課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(酒精)
《生物工程設(shè)備課程設(shè)計(jì)》
指導(dǎo)書
適用專業(yè):生物工程課程代碼:
總學(xué)時(shí):1周總學(xué)分:2編寫單位:生物工程學(xué)院編寫人:
批準(zhǔn)時(shí)間:201*年5月29日
《生物工程專業(yè)工廠設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書
一、本課程設(shè)計(jì)的目的與任務(wù)
本課程是生物工程專業(yè)的一門綜合性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析,解決生物工程實(shí)際問(wèn)題能力的一個(gè)重要過(guò)程。在本課程設(shè)計(jì)中,通過(guò)對(duì)發(fā)酵設(shè)備,如機(jī)械攪拌發(fā)酵罐、氣升式發(fā)酵罐、動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器,產(chǎn)品分離設(shè)備等的設(shè)計(jì)實(shí)踐,對(duì)學(xué)生進(jìn)行一次發(fā)酵設(shè)備設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練,使學(xué)生初步掌握發(fā)酵設(shè)備設(shè)計(jì)的基本步驟和主要方法,樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想和實(shí)事求是,嚴(yán)肅負(fù)責(zé)的工作作風(fēng),為今后從事實(shí)際設(shè)計(jì)工作打下基礎(chǔ).
通過(guò)設(shè)計(jì)要著重培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生查閱資料、收集數(shù)據(jù)的能力,迅速準(zhǔn)確地進(jìn)行工程計(jì)算的能力以及用簡(jiǎn)捷的文字,清晰的圖示表格和工程制圖表達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)果,說(shuō)明設(shè)計(jì)思想的書面表達(dá)能力和工程制圖能力,以便將來(lái)適應(yīng)現(xiàn)代生物工程技術(shù)工作的需要。
本課程任務(wù)是:撰寫簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)說(shuō)明書,內(nèi)容包括前言、物料衡算、設(shè)備衡算及選型等;繪制設(shè)備圖一張。
二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容:
機(jī)械攪拌發(fā)酵罐、氣升式發(fā)酵罐、動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器,或者產(chǎn)品分離設(shè)備等的設(shè)計(jì)(任選一)。
機(jī)械攪拌發(fā)酵罐:25m,50m,75m,100m,125m,150m
333333
氣升式發(fā)酵罐:50m,75m,100m,125m,150m,200m氣升式光生物反應(yīng)器:15升,30升,50升。
該設(shè)備可以用于發(fā)酵生產(chǎn)以下產(chǎn)品:PHA,谷氨酸,檸檬酸,淀粉酶,糖化酶,抗生素,酒精等(任選一)。也可以進(jìn)行相應(yīng)分離設(shè)備的設(shè)計(jì)。
根據(jù)設(shè)備所擔(dān)負(fù)的工藝操作任務(wù)和工作性質(zhì),確定工作參數(shù);容積的計(jì)算,主要尺寸的確定,傳熱方式的選擇及傳熱面積的確定;動(dòng)力消耗、設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì)。
333333三、課程設(shè)計(jì)的要求
課程設(shè)計(jì)的規(guī)模不同,其具體的設(shè)計(jì)項(xiàng)目也有所差別,但其基本內(nèi)容是大體相同,主要基本內(nèi)容及要求如下:1)人員分組及分工
建議以8-9人一小組,每組題目略有不同,每組完成全部設(shè)備工藝設(shè)計(jì),每人應(yīng)當(dāng)完成一個(gè)主體設(shè)備的工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),若干典型輔助設(shè)備選型設(shè)計(jì)。2)工藝設(shè)計(jì)和計(jì)算
根據(jù)選定的方案和規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行物料衡算,熱量衡算,主體設(shè)備工藝尺寸計(jì)算和簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算,匯總工藝計(jì)算結(jié)果。3)設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編制
設(shè)計(jì)說(shuō)明書應(yīng)包括設(shè)計(jì)任務(wù)書,目錄、前言、設(shè)計(jì)方案論述,工藝設(shè)計(jì)和計(jì)算,設(shè)計(jì)結(jié)果匯總、符號(hào)說(shuō)明,設(shè)計(jì)結(jié)果的自我總結(jié)評(píng)價(jià)和參考資料等。
繪制設(shè)備圖一張。設(shè)備圖采用工程制圖或計(jì)算機(jī)AUTOCAD繪制。簡(jiǎn)裝圖應(yīng)標(biāo)明設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)與尺寸。
四課程設(shè)計(jì)的基本環(huán)節(jié):
設(shè)計(jì)動(dòng)員、發(fā)題、介紹設(shè)計(jì)題目。
查閱資料,擬定設(shè)計(jì)程序和進(jìn)度計(jì)劃,制作設(shè)計(jì)任務(wù)書。
調(diào)查,收集有關(guān)數(shù)據(jù),了解設(shè)備制造,安裝和操作的有關(guān)知識(shí),奠定設(shè)計(jì)感性基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)計(jì)算,繪圖和編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
《生物工程專業(yè)工廠設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書
五設(shè)計(jì)基本依據(jù)
1.機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器的型式
通用式機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器,其主要結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)如下:①高徑比:H/D=1.7~4.0;②攪拌器:六彎葉渦輪攪拌器,Di∶di∶l∶B=20∶15∶5∶4;③攪拌器直徑:Di=D/3;④攪拌器間距:S=(0.95~1.05)D=3(0.95~1.05)Di;⑤最下一組攪拌器與罐底的距離:C=(0.8~1.0)Di;⑥擋板寬度:B=0.1D,當(dāng)采用列管冷卻時(shí),可用列管冷卻代替擋板。2.反應(yīng)器用途
用于谷氨酸生產(chǎn)的各級(jí)種子罐或生產(chǎn)罐,有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)如下:①裝料系數(shù):種子罐η=0.50~0.65產(chǎn)酸罐η=0.65~0.75
3②發(fā)酵液物性參數(shù):密度ρ=1080kg/m
-32
粘度μ=2.0×10Ns/m導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.621W/m℃比熱CP=4.174kJ/kg℃
43③高峰期發(fā)酵熱:q=3~3.5×10kJ/hm
-6④溶氧系數(shù)(亞硫酸鹽氧化值):種子罐kd=5~7×10molO2/mlminatm
-6產(chǎn)酸罐kd=6~9×10molO2/mlminatm⑤標(biāo)準(zhǔn)空氣通風(fēng)量:種子罐Q/V=0.6~0.4(v.v.m.)產(chǎn)酸罐Q/V=0.4~0.2(v.v.m.)
3.冷卻水與冷卻裝置
冷卻水:地下水,水溫18~20℃;冷卻水出口溫度:23~26℃;發(fā)酵溫度:32~33℃;
冷卻裝置:小種子罐用夾套冷卻,大種子罐和生產(chǎn)罐用列管冷卻。4.設(shè)計(jì)壓力
罐內(nèi):0.40MPa;夾套0.25MPa。5.有關(guān)計(jì)算公式①不通氣情況下的攪拌功率:
P0NPDin3Z(1)式中:P0不通氣情況下的攪拌功率(W)NP功率準(zhǔn)數(shù)
Di攪拌器直徑(m)n攪拌轉(zhuǎn)速(rps)
ρ液體密度(kg/m3)Z攪拌器組數(shù)
②通氣情況下的攪拌功率
5《生物工程專業(yè)工廠設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書
02nDi33PPg2.2510Q0.080.39(2)
式中:Pg、P0通氣、不通氣情況下的攪拌功率(kW)
n攪拌轉(zhuǎn)速(rpm)Di攪拌器直徑(cm)Q通風(fēng)量(ml/min)③溶氧系數(shù)
Pgkd(2.363.30Z)V0.56vsn0.7109(3)
0.7式中:kd溶氧系數(shù)(mol/mlminatm)Z攪拌器組數(shù)
Pg/V單位液體體積攪拌功率(kW/m3)vs空氣線速度(cm/min)n攪拌轉(zhuǎn)速(rpm)
五、設(shè)計(jì)任務(wù)書
一)封面:包括題目,班級(jí),姓名,學(xué)號(hào)二)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容
三)課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)四)課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作五)課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排
六)應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)
六、設(shè)計(jì)說(shuō)明書
學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中可相互討論,但要求各自獨(dú)立完成并撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書,設(shè)計(jì)說(shuō)明書一般要求在5000字以上,具體內(nèi)容如下:
目錄1.前言2.設(shè)計(jì)基本依據(jù)
3.工藝設(shè)計(jì)①設(shè)備結(jié)構(gòu)及主要尺寸的確定(D、H、HL、V、VL、Di等);②通風(fēng)量的計(jì)算;③攪拌功率計(jì)算與電機(jī)的選擇;④傳熱面積及冷卻水用量的計(jì)算。
4.設(shè)備設(shè)計(jì)①壁厚設(shè)計(jì)(包括筒體、封頭和夾套)。②攪拌器與攪拌軸的設(shè)計(jì)。③局部尺寸的確定(包括擋板、人孔、手孔、梯子、視鏡及各種進(jìn)出口接管等)。④冷卻裝置的設(shè)計(jì):對(duì)于夾套,校核冷卻面積;對(duì)于列管冷卻,確定列管規(guī)格、總長(zhǎng)及布置。5.對(duì)本設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單評(píng)述6.參考文獻(xiàn)
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七、考核方法
課程設(shè)汁成績(jī)的總分為100分。資料收集的質(zhì)量和數(shù)量(20%);工藝流程的正確性和先進(jìn)性(20%);物料衡算的準(zhǔn)確性(20%);設(shè)計(jì)說(shuō)明書的格式(20%);圖紙質(zhì)量(20%)。
關(guān)注設(shè)計(jì)創(chuàng)新性及合理性;資料收集的全面性;物料衡算、能量衡算的正確性;設(shè)備選型的合理性;設(shè)計(jì)說(shuō)明書的質(zhì)量及格式;圖紙質(zhì)量;考勤情況及整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程是否按進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行。
八、手冊(cè)與參考書
1、梁世中.生物工程設(shè)備.北京,中國(guó)輕工業(yè)出版社,201*2、徐清華.生物工程設(shè)備.北京,科學(xué)出版社,201*3陳國(guó)豪.生物工程設(shè)備.北京,化學(xué)工業(yè)出版社,201*
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《生物工程設(shè)備課程設(shè)計(jì)》
指導(dǎo)書
適用專業(yè):生物工程課程代碼:7403550總學(xué)時(shí):1周總學(xué)分:2編寫單位:生物工程學(xué)院編寫人:張良批準(zhǔn)時(shí)間:201*年5月29日
《生物工程專業(yè)工廠設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書
一、本課程設(shè)計(jì)的目的與任務(wù)
本課程是生物工程專業(yè)的一門綜合性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析,解決生物工程實(shí)際問(wèn)題能力的一個(gè)重要過(guò)程。在本課程設(shè)計(jì)中,通過(guò)對(duì)發(fā)酵設(shè)備,如機(jī)械攪拌發(fā)酵罐、氣升式發(fā)酵罐、動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器,產(chǎn)品分離設(shè)備等的設(shè)計(jì)實(shí)踐,對(duì)學(xué)生進(jìn)行一次發(fā)酵設(shè)備設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練,使學(xué)生初步掌握發(fā)酵設(shè)備設(shè)計(jì)的基本步驟和主要方法,樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想和實(shí)事求是,嚴(yán)肅負(fù)責(zé)的工作作風(fēng),為今后從事實(shí)際設(shè)計(jì)工作打下基礎(chǔ).
通過(guò)設(shè)計(jì)要著重培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生查閱資料、收集數(shù)據(jù)的能力,迅速準(zhǔn)確地進(jìn)行工程計(jì)算的能力以及用簡(jiǎn)捷的文字,清晰的圖示表格和工程制圖表達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)果,說(shuō)明設(shè)計(jì)思想的書面表達(dá)能力和工程制圖能力,以便將來(lái)適應(yīng)現(xiàn)代生物工程技術(shù)工作的需要。
本課程任務(wù)是:撰寫簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)說(shuō)明書,內(nèi)容包括前言、物料衡算、設(shè)備衡算及選型等;繪制設(shè)備圖一張。
二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容:
機(jī)械攪拌發(fā)酵罐、氣升式發(fā)酵罐、動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器,或者產(chǎn)品分離設(shè)備等的設(shè)計(jì)(任選一)。
機(jī)械攪拌發(fā)酵罐:25m,50m,75m,100m,125m,150m
333333
氣升式發(fā)酵罐:50m,75m,100m,125m,150m,200m氣升式光生物反應(yīng)器:15升,30升,50升。
該設(shè)備可以用于發(fā)酵生產(chǎn)以下產(chǎn)品:PHA,谷氨酸,檸檬酸,淀粉酶,糖化酶,抗生素,酒精等(任選一)。也可以進(jìn)行相應(yīng)分離設(shè)備的設(shè)計(jì)。
根據(jù)設(shè)備所擔(dān)負(fù)的工藝操作任務(wù)和工作性質(zhì),確定工作參數(shù);容積的計(jì)算,主要尺寸的確定,傳熱方式的選擇及傳熱面積的確定;動(dòng)力消耗、設(shè)備結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì)。
333333三、課程設(shè)計(jì)的要求
課程設(shè)計(jì)的規(guī)模不同,其具體的設(shè)計(jì)項(xiàng)目也有所差別,但其基本內(nèi)容是大體相同,主要基本內(nèi)容及要求如下:1)人員分組及分工
建議以8-9人一小組,每組題目略有不同,每組完成全部設(shè)備工藝設(shè)計(jì),每人應(yīng)當(dāng)完成一個(gè)主體設(shè)備的工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),若干典型輔助設(shè)備選型設(shè)計(jì)。2)工藝設(shè)計(jì)和計(jì)算
根據(jù)選定的方案和規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行物料衡算,熱量衡算,主體設(shè)備工藝尺寸計(jì)算和簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算,匯總工藝計(jì)算結(jié)果。3)設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編制
設(shè)計(jì)說(shuō)明書應(yīng)包括設(shè)計(jì)任務(wù)書,目錄、前言、設(shè)計(jì)方案論述,工藝設(shè)計(jì)和計(jì)算,設(shè)計(jì)結(jié)果匯總、符號(hào)說(shuō)明,設(shè)計(jì)結(jié)果的自我總結(jié)評(píng)價(jià)和參考資料等。
繪制設(shè)備圖一張。設(shè)備圖采用工程制圖或計(jì)算機(jī)AUTOCAD繪制。簡(jiǎn)裝圖應(yīng)標(biāo)明設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)與尺寸。
四課程設(shè)計(jì)的基本環(huán)節(jié):
設(shè)計(jì)動(dòng)員、發(fā)題、介紹設(shè)計(jì)題目。
查閱資料,擬定設(shè)計(jì)程序和進(jìn)度計(jì)劃,制作設(shè)計(jì)任務(wù)書。
調(diào)查,收集有關(guān)數(shù)據(jù),了解設(shè)備制造,安裝和操作的有關(guān)知識(shí),奠定設(shè)計(jì)感性基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)計(jì)算,繪圖和編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
《生物工程專業(yè)工廠設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書
五設(shè)計(jì)基本依據(jù)
1.機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器的型式
通用式機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器,其主要結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)如下:①高徑比:H/D=1.7~4.0;②攪拌器:六彎葉渦輪攪拌器,Di∶di∶l∶B=20∶15∶5∶4;③攪拌器直徑:Di=D/3;④攪拌器間距:S=(0.95~1.05)D=3(0.95~1.05)Di;⑤最下一組攪拌器與罐底的距離:C=(0.8~1.0)Di;⑥擋板寬度:B=0.1D,當(dāng)采用列管冷卻時(shí),可用列管冷卻代替擋板。2.反應(yīng)器用途
用于谷氨酸生產(chǎn)的各級(jí)種子罐或生產(chǎn)罐,有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)如下:①裝料系數(shù):種子罐η=0.50~0.65產(chǎn)酸罐η=0.65~0.75
3②發(fā)酵液物性參數(shù):密度ρ=1080kg/m
-32
粘度μ=2.0×10Ns/m導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.621W/m℃比熱CP=4.174kJ/kg℃
43③高峰期發(fā)酵熱:q=3~3.5×10kJ/hm
-6④溶氧系數(shù)(亞硫酸鹽氧化值):種子罐kd=5~7×10molO2/mlminatm
-6產(chǎn)酸罐kd=6~9×10molO2/mlminatm⑤標(biāo)準(zhǔn)空氣通風(fēng)量:種子罐Q/V=0.6~0.4(v.v.m.)產(chǎn)酸罐Q/V=0.4~0.2(v.v.m.)
3.冷卻水與冷卻裝置
冷卻水:地下水,水溫18~20℃;冷卻水出口溫度:23~26℃;發(fā)酵溫度:32~33℃;
冷卻裝置:小種子罐用夾套冷卻,大種子罐和生產(chǎn)罐用列管冷卻。4.設(shè)計(jì)壓力
罐內(nèi):0.40MPa;夾套0.25MPa。5.有關(guān)計(jì)算公式①不通氣情況下的攪拌功率:
P0NPDin3Z(1)式中:P0不通氣情況下的攪拌功率(W)NP功率準(zhǔn)數(shù)
Di攪拌器直徑(m)n攪拌轉(zhuǎn)速(rps)
ρ液體密度(kg/m3)Z攪拌器組數(shù)
②通氣情況下的攪拌功率
5《生物工程專業(yè)工廠設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書
02nDi33PPg2.2510Q0.080.39(2)
式中:Pg、P0通氣、不通氣情況下的攪拌功率(kW)
n攪拌轉(zhuǎn)速(rpm)Di攪拌器直徑(cm)Q通風(fēng)量(ml/min)③溶氧系數(shù)
Pgkd(2.363.30Z)V0.56vsn0.7109(3)
0.7式中:kd溶氧系數(shù)(mol/mlminatm)Z攪拌器組數(shù)
Pg/V單位液體體積攪拌功率(kW/m3)vs空氣線速度(cm/min)n攪拌轉(zhuǎn)速(rpm)
五、設(shè)計(jì)任務(wù)書
一)封面:包括題目,班級(jí),姓名,學(xué)號(hào)二)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容
三)課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)四)課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作五)課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排
六)應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)
六、設(shè)計(jì)說(shuō)明書
學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中可相互討論,但要求各自獨(dú)立完成并撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書,設(shè)計(jì)說(shuō)明書一般要求在5000字以上,具體內(nèi)容如下:
目錄1.前言2.設(shè)計(jì)基本依據(jù)
3.工藝設(shè)計(jì)①設(shè)備結(jié)構(gòu)及主要尺寸的確定(D、H、HL、V、VL、Di等);②通風(fēng)量的計(jì)算;③攪拌功率計(jì)算與電機(jī)的選擇;④傳熱面積及冷卻水用量的計(jì)算。
4.設(shè)備設(shè)計(jì)①壁厚設(shè)計(jì)(包括筒體、封頭和夾套)。②攪拌器與攪拌軸的設(shè)計(jì)。③局部尺寸的確定(包括擋板、人孔、手孔、梯子、視鏡及各種進(jìn)出口接管等)。④冷卻裝置的設(shè)計(jì):對(duì)于夾套,校核冷卻面積;對(duì)于列管冷卻,確定列管規(guī)格、總長(zhǎng)及布置。5.對(duì)本設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單評(píng)述6.參考文獻(xiàn)
《生物工程專業(yè)工廠設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書
七、考核方法
課程設(shè)汁成績(jī)的總分為100分。資料收集的質(zhì)量和數(shù)量(20%);工藝流程的正確性和先進(jìn)性(20%);物料衡算的準(zhǔn)確性(20%);設(shè)計(jì)說(shuō)明書的格式(20%);圖紙質(zhì)量(20%)。
關(guān)注設(shè)計(jì)創(chuàng)新性及合理性;資料收集的全面性;物料衡算、能量衡算的正確性;設(shè)備選型的合理性;設(shè)計(jì)說(shuō)明書的質(zhì)量及格式;圖紙質(zhì)量;考勤情況及整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程是否按進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行。
八、手冊(cè)與參考書
1、梁世中.生物工程設(shè)備.北京,中國(guó)輕工業(yè)出版社,201*2、徐清華.生物工程設(shè)備.北京,科學(xué)出版社,201*3陳國(guó)豪.生物工程設(shè)備.北京,化學(xué)工業(yè)出版社,201*
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