機械攪拌發(fā)酵罐和氣升式發(fā)酵罐哪個效果更好
如機械攪拌 發(fā)酵罐、氣升式 發(fā)酵罐、動 植物細胞培養(yǎng)反應器，蒸發(fā)結晶設備、蒸餾設備等的設計實踐，對我們進行一次生化過程發(fā)酵設備設計的基本訓練，使我們初步掌握發(fā)酵設備設計的基本步驟和主要方法，樹立正確的設計思想和實事求是，嚴肅負責的工作作風，為今后從事實際設計工作打下基礎機械攪拌生物反應器的型式 通用式機械攪拌生物反應器，其主要結構標準如下： ①高徑比：H/D=1.7-4.0 ②攪拌器：六彎葉渦輪攪拌器,Di:di:L:B=20:15:5:4 ③攪拌器直徑：Di=D/3 ④攪拌器間距：S=(0.95-1.05)D ⑤下一組攪拌器與罐底的距離：C=(0.8-1.0)D ⑥擋板寬度：B=0.1D，當采用列管式冷卻時，可用列管冷卻代替擋板 (2)、反應器用途 用于味精生產(chǎn)的各級種子罐或發(fā)酵罐，有關設計參數(shù)如下： ①裝料系數(shù)：種子罐0.50-0.65 發(fā)酵罐0.65-0.8 ②發(fā)酵液物性參數(shù)：密度1080kg/m3 粘度2.0×10-3N.s/m2 導熱系數(shù)0.621W/m.℃ 比熱4.174kJ/kg.℃ ③高峰期發(fā)酵熱3-3.5×104kJ/h.m3 ④溶氧系數(shù)：種子罐5-7×10-6molO2/ml.min.atm 發(fā)酵罐6-9×10-6molO2/ml.min.atm ⑤標準空氣通風量：種子罐0.4-0.6vvm 發(fā)酵罐0.2-0.4vvm (3)、冷卻水及冷卻裝置 冷卻水：地下水18-20℃ 冷卻水出口溫度：23-26℃ 發(fā)酵溫度：32-33℃ 冷卻裝置：種子罐用夾套式冷卻，發(fā)酵罐用列管冷卻發(fā)酵罐主要由罐體和冷卻列管，以及攪拌裝置，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25M3通風發(fā)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(jù)發(fā)酵 微生物產(chǎn)生的發(fā)酵熱、發(fā)酵罐的裝液量、冷卻方式等進行冷卻裝置的設計、計算;根據(jù)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。生產(chǎn)能力、數(shù)量和容積的確定 ①發(fā)酵罐容積 V=25m3 ②生產(chǎn)能力計算：現(xiàn)每天產(chǎn)99%純度的味精2t ，谷氨酸發(fā)酵周期為48h(包括發(fā)酵罐清洗、滅菌、進出物料等輔助操作時間)，則每天需糖化液體積為V 。每天產(chǎn)純度為99%的味精2t，每噸100%的味精需糖液15.66m3。 V =15.66×2×99%=31m3 設發(fā)酵罐填充系數(shù)φ=70%，則每天需要發(fā)酵罐的總容積為V (發(fā)酵周期為48h) V = V /φ=31/0.7=44.3m3 ③發(fā)酵罐個數(shù)的確定：計算發(fā)酵罐容積時有幾個名稱需明確。 a、 裝液高度系數(shù)，指圓筒部分高度系數(shù)，封底則與冷卻管、輔助設備體積相抵消。 b、公稱容積，指罐的圓柱部分和底封頭容積之和，并圓整為整數(shù)。 c、罐的全容積，指罐的圓柱部分和兩封頭容積之和。 本次設計所需發(fā)酵罐個數(shù)為：N= =3.5個 取圓整得：N=4個 實際產(chǎn)量驗算： =677.42t/a 富裕量： =12.9% 能滿足產(chǎn)量要求。主要尺寸計算 發(fā)酵罐全體積為V =25m3 橢圓形封頭體積：V = 式中： -橢圓封頭的直邊高度，m =0.05m -橢圓封頭短半軸長度， = 而，V = ≈ =25 將H/D=2代入上式得：D=2.4m，H=2D=4.8m V = ≈2m3 6 公稱體積V = V -V =25-2=23m3 驗算全容積 V ： V =V +2 V = = ≈25.7 (3) 冷卻面積的計算：為了保證發(fā)酵罐在旺盛、微生物消耗基質多以及環(huán)境氣溫時也能冷下來，必須按發(fā)酵生成熱量高峰、一年中熱的半個月的氣溫下，冷卻水可能達到溫度的惡劣條件下，設計冷卻面積。 計算冷卻面積使用牛頓傳熱定律公式，即：F= 發(fā)酵過程的熱量計算有許多方法，但在工程計算時更可靠的方法仍然是實際測得的每1m3發(fā)酵液在每1h傳給冷卻器的大熱量。
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