75M3机械搅拌通风谷氨酸发酵罐的设计
年产6万吨味精厂谷氨酸机械搅拌通风发酵罐设计
生物工程与设备课程设计说明书
年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计
专业班级:生物工程
作者学号:201106011158
作者姓名:张晓勇
指导老师:王君高王兰芝
设计日期:2013年6月18日至2013年6月21日
山东轻工业学院
课程设计任务书
食品与生物工程学院11 级生物工程专业学生张晓勇题目:年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计
一、主要内容:
1、物料恒算,计算发酵罐总容积;
2、求发酵罐个数,取单罐公称容积200m3;
3、公称容积200m3发酵罐设计(罐体尺寸、壁厚、搅拌器类型选择及尺寸设计、搅拌功率计算、搅拌轴直径计算、冷却面积计算与设计)
二、基本要求
1、编写计算设计说明书(有前言、设计参数、物料恒算、发酵罐工艺设计,
设计体会)
2、用CAD绘出发酵罐结构图。
三、设计参数
1、糖酸转化率61%
2、发酵产酸水平11%
3、发酵周期32小时
4、发酵罐充满系数为0.7
5、味精分子式187.13(C5H8NO4Na).H2O
6、谷氨酸分子式147.13(C5H9NO4)
7、谷氨酸密度取1.553g/cm3 8、残还原糖0.8%,干菌体1.7%
9、谷氨酸提取率97.5%。 10、谷氨酸生产味精精制率为125%
11、空罐灭菌压力0.25MPa 12、年工作日安330天计算
四、主要参考资料
〔1〕郑裕国《生物工程设备》化学工业出版社2007
〔2〕高孔荣《发酵设备》轻工业出版社1991.10
〔3〕梁世中《生物工程设备》轻工业出版社2002.2
〔4〕化工设备设计全书编辑委员会编《搅拌设备设计》上海科学技术出版社1985
机械搅拌通风发酵罐设计方案
1 设计方案的拟定
我设计的是一台200M3机械搅拌通风发酵罐,发酵生产有机酸。设计基本依据
(1)、机械搅拌生物反应器的型式
通用式机械搅拌生物反应器,其主要结构标准如下:
①高径比:H/D=1.7-4.0
②搅拌器:六弯叶涡轮搅拌器,D
i :d
i
:L:B=20:15:5:4
③搅拌器直径:D
i
=D/3
④搅拌器间距:S=(0.95-1.05)D
⑤最下一组搅拌器与罐底的距离:C=(0.8-1.0)D
⑥挡板宽度:B=0.1D,当采用列管式冷却时,可用列管冷却代替挡板(2)、反应器用途
用于有机酸生产的各级种子罐或发酵罐,有关设计参数如下:
①装料系数:种子罐0.50-0.65
发酵罐0.65-0.8
②发酵液物性参数:密度1080kg/m3
粘度2.0×10-3N.s/m2
导热系数0.621W/m.℃
比热4.174kJ/kg.℃
③高峰期发酵热3-3.5×104kJ/h.m3
④溶氧系数:种子罐5-7×10-6molO
2
/ml.min.atm
发酵罐6-9×10-6molO
2
/ml.min.atm
⑤标准空气通风量:种子罐0.4-0.6vvm
发酵罐0.2-0.4vvm
(3)、冷却水及冷却装置
冷却水:地下水18-20℃
冷却水出口温度:23-26℃
发酵温度:32-33℃
冷却装置:种子罐用夹套式冷却,发酵罐用列管冷却。
(4)、设计压力罐内0.4MPa;夹套0.25 MPa
发酵罐主要由罐体和冷却列管,以及搅拌装置,传动装置,轴封装置,人孔和其它的一些附件组成。这次设计就是要对200M3通风发酵罐的几何尺寸进行计算;考虑压力,温度,腐蚀因素,选择罐体材料,确定罐体外形、罐体和封头的壁厚;根据发酵微生物产生的发酵热、发酵罐的装液量、冷却方式等进行冷却装置的设计、计算;根据上面的一系列计算选择适合的搅拌装置,传动装置,和人孔等一些附件的确定,完成整个装备图,完成这次设计。
生物工程设备课程设计
《生物工程设备与原理》课程设计说明书
组别:18组
题目: 75M3赖氨酸发酵罐设计
院系:生命科学与工程学院
专业班级:
75M3赖氨酸发酵罐设计任务书
一、目的任务
识的基础上,培养学生综合运用这些知识分析和解决工程实际问题的能力以及协作攻关的能力,为在学生掌握所学的工程制图、化工原理、生物工艺学、生物工程设备与原理等课程的基础知识和专业知生物工程工厂设计专业课程的学习和毕业论文(设计)打下基础。二、设计题目与参数
75m3的赖氨酸发酵罐设计
设计参数和技术特性指标:罐内压力0.15 MPa;夹套或蛇管压力0.25 MPa;
工作温度:罐内小于或等于120℃,蛇管或夹套小于等于150℃.
工作介质:罐内轻微腐蚀性,蛇管或夹套蒸汽(灭菌);发酵温度32℃传热面积按1.5m2/m3装料量设计。
搅拌器转速为100转/分,搅拌器型式自定。
H/D取1.7-2.5;装料系数η取0.6~0.8;通风管通风比(通气速率/发酵液体积)取0.5~1.0vvm;发酵液密度为1076kg/m3,最大粘度3×10-3N·s/m2;冷却水初始水温25℃.
三、设计任务及设计要求:
进行发酵罐的所有部件的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)搅拌器功率(不通气功率、通气功率)、电机功率计算、传
动系统的设计计算:传动设计采用V带传动;
(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
75M3机械搅拌通风谷氨酸发酵罐的设计
课程设计
75M3机械搅拌通风谷氨酸发酵罐的设计
课程名称生物工程设备 _______________
学生学院轻工化工学院 _______________
专业班级生物工程一班 _______________
学号____________________
学生姓名十_____________________
指导教师__________________
2010 年6 月20 日
广东工业大学课程设计任务书
75M 3机械搅拌通风谷氨酸发酵罐的设计
轻工化工学院 生物工程一班 、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
设计75M 3机械通风发酵罐,应用TG866菌株发酵生产谷氨酸,产物是次级代谢产物, 非牛顿型流体,三级发酵。发酵罐高径比为 2.6,生产场地为南方某地,蛇管冷却,初 始水温:20 C
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(A3号图纸)1张
题目名称
学生学院 专业班级 姓 名 学 号
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] GB/T 14690-1993-1993,技术制图比例[S].北京:中国标准出版社,1993.
发酵罐设计说明书
目录
前言 (1)
第一章、概述 (2)
、柠檬酸 (2)
、柠檬酸的生产工艺 (2)
、机械搅拌通风发酵罐 (3)
、通用型发酵罐的几何尺寸比例 (3)
、罐体 (3)
、搅拌器和挡板 (3)
、消泡器 (4)
、联轴器及轴承 (4)
、变速装置 (4)
、通气装置 (4)
、轴封 (5)
、附属设备 (5)
第二章、设备的设计计算与选型 (5)
、发酵罐的主要尺寸计算 (5)
、圆筒体的内径、高度与封头的高度 (5)
、圆筒体的壁厚 (7)
、封头的壁厚 (7)
、搅拌装置设计 (8)
、搅拌器 (8)
、搅拌轴设计 (8)
、电机功率 (10)
、冷却装置设计 (10)
、冷却方式 (10)
、冷却水耗量 (11)
、冷却管组数和管径 (12)
零部件 (13)
人孔和视镜 (13)
接管口 (14)
、梯子 (15)
发酵罐体重 (15)
支座的选型 (17)
第三章、计算结果的总结 (17)
设计总结 (18)
附录 (19)
符号的总结 (19)
参考文献 (21)
生物工程设备课程设计任务书
一、课程设计题目
“1000m3的机械搅拌发酵罐”的设计。
二、课程设计内容
1、设备所担负的工艺操作任务和工作性质,工作参数的确定。
2、容积的计算,主要尺寸的确定,传热方式的选择及传热面积的确定。
3、动力消耗、设备结构的工艺设计。
三、课程设计的要求
课程设计的规模不同,其具体的设计项目也有所差别,但其基本内容是大体相同,主要基本内容及要求如下:
1、工艺设计和计算
根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算,热量衡算,主体设备工艺尺寸计算和简单的机械设计计算,汇总工艺计算结果。主要包括:
设备设计与选型
7.6.设备设计与选型
年产10000吨99%纯度的味精厂,发酵车间主要设备的设计与选型。
7.6 发酵罐
7.6.1发酵罐的选型
耗气发酵罐的研究从40年代开始,取得了一系列的成果,各种罐型纷纷出现。当前,我国谷氨酸发酵占统治地位的发酵罐仍是机械涡轮搅拌通风发酵罐,即大家常说的通用罐。本次设计选用涡轮搅拌通风发酵罐。选用这种发酵罐的原因主要有:历史悠久,资料齐全,在比拟放大方面积累了较丰富的成功经验,成功率高。
7.6.2生产能力、数量和容积的确定
㈠发酵罐容积的确定
随着科技的发展,现有的发酵罐容量系列有:5,10,20,50,60,75,100,120,150,200,250,500m3等等。一般说来单罐容量越大,经济性能越好,但风险也越大,要求技术管理水平也越高,根据生产的规模和实用性,可以先选择公称容积为100 m3的六弯叶机械搅拌通风发酵罐。
㈡生产能力的计算
现每天产99%纯度的味精33.4吨,谷氨酸生产周期为48h(包括发酵、发酵罐清洗、灭菌进出物料等辅助操作时间)。则每天需发酵液体积为V发酵。每天产纯度为99%的味精33.4吨,每吨100%的味精需发酵糖液13.36m3:
V发酵=13.36×33.4×99%=442(m3)
发酵罐填充系数为ψ=75%,则每天需要发酵罐的总容积为V0(生产周期为48h)。
V0= V发酵/ψ=442/0.75=589.01568(m3)
㈢发酵罐个数的确定
以公称容积为100 m3的六弯叶机械搅拌通风发酵罐为基础,则需要发酵罐的个数为N。
查表知公称容积为100 m3的发酵罐的总容积为V总=118 m3,则有
发酵工程课程设计
发酵工程课程设计
设计说明书
45M 3
机械搅拌通风发酵罐的设计
起止日期: 2013 年 12 月 30 日 至 2014 年 1 月 5 日
包装与材料工程学院
2013年12 月
31 日
目 录
第一章 前言 ...........
第二章
设计方案 .......
第三章 谷氨酸的发酵工艺 ................. 错误!未指定书签。
3.1谷氨酸的发酵工艺流程图: .................... 错误!未指定书签。
3.2谷氨酸的生产原料及处理【7】 ................... 错误!未指定书签。 3.3谷氨酸发酵工艺技术参数 ...................... 错误!未指定书签。 3.4谷氨酸发酵环境控制 .......................... 错误!未指定书签。
第四章 发酵罐设计及谷氨酸发酵基本参数 ... 错误!未指定书签。
4.1发酵罐的型式 ................................ 错误!未指定书签。 4.2发酵罐的用途 ................................ 错误!未指定书签。
第五章 发酵罐造型及工艺计算 ............. 错误!未指定书签。
5.1 发酵罐容积的确定 ........................... 错误!未指定书签。 5.2发酵罐主要尺寸的计算 ........................ 错误!未指定书签。 5.3罐体 ........................................ 错误!未指定书签。
70M3发酵罐谷氨酸最终版
摘要
本次设计的是一台703
m机械搅拌发酵罐,发酵生产谷氨酸。发酵罐主要由罐体和冷却装置、搅拌装置、传动装置、轴封装置、人孔和其它的一些附件组成。罐体材料为A3钢,厚度为9mm。采用标准椭圆形封头,壁厚为9mm,与发酵罐采用法兰方式连接。发酵罐的高8320mm,直径为3200mm,罐内采用二层六弯叶涡轮式搅拌器。搅拌轴直径
φ的冷却蛇管为1100mm,由80KW电动机驱动,轴封与罐体密封。冷却装置为mm
57⨯
5.3
1506m,分6组安装在罐内。最后绘制了该发酵罐的装配图。
关键词:机械搅拌发酵罐封头搅拌器谷氨酸
目录
1 设计方案的拟定 (1)
2 罐体几何尺寸的确定 (4)
2.1夹套反应釜的总体结构 (4)
2.2 几何尺寸的确定 (4)
3 罐体主要部件尺寸的设计计算 (7)
3.1 罐体 (7)
3.2 罐体壁厚 (7)
3.3 封头壁厚计算 (7)
3.4 搅拌器 (7)
3.5人孔和视镜 (8)
3.6接口管 (8)
3.6.1 管道接口 (8)
3.6.2 仪表接口 (9)
4 冷却装置设计 (10)
4.1 冷却方式 (10)
4.2 装液量 (10)
4.3 冷却水耗量 (10)
4.4 冷却面积 (11)
5 搅拌器轴功率的计算 (13)
5.1不通气条件下的轴功率P0计算 (13)
5.2通气搅拌功率Pg的计算 (14)
5.3电机及变速装置选用 (14)
6 设计小结 (16)
7 参考文献 (18)
1 设计方案的拟定
我设计的是一台70M3机械搅拌通风发酵罐,发酵生产谷氨酸。经查阅资料得知生产谷氨酸的菌种有T6-13、TG-961、FM-415、S9114、CMT-C6282,综合发酵温度、pH值等因素选择T6-13菌种,该菌种最适发酵温度为33℃,pH为7.0,培养基为液体培养基。
年产5000吨糖化酶发酵车间设计
南阳理工学院
本科生毕业设计
学院(系):生物与化学工程学院
专业:生物工程
学生:*******
指导教师:李慧星
完成日期 2010 年 5 月
南阳理工学院本科生毕业设计
年产5000吨糖化酶发酵车间设计
The design of annual output of 5000 tons of glucoamylase
fermentation factory workshop
总计:毕业设计(论文)28页
表格: 5 个
插图 : 1 幅
南阳理工学院本科毕业设计
年产5000吨糖化酶发酵车间设计
The design of annual output of 5000 tons of glucoamylase
fermentation factory workshop
学院(系):生物与化学工程学院
专业:生物工程
学生姓名:郭留洋
学号: *****
指导教师: ******
评阅教师:
完成日期: 2010年5月
南阳理工学院
Nanyang Institute of Technology
年产5000吨糖化酶发酵车间的工艺设计
生物工程专业郭留洋
【摘要】糖化酶是工业生产的主要酶制剂之一,广泛用于酿酒、葡萄糖、果葡糖浆、抗菌素、乳酸、有机酸、味精、棉纺厂等各方面。本设计以玉米淀粉为主要原料,利用黑曲霉,采用机械搅拌通风罐进行发酵生产,完成生产5000吨糖化酶发酵车间工艺设计,通过工艺流程设计、工艺衡算、设备选型和车间布置设计,设计出生产5000吨糖化酶发酵车间采用3个75 m3发酵罐和3个6m3种子罐等,并依据生物工程工厂车间布置原则,对发酵罐车间进行合理布置,绘制了工艺流程图和车间布置图,工艺设计的结果为糖化酶的生产提供一定参考。
20立方米机械搅拌通风发酵罐设计
20立方米机械搅拌通风发酵罐设计
设计20立方米机械搅拌通风发酵罐
摘要:本文通过设计一个20立方米机械搅拌通风发酵罐,旨在提高
发酵效率和产品质量。设计主要包括罐体结构、机械搅拌装置、通风系统
和温度控制等方面。通过合理的设计和参数选取,可以实现发酵过程中的
气体交换和温度控制,提高发酵罐的工作效率和产品质量。关键词:机械
搅拌、通风发酵、温度控制、罐体结构
1.引言
发酵技术在食品、化工、农业等领域有着广泛的应用和前景。机械搅
拌通风发酵罐作为一种常用的发酵设备,具有体积大、发酵效率高的特点。本文旨在设计一个20立方米的机械搅拌通风发酵罐,以提高发酵效率和
产品质量。
2.设计要求
(1)罐体容积:20立方米;
(2)机械搅拌工作效果好,能够均匀搅拌发酵物料;
(3)通风系统能够满足发酵过程中气体交换的需要;
(4)温度控制系统能够保持适宜的发酵温度。
3.罐体结构设计
(1)罐体选材:选择耐腐蚀、食品级的不锈钢材料,以保证产品的
卫生和安全。
(2)罐体结构:设计圆筒形罐体,通过计算得出合适的直径和高度,以满足20立方米的容积要求。
(3)支撑结构:罐体底部设计合适的支撑结构,确保整个罐体的稳
定性和安全性。
4.机械搅拌装置设计
(1)搅拌器选型:选择适用于发酵物料的机械搅拌器,要求能够均
匀搅拌发酵物料,避免结块现象的发生。
(2)搅拌器位置:将搅拌器设置在罐体底部靠近中心位置,以实现
更好的搅拌效果。
5.通风系统设计
(1)气体进出口:设计合适的气体进出口,确保充分的气体交换和
通风效果。
(2)通风装置:选取适当的风机和过滤装置,以保证通风系统的正
第七讲(机械搅拌通风发酵罐不讲)
代入数值,可求得
NP=0.0987
则搅拌功率
P0=N3*D05*ρ* NP/(102*g) = 0.53*3.65*1068*0.0987/(102*9.81) =7.96 kw
所以 电机功率
P=K*(K1*P0+ 0.5) /η总 =1.2*(1.1*7.96+0.5)/0.4 =27.77 kw
查表12,取无缝钢管外径为219 mm, 壁厚为6mm.
3、搅拌器
选取二折叶螺旋桨搅拌器,搅拌桨叶角θ=60°
转数
搅拌器直径
N=30r/min=0.5r/s。
D0=2/3*D=3.6 m,
D=5.4 m
粘度μ=0.002 N.s/m2
则 雷诺准数 Re= D02*N*ρ/μ
=3.6*3.6*0.5*1068/0.002
例1:啤酒厂糖化锅的设计计算
一、糖化锅的结构设计
1、糖化锅是圆柱筒体器身,径高比D:H=
2:1,锅底为标准椭圆形封头(带夹层)
和锥形顶盖的容器。 2、糖化锅采用蒸汽夹套加热形式。 3、为了保持醪液的浓度和温度均匀,在 靠近锅底处,设有桨式搅拌器旋转,由电
动机通过减速器直接带动搅拌器旋转。
4、锅盖的顶部设有排气管,高约15m, 筒顶设有风帽 。
K-电机功率贮备系数,取1.2; η
总-传动机构总效率取0.4;
谷氨酸发酵生产工艺设计
摘要
味精是人们熟悉的鲜味剂,是L—谷氨酸单钠盐(Mono sodium glutamate)的一水化合物(HOOC-CH2CH(NH2)-COONa·H20),具有旋光性,有D—型和L—型两种光学异构体。味精具有很强的鲜味(阈值为0. 03%),现已成为人们普遍采用的鲜味剂,其消费量在国内外均呈上升趋势。1987年3月,联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十九次会议,宣布取消对味精的食用限量,再次确认为一种安全可靠的食品添加剂[1]。早期味精是由酸法水解蛋白质进行制造的,自从1956年日本协和发酵公司用发酵法生产以后,发酵法生产迅速发展,目前世界各国均以此法进行生产。
谷氨酸发酵是通气发酵,也是我国目前通气发酵产业中,生产厂家最多、产品产量最大的产业[2]。该生产工艺和设备具有很强的典型性,本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍,以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。
设计内容为,了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程,根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程,并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。最后,画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。
整个设计内容大体分成三部分,第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择;第二部分包括发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型;第三部分是工艺流程和平面布置图。
关键词:味精发酵;工艺计算;设备选型;CAD
Abstract
monosodium glutamate production process can be divided into four
谷氨酸发酵罐设计CAD图纸
谷氨酸发酵罐设计+CAD图纸
摘要:发酵技术大规模用于工业生产,源于上世纪对青霉素等药物的发明,之后扩展到化工、食品、制药、能源等工业领域,已经成为当今世界工业生产最为重要的生物技术之一。参照有关标准和参考资料对50m3发酵罐的筒体壁厚、封头壁厚等进行了设计,采用传热学理论对发酵罐的传热面积进行了计算;对传动装置进行了设计计算和选型之后,进行了搅拌装置的设计;采用等面积法对按照标准无法免于补强的开孔接管进行了补强面积的计算;最后完成对支座的校核和选型等。发酵罐是发酵工艺中关键设备,本文对发酵罐的设计理论进行研究,具有一定的工程意义。30579 毕业论文关键词:发酵罐;结构设计;搅拌轴;开孔补强
Abstract:Fermentation technology became population from the invention of medicines such as penicillin, and then has been widely used in many industry fields which are chemical industry,food,pharmacy,energy et al.Now,fermentation is the most important technology in the biological industry. .According to the standards and other reference,thicknesses of the cylinder and the
200立方米机械搅拌通风发酵罐设计方案(可编辑)资料
以进料口为例计算
设发酵醪液流速为2h 排尽发酵罐装料液体积V1 210×075 1575
物料体积流量Q V12 15752×3600 0022m3s
则进料管截面积F QV 00221 0022㎡
又
得
取无缝钢管查阅资料平焊钢管法兰GB8163-87取公称直径170mmφ180×5mm
以排气管为例计算如下
32 罐体壁厚
其中C为壁厚附加量
C C1C2C3
C1-钢板负偏差其范围为013-13取C1 1mm
C2-为腐蚀裕量单面腐蚀取1mm双面腐蚀取2mm
C3-加工减薄量对冷加工C3 0热加工封头C3 S0×10取C3 0代入上式
C 120 3mm
D-罐体直径mm
p-耐受压强 取04MPa
φ - 焊缝系数双面焊取08
22 几何尺寸的确定
根据工艺参数和高径比确定各部几何尺寸高径比HD 4则H 4D
初步设计设计条件给出的是发酵罐的公称体积200M3
公称体积V--罐的筒身圆柱体积和底封头体积之和
全体积V0--公称体积和上封头体积之和
封头体积
近似公式
假设HLD 39根据设计条件发酵罐的公称体积为200M3
由公称体积的近似公式可以计算出
罐体直径D 3964mm
罐体总高度
H 4D 4×3964 15855mm
机械搅拌通风发酵罐的设计
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
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课程设计
75M3机械搅拌通风谷氨酸发酵罐的设计
课程名称生物工程设备
学生学院轻工化工学院
专业班级生物工程一班
学号
学生姓名***
指导教师***
2010 年 6 月20 日
广东工业大学课程设计任务书
题目名称75M3机械搅拌通风谷氨酸发酵罐的设计
学生学院轻工化工学院
专业班级生物工程一班
姓名***
学号
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
设计75M3机械通风发酵罐,应用TG866菌株发酵生产谷氨酸,产物是次级代谢产物,非牛顿型流体,三级发酵。发酵罐高径比为 2.6,生产场地为南方某地,蛇管冷却,初始水温:20℃
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(A3号图纸)1张
[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] GB/T 14690-1993-1993,技术制图比例[S].北京:中国标准出版社,1993.
[5] 梁世中. 生物工程设备[M]. 北京: 中国轻工业出版社,2007.
[6] 田洪涛. 现代发酵工艺原理[M]. 北京: 化学工业出版社,2007.
[7] JBT4746-2002,钢制压力容器用封头[S].北京:中国标准出版社,2002.
发出任务书日期:2012 年 6 月11 日指导教师签名:
计划完成日期:2012 年 6 月22 日基层教学单位责任人签章:
主管院长签章:
课程设计考核表
摘要
本次设计的是一台75M3机械搅拌发酵罐,发酵生产谷氨酸。发酵罐主要由罐体和冷却装置、搅拌装置、传动装置、轴封装置、人孔和其它的一些附件组成。罐体材料为A3钢为材料,内涂环氧树脂防腐,厚度为10mm。采用标准椭圆封头,壁厚为16mm,与发酵罐采用双面缝焊接方式连接。发酵罐的高9360mm,直径为3600mm,罐内采用二层,六弯叶涡轮式搅拌器。搅拌轴直径为1200mm,由130KW电动机驱动,并采用轴封与罐体密封。冷却装置为76×3.5mm的冷却蛇管342m,分6组安装在罐内。最后绘制了该发酵罐的装配图。
关键词:机械搅拌发酵罐,封头,搅拌器,端面轴封,冷却装置
目录
1 设计方案的拟定 (1)
2罐体主要尺寸的确定 (2)
2.1 罐体体积 (2)
2.2罐体总高度 (3)
3 罐体主要部件尺寸的设计计算 (4)
3.1 罐体 (4)
3.2 罐体壁厚 (4)
3.3 封头壁厚的计算 (4)
3.4 搅拌器 (5)
3.5 人孔和视镜 (5)
3.6 接口管的选择 (6)
3.6.1 排料管的选择计算 (6)
3.6.2 气管直径的选择 (6)
3.6.3 仪表接口 (7)
3.7 管道接口 (7)
3.8 支座的选择 (8)
4 冷却装置的确定 (9)
4.1 冷却方式 (9)
4.2 装液量 (10)
4.3 冷却水耗量 (10)
4.4 冷却面积 (10)
5 搅拌器轴功率的计算 (11)
5.1不通气条件下的轴功率P0 (11)
5.2通气搅拌功率Pg的计算 (12)
5.3电机及变速装置选用 (12)
6 结束语 (14)
7 参考文献 (14)
1 设计方案的拟定
我设计的是一台75M3机械搅拌通风发酵罐,发酵生产谷氨酸。
L-谷氨酸是生物机体内按代谢的基本氨基酸之一,也是连接糖代谢与氨基酸代谢的枢纽之一,在代谢上具有比较重要的意义。L-谷氨酸单钠盐,俗称味精,具有强烈的鲜味,是一种十分重要的调味品,广泛应用于烹调和食品加工。
目前国内谷氨酸发酵的主要菌种有:○1天津短杆菌及其诱变株FM8209、FM-415、CMTC-6282、TG863、TG866、S9144、D85等菌株;○2钝齿棒杆菌AS1.542及其诱变菌株B9、B9-17-36、F-263等菌株;○3北京棒杆菌AS.1299及其诱变菌株7338、D110、WTH-1等菌株。
综合温度、PH等因素选择菌株,该菌种最适发酵温度为32-37,pH为7.0-7.5。
主要生产工艺过程为如下:原料液的处理与培养基配制;种子制备与扩大培养;发酵;谷氨酸提取与精制。其具体过程如图1:味精生产总工艺流程图
发酵罐主要由罐体和冷却蛇管,以及搅拌装置,传动装置,轴封装置,人孔和其它的一些附件组成。这次设计就是要对75m3发酵罐的几何尺寸进行计算;考虑压力,温度,腐蚀因素,选择罐体材料,确定罐体外形、罐体和封头的壁厚;根据发酵微生物产生的发酵热、发酵罐的装液量、冷却方式等进行冷却装置的设计、计算;根据上面的一系列计算选择适合的搅拌装置,传动装置,和人孔等一些附件的确定,完成整个装备图,完成这次设计。
这次设计包括一套图样,主要是装配图,还有一份说明书。而绘制装配图是生物工程设备的机械设计核心内容,绘制装配图要有合理的选择基本視图,和各种表达方式,有合理的选择比例,大小,和合理的安排幅面。说明书就是要写清楚设计的思路和步骤