文档介绍：江西科技师范学院
生物工程专业《化工原理课程设计》说明书
题目名称
专业班级
学号
学生姓名
指导教师
2011年10月31日
目录
一、设计方案的拟定 1
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罐体 3
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接口管 4
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二、计算 7
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三、设备选型 9
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四、附录 12
五、总结 15
六、参考文献 16
一、设计方案的拟定
维生素A的化学名为视黄醇，是最早被发现的维生素。维生素A有两种。一种是维生素入醇（retionD,是最初的维生素A形态（只存在于动物性食物中）；另一种是胡萝卜素（carotene）,在体内转变为维生素A的预成物质｛provitaminA,可从植物性及动物性食物中摄取）。本论文针对&-胡萝卜素的发酵生产进行工艺计算、主要设备工作部件（如罐体、罐体壁厚、封头壁厚计算、搅拌器、仪表接口、人孔和视镜、管道接口等）尺寸的设计。

22000L机械搅拌通风式发酵罐发酵生产维生素Ao

许多种微生物都能合成胡萝卜素，如接合笄霉、三抱布拉氏霉菌、好食链泡霉、耐盐杜氏藻和绿藻等菌丝中形成的大量类胡萝卜素都可应用于工业生产。其中以三抱布拉氏霉菌的雄株（+ ）和雌株（一）的混合培养产量最高。

种子罐混合培养
y发酵罐发酵
发酵罐装发酵培养基，接种子液28°C通气搅拌培养185h
维生素A发酵工艺流程

菌种培养基及发酵培养基成分参考文献E。

发酵两天后加入前体&-紫罗兰酮，与此同时加入异烟腓和5%煤油以提高产量。继续发酵3~6天，通100°C蒸汽10min~15min,进行温热杀死培养物以终止发酵，阻止&- 胡萝卜素被酶分解。
发酵液滤去菌体，因为&-胡萝卜素是在菌丝体内形成的，所以过滤后取其菌丝在真空中干燥16h~20h （50°C~55°C）,然后用石油酷提取，最后用层析柱法分离提纯得&- 胡萝卜素成品（最高产量可达2870mg/L）o

发酵罐主要由罐体和冷却蛇管，以及搅拌装置，传动装置，轴封装置，人孔和其它的一些附件组成。这次设计就是要对22m3通风发酵罐的几何尺寸进行计算；考虑压力，温度，腐蚀因素，选择罐体材料，确定罐体外形、罐体和封头的壁厚；根据发酵微生物产生的发酵热、发酵罐的装液量、冷却方式等进行冷却装置的设计、计算；根据上面的一系列计算选择适合的搅拌装置，传动装置，和人孔等一些附件的确定,完成整个装备图，完成这次设计。

根据工艺参数和高径比确定几何尺寸；高径比H/D=,则H=
初步设计：设计条件给出的是发酵罐的全体积（22H?）
全体积Vo —公称体积和上封头体积之和
公称体积V—罐的筒身（圆柱）体积和底封头体积之和
由发酵罐的全容积公式V = ¥d2 H° + 2〔Hb+gD］可以计算出罐体直径
D = ；罐体总高度 H = = ,取整为 5720mm
查阅文献⑶，当公称直径D N=2300mm时，标准椭圆封头的曲面高
ha = 575mm,直边高度hb = 40mm ,总深度为Hf=615mm,内表面积Af = ,
容积 Vf =
可得罐筒身高
Ho = H-2Hr = 5680- 2x 615mm = 4450mm
则此时Ho/D = 4450/2300 = ,与前面的假设相近，
故可认为D = 2300mm是合适的
发酵罐的全体积V =rt/4D 3 3
搅拌叶直径取 D; = 700mm -其中 D;/D = 700/2300 « ,符合 D，D = （