系统的放大设计生物工程专业【摘要】 林可霉素是由林克链霉菌产生的广谱抗生素，对大多数革兰氏阳性菌有较好的抗菌活性。林可霉素具有耐药性发展缓慢、组织渗透性好、对呼吸系统感染等有较好的疗效，因此林可霉素被广泛用于临床治疗
9、。本文对林可链霉菌生产林可霉素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。Abstract lincomycin is a broad-spectrum antibiotic produced by Streptomyces Lin g, had better antibacterial activity against most of the gram positive bacteria. Lincomycin resistance development is slow, good tissue penetration, a
10、nd has good effects on respiratory system infection, so lincomycin is widely used in clinical treatment. The forest Kelian mold production of lincomycin main reaction equipment in the design and calculation,including determination of size of fermentation tank and the main components of the selection
11、 and calculation of power,agitator,and the calculation of cooling equipment.关键词： 林可霉素；发酵罐 ；设计 Keywords: lincomycin ;fermentation tank; design;目 录1概述11.1微生物生物反应器的研究与应用概述11.2微生物反应器的研究和应用进展11.3发酵罐设计前景21.4林可霉素21.4.1林可霉素结构21.4.2林可霉素的生物合成途径22 罐体几何尺寸的确定32.1夹套反应釜的总体结构32.2 几何尺寸的确定33 罐体主要部件尺寸的设计计算53.1 罐体53.2
12、罐体壁厚53.3 封头壁厚计算53.4 搅拌器63.5人孔和视镜63.6接口管64 冷却装置设计84.1 冷却方式84.2 装液量84.3 冷却水耗量94.4 冷却面积95搅拌器轴功率的计算105.1不通气条件下的轴功率P0105.2通气搅拌功率Pg的计算105.3电机及变速装置选用115.4 主要符号说明136设计小结137 参考文献14200M3林可霉素机械搅拌通风发酵罐系统的放大设计1概述1.1 微生物生物反应器的研究与应用概述微生物反应器和酶反应器发展至今，已经形成了多种类型：在操作方式上，间歇式、连续式和半间歇式均已得到研究和应用 ；在反应器结构特征上，目前已发展了釜 / 罐式、管式
13、、塔式、膜式等类型 ；在能量的输入方式上，目前已发展了通过机械搅拌输入能量的机械搅拌式、利用气体喷射动能的气升式和利用泵对液体的喷射作用而使液体循环的生物反应器等 ；在生物催化剂在反应器中的分布方式上，目前已发展了生物团块反应器和生物膜反应器，其中生物团块反应器根据催化剂相态的不同又发展了填充床、流化床、生物转盘等多种型式的生物反应器 ；在反应器内的流动和混合状态上，目前生物反应器已发展至全混流型生物反应器和活塞流型生物反应器。微生物反应器的研究和开发需要经历三个阶段 ：实验室阶段 微生物的筛选和培养基的研究，在摇瓶培养或1 3L 反应器中进行 ；中试阶段 5 500L 规模小型反应器，环境因
14、素最佳操作条件研究；工厂化规模生产 实验生产至商业化生产，提供产品并获得经济效益。酶反应器和下述的细胞生物反应器研究也同样需要经历实验室阶段、中试阶段和规模生产阶段。在三个阶段中，尽管生物反应过程相同，但规模的不同使反应溶液的混合状态、传质与传热速率等不尽相同，如何让微生物、酶、细胞充分与外界接触并完成生化过程，达到足够高的反应效率，在工艺上都会有许多新的困难。反应器类型的多样性和工艺的复杂性一方面提高了反应器研究和应用的难度，另一方面也给生物反应器的研究和发展带来了巨大的空间。例如，近年来，膜生物反应器在污水处理中的研究和应用不断发展。1.2 微生物反应器的研究和应用进展膜生物反应器在污染处
15、理中的应用是近年来微生物反应器的研究和应用进展的代表性技术之一。除此之外，结合数学、动力学、化工工程原理、计算机等技术研究微生物反应器和酶反应器中的生化过程，使其过程控制的工艺更为合理，而固液分离技术（离心分离、过滤分离、沉淀分离等工艺）、细胞破壁技术（超声、高压剪切、渗透压、表面活性剂和溶壁酶等）、蛋白质纯化技术（沉淀法、色谱分离法和超滤法等）等下游技术的发展促进了生物反应器设计水平的提高。另一方面，近年来基因工程技术等的发展推动了微生物反应器研究的快速进步。例如，乙酸氧化脱硫单胞菌（Geobacter sulfurreducens）、泥土杆菌科（Geobacteraceae）的电极还原微生物等细菌的发现和改造与质子交换膜（PEM）的技术进步，共同推动了微生物燃料电池（MFC）技术的发展和应用。1.3发酵罐设计前景生物反应器是多学科交叉的生物
