工科生-畢業(yè)課程設計

1、天津大學生物工程專業(yè)課程設計說明書設計題目：潔霉素發(fā)酵車間設計姓 名： 學 號： 班 級：級生物工程一班 指導教師： 設計成績：目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616190 第 一 章 設計方案介紹 PAGEREF _Toc162616190 h 1 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616191 1.1. 潔霉素簡介 PAGEREF _Toc162616191 h 1 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616

2、192 1.2. 主要設備 PAGEREF _Toc162616192 h 1 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616193 1.3. 上游生產(chǎn)過程 PAGEREF _Toc162616193 h 2 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616194 1.4. 下游過程概述 PAGEREF _Toc162616194 h 3 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616195 1.5. 潔霉素生產(chǎn)工藝流程草圖 PAGEREF _Toc162616195 h

3、 4 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616196 第 二 章 發(fā)酵罐各局部設計計算 PAGEREF _Toc162616196 h 5 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616197 2.1. 發(fā)酵罐的構造尺寸 PAGEREF _Toc162616197 h 5 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616198 2.2. 攪拌功率 PAGEREF _Toc162616198 h 7 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l

4、_Toc162616199 2.3. 換熱設備 PAGEREF _Toc162616199 h 8 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616200 2.4. 滅菌蒸汽量及時間 PAGEREF _Toc162616200 h 10 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616201 第 三 章 種子罐各局部設計計算 PAGEREF _Toc162616201 h 13 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616202 3.1. 一級種子罐 PAGEREF _T

5、oc162616202 h 13 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616203 3.2. 二級種子罐 PAGEREF _Toc162616203 h 15 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616204 第 四 章 流加儲罐各局部計算 PAGEREF _Toc162616204 h 19 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616205 4.1. 構造尺寸 PAGEREF _Toc162616205 h 19 HYPERLINK G:課程設計課程設計課

6、程設計李艷英.doc l _Toc162616206 4.2. 換熱設備 PAGEREF _Toc162616206 h 19 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616207 4.3. 滅菌蒸汽量及時間 PAGEREF _Toc162616207 h 21 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616208 第 五 章 無菌空氣生產(chǎn)設備 PAGEREF _Toc162616208 h 22 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616209 5.1. 一級種子

7、罐分過濾器 PAGEREF _Toc162616209 h 22 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616210 5.2. 二級種子罐分過濾器 PAGEREF _Toc162616210 h 22 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616211 5.3. 發(fā)酵罐分過濾器 PAGEREF _Toc162616211 h 22 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616212 第 六 章 操作規(guī)程 PAGEREF _Toc162616212 h 23 HYP

8、ERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616213 6.1. 一級種子罐 PAGEREF _Toc162616213 h 23 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616214 6.2. 二級種子罐 PAGEREF _Toc162616214 h 23 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616215 6.3. 發(fā)酵罐 PAGEREF _Toc162616215 h 23 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616216

9、 第 七 章 附錄 PAGEREF _Toc162616216 h 24 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616217 7.1. 符 號 說 明 PAGEREF _Toc162616217 h 24 HYPERLINK G:課程設計課程設計課程設計李艷英.doc l _Toc162616218 7.2. 參 考 文 獻 PAGEREF _Toc162616218 h 25第一章 設計方案介紹潔霉素簡介1潔霉素(Jiemycin)又稱林可霉素(Lincomycin)，是1962年由美國人Mason等首先從鏈霉菌(S. lincolnensis)變

10、種的培養(yǎng)液經(jīng)發(fā)酵、酸化、提取、精制而得到的高效廣譜抗生素，分子式為C18H34N2O6S，分子量為。其化學構造如下：圖1 潔霉素(Jiemycin)的構造式潔霉素為白色結晶性粉末，有微臭或特殊臭，味苦，易溶于水、甲醇，略溶于乙醇。熔點145147。遇酸、光和空氣穩(wěn)定。對革蘭陽性菌、厭氧菌作用強。潔霉素在醫(yī)學上主要用于葡萄球菌、鏈球菌、肺炎球菌及厭氧菌引起的各種感染，如呼吸道感染及敗血癥。對腦膜炎、心內(nèi)膜炎、白喉、放線菌病也有滿意的療效，但一般不作首選。潔霉素主要作用機理:潔霉素作用于敏感菌核糖體的 50S 亞基,阻止肽鏈的延長,從而抑制細菌細胞的蛋白質合成,一般系抑菌劑,但在高濃度時,對某些細

11、菌也具有殺菌作用。對大多數(shù)革蘭氏陽性菌和某些厭氧的革蘭氏陰性菌有抗菌作用，對革蘭氏陽性菌的抗菌作用類似紅霉素。敏感菌可包括肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌、綠色鏈球菌、金黃色葡萄球菌、白喉桿菌等。 厭氧菌對潔霉素敏感者包括擬桿菌屬、梭桿菌、丙酸桿菌、真桿菌、雙歧桿菌、消化鏈球菌、多數(shù)消化球菌、產(chǎn)氣莢膜桿菌、破傷風桿菌、以及某些放線菌等。 潔霉素對糞鏈球菌、某些梭狀芽胞桿菌、奴卡菌、酵母菌、 HYPERLINK t _blank 真菌和病毒均不敏感。葡萄球菌對其可緩慢地產(chǎn)。主要設備生產(chǎn)能力：年產(chǎn)65噸生產(chǎn)原料：自用糖、口服糖速效碳源，淀粉遲效碳源，黃豆餅粉、玉米漿氮源，NaNO3，NaCl，NH4NO3

12、，KH2PO4，(NH4)2SO4等無機鹽操作條件：一級種子罐：3m34個，培養(yǎng)3天，罐溫30，罐壓，空氣流量150m3/h，空氣壓力，攪拌轉速60rpm；二級種子罐：15m34個，培養(yǎng)3天，罐溫30，罐壓，空氣流量900m3/h，空氣壓力，攪拌轉速60rpm；三級發(fā)酵罐：100m34個，培養(yǎng)9天，罐溫30，罐壓，空氣流量4000m3/h，空氣壓力，攪拌轉速60rpm。含量：4500u/ml流加發(fā)酵：保持糖濃4%，每隔8h取樣，低于4%那么加1噸40%糖/8h，流加糖量為初始糖量的34倍。上游生產(chǎn)過程2,3菌種出發(fā)菌株為潔霉素產(chǎn)生菌鏈霉菌4-1024(Streptomyces 4-1024)，

13、首先從沙土管取種接種于斜面培養(yǎng)基上，在30下恒溫培養(yǎng)7d。斜面培養(yǎng)基主要成分包括：可溶性淀粉2.0%、黃豆餅粉0.5%、氯化鈉0.1%、硝酸鉀0.1%、硫酸鎂0.05%、硫酸亞鐵0.1%、瓊脂1.8%、。待氣生菌絲成為粉紅色，基內(nèi)菌絲為蒼黃色，產(chǎn)生可溶性黃色素，孢子絲柔曲，外表光滑時，可進一步進展搖瓶培養(yǎng)，得到菌絲后再進入種子罐中培養(yǎng)，產(chǎn)生較多的菌絲體，再接種至發(fā)酵罐培養(yǎng)。培養(yǎng)基根底培養(yǎng)基中碳源為自用糖、口服糖速效碳源、淀粉遲效碳源等；氮源有黃豆餅粉、玉米漿等；無機鹽包括硝酸鈉、硝酸銨、氯化鈉、磷酸二氫鉀、硫酸銨等；消泡劑常用玉米油和泡敵，可在補料中參加，也可直接加到根底培養(yǎng)基中。發(fā)酵過程發(fā)酵

14、過程的目的是使微生物大量分泌抗生素。在發(fā)酵之前，有關設備和培養(yǎng)基必須先滅菌。一、二級種子罐及發(fā)酵罐均采用蒸汽滅菌系統(tǒng)，采用實消滅菌法。發(fā)酵系統(tǒng)包括滅菌系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、補料系統(tǒng)，其中補料尤為重要。該發(fā)酵過程為流加發(fā)酵過程，采用三級補料發(fā)酵，糖濃度需維持在4%左右，每隔8小時取樣一次，假設低于4%，那么需參加1噸 40%糖/8小時流加糖量為初始糖量3-4倍，補料主要補葡萄糖、硫銨、氨水，有時也參加緩沖劑CaCO3和消沫劑硅油。下游過程概述 ADDIN EN.CITE 俞俊棠19824417俞俊棠抗生素生產(chǎn)設備北京: 化學工業(yè)出版社北京: 化學工業(yè)出版社19823潔霉素提煉工藝主要分為發(fā)酵

15、液預處理及過濾、提取、精制三大步驟。發(fā)酵液預處理及過濾該步驟是提煉的第一道工序，目的是將菌絲和發(fā)酵液分開。濾液質量對方便后工序的操作及保證成品質量非常重要，過濾收率對完成提煉總收率十分關鍵。將發(fā)酵液用草酸酸化至左右，草酸與發(fā)酵液中的Ca2+結合產(chǎn)生草酸鈣，析出的草酸鈣能促使蛋白凝固。酸化時需加熱到40-50，適當升溫有利于草酸的溶解，還能加快過濾速度。預處理后，采用硅藻土作為助濾劑過濾，得到澄清的濾液。溶劑萃取1萃取 采用丁醇作為萃取劑。萃取前需將發(fā)酵濾液的pH調(diào)至10左右，此時潔霉素在丁醇和水之間的分配系數(shù)到達最大值。萃取后，大局部無機雜質和含氮化合物等酸性物質留在水相中，局部有機堿性雜質隨

16、潔霉素一起轉移到有機相中。2. 濃縮和洗滌 用真空薄膜濃縮的方式提高萃取液的濃度，再用pH8的NaOH溶液洗滌，除去萃取相中易溶于水的雜質。3. 反萃取 在酸性條件下用水進展反萃取，此時潔霉素以鹽的形式從有機相轉入水相，與有機相中的雜質別離。精制和結晶利用活性炭脫色是精制的重要步驟，它能除去色素、熱原等雜質。脫色后參加丙酮結晶，晶體經(jīng)過枯燥后得到成品林可霉素鹽酸鹽。下游過程提純需經(jīng)過以下過程：發(fā)酵液的預處理發(fā)酵液的過濾濾液2200單位，pH10丁醇提取混合澄清槽6000單位一次濃縮8h，6萬單位，罐內(nèi)蒸汽 60堿水洗滌透光度8%，堿度1%以下靜置分層，除去雜質二次濃縮，減壓蒸餾，水分根本濃縮3

17、0萬單位，400L粗結晶加HCl 57%，以1:1參加無水乙醇，三通式離心機除水脫色加水、活性炭、濃度95%，26-32萬單位丙酮結晶通入-5冷卻水1:9枯燥成品，潔霉素鹽酸鹽潔霉素生產(chǎn)工藝流程草圖一級種子罐二級種子罐發(fā)酵罐發(fā)酵液預處理板框過濾機堿水洗滌罐雙錐枯燥器成品潔霉素鹽酸鹽丁醇提取罐水抽提罐脫色罐一次濃縮塔二次濃縮塔脫色過濾罐旋風別離器粗結晶罐丙酮結晶罐雙錐枯燥器圖2 潔霉素生產(chǎn)工藝流程草圖第二章 發(fā)酵罐各局部設計計算發(fā)酵罐的構造尺寸 ADDIN EN.CITE 俞文和19963317俞文和新編抗生素工藝學北京: 中國建材工業(yè)出版社北京: 中國建材工業(yè)出版社19964潔霉素發(fā)酵為好氣發(fā)

18、酵，因此選用帶通風設備和機械攪拌的通用式發(fā)酵罐。發(fā)酵罐的公稱容積為罐的圓筒局部容積加上底封頭的容積之和，即 MACROBUTTON MTEditEquationSection2 Equation Chapter 2 Section 1 SEQ MTEqn r h * MERGEFORMAT SEQ MTSec r 1 h * MERGEFORMAT SEQ MTChap r 2 h * MERGEFORMAT MACROBUTTON MTEditEquationSection2 Equation Chapter 2 Section 1 SEQ MTEqn r h * MERGEFORMAT S

19、EQ MTSec r 1 h * MERGEFORMAT SEQ MTChap r 2 h * MERGEFORMAT 2- SEQ 2- * ARABIC 1放線菌發(fā)酵罐的一般為 ADDIN EN.CITE 石榮華20025517石榮華虞軍大型發(fā)酵罐設計及實例醫(yī)藥工程設計雜志醫(yī)藥工程設計雜志5-1023120025，取，較小可忽略不計，由式2-1得：2- SEQ 2- * ARABIC 2所以發(fā)酵罐的直徑為= QUOTE 取= 4m，那么罐身高度根據(jù)橢圓形封頭標準JB1154-73 ADDIN EN.CITE 吳思方19956617吳思方發(fā)酵工廠工藝設計概論北京: 中國輕工業(yè)出版社北京: 中

20、國輕工業(yè)出版社19956，= 4m的橢圓形封頭=1000mm，=50mm.驗算總容積：所以總容積符合要求。發(fā)酵罐的攪拌系統(tǒng)采用在罐底部安裝兩個徑向流攪拌器，它們起到分散從底部輸入的空氣的作用。本工藝中，發(fā)酵罐底部采用六葉圓盤渦輪式后彎葉攪拌器產(chǎn)生徑向流。由于發(fā)酵液中含大量菌絲體，粘度較高，在不影響菌絲生長的情況下，應取較大的值以增大攪拌功率。取 ADDIN EN.CITE 梅樂和2004886梅樂和姚善涇 林東強生化生產(chǎn)工藝學2004北京科學出版社7，那么攪拌槳距罐底的距離一般與攪拌槳的直徑一樣，即取發(fā)酵罐的裝填系數(shù)=73.0%，那么有得液面高度HL=5.79m.選兩層槳，取攪拌槳間距在罐壁上

21、安裝擋板以消除攪拌產(chǎn)生的漩渦。當擋板的條件符合下式時，攪拌器的功率最大，這種擋板條件叫做全擋板條件 ADDIN EN.CITE 柴誠敬，張國亮2000886柴誠敬，張國亮化工流體流動與傳熱2000北京化學工業(yè)出版社8： (2- SEQ 2- * ARABIC 3)其中為擋板寬度，為擋板數(shù)。一般選用4塊或6塊擋板，本設計均選用6塊擋板，此時為了防止培養(yǎng)液中的固體成分堆積在擋板背側，擋板應與罐壁有一定間隙，該間隙一般可取。本設計取作為系數(shù)，那么此時可知計算合格。由于通氣量較大，攪拌充分，可采用單孔管作為通氣裝置?？諝饬髁?4000m3/h，壓力=0.125MPa.取管內(nèi)空氣流速=25m/s，那么通

22、氣管的內(nèi)徑為.選取2998mm熱軋無縫鋼管，其內(nèi)徑，實際氣速為發(fā)酵罐的構造尺寸示意圖見圖2-2。圖3 發(fā)酵罐構造尺寸示意圖單位：cm攪拌功率采用Rushton算圖法計算不通氣時，發(fā)酵罐內(nèi)為均相系，其攪拌功率與攪拌雷諾數(shù)有關：(2- SEQ 2- * ARABIC 4)其中為液體密度，為攪拌轉速，為液體密度。潔霉素發(fā)酵液的粘度一般為6010-3mPas ADDIN EN.CITE 俞文和19963317俞文和新編抗生素工藝學北京: 中國建材工業(yè)出版社北京: 中國建材工業(yè)出版社19964，其密度可取=1100kg/m3。攪拌轉速為60r/min，那么其攪拌雷諾數(shù)為攪拌功率查Rushton算圖計算

23、ADDIN EN.CITE 柴誠敬，張國亮20008課程設計.enlEndNote86柴誠敬，張國亮化工流體流動與傳熱2000北京化學工業(yè)出版社8，得六片彎葉圓盤渦輪在104時功率因數(shù)為，當300且符合全擋板條件時，那么一個攪拌槳的攪拌功率為選2層槳，所以總功率為通氣時，由于氣泡的存在而使液體的表觀密度降低，功率減小?？捎孟率接嬎?ADDIN EN.CITE 俞俊棠19824417俞俊棠抗生素生產(chǎn)設備北京: 化學工業(yè)出版社北京: 化學工業(yè)出版社19823：2- SEQ 2- * ARABIC 5換熱設備本發(fā)酵罐的容積較大( 5m3)，因此應選用豎直蛇管作為換熱裝置 ADDIN EN.CITE

24、俞俊棠19824417俞俊棠抗生素生產(chǎn)設備北京: 化學工業(yè)出版社北京: 化學工業(yè)出版社19823。一般抗生素在發(fā)酵過程中發(fā)酵熱為16-25MJ/m3h ADDIN EN.CITE 軍20025517石榮華虞軍大型發(fā)酵罐設計及實例醫(yī)藥工程設計雜志醫(yī)藥工程設計雜志5-1023120025，本設計中取=20MJ/ m3h。發(fā)酵液的體積為m3。冷卻水的入口溫度取18，出口溫度取25，其定性溫度水在該溫度下的物性數(shù)據(jù)為3=4.182kJ/(kg)=0.601W/(m)=0.9838mPas冷卻水耗量取管內(nèi)流速2m/s，分四段同時進水，那么換熱管內(nèi)徑為所以選用63.54mm的熱軋無縫鋼管，內(nèi)徑為。核算流速

25、罐溫為30，求算平均溫度差：發(fā)酵罐中豎直蛇管換熱的總傳熱系數(shù)經(jīng)歷值可取為84400kJ/(m2h) ADDIN EN.CITE 吳思方19957課程設計.enlEndNote76吳思方發(fā)酵工廠工藝設計概論1995北京中國輕工業(yè)出版社9，據(jù)此值計算換熱面積：換熱管所需長度為滅菌蒸汽量及時間 ADDIN EN.CITE 俞文和19963317俞文和新編抗生素工藝學北京: 中國建材工業(yè)出版社北京: 中國建材工業(yè)出版社19964濕熱滅菌是直接用加壓濕蒸汽進展物或設備容器的滅菌。濕熱滅菌是發(fā)酵生產(chǎn)中普遍使用的滅菌方法。用蒸汽將物料升溫到115-140，保持一定時間，可殺死各種微生物。常用的滅菌條件是12

26、0、2030分鐘。蒸汽在冷凝時釋放出大量潛熱，并具有強大的穿透力，且在高溫及有水分存在的條件下，微生物細胞中的蛋白質極易凝固而引起微生物的死亡，故濕熱滅菌具有經(jīng)濟和快速的特點，尤其適用于大量培養(yǎng)基及發(fā)酵設備的滅菌。實罐滅菌(簡稱實消) 是將飽和蒸汽直接通入裝有配制好的培養(yǎng)基的發(fā)酵設備進展滅菌的一種方法。此法不要另外的專用滅菌設備，因而具有投資少、操作簡便、染菌時機少等優(yōu)點，但是，使用蒸汽較集中，而且發(fā)酵設備的利用率較低。淀粉培養(yǎng)基滅菌一般選用120-125，滅菌30分鐘。本設計采用125，30min滅菌。取滅菌蒸汽壓力為表壓，查飽和水蒸汽表 ADDIN EN.CITE 柴誠敬，張國亮20008

27、課程設計.enlEndNote86柴誠敬，張國亮化工流體流動與傳熱2000北京化學工業(yè)出版社8得其溫度為，汽化潛熱為。實罐滅菌分為加熱、保溫和冷卻三個階段，其時間和蒸汽量可分別計算。加熱階段加熱階段的蒸汽消耗量為2- SEQ 2- * ARABIC 6其中為培養(yǎng)基重量，和分別為加熱開場和完畢時培養(yǎng)基的溫度，為發(fā)酵罐散失的熱量，一般取加熱所需熱量的10-20%；為加熱蒸汽的潛熱。取為加熱所需熱量的20%，那么加熱階段的時間為(2- SEQ 2- * ARABIC 7)其中為培養(yǎng)基比熱可取4.184kJ/(kg)，為加熱蒸汽溫度。所以保溫階段保溫階段為30min即0.5h.保溫階段的蒸汽耗量一般為

28、直接加熱時的30-50% ADDIN EN.CITE 俞俊棠19824417俞俊棠抗生素生產(chǎn)設備北京: 化學工業(yè)出版社北京: 化學工業(yè)出版社19823，取40%即冷卻階段冷卻階段的時間為(2- SEQ 2- * ARABIC 8)其中(2- SEQ 2- * ARABIC 9a)c1和c2分別為培養(yǎng)基和冷卻水的比熱，t1s和t1f分別為培養(yǎng)基開場冷卻和冷卻完畢時的溫度，t2s為冷卻水的入口溫度。冷卻水的流量W取40kg/s，那么 所以蒸汽總耗量為滅菌總時間為第三章 種子罐各局部設計計算一級種子罐構造尺寸一級種子罐仍選用通用式發(fā)酵罐，其直徑為m取，罐身高度m.根據(jù)橢圓形封頭標準JB1154-73

29、 ADDIN EN.CITE 吳思方19957課程設計.enlEndNote76吳思方發(fā)酵工廠工藝設計概論1995北京中國輕工業(yè)出版社9，D的橢圓形封頭ha=325mm，hb=25mm.驗算總容積：所以總容積符合要求。該種子罐的容積較小，可在底部安裝一個六葉圓盤渦輪式后彎葉攪拌器。攪拌器的構造尺寸為：.空氣流量V=150m3/h，壓力P=0.125MPa. 取管內(nèi)空氣流速u=25m/s，那么通氣管的內(nèi)徑為.選取603mm熱軋無縫鋼管，其內(nèi)徑Dp，實際氣速為攪拌功率攪拌雷諾數(shù)為查Rushton算圖 ADDIN EN.CITE 柴誠敬，張國亮20008課程設計.enlEndNote86柴誠敬，張國

30、亮化工流體流動與傳熱2000北京化學工業(yè)出版社8得六片彎葉圓盤渦輪在103時功率因數(shù)為當Re300且符合全擋板條件時，攪拌功率通氣時有換熱裝置一級種子罐體積小于5m3，可采用外夾套作為換熱裝置。取裝填系數(shù)=75%，種子液的體積為3.夾套的傳熱系數(shù)可取K=4.184150 kJ/(m2h) ADDIN EN.CITE 吳思方19957課程設計.enlEndNote76吳思方發(fā)酵工廠工藝設計概論1995北京中國輕工業(yè)出版社9，換熱面積由以上數(shù)據(jù)可求出對數(shù)平均溫差冷卻水入口溫度為18，試差得出口溫度為。冷卻水耗量蒸汽滅菌量及時間一級種子罐仍采用實罐滅菌。加熱階段的蒸汽消耗量為加熱階段的時間為保溫階段

31、的蒸汽耗量為冷卻階段的時間計算如下,設冷卻水耗量取，所以蒸汽總耗量為滅菌總時間為二級種子罐構造尺寸二級種子罐仍選用通用式發(fā)酵罐，其直徑為：取=2.1m,那么罐身高度.根據(jù)橢圓形封頭標準JB1154-73 ADDIN EN.CITE 吳思方19957課程設計.enlEndNote76吳思方發(fā)酵工廠工藝設計概論1995北京中國輕工業(yè)出版社9，的橢圓形封頭=520mm，=40mm.驗算總容積：總容積符合要求。該種子罐的容積較小，可在底部安裝一個六葉圓盤渦輪式后彎葉攪拌器。攪拌器的構造尺寸為：空氣流量=900m3/h，壓力=0.125MPa. 取管內(nèi)空氣流速=20m/s，那么通氣管的內(nèi)徑為選取1406

32、mm熱軋無縫鋼管，其內(nèi)徑，實際氣速為攪拌功率攪拌雷諾數(shù)為查Rushton算圖 ADDIN EN.CITE 柴誠敬，張國亮20008課程設計.enlEndNote86柴誠敬，張國亮化工流體流動與傳熱2000北京化學工業(yè)出版社8得六片彎葉圓盤渦輪在104時功率因數(shù)=4.0.當300且符合全擋板條件時，攪拌功率通氣時有2- SEQ 2- * ARABIC 10換熱設備二級種子罐的容積較大( 5m3)，因此應選用豎直蛇管作為換熱裝置 ADDIN EN.CITE 俞文和19963317俞文和新編抗生素工藝學北京: 中國建材工業(yè)出版社北京: 中國建材工業(yè)出版社19964。一般抗生素在發(fā)酵過程中發(fā)酵熱為16

33、-25MJ/m3h ADDIN EN.CITE 石榮華20025517石榮華虞軍大型發(fā)酵罐設計及實例醫(yī)藥工程設計雜志醫(yī)藥工程設計雜志5-1023120025，本設計中取=17MJ/ m3h。發(fā)酵液的體積為3。冷卻水的入口溫度取20，出口溫度取25，其定性溫度水在該溫度下的物性數(shù)據(jù)為3=4.183kJ/(kg)=0.5989W/(m)=1.0050mPas冷卻水耗量取管內(nèi)流速2m/s，分四段同時進水，那么換熱管內(nèi)徑為選用的冷軋無縫鋼管。罐溫為30，求算平均溫度差：發(fā)酵罐中豎直蛇管換熱的總傳熱系數(shù)經(jīng)歷值可取為84400kJ/(m2h) ADDIN EN.CITE 吳思方19957課程設計.enlE

34、ndNote76吳思方發(fā)酵工廠工藝設計概論1995北京中國輕工業(yè)出版社9，根據(jù)此值計算換熱面積：換熱管所需長度為蒸汽滅菌量及時間二級種子罐仍采用實罐滅菌。加熱階段的蒸汽消耗量為加熱階段的時間為保溫階段的蒸汽耗量為.冷卻階段的時間計算如下,取冷卻水耗量5kg/s， 所以蒸汽總耗量為滅菌總時間為第四章 流加儲罐各局部計算構造尺寸潔霉素的流加發(fā)酵要求保持糖濃3%-4%，發(fā)酵過程中流加糖量為初始糖量的3-4倍。流加的培養(yǎng)液中糖濃度為40%，假設初始糖濃度為4%，那么流加總量取流加儲罐的裝填系數(shù)=75%，儲罐體積應為.儲罐數(shù)量與發(fā)酵罐數(shù)一樣，為4個。采用平蓋、橢圓形封頭并帶攪拌的儲罐，取，那么有.實際容

35、積為所以容積符合要求。在儲罐底部安裝一個六葉圓盤渦輪式后彎葉攪拌器，其構造尺寸為：換熱設備流加儲罐的大小與二級種子罐相似，因此采用與二級種子罐長度一樣的換熱蛇管，其內(nèi)徑為20mm, 長度為57.2m, 換熱面積為2.二級種子罐的容積較大( 5m3)，因此應選用豎直蛇管作為換熱裝置 ADDIN EN.CITE 俞俊棠19824417俞俊棠抗生素生產(chǎn)設備北京: 化學工業(yè)出版社北京: 化學工業(yè)出版社19823。一般抗生素在發(fā)酵過程中發(fā)酵熱為16-25MJ/m3h ADDIN EN.CITE 軍20025517石榮華虞軍大型發(fā)酵罐設計及實例醫(yī)藥工程設計雜志醫(yī)藥工程設計雜志5-1023120025，本設

36、計中取=17MJ/ m3h。發(fā)酵液的體積為3。冷卻水的入口溫度取20，出口溫度取25，其定性溫度水在該溫度下的物性數(shù)據(jù)為3=4.183kJ/(kg)=0.5989W/(m)=1.0050mPas冷卻水耗量取管內(nèi)流速2m/s，分四段同時進水，那么換熱管內(nèi)徑為選用的冷軋無縫鋼管。罐溫為30，求算平均溫度差：發(fā)酵罐中豎直蛇管換熱的總傳熱系數(shù)經(jīng)歷值可取為84400 kJ/(m2h)，根據(jù)此值計算換熱面積：換熱管所需長度為滅菌蒸汽量及時間流加儲罐采用實罐滅菌，由于流加培養(yǎng)液中碳源為葡萄糖，受熱易被氧化損失，因此滅菌時間取25min.加熱階段的蒸汽消耗量為加熱階段的時間為保溫階段的蒸汽耗量為.冷卻階段的時

37、間計算如下，取冷卻水耗量取5kg/s，所以蒸汽總耗量為滅菌總時間為第五章 無菌空氣生產(chǎn)設備為了保證除菌效果，每臺種子罐和發(fā)酵罐都應配備一臺空氣分過濾器。采用超細玻璃纖維濾紙過濾器，具體構造尺寸計算如下：一級種子罐分過濾器分過濾器濾層直徑，其中為通過分過濾器的空氣的流量，為通過分過濾器的氣速。取= 0.2m/s, 那么有分過濾器的直徑一般取到倍濾層直徑 ADDIN EN.CITE 吳思方19957課程設計.enlEndNote76吳思方發(fā)酵工廠工藝設計概論1995北京中國輕工業(yè)出版社9，取倍，那么有圓整取=650mm.一級種子罐分過濾器與一級種子罐配套，共4個。二級種子罐分過濾器圓整取=1600mm.二級種子罐分過濾器與二級種子罐配套，共4個。發(fā)酵罐分過濾器圓整取=3500mm.發(fā)酵罐分過濾