立方米林可霉素机械通风发酵罐设计.docx

生物与化学工程学院
课程设计报告
题目200m3林可霉素机械搅拌通风发酪罐系统的放大设计
生物反应工程与设备课程设计任务书
学院
生化学院
专业班级
姓名
所在组别
设计题目
200m3林可霉素机械搅拌通sonrespiratorysysteminfection,,includingdeterminationofsizeoffermentationtankandthemaincomponentsoftheselectionandcalculationofpower,agitator,andthecalculationofcoolingequipment.
关键词：林可霉素；发酵罐；设计
Keywords:lincomycin;fermentationtank;design;
目录
概述1
微生物生物反应器的研究与应用概述2
微生物反应器的研究和应用进展1
发酵罐设计前景1
林可霉素2
林可霉素结构2
林可霉素的生物合成途径2
罐体几何尺寸的确定3
夹套反应釜的总体结构3
几何尺寸的确定3
罐体主要部件尺寸的设计计算5
罐体5
罐体壁厚5
封头壁厚计算5
搅拌器6
人孔和视镜6
接口管6
冷却装置设计8
冷却方式8
装液量8
冷却水耗量8
冷却面积9
搅拌器轴功率的计算10
不通气条件下的轴功率P010
通气搅拌功率Pg的计算10
电机及变速装置选用11
主要符号说明错误!未定义书签。
设计小结13
参考文献14
1
200M林可霉素机械搅拌通风发酪罐系统的放大设计
概述
微生物生物反应器的研究与应用概述
微生物反应器和酶反应器发展至今，已经形成了多种类型：在操作方式上，间歇式、
连续式和半间歇式均已得到研究和应用；在反应器结构特征上，目前已发展了釜/罐
式、管式、塔式、膜式等类型；在能量的输入方式上，目前已发展了通过机械搅拌输
入能量的机械搅拌式、利用气体喷射动能的气升式和利用泵对液体的喷射作用而使液体
循环的生物反应器等；在生物催化剂在反应器中的分布方式上，目前已发展了生物团
块反应器和生物膜反应器，其中生物团块反应器根据催化剂相态的不同又发展了填充
床、流化床、生物转盘等多种型式的生物反应器；在反应器内的流动和混合状态上，
目前生物反应器已发展至全混流型生物反应器和活塞流型生物反应器。
微生物反应器的研究和开发需要经历三个阶段：①实验室阶段一一微生物的筛选和培养基的研究，在摇瓶培养或1〜3L反应器中进行；②中试阶段一一5〜500L规模小型反应器，环境因素最佳操作条件研究；③工厂化规模生产一一实验生产至商
业化生产，提供产品并获得经济效益。酶反应器和下述的细胞生物反应器研究也同样需
要经历实验室阶段、中试阶段和规模生产阶段。在三个阶段中，尽管生物反应过程相同，
但规模的不同使反应溶液的混合状态、传质与传热速率等不尽相同，如何让微生物、酶、细胞充分与外界接触并完成生化过程，达到足够高的反应效率，在工艺上都会有许多新
的困难。反应器类型的多样性和工艺的复杂性一方面提高了反应器研究和应用的难度，
另一方面也给生物反应器的研究和发展带来了巨大的空间。例如，近年来，膜生物反应器在污水处理中的研究和应用不断发展。
微生物反应器的研究和应用进展
膜生物反应器在污染处理中的应用是近年来微生物反应器的研究和应用进展的代
表性技术之一。除此之外，结合数学、动力学、化工工程原理、计算机等技术研究微生
物反应器和酶反应器中的生化过程，使其过程控制的工艺更为合理，而固液分离技术（离
心分离、过滤分离、沉淀分离等工艺）、细胞破壁技术（超声、高压剪切、渗透压、表
面活性剂和溶壁酶等）、蛋白质纯化技术（沉淀法、色谱分离法和超滤法等）等下游技
术的发展促进了生物反应器设计水平的提高。另一方面，近年来基因工程技术等的发展
推动了微生物反应器研究的快速进步。例如，乙酸氧化脱硫单胞菌（Geobactersulfurreducens）、泥土杆菌科（Geobacteraceae）的电极还原微生物等细菌的发现和
改造与质子交换膜（PEM的技术进步，共同推动了微生物燃料电池（MFC技术的发展和应用。
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发酵罐设计前景
生物反应器是多学科交叉的生物技术领域，是21世纪生物工程发展的重要前沿之
一。近年来，国内外利用动物、植物和微生物生物反应