《庆大霉素发酵工艺设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《庆大霉素发酵工艺设计（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、7 14t / a庆大雷素发酵罐工艺设计7. 1概述发酵设备是发酵工厂中最基本最主要的设备，发酵的目的是使微生物大量分泌目的产 物，发酵罐就是为菌种在适宜的条件下生长、繁殖及分泌目的产物:如抗菌素)的设备。发酵 罐的型式有标准式、无机械搅拌式和自吸式等多种型式，而标准式是目前发酵工厂采用最普 遍最成熟的发酵设备。由于发酵产品不同，使用菌种各异，所以发酵的工艺要求也不同c 发酵罐工艺设计条件随发酵过程的特点和要求不同而不同，但发酵罐的工艺设计基本方法一 样。本专题以14t/a庆大霉素发酵工艺为例，介绍标淮式发酵罐容积及尺寸的确定，搅拌 器的选型及功率、冷却负荷、蒸汽用量、压缩空气用量等工艺计算以
2、及设备材料选用。7, 2 已知条件年产量：G = 14t(庆大霉素)年工作日：Af=330d发酵周期：c = 6d发酵平均单位：/4m=1500单位/ mL7. 3工艺计算成品效价：/ Lp=590单位/ mg装料系数：6p=70%提炼总收率：刀，=84%发酵液密度：1050k9 / m?7. 3. 1由年 产量决定每天放罐发酵液体积(m/d)f/d=1000q6?/ (蜘 m 刀 p) =1000X14X590 / (330X1500Xo. 84)7. 3. 2 发 酵罐容积r。(m)和台数的确定计=rd / (ztdg)n d=每天放罐耀数，一般每天放l一2罐，取n d=1； (p=发酵罐
3、装料系 数，一般70%90%，取70%； r=19. 86 / (1x o. 7) = 28. 37，根据国内发酵罐系列取 r=30m(见表 3. 71)。发酵罐总台数：r2=nd x 6=6；发酵周期=每罐批发酵时间十辅助时间；辅助时间操作 时间十移种时间t放罐压料时间十清洗检修时间。7. 3. 3发酵罐实际产量年产量(t/a)： (30/ 28。37)x14： 14. 80；日产量(k9 / d 台)：14. 80X10 / 3307. 3. 4 每吨产品需要发酵液量(m/t)30X0. 7 / 0. 04448=468. 337，3. 5 发酵罐几何尺寸的确定标准式发酵罐的简体高度和直径
4、比：0 1. 2m时，一般价D确定发酵罐直径和高度发酵罐的容量一般指圆筒体的体积加椭圆形底的体积。r=Vc十Vb进料时间?灭菌1. 75。2； D1. 2m时，价0=2。3。式中：y。为发 酵罐公称容量，m ； yr为筒体体积，m ； T ；为椭圆底体积，m：。根据标准式发酵罐系列(见表3. 71)选0=2。6m，则刃=2D = 5. 2m o7. 3. 6发酵罐搅拌装置及轴功率计算7. 3. 6. 1搅拌装置发酵罐的搅拌器一般都采用具有圆盘的涡轮搅拌器，搅拌叶的型式有平叶、弯叶、 箭叶三种，通常有六个叶片均匀排列在圆盘上，三种搅拌器的结构如图3. 71。三种搅拌器型式比较如下：功率消耗：平叶
5、，弯叶，箭叶发酵液中气含率：平叶，弯叶箭叶轴向混合效果：箭叶弯叶，平叶搅拌叶型式的选择是发酵罐设计中的一个关键，国外普通采用六平叶涡轮式搅拌器， 我国由于种种原因，普遍采用六弯叶或六箭叶圆盘涡轮式，本设计因为罐小要求加强轴向混 合，故选用六箭叶圆盘涡轮式。7. 3. 6. 2搅拌轴功率计算目前我国发酵工业多倾向于用不过高的通气量，采用加强搅拌强度来进行发酵生 产。一般认为抗生素发酵搅拌功率消耗为1m发酵液24kw。（1）先求不通风条件下的搅拌功率不通风情况下搅拌功率的大小随着液体的性质、搅拌器的形式和罐的结构尺寸而 不同，经过大量的科学实验和生产实践，搅拌功率已归纳成儿（功率准数）和R6（搅拌
6、雷诺准 数）之间的函数关系，11：川？=八R6） =尸/（尸n D： ）（3. 71）式中：尸=搅拌功率，W 0i=搅拌器直径，mn=搅拌器转速，J，尸=液体密度，kg/m计算搅拌所需的轴功率，应先求出搅拌时罐内流体的R6值，根据R6值判断流体 流动的状态，再确定用哪一个公式来计算轴功率。R6 计算：R6： 0iwk 个已知：0i=0，87m； 2u=霄Din / 60（35cC 时的粘度）。3. 14Xo. 87X 107 / 60 = 7. 75 小 s， p= 1050kg / m；，灿=1. 06mPa sRe，10 处于湍流状态，从NP。R6图上查得六箭叶涡轮桨NP=3. 9牛顿型流体：R6章10 为湍流；R6毒10为滞流；10事R6妻10 为过渡流。上述公式（3. 71）适用于湍流和过渡流，过渡流时NP不是常数，必须从NP “R6 曲线图3. 72查得。自托6IU，偶丁而况区， 囚上团实验得出的曲线看，该区从不随R6的增加而 增加，基本上趋于水平线，也就是说儿为一常数。六平叶涡轮桨，儿=6. 2；六弯叶涡轮桨， NP=4. 8；六箭叶涡轮桨，JVp = 3. 9。通常发酵罐内发酵液都需要处于揣流状态，因此使用NPRe线图计算无通气时的 搅拌功率极为方便，算出Re，
