20M3发酵罐链霉菌完整版

课程设计

课程名称_生化工程设备课程设计_ 题目名称机械搅拌通风发酵罐的设计学生学院_____轻工化工学院_____

专业班级___ __

学号_____ _____

学生姓名________________

指导教师________刘晓丽________ 2012 年06 月14 日

广东工业大学课程设计任务书

题目名称20M3机械搅拌通风发酵罐的设计

学生学院轻工化工学院

专业班级09生物工程一班

姓名康友健

学号3109001853

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(按照各自的题目要求写)

设计20M3机械通风发酵罐，应用菌株发酵生产链霉素，产物是次级代谢产物，非牛顿型流体，三级发酵。高径比为2.2，生产场地为南方某地，蛇管冷却，初始水温：18℃

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

四、课程设计进程安排

[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20M3机械搅拌发酵罐，发酵生产链霉素。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16MnR钢，厚度为7mm。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5280mm，直径为2400mm，罐内采用二层六弯叶涡轮式搅拌器。搅

φ的拌轴直径为80mm，由110KW电动机驱动，轴封与罐体密封。冷却装置为mm

57⨯

5.3

冷却蛇管120m，分4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链霉素

目录

1 设计方案的拟定 (1)

2 罐体几何尺寸的确定 (2)

2.1夹套反应釜的总体结构 (2)

2.2 几何尺寸的确定 (3)

3 罐体主要部件尺寸的设计计算 (6)

3.1 罐体 (6)

3.2 罐体壁厚 (6)

3.3 封头壁厚计算 (6)

3.4 搅拌器 (7)

3.5人孔和视镜 (7)

3.6接口管 (7)

3.6.1 管道接口 (8)

3.6.2 仪表接口 (8)

4 冷却装置设计 (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 (11)

5 搅拌器轴功率的计算 (12)

5.1不通气条件下的轴功率P0计算 (12)

5.2通气搅拌功率Pg的计算 (13)

5.3电机及变速装置选用 (13)

5.4支座的选取 (14)

5.5传动装置和减速装置 (15)

5.5.1传动装置 (15)

5.5.2减速装置 (19)

6 设计小结 (20)

7 参考文献 (21)

1 设计方案的拟定

我设计的是一台20M3机械搅拌通风发酵罐,发酵生产链霉素。

链霉素是氨基糖苷类抗生素。他们是原核生物蛋白质合成的抑制剂，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌同样有效。链霉素由链霉胍、链霉糖、N-甲基-L-葡萄糖胺三部分构成，又称链霉素A，化学名为N-甲基-∂-L-葡萄糖胺-（2

1→）

1→）-∂-L-链酶糖-（4

-链霉胍。

早期发现的产链霉素的生产菌种是灰色链霉菌，后来又找到了能产链霉素的比基尼链霉菌、灰肉链霉菌等。目前生产上多用灰色链霉菌。灰色链霉菌的孢子柄直而短，不呈螺旋形，孢子量很多，呈椭圆形。气生菌丝和孢子都呈白色。单菌落生长丰满，呈梅花形或馒头形，直径约为mm

3。

~

4

综合温度、PH等因素选择灰色链霉菌菌株，该菌种对温度敏感，生产实践中控制在28.5℃左右为宜，链霉菌的生长最适pH可以简单控制在7.0

8.6，培养基主要葡萄

~

糖4%，黄豆饼粉0.8%，玉米浆1.5%，（NH4）2SO4 0.5%等所组成。

主要生产工艺过程分为两大步骤：①菌种发酵，将冷干管或沙土管保存的链霉菌孢子接种到斜面培养基上，于27℃下培养7天。待斜面长满孢子后，制成悬浮液接入装有培养基的摇瓶中，于27℃下培养45～48小时待菌丝生长旺盛后，取若干个摇瓶，合并其中的培养液将其接种于种子罐内已灭菌的培养基中，通入无菌空气搅拌，在罐温27℃下培养62～63小时，然后接入发酵罐内已灭菌的培养基中，通入无菌空气，搅拌培养，在罐温为27℃下，发酵约7～8天。②提取精制，发酵液经酸化、过滤，除去菌丝及固体物，然后中和，通过弱酸型阳离子交换树脂进行离子交换，再用稀硫酸洗脱，收集高浓度洗脱液──链霉素硫酸盐溶液。洗脱液再经磺酸型离子交换树脂脱盐，此时溶液呈酸性，用阴离子树脂中和后，再经活性炭脱色得到精制液。精制液经薄膜浓缩成浓缩液，再经喷雾干燥得到无菌粉状产品，或者将浓缩液直接做成水针剂。

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20M3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。