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《發(fā)酵產(chǎn)酸性蛋白酶草稿》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、江西科技師范學(xué)院生物工程專業(yè)《化工原理課程設(shè)計(jì)》說(shuō)明書題目名稱1000L發(fā)酵罐發(fā)酵生產(chǎn)酸性蛋白酶 專業(yè)班級(jí)09級(jí)生物工程1班學(xué)號(hào)--------------------------------------------學(xué)生姓名___________________指導(dǎo)教師 ________2011年10月31日目錄一、設(shè)計(jì)方案11.1設(shè)計(jì)條件11.2發(fā)酵工藝11.2.1發(fā)酵工藝圖11.2.2菌種的選擇21.2.3菌種培養(yǎng)基的配制21.3發(fā)酵罐尺寸及整體設(shè)計(jì)21.4補(bǔ)料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2二、計(jì)算32.1發(fā)酵罐圓筒壁厚的計(jì)算32.2通風(fēng)量的計(jì)算32.3傳熱量的計(jì)算32.3.1發(fā)酵熱32.3.2冷卻水用
2、量42.3.3冷卻器面積計(jì)算42.4攪拌器軸功率計(jì)算42.4.1不通氣條件下的軸功率P042.4.2通氣攪拌功率Pg的計(jì)算42.5接口管的計(jì)算5三、設(shè)備選型63.1攪拌器的選擇63.2電機(jī)及變速裝置選用63.3擋板63.4管道接口63.5儀表接口73.6支座選擇73.7手孔73.8視鏡73.9軸封類型的選定7四、附錄8附錄1計(jì)算結(jié)果匯總表8附錄2攪拌功率的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果表8附錄3發(fā)酵罐冷卻裝置設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果9附錄4設(shè)備選型匯總表9附錄5查氏培養(yǎng)基9五、總結(jié)10六、參考文獻(xiàn)及資料11一、設(shè)計(jì)方案蛋白酶做為一種重要的工業(yè)酶制劑，作為一種較早被人們了解的酶類現(xiàn)在正在人類的生活中發(fā)揮巨大的作用，特別是酸性
3、蛋白酶以其作用的廣泛性﹑高效率越來(lái)越多的受到了人們的關(guān)注。本設(shè)計(jì)以容積為1000L規(guī)模，針對(duì)酸性蛋白酶發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中最主要的設(shè)備發(fā)酵罐進(jìn)行了模擬設(shè)計(jì)和選型。本論文進(jìn)行工藝計(jì)算﹑主要設(shè)備工作部件（如罐體﹑罐體壁厚﹑封頭壁厚計(jì)算﹑攪拌器﹑儀表接口﹑人孔和視鏡﹑管道接口等）尺寸的設(shè)計(jì)。1.1設(shè)計(jì)條件1000L發(fā)酵罐發(fā)酵生產(chǎn)酸性蛋白酶。1.2發(fā)酵工藝1.2.1發(fā)酵工藝圖黑曲霉斜面培養(yǎng)搖瓶擴(kuò)大培養(yǎng)種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)豆餅粉、玉米、魚粉、無(wú)機(jī)鹽發(fā)酵空氣空氣壓縮機(jī)冷卻氣液分離過(guò)濾除菌pH5.5溶解沉淀粗酸性蛋白酶母液離子交換處理過(guò)濾溶解過(guò)濾，濾液加入硫酸銨至濃度55%，壓濾溶于pH2.5，0.005mol/L乳酸
4、緩沖液，離子交換樹(shù)脂脫色濃縮干燥、磨粉酸性蛋白酶脫鹽pH340℃40℃pH自然通氧30℃預(yù)處理30℃酸性蛋白酶發(fā)酵工藝流程圖111.2.2菌種的選擇本實(shí)驗(yàn)選用黑曲霉作為菌種，發(fā)酵生產(chǎn)酸性蛋白酶，該霉菌株在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心的保藏編號(hào)為3.350。1.2.3菌種培養(yǎng)基的配制查氏培養(yǎng)基，見(jiàn)附錄5。1.3發(fā)酵罐尺寸及整體設(shè)計(jì)a﹑公稱容積，指罐的圓柱部分和底封頭容積之和。b、罐的全容積，指罐的圓柱部分和兩封頭容積之和。工藝參數(shù)和高徑比確定各部幾何尺寸：設(shè)定高徑比H/D=2，則H=2D。設(shè)定全體積V０，=1000L=1，ha=0.25D。公稱體積V－罐的筒身（圓柱）體積和底封頭體
5、積之和。全體積V０－罐的筒身（圓柱）體積和上下封頭體積之和。圓柱體積VC上封頭體積=下封頭體積=VbV0=VC+2VbVC=(π/4)D2HVb=，可近似Vb=(π/24)D3V0=(π/4)D2H+2(π/24)D3=(7π/12)D3代入V0=1即可求得D≈0.82m發(fā)酵罐實(shí)際體積V0=(7π/12)D3=1010Lha為橢圓短半軸長(zhǎng)度，hb為橢圓封頭的直邊高度攪拌器直徑Di=D/3=0.27m發(fā)酵罐帶兩組攪拌器，其間距S=3Di=0.82m最下面一組攪拌器與灌底的距離C=Di=0.27m擋板寬B=0.1D=0.082m，ha=0.25D=0.205m罐身高H=2D=1.641.4補(bǔ)料系統(tǒng)
6、的設(shè)計(jì)本發(fā)酵罐拆采用分批發(fā)酵，不需要設(shè)計(jì)補(bǔ)料系統(tǒng)。11二、計(jì)算2.1發(fā)酵罐圓筒壁厚的計(jì)算該發(fā)酵罐采用雙面對(duì)焊GB150-89鋼制焊接壓力容器，許用應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)為：[a]t＝137MPa。計(jì)算發(fā)酵設(shè)備圓筒壁厚的一些參數(shù)如下：計(jì)算壁厚：=PD/(230[a]t-P)+C式中：—計(jì)算壁厚mm；P—計(jì)算壓力，本實(shí)驗(yàn)壓力在7.6×103Pa=760MPa；Di—內(nèi)徑，82mm；[a]t—設(shè)計(jì)溫下的許用應(yīng)力；—焊封系數(shù)(與焊接方法及無(wú)損探傷有關(guān))，取0.8；設(shè)計(jì)壁厚：設(shè)＝壁厚+腐蝕量CC—腐蝕量(每年腐蝕的量)，C取3mm=PD/(230[a]t-P)+C=(760×82)/(230×0.8×137-760)
7、+3=5.55≈6mm2.2通風(fēng)量的計(jì)算前24h前的通風(fēng)量為=0.25×0.66=0.165/min通風(fēng)管口直徑為40mm，截面積S=π（d/2）2=3.14×10-4m2通風(fēng)速度V=通風(fēng)量Q/截面積S=0.165/(3.14×4×10-4×60)=2.2(m/s)24～48h的通風(fēng)量為=0.5×0.66=0.33/minV=Q/S=0.33/(3.14×4×10-4×60)=4.4(m/s)48
