机械搅拌通风发酵罐设计

1、机械搅拌通风发酵罐设计.设计题目50m3谷氨酸机械搅拌通风发酵罐系统的放大设计（2） .设计任务某厂在100L机械搅拌通风发酵罐中发酵生产谷氨酸生产试验，获得良好效果，拟放大到50m3生产罐，此发酵液为牛顿型流体，粘度m=2.0X10-3PaS,密度rL=1020kg/m3o试验罐的尺寸为：直径D=375mm搅拌叶轮Di=125mm高径比H/D=2.4,液深HL=1.5D,4块档板的W/D=0.1,装液量为70L,通气强度VVm=1.0使用两组圆盘六平直叶涡轮搅拌器，转速w=350r/min。通过实验研究，表明此发酵为高耗氧的生物反应，现按体积溶氧系数相等之原则进行放大。对生产罐的部份具体要求

2、是：罐体材质为不锈钢，罐体上签证下封头为椭球体;用2组圆盘六平直叶涡轮搅才器、搅拌转轴直径10cm；采用4组对称布置的竖式蛇管冷却器，蛇管材质为不锈钢管。罐体表面加隔热层，故可不计罐体表面散热损失。（3） .操作条件1）生产时，装料系数70%发酵温度为32C,保压为0.1Mpa（表压），罐内气体相对湿度为100%进气压力为0.15Mpa（表压）、温度为25°C,相对湿度为70%蛇管总彳热系数K=3000KJ/（m2h°C）,冷却水进口温度为-10°C,出口温度为25。主酵阶段最大耗糖速度每小时为发酵液量的0.7%,糖分消耗中发酵占80%呼吸占20%1kg糖发酵时产

3、生的呼吸热为15660KJ（或产生的发酵热为4860KJ）。同实验罐。罐内灭菌时蒸汽压力为0.25Mpa（表压）。2）培养基制备工艺流程采用水解设备流程（参见发酵设备P55）。以淀粉为原料，采用分批式操作，分两批在8小时内装完一个发酵罐。每一批操作中，调浆操作耗时30分钟，调浆后，粉浆密度为1084kg/m3,粉浆比热容为3.6KJ/（kg-k）,水解压力为0.250.26Mpa（表压），温度为95°C,水解维持时间约30min,水解液经过滤后用列管式冷却加拿大投资移民器（进水温度10°C,出水温度400C）在60分钟内冷却到70°C后，送入一次中和罐，中和与脱色

4、操作耗时30分钟。中和后的糖液温度为650C,再用板框式压滤机在60分钟内完成压滤，再送入二次中和罐，二次中和耗时30分钟，中和后的糖液温度为60°。然后用列管冷却装置（进水温度10°C,出水温度400C）冷却到30°C后，送入发酵罐，列管冷却操作在60分钟内完成。水解工艺流程如下：淀粉+水+盐酸？（水解）？冷却？一次中和？脱色?压滤？移民加拿大二次中和？列管冷却？葡萄糖汁？送去发酵3)无菌空气由JLS型或JPF型空气过滤系统提供。.设计内容1) .设计方案的确定；2) .发酵罐的放大设计；3) .发酵罐的结构设计；生产罐的直径、高度、壁厚设计；搅拌电机功率的确定

5、及搅拌器尺寸设计；进风管设计；蛇管冷却装置设计及冷却水耗量确定；4),绘制培养基制备、空气净化灭菌、发酵生产流程的加拿大移民程设备图；5) .绘制发酵罐的主体结构图(参照生物工程设备23页图1-2-1);6) .对设计过程的评述和有关问题的讨论；(5) .要求1) .作出设计计算说明书(用A4复印纸)，说明书封面用统一格式；2) .用2号图纸的1/4画培养基制备、空气净化灭菌、发酵生产工艺流程图；3) .用2号图纸的1/4画生产罐的结构图；(6) .提示1).完成发酵罐的放大后，按生物工程设备34页表1-2-1选定生产罐的内径口搅拌转速n、搅拌叶轮直径Di、圆筒高H0封头高等。2),搅拌器尺寸参照发酵设备P160图6-45,P162表6-4;3) .计算发酵罐壁厚时，内压选下列两种压力中最大的计算：保压搪玻璃反应罐流加最大液体静水压、灭菌时的蒸汽压力。最后，发酵罐壁厚取15mm。4) .蛇管内冷却水流速1m/s,蛇管可盘成矩环形，盘34圈；蛇管管材选专门用于热交换器的不锈钢管。5) .罐空截面气速Vs