谷氨酸发酵罐设计+CAD图纸(2)
5.3 管法兰 33
5.3.1 管法兰的类型与密封面形式 33
5.3.2 管法兰的密封垫片 34
5.4支座 35
6结论 39
致谢 40
参考文献 41
1 绪论
1.1 课题背景及研究现状
1.1.1 发酵罐概述
发酵罐，指工业上用来进行微生物发酵的装置。其主体部分一般用不锈钢板制成的主式圆筒，其容积在1m3至数百m3。在设计和加工中应注意结构严密，合理。能耐受蒸汽灭菌、有一定操作弹性、内部附件尽量减少（避免死角）、物料与能量传递性能强，并可进行一定调节以便于清洗、减少污染，适合于多种产品的生产以及减少能量消耗。用于厌气发酵(如生产酒精、溶剂)的发酵罐结构可以较简单。用于好气发酵(如生产抗生素、氨基酸、有机酸、文生素等)的发酵罐因需向罐中连续通入大量无菌空气，并为考虑通入空气的利用率，故在发酵罐结构上较为复杂，常用的有机械搅拌式发酵罐、鼓泡式发酵罐和气升式发酵罐。
发酵罐按使用范围可分为实验室小型发酵罐、中试生产发酵罐、大型发酵罐等，并且广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业，罐体设有夹层、保温层、可加热、冷却、保温。罐体与上下填充头（或锥形）均采用旋压R角加工，罐内壁经镜面抛光处理，无卫生死角，而全封闭设计确保物料始终处一无污染的状态下混合、发酵，设备配备空气呼吸孔，CIP清洗喷头，人孔等装置。
1.1.2 谷氨酸发酵介绍
在发酵过程中，氧、温度、pH和磷酸盐等的调节和控制如下：①氧。谷氨酸产生菌是好氧菌，通风和搅拌不仅会影响菌种对氮源和碳源的利用率，而且会影响发酵周期和谷氨酸的合成量。尤其是在发酵后期，加大通气量有利于谷氨酸的合成。其中谷氨酸棒状杆菌在溶氧不足时产生的是乳酸或琥珀酸。②温度。菌种生长的最适温度为30～32 ℃。当菌体生长到稳定期，适当提高温度有利于产酸，因此，在发酵后期，可将温度提高到34～37 ℃。③pH。谷氨酸产生菌发酵的最适pH在7.0～8.0。但在发酵过程中，随着营养物质的利用，代谢产物的积累，培养液的pH会不断变化。如随着氮源的利用，放出氨，pH会上升；当糖被利用生成有机酸时，pH会下降。其中谷氨酸棒状杆菌在pH呈酸性时生成乙酰谷胺酰胺。④磷酸盐。它是谷氨酸发酵过程中必需的，但浓度不能过高，否则会转向缬氨酸发酵。发酵结束后，常用离子交换树脂法等进行提取。
图1.1 谷氨酸发酵过程
1.1.3 发酵罐的结构设计与密封
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。随着生化技术的提高和生化产品的需求量不断增加，对发酵的大型化、节能和高效提出了越来越高的要求。
陈余[1]从发酵罐的几何尺寸、通气和搅拌、传热、能量消耗、测量仪表和控制等方面浅谈发酵罐的选型设计。
李刚[2]通过对实验测得的数据分析，在热传导机理上对列管式冷凝器和喷淋式冷凝器的结构特点以及工作状态进行了研究，得出列管式冷凝器的热量传递是在冷凝器内部，即列管壁完成的，冷却水吸收热量，提高自身温度。
孟根其其格[3]根据工艺要求，按物料的容积、重量、特点、传热的形式、安装、文修要求来确定发酵罐的结构形式和外形尺寸。