50M3機械攪拌通風發酵罐的設計說明書

2022-11-30 11:00:05 字數 1919 閱讀 7835

6設計50m3機械通風發酵罐,應用基因工程菌株發酵生產檸檬酸,產物是初級代謝產物,牛頓型流體,二級發酵。發酵罐高徑比為2.8,生產場地為南方某地,蛇管冷卻,初始水溫:

18℃,出水溫度26℃。

設計方案的擬定

我設計的是一台50m3機械攪拌通風發酵罐,

設計50m3機械通風發酵罐,應用基因工程菌株發酵生產檸檬酸,產物是初級代謝產物,牛頓型流體,二級發酵。發酵罐高徑比為2.8,生產場地為南方某地,蛇管冷卻,初始水溫:

18℃,出水溫度26℃。

1. 設計方案的擬定

我設計的是一台50m3機械攪拌通風發酵罐,發酵生產檸檬酸。經查閱資料[1],得知生產鏈黴素的菌種有黑麴黴、溫氏麴黴、梨形毛黴、淡黃青黴、二歧擬青黴、棒麴黴、泡盛麴黴、芬麴黴、丁二烯酸麴黴、齋藤麴黴及宇佐美麴黴、綠色目黴、黑粉黴等,綜合生產能力、菌種穩定性、傳統經驗等因素選擇黑麴黴,該菌種最適發酵溫度為30℃,ph為2-3,培養基為蔗糖發酵培養基,主要由蔗糖、硝酸銨、鹽酸和水合硫酸鎂等所組成。

發酵罐主要由罐體、封頭、冷卻蛇管、攪拌裝置、傳動裝置、軸封裝置、人孔和其它的一些附件組成。這次設計就是要對機械攪拌通風發酵罐的幾何尺寸進行計算;考慮壓力,溫度,腐蝕因素,選擇罐體材料,確定罐體外形、罐體和封頭的壁厚;根據發酵微生物產生的發酵熱、發酵罐的裝液量、冷卻方式等進行冷卻裝置的設計、計算;根據上面的一系列計算選擇適合的攪拌裝置,傳動裝置,和人孔等一些附件的確定,完成整個裝備圖,完成這次設計。

這次設計包括一套圖樣,主要是裝配圖,還有乙份說明書。而繪製裝配圖是生物工程裝置的機械設計核心內容,繪製裝配圖要有合理的選擇基本檢視和各種表達方式,有合理的選擇比例,大小,和合理的安排幅面。說明書就是要寫清楚設計的思路和步驟,把整個設計的運算過程和相應的**列明。

表1-1 發酵罐主要設計條件

步驟專案及代號引數及結果備註

1 發酵菌種黑麴黴

2 工作壓力 0.20mpa

3 設計壓力 0.25mpa

4 發酵溫度 30

5 設計溫度 150

6 冷卻方式蛇管冷卻

7 培養基蔗糖發酵培養基

8 工作ph2—3

9 設定ph3

2 罐體幾何尺寸的確定

2.1夾套反應釜的總體結構

夾套反應釜主要由攪拌容器,攪拌裝置,傳動裝置,軸封裝置,支座,人孔,工藝接管和一些附件組成。攪拌容器分罐體和夾套兩部分,主要由封頭和筒體組成,多為中、低壓壓力容器;攪拌裝置由攪拌器和攪拌軸組成,其形式通常由工藝設計而定;傳動裝置是為為帶動攪拌裝置設定的,主要由電機,減速器,聯軸器和傳動軸等組成;軸封裝置為動密封,一般採用機械密封或填料密封;它們與支座,人孔,工藝接管等附件一起,構成完整的夾套反應釜。

2. 2 幾何尺寸的確定

根據工藝引數和高徑比確定各部幾何尺寸;高徑比h /d=2.8,則h=2.8d

初步設計:設計條件給出的是發酵罐的公稱體積(50)

公稱體積v --罐的筒身(圓柱)體積和底封頭體積之和

發酵罐全體積近似:

可得罐體直徑d2879mm,取整d=2900mm,h=2.8d=8120mm

根據直徑d查文獻資料[7]可得封頭總高度765mm,封頭體積3.12m3,

h0=8120-765×2=6590mm,

由此可得di = 1/3d= 1/3×2900=966.77mm 取整970mm

b = 0.1d=0.1×2900=290mm

s = 3di=3×970=2910mm

c = di=970mm

ha=0.25d=0.25×2900=725mm

hb=765-725=40mm

hb-橢圓封頭的直邊高度

c -底攪拌葉至底封頭高度

di -攪拌葉直徑

d-罐體直徑

ho -罐體直筒部位高度

b- 擋板寬度

ha -橢圓封頭短半軸長度

s -攪拌葉間距

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