混合式发酵罐设计开题报告

全文总字数：2095字

1. 研究目的与意义

目前，对于柠檬酸、酵母等介质发酵通常采用通风式发酵罐，其原理是在发酵过程中将空气通入发酵液中以提供微生物所消耗的氧。通风式发酵罐主要有机械搅拌式和气升式二种型式。本设计基于使得空气中氧气和发酵液充分混合的目的，进行机械搅拌式和气升式组合的混合式发酵罐设计，为这种设备在生物工程中推广应用奠定基础。

现有的搅拌发酵罐已不能适应某些特定的发酵过程,因此如何改造传统发酵罐，设计开发新型节能的混合式发酵罐，无疑对降低成本、增加效益具有重要的意义。

2. 国内外研究现状分析

发酵罐是发酵工厂中最基本最重要的设备，发酵的目的是使微生物大量分泌抗菌素。发酵罐是一种生化反应设备，搅拌反应器由搅拌容器和搅拌机两大部分组成。发酵罐的型式有标准式发酵罐、自吸式发酵罐、气升式发酵罐、喷射式叶轮发酵罐、外循环发酵罐和多孔板塔式发酵罐等。在发酵工业中，仍数兼具通气又带搅拌的标准式发酵罐用途最为普遍，标准式发酵罐被广泛应用于抗生素、氨基酸、柠檬酸等各个领域。陈余浅谈了关于发酵罐的选型设计，由于发酵的产品不同、菌种不同，所以发酵罐的工艺要求也不同。

在化工生产中, 搅拌作为一种重要的工艺过程被广泛应用于物料的混合、分散、缩合及聚合等过程, 但由于物料特性不同, 对一些高粘度、非均相流体的搅拌, 采用通常的液相搅拌装置不易达到理想的效果。为此，必须针对流体特性和工艺过程特点，对搅拌器进行合理的结构设计和组合，以满足工艺过程的需要。石油化工研究院的邬霞萍使用的一种组合式搅拌器缩合反应釜搅拌器就有很好的效果。而影响搅拌器设计的因素有很多，如搅拌功率、固形物的壁面沉积、粉末流动等，b. f. c. laurent，j. bridgewater对粉末流动作了研究，实验结果表明，对六叶搅拌器只影响轴向运动，对径向和角速度无影响；短桨搅拌器呈现更激烈的轴向搅拌。上海第三制药厂的曹震琴等在参考日本和国内化工行业技术情报的基础上，研制了发酵罐直叶涡轮搅拌器，加快氧和物质的传递速度，提高搅拌效率。

压力容器设计范围很广，材料、结构、制造和检验等各个环节，环环相扣，缺一不可。可对反应釜而言，问题出的最多的恰恰是搅拌轴的配合。陆亚伟、陆燕、柯沁等人对反应釜中搅拌轴的设计作了研究，该发酵罐运行一年来，工作一切正常，可见，对反应釜来说，其强度、刚度的校核固然重要，同时，也不能忽视对搅拌轴的公差配合的正确选用。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：开发设计一套混合式发酵罐。

时间安排：

1~3周 (2.13~3.4）：调研及查阅文献，翻译外文资料，完成开题报告；

4. 研究创新点

无