发酵工艺课程设计

课程设计发酵工程

学生姓名：

学院：生命科学学院

系别：生物工程系

班级：

学号：

指导教师：

日期：2012年6月

目录

1 前言 (4)

1.1液体深层发酵 (4)

1.1.2分批补料发酵 (4)

1.1.3 连续发酵法 (4)

1.2 连续培养 (4)

1.2.1 恒浊连续培养 (4)

1.2.2 恒化连续培养 (4)

2 发酵工艺流程 (5)

3 菌种 (5)

3.1菌种名称 (5)

3.2 菌种简介 (5)

3.2.1 菌种形态 (13)

3.2.2 功能特性........................... 错误！未定义书签。

3.2.3 作用机理 (5)

3.2.4 菌种用途........................... 错误！未定义书签。

3.3 菌种培养参数的选择 (6)

3.3.1 最佳生长时间选择 (6)

3.3.2 最佳接种量的选择................... 错误！未定义书签。

3.3.3最佳装液系数的选择................. 错误！未定义书签。

3.3.4 工艺流程简图 8

4设计依据 (9)

4.1总体生产规模 (9)

4.2基本发酵工艺流程 (9)

4.3发酵工艺设计理论参数 (9)

4.4菌种的活化 (9)

4.5种子液制备 (15)

4.6种子培养 (9)

4.6.1一级培养 (9)

4.6.2 二级培养 (9)

4.6.3三级培养 (18)

5发酵工艺流程与设备流程设计 (19)

5.1主发酵罐选定 (19)

5.2种子罐选定............................... 错误！未定义书签。

5.2.1 二级种子罐........................... 错误！未定义书签。

5.2.2一级种子--摇瓶数量型号选择.......... 错误！未定义书签。0

6 空气压缩机的选择 (11)

7 锅炉的选择 (11)

8 实际确定的发酵设备选择推算结果参数汇总 (12)

9 主发酵罐详细尺寸设计 (12)

9.1 机械搅拌通风发酵罐 (12)

9.1.1 通用型发酵的几何尺寸比例 (12)

9.1.2 罐体 (12)

9.1.3搅拌器和挡板 (12)

9.1.4轴封 (13)

9.2 发酵罐 (13)

9.2.1 发酵罐的选型 (13)

9.2.2主要尺寸的计算 (13)

9.2.3冷却面积的计算 (14)

9.2.4 搅拌器计算 (14)

9.2.5 搅拌器功率计算 (15)

9.2.6 设备结构的工艺计算 (16)

9.2.7设备材料的选择 (17)

9.2.8发酵管壁厚的计算 (18)

9.2.9接管设计 (18)

9.2.10支座选择 (19)

10设备流程简图........................... 错误！未定义书签。9 11 参考文献. (20)

1、前言

1.1液体深层发酵

深层液体培养法也叫液体深层发酵法，它是目前发酵工业上常用的一种发酵方法。根据操作方法的差异，液体深层发酵法又可以分为分批发酵法、分批补料发酵法和连续发酵法.连续培养装置的一个主要参数是稀释率(D)，它的定义为：D = F/V = 流动速率/容积。

1.1.1 分批发酵法。此法是指一次性地向发酵罐中投入培养液，发酵完毕后，又一次性地放出原料的发酵方法。放料后再重复投料、灭菌、接种、发酵等过程。在这一过程中，菌种的生长可分为调整期、对数期、稳定期和衰亡期四个时期。

1.1.2 分批补料发酵法。此法是指在分批发酵中，间歇或连续补加新鲜培养基的发酵方法。所补的原料可以是全料，也可以是氮源、碳源等，目的是延长代谢产物的合成时间等。用这种方法生产青霉素，使生产效率提高了20%。

1.1.3 连续发酵法。此法是指向发酵罐连续加入培养液的同时，连续放出老培养液的发酵方法。其优点是设备利用率高、产品质量稳定，便于自动控制等，缺点是容易污染杂菌。这种技术已用于生产酵母菌菌体、乙醇、乳酸、丙酮 丁

醇，以及石油脱蜡、污水处理等.

1.2连续培养

将微生物置于一定容积的培养基中，经过培养生长，最后一次收获，此称分批培养(Batch culture)。通过对细菌纯培养生长曲线的分析可知，在分批培养中，培养料一次加入，不予补充和更换。随着微生物的活跃生长，培养基中营养物质逐渐消耗，有害代谢产物不断积累，故细菌的对数期不可能长时间维持。如果在培养器中不断补充新鲜营养物质，并及时不断地以同样速度排出培养物(包括菌体及代谢产物)，从理论上讲，对数生长期就可无限延长。只要培养液的流动量能使分裂繁殖增加的新菌数相当于流出的老菌数，就可保证培养器中总菌量基本不变,此种方法就叫连续培养法。连续培养方法的出现，不仅可随时为微生物的研究工作提供一定生理状态的实验材料，而且可提高发酵工业的生产效益。最简单的连续发酵装置包括：培养室、无菌培养基容器以及可自动调节流速(培养基流入，培养物流出)的控制系统，必要时还装有通气、搅拌设备。

连续培养装置的一个主要参数是稀释率(D)，它的定义为：D = F/V = 流动速率/ 容积

1.2.1 恒浊连续培养

不断调节流速而使细菌培养液浊度保持恒定的连续培养方法叫恒浊连续培养。在恒浊连续培养中装有浊度计，借光电池检测培养室中的浊度(即菌液浓度)，并根据光电效应产生的电信号的强弱变化，自动调节新鲜培养基流入和培养物流出培养室的流速。当培养室中浊度超过预期数值时，流速加快，浊度降低；反之，流速减慢，浊度增加，以此来维持培养物的某一恒定浊度。如果所用培养基中有过