庆大霉素发酵工艺设计

庆大霉素发酵工艺 7 14t,a庆大雷素发酵罐工艺设计7(1 概述 发酵设备是发酵工厂中最基本最主要的设备，发酵的目的是使微生物大量分泌目的产物，发酵罐就是为菌种在适宜的条件下生长、繁殖及分泌目的产物(如抗菌素)的设备。发酵罐的型式有式、无机械搅拌式和自吸式等多种型式，而标准式是目前发酵工厂采用最普遍最成熟的发酵设备。由于发酵产品不同，使用菌种各异，所以发酵的工艺要求也不同c发酵罐工艺设计条件随发酵过程的特点和要求不同而不同，但发酵罐的工艺设计基本一 a庆大霉素发酵工艺为例，介绍标淮式发酵罐容积及尺寸的确定，搅拌样。本专以14t, 器的选型及功率、冷却负荷、蒸汽用量、压缩空气用量等工艺计算以及设备选用。7，2 已知条件 年产量:G,14t(庆大霉素) 年工作日:Af,330d 发酵周期:c,6d 发酵平均单位:,4m,1500单位,mL7(3 工艺计算成品效价:,Lp,590单位,mg装料系数:6p,70,提炼总收率:刀，,84,发酵液密度:1050k9,m?7(3(1 由年产量决定每天放罐发酵液体积(m’,d) f,d,1000q6?, (蜘m刀p) ,1000X14×590, (330×1500×o(84)7(3(2 发酵罐容积r。(m’)和台数的确定 计,rd,(ztdg)n d,每天放罐耀数，一般每天放l—2罐，取n d,1;(p,发酵罐装料系数，一般70,—90,，取70,;r。,19(86,(1x o(7),28(37，根据国内发酵罐系列取r。,30m’(见表3(7—1)。 nd x 6,6;发酵周期,每罐批发酵时间十辅助时间;辅助时间操作 发酵罐总台数:r2, 时间十移种时间t放罐压料时间十清洗检修时间。7(3(3 发酵罐实际产量 年产量(t,a):(30,28。37)x14:14(80;日产量(k9,d?台):14(80×10’,3307(3(4 每吨产品需要发酵液量(m’,t) 30×0(7,0(04448,468(337，3(5 发酵罐几何尺寸的确定 标准式发酵罐的简体高度和直径比:0‘1(2m时，一般价D 确定发酵罐直径和高度 发酵罐的容量—般指圆筒体的体积加椭圆形底的体积。 r。,Vc十Vb进料时间?灭菌1(75。2;D,1(2m时，价0,2。3。式中:y。为发酵罐公称容量，m‘;yr为筒体体积，m‘;T‘;为椭圆底体积，m:。 根据标准式发酵罐系列(见表3(7—1)选0,2。6m，则刃,2D,5(2m o 7(3(6 发酵罐搅拌装置及轴功率计算7(3(6(1搅拌装置 发酵罐的搅拌器一般都采用具有圆盘的涡轮搅拌器，搅拌叶的型式有平叶、弯叶、箭叶三种，通常有六个叶片均匀排列在圆盘上，三种搅拌器的结构如图3(7—1。 三种搅拌器型式比较如下: 功率消耗:平叶，弯叶，箭叶 发酵液中气含率:平叶，弯叶,箭叶 轴向混合效果:箭叶,弯叶，平叶 搅拌叶型式的选择是发酵罐设计中的一个关键，国外普通采用六平叶涡轮式搅拌器，我国由于种种原因，普遍采用六弯叶或六箭叶圆盘涡轮式，本设计因为罐小要求加强轴向混合，故选用六箭叶圆盘涡轮式。7(3(6(2 搅拌轴功率计算 目前我国发酵工业多倾向于用不过高的通气量，采用加强搅拌强度来进行发酵生 产。一般认为抗生素发酵搅拌功率消耗为1m’发酵液2—4kw。 (1)先求不通风条件下的搅拌功率 不通风情况下搅拌功率的大小随着液体的性质、搅拌器的形式和罐的结构尺寸而不同，经过大量的科学实验和生产实践，搅拌功率已归纳成儿(功率准数)和R6(搅拌雷诺准数)之间的函数关系，11: 川p,八R6),尸,(尸n’D:) (3(7—1)式中:尸,搅拌功率，W 0i,搅 m’ 拌器直径，mn,搅拌器转速，?， 尸,液体密度，kg, 计算搅拌所需的轴功率，应先求出搅拌时罐内流体的R6值，根据R6值判断流体流动的状态，再确定用哪一个公式来计算轴功率。 R6计算:R6:0iwk个 已知:0i,0，87m;2u,霄?Din,60(35cC时的粘度)。3(14×o(87×107,60,7(75小s，p,1050kg,m;，灿,1(06mPa?s Re，10‘处于湍流状态，从NP。R6图上查得六箭叶涡轮桨NP,3(9 牛顿型流体:R6章10‘为湍流;R6毒10为滞流;10事R6妻10‘为过渡流。 上述公式(3(7—1)适用于湍流和过渡流，过渡流时NP不是常数，必须从NP“R6曲线图3(7—2查得。 自托6,IU，偶丁而况区， 囚上团实验得出的曲线看，该区从不随R6的增加而增加，基本上趋于水平线，也就是说儿为一常数。六平叶涡轮桨，儿,6(2;六弯叶涡轮桨，NP,4(8;六箭叶涡轮桨，JVp,3(9。 通常发酵罐内发酵液都需要处于揣流状态，因此使用NP—Re线图计算无通气时的搅拌功率极为方便，算出Re，