课程设计指导书(酒精).doc

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1、课程设计指导书(酒精)课程设计指导书(酒精)生物工程设备课程设计指导书适用专业:生物工程课程代码:总学时:1周总学分:2编写单位:生物工程学院编写人:批准时间:202*年5月29日生物工程专业工厂设计课程设计指导书一、本课程设计的目的与任务本课程是生物工程专业的一门综合性的实践教学环节，是培养学生综合运用所学知识分析，解决生物工程实际问题能力的一个重要过程。在本课程设计中，通过对发酵设备，如机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、动植物细胞培养反应器，产品分离设备等的设计实践，对学生进行一次发酵设备设计的基本训练，使学生初步掌握发酵设备设计的基本步骤和主要方法，树立正确的设计思想和实事求是，严肃负责的工

2、作作风，为今后从事实际设计工作打下基础通过设计要着重培养、锻炼学生查阅资料、收集数据的能力，迅速准确地进行工程计算的能力以及用简捷的文字，清晰的图示表格和工程制图表达设计结果，说明设计思想的书面表达能力和工程制图能力，以便将来适应现代生物工程技术工作的需要。本课程任务是：撰写简要设计说明书，内容包括前言、物料衡算、设备衡算及选型等；绘制设备图一张。二、课程设计内容：机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、动植物细胞培养反应器，或者产品分离设备等的设计（任选一）。机械搅拌发酵罐：25m,50m,75m,100m,125m,150m333333气升式发酵罐:50m,75m,100m,125m,150m,20

3、0m气升式光生物反应器：15升，30升，50升。该设备可以用于发酵生产以下产品：PHA，谷氨酸，柠檬酸，淀粉酶，糖化酶，抗生素，酒精等（任选一）。也可以进行相应分离设备的设计。根据设备所担负的工艺操作任务和工作性质，确定工作参数；容积的计算，主要尺寸的确定，传热方式的选择及传热面积的确定；动力消耗、设备结构的工艺设计。333333三、课程设计的要求课程设计的规模不同，其具体的设计项目也有所差别，但其基本内容是大体相同，主要基本内容及要求如下：1）人员分组及分工建议以8-9人一小组，每组题目略有不同，每组完成全部设备工艺设计，每人应当完成一个主体设备的工艺及结构设计，若干典型辅助设备选型设计。2

4、）工艺设计和计算根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算，热量衡算，主体设备工艺尺寸计算和简单的机械设计计算，汇总工艺计算结果。3）设计说明书的编制设计说明书应包括设计任务书，目录、前言、设计方案论述，工艺设计和计算，设计结果汇总、符号说明，设计结果的自我总结评价和参考资料等。绘制设备图一张。设备图采用工程制图或计算机AUTOCAD绘制。简装图应标明设备的主要结构与尺寸。四课程设计的基本环节:设计动员、发题、介绍设计题目。查阅资料，拟定设计程序和进度计划，制作设计任务书。调查，收集有关数据，了解设备制造，安装和操作的有关知识，奠定设计感性基础。设计计算，绘图和编制设计说明书。生物工程专业工厂设计

5、课程设计指导书五设计基本依据1机械搅拌生物反应器的型式通用式机械搅拌生物反应器，其主要结构标准如下：高径比：H/D=1.74.0；搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器，DidilB=201554；搅拌器直径：Di=D/3；搅拌器间距：S=(0.951.05)D=3(0.951.05)Di；最下一组搅拌器与罐底的距离：C=(0.81.0)Di；挡板宽度：B=0.1D，当采用列管冷却时，可用列管冷却代替挡板。2反应器用途用于谷氨酸生产的各级种子罐或生产罐，有关设计参数如下：装料系数：种子罐=0.500.65产酸罐=0.650.753发酵液物性参数：密度=1080kg/m-32粘度=2.010Ns/m导热系数=

6、0.621W/m比热CP=4.174kJ/kg43高峰期发酵热：q=33.510kJ/hm-6溶氧系数(亚硫酸盐氧化值)：种子罐kd=5710molO2/mlminatm-6产酸罐kd=6910molO2/mlminatm标准空气通风量：种子罐Q/V=0.60.4(v.v.m.)产酸罐Q/V=0.40.2(v.v.m.)3冷却水与冷却装置冷却水：地下水，水温1820；冷却水出口温度：2326；发酵温度：3233；冷却装置：小种子罐用夹套冷却，大种子罐和生产罐用列管冷却。4设计压力罐内：0.40MPa；夹套0.25MPa。5有关计算公式不通气情况下的搅拌功率：P0NPDin3Z（1）式中：P0不

7、通气情况下的搅拌功率（W）NP功率准数Di搅拌器直径（m）n搅拌转速（rps）液体密度（kg/m3）Z搅拌器组数通气情况下的搅拌功率5生物工程专业工厂设计课程设计指导书02nDi33PPg2.2510Q0.080.39（2）式中：Pg、P0通气、不通气情况下的搅拌功率（kW）n搅拌转速（rpm）Di搅拌器直径（cm）Q通风量（ml/min）溶氧系数Pgkd(2.363.30Z)V0.56vsn0.7109（3）0.7式中：kd溶氧系数（mol/mlminatm）Z搅拌器组数Pg/V单位液体体积搅拌功率（kW/m3）vs空气线速度（cm/min）n搅拌转速（rpm）五、设计任务书一)封面：包括题

8、目，班级，姓名，学号二）课程设计的内容三）课程设计的要求与数据四）课程设计应完成的工作五）课程设计进程安排六）应收集的资料及主要参考文献六、设计说明书学生在课程设计过程中可相互讨论，但要求各自独立完成并撰写设计说明书，设计说明书一般要求在5000字以上，具体内容如下：目录1前言2设计基本依据3工艺设计设备结构及主要尺寸的确定（D、H、HL、V、VL、Di等）；通风量的计算；搅拌功率计算与电机的选择；传热面积及冷却水用量的计算。4设备设计壁厚设计（包括筒体、封头和夹套）。搅拌器与搅拌轴的设计。局部尺寸的确定（包括挡板、人孔、手孔、梯子、视镜及各种进出口接管等）。冷却装置的设计：对于夹套，校核冷却

9、面积；对于列管冷却，确定列管规格、总长及布置。5对本设计的简单评述6参考文献生物工程专业工厂设计课程设计指导书七、考核方法课程设汁成绩的总分为100分。资料收集的质量和数量(20)；工艺流程的正确性和先进性(20)；物料衡算的准确性(20)；设计说明书的格式(20)；图纸质量(20)。关注设计创新性及合理性;资料收集的全面性;物料衡算、能量衡算的正确性;设备选型的合理性;设计说明书的质量及格式;图纸质量;考勤情况及整个设计过程是否按进度计划进行。八、手册与参考书1、梁世中.生物工程设备.北京，中国轻工业出版社，202*2、徐清华.生物工程设备.北京，科学出版社，202*3陈国豪.生物工程设备.

10、北京，化学工业出版社，202*扩展阅读：课程设计指导书(酒精)生物工程设备课程设计指导书适用专业:生物工程课程代码:7403550总学时:1周总学分:2编写单位:生物工程学院编写人:张良批准时间:202*年5月29日生物工程专业工厂设计课程设计指导书一、本课程设计的目的与任务本课程是生物工程专业的一门综合性的实践教学环节，是培养学生综合运用所学知识分析，解决生物工程实际问题能力的一个重要过程。在本课程设计中，通过对发酵设备，如机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、动植物细胞培养反应器，产品分离设备等的设计实践，对学生进行一次发酵设备设计的基本训练，使学生初步掌握发酵设备设计的基本步骤和主要方法，树立正

11、确的设计思想和实事求是，严肃负责的工作作风，为今后从事实际设计工作打下基础通过设计要着重培养、锻炼学生查阅资料、收集数据的能力，迅速准确地进行工程计算的能力以及用简捷的文字，清晰的图示表格和工程制图表达设计结果，说明设计思想的书面表达能力和工程制图能力，以便将来适应现代生物工程技术工作的需要。本课程任务是：撰写简要设计说明书，内容包括前言、物料衡算、设备衡算及选型等；绘制设备图一张。二、课程设计内容：机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、动植物细胞培养反应器，或者产品分离设备等的设计（任选一）。机械搅拌发酵罐：25m,50m,75m,100m,125m,150m333333气升式发酵罐:50m,75m

12、,100m,125m,150m,200m气升式光生物反应器：15升，30升，50升。该设备可以用于发酵生产以下产品：PHA，谷氨酸，柠檬酸，淀粉酶，糖化酶，抗生素，酒精等（任选一）。也可以进行相应分离设备的设计。根据设备所担负的工艺操作任务和工作性质，确定工作参数；容积的计算，主要尺寸的确定，传热方式的选择及传热面积的确定；动力消耗、设备结构的工艺设计。333333三、课程设计的要求课程设计的规模不同，其具体的设计项目也有所差别，但其基本内容是大体相同，主要基本内容及要求如下：1）人员分组及分工建议以8-9人一小组，每组题目略有不同，每组完成全部设备工艺设计，每人应当完成一个主体设备的工艺及结

13、构设计，若干典型辅助设备选型设计。2）工艺设计和计算根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算，热量衡算，主体设备工艺尺寸计算和简单的机械设计计算，汇总工艺计算结果。3）设计说明书的编制设计说明书应包括设计任务书，目录、前言、设计方案论述，工艺设计和计算，设计结果汇总、符号说明，设计结果的自我总结评价和参考资料等。绘制设备图一张。设备图采用工程制图或计算机AUTOCAD绘制。简装图应标明设备的主要结构与尺寸。四课程设计的基本环节:设计动员、发题、介绍设计题目。查阅资料，拟定设计程序和进度计划，制作设计任务书。调查，收集有关数据，了解设备制造，安装和操作的有关知识，奠定设计感性基础。设计计算，绘图和

14、编制设计说明书。生物工程专业工厂设计课程设计指导书五设计基本依据1机械搅拌生物反应器的型式通用式机械搅拌生物反应器，其主要结构标准如下：高径比：H/D=1.74.0；搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器，DidilB=201554；搅拌器直径：Di=D/3；搅拌器间距：S=(0.951.05)D=3(0.951.05)Di；最下一组搅拌器与罐底的距离：C=(0.81.0)Di；挡板宽度：B=0.1D，当采用列管冷却时，可用列管冷却代替挡板。2反应器用途用于谷氨酸生产的各级种子罐或生产罐，有关设计参数如下：装料系数：种子罐=0.500.65产酸罐=0.650.753发酵液物性参数：密度=1080kg/m-3

15、2粘度=2.010Ns/m导热系数=0.621W/m比热CP=4.174kJ/kg43高峰期发酵热：q=33.510kJ/hm-6溶氧系数(亚硫酸盐氧化值)：种子罐kd=5710molO2/mlminatm-6产酸罐kd=6910molO2/mlminatm标准空气通风量：种子罐Q/V=0.60.4(v.v.m.)产酸罐Q/V=0.40.2(v.v.m.)3冷却水与冷却装置冷却水：地下水，水温1820；冷却水出口温度：2326；发酵温度：3233；冷却装置：小种子罐用夹套冷却，大种子罐和生产罐用列管冷却。4设计压力罐内：0.40MPa；夹套0.25MPa。5有关计算公式不通气情况下的搅拌功率：

16、P0NPDin3Z（1）式中：P0不通气情况下的搅拌功率（W）NP功率准数Di搅拌器直径（m）n搅拌转速（rps）液体密度（kg/m3）Z搅拌器组数通气情况下的搅拌功率5生物工程专业工厂设计课程设计指导书02nDi33PPg2.2510Q0.080.39（2）式中：Pg、P0通气、不通气情况下的搅拌功率（kW）n搅拌转速（rpm）Di搅拌器直径（cm）Q通风量（ml/min）溶氧系数Pgkd(2.363.30Z)V0.56vsn0.7109（3）0.7式中：kd溶氧系数（mol/mlminatm）Z搅拌器组数Pg/V单位液体体积搅拌功率（kW/m3）vs空气线速度（cm/min）n搅拌转速（r

17、pm）五、设计任务书一)封面：包括题目，班级，姓名，学号二）课程设计的内容三）课程设计的要求与数据四）课程设计应完成的工作五）课程设计进程安排六）应收集的资料及主要参考文献六、设计说明书学生在课程设计过程中可相互讨论，但要求各自独立完成并撰写设计说明书，设计说明书一般要求在5000字以上，具体内容如下：目录1前言2设计基本依据3工艺设计设备结构及主要尺寸的确定（D、H、HL、V、VL、Di等）；通风量的计算；搅拌功率计算与电机的选择；传热面积及冷却水用量的计算。4设备设计壁厚设计（包括筒体、封头和夹套）。搅拌器与搅拌轴的设计。局部尺寸的确定（包括挡板、人孔、手孔、梯子、视镜及各种进出口接管等）

18、。冷却装置的设计：对于夹套，校核冷却面积；对于列管冷却，确定列管规格、总长及布置。5对本设计的简单评述6参考文献生物工程专业工厂设计课程设计指导书七、考核方法课程设汁成绩的总分为100分。资料收集的质量和数量(20)；工艺流程的正确性和先进性(20)；物料衡算的准确性(20)；设计说明书的格式(20)；图纸质量(20)。关注设计创新性及合理性;资料收集的全面性;物料衡算、能量衡算的正确性;设备选型的合理性;设计说明书的质量及格式;图纸质量;考勤情况及整个设计过程是否按进度计划进行。八、手册与参考书1、梁世中.生物工程设备.北京，中国轻工业出版社，202*2、徐清华.生物工程设备.北京，科学出版社，202*3陈国豪.生物工程设备.北京，化学工业出版社，202*第 10 页 共 10 页