年产50吨冬虫夏草发酵车间基本工艺设计.doc

课程设计

题 目： 冬虫夏草生产工艺设计

目 录
1前言..……………………………………………….......................……………..
2设计任务书..……………………………………………….......................…..
3产品方案..……………………………………………….......................………
4生产办法..……………………………………………….......................………
4.1斜面培养..………………………………………………......................
4.2摇瓶培养..………………………………………………......................
4.3摇瓶种子培养..………………………………………………................
4.4种子罐培养..………………………………………………....................
4.5发酵罐培养..………………………………………………....................
4.6发酵液后解决..………………………………………………................
5工艺流程..……………………………………………….......................………
5.1工艺流程设计原则..……………………………………………….........
5.2工艺流程方框图（见附图1）..…………………………..............
6工艺耗费时间..………………………………………….......................………
7物料及热量衡算..………………………………………......................………
7.1物料衡算..………………………………………………......................
7.1.1物料流程图..………………………………………………..............
7.1.2工艺技术指标及基本数据……………………………………......
7.1.3发酵车间物料衡算………………………………………...........
7.2热量衡算..………………………………………………......................
7.3发酵车间水衡算.………………………………………………...............
7.4发酵无菌空气消耗量计算..…………………………....................
8重要工艺设备设计与选型.……………………......................………
8.1设备设计与选型原则.………………………………......................
8.2重要设备选型（发酵罐）………………………......................
8.2.1发酵罐容积拟定………………………………………..............
8.2.2生产能力计算..………………………………………………............
8.2.3罐个数拟定..………………………………………………............
8.2.4重要尺寸计算..………………………………………..............
8.2.5冷却面积计算..………………………………………..............
8.2.6搅拌器设计..…………………………………………..............
8.2.7设备构造工艺设计..………………………………..............
8.2.8设备材料选取………………………………………..............
9参照文献..……………………………………………….…………….…………….………
10附图..………………………………………………........... …………………………
10.1附图1 生产工艺流程图.……………………………….................
10.2附图2 主体设备图.………………………………......................
10.3附图3 车间平面图.………………………………......................
10.4附图4 工厂平面图.………………………………......................

年产50吨冬虫夏草发酵车间工艺设计

1 前言
1.1 产品简介
冬虫夏草，又名中华虫草，是中华人民共和国历史中老式名贵中药材，是由肉座菌目蛇形虫草科蛇形虫草属冬虫夏草菌寄生于高山草甸土中蝠蛾幼虫，使幼虫身躯僵化。并在适当条件下，夏季由僵虫头端抽生出长棒状子座而形成，即冬虫夏草菌子实体与僵虫菌核（幼虫尸体）构成复合体。冬虫夏草重要产于中华人民共和国大陆青海、西藏、四川、云南、甘肃和贵州等省及自治区高寒地带和雪山草原。
冬虫夏草菌之子座出自寄主幼虫头部，冬虫夏草单生，细长呈棒球棍状，长4－14厘米，不育顶部长3－8厘米，直径1．5－4厘米;上部为子座头部，稍膨大，呈窄椭圆形，长1．5－4厘米，褐色，除先端小部外，密生多数子囊壳，顶部不育部长1．5－5．5毫米;子囊壳近表面生基部大部陷入子座中，先端凸出于子座外，卵形或椭圆形，长250－500微米，直径80－200微米，每一种子囊内有8具备隔膜子囊孢子。虫体表面深棕色，断面白色;有20－30环节，腹面有足8对，形略如蚕
1.2临床应用
临床上使用虫草素多为辅助治疗恶性肿瘤，症状得到改进在91.7%以上；重要用于鼻癌、咽癌，肺癌，白血病，脑癌以及其她恶性肿瘤患者。北冬虫夏草中虫草酸含量为3.09克，野生虫草为5.54克，虫草酸是一种D-甘露醇，甘露醇能提高血浆渗入压，导致组织内水分进入血管内，从而减轻组织水肿，补充血浆。
虫草酸多用于脑水肿，防治急性肾功能衰竭，有调节心、脑、血管作用，增进人体新陈代谢、改进人体微循环、降血脂、降血压。
虫草多糖药理实验证明：虫草多糖具备抗肿瘤、抗传染病功能、增强性功能、补肾壮阳、益精气、防止衰老、延年益寿；对老年人慢性支气管炎、肺源性心脏病有明显功能。能提高肝脏解毒能力，起到扶肝作用。降血糖、降血脂，贫血患者用于补血，增强脾脏营养性血流量，虫草多糖、生物活性强，适应性广，还具耐缺氧、镇痛、镇定作用。
1.3 研究意义
在20世纪80年代,冬虫夏草产量还很高.据资料记载[6~7],在冬虫夏草两大主产区西藏和青海,每年均产量分别达到121,487 kg和30,000 kg.但近来由于生态环境退化和人为过度采挖,虫草产量大幅下降,并且个体变小,质量也有所下降. 大量分析表白，野生虫草子实体与人工培养虫草菌丝体之间，无论是甘露醇、游离氨基酸、W醇、生物碱及有机酸类等含量几乎相似或基本一致。药理和毒理实验也证明人工发酵虫草和野生虫草具备类似或更优效果，表白人工培养虫草菌丝体基本上可以代替野生虫草子实体。鉴于液体发酵具备周期短，原料及培养条件易得，造价低，收率高和较稳定等特点，对虫草菌丝体人工发酵培养应当是重要发展方向。
2 设计任务书
设计项目名称：年产50吨冬虫夏草发酵车间工艺设计
生产办法：以冬虫夏草菌种为原料，发酵生产冬虫夏草菌丝体。
生产能力：年产50吨冬虫夏草菌粉。
重要原、辅料：蝙蝠蛾拟青霉菌种、葡萄糖、豆粕、硫酸镁、磷酸二氢钾、蛋白胨。
发酵工段产品：未烘干前呈浅黄色，烘干后呈棕黄色，深棕色，色泽均匀冬虫夏草菌粉。

3 产品方案
产品名称和性质：发酵蝙蝠蛾拟青霉冬虫夏草菌粉，为黄色粉末，气香,味微苦。
产品质量规格：虫草干品含粗蛋白25.32%,粗脂肪8.4%，粗纤维18.53%，碳水化合物28.9%，灰分4.1%，水分10.84%。此外含虫草酸约7%，还具有游离氨基酸12种，水解后有氨基酸18种，其中成年人必须从食物中供应8种氨基酸均具备，尚有幼儿生长发育所必须组氨酸。此外，尚具有维生素B12、麦角脂醇、六碳糖醇、生物碱等。
产品规模：50 T/a 。
产品包装方式：桶装。

4 生产办法
4.1 斜面培养 　
以蔗糖 2%,工业蛋白胨0.15% ,酵母粉1% ，MgSO4 0.05%，KH2PO4 0.1%为培养基(pH 6～7) 。于121℃灭菌30 min ，接种于固体培养基上于27±1℃,培养 4～5d ,菌丝均匀长满斜面后 ,置冰箱4℃保存备用。
4.2 摇瓶培养
以蔗糖2% ,工业蛋白胨0.15% ,酵母粉1%，MgSO4 0.05% ，KH2PO4 0.1%为培养基(pH6～7) ,采用250 ml三角瓶装培养基50 ml,采用27±1 ℃,摇床转速230 r/min,振荡培养。
4.3 摇瓶种子培养 　
以蔗糖 2% ,工业蛋白胨 0.15% ,酵母粉 1% ，MgSO4 0.05% ，KH2PO4 0.1%为培养基(pH6～7) ,采用 500 ml三角瓶 ,装培养基 120 ml ,采用 27±1℃,摇床转速 230 r/min ,振荡培养48～60 h ,镜检菌丝粗壮,无杂菌后,合并作为进罐种子。
4.4种子罐培养
葡萄糖 25 kg/m3，豆粕20 kg/m3 ，豆油0.6 kg/m3，硫酸镁0.6 kg/m3，磷酸二氢钾0.1 kg/m3，蛋白胨3 kg/m3 为发酵液(pH 6～7)，采用 1 m3种子罐,装料系数为0.8,在 27±1 ℃温度下发酵培养。
4.5发酵罐培养
　 葡萄糖 100 kg/m3，豆粕25 kg/m3 ，豆油0.9 kg/m3，硫酸镁0.9 kg/m3，磷酸二氢钾0.2 kg/m3，蛋白胨6 kg/m3，消泡剂0.6 kg/m3为培养基(pH 6～7)，采用 10 m3发酵罐,装料系数为0.8 ,在 27±1℃温度下培养。
4.6 发酵液后解决
发酵液
离心过滤
菌丝体
80℃干燥
成品菌粉

粉碎包装
5 工艺流程
5.1工艺流程设计原则
进行工艺设计，必要考虑如下几项原则：
◆保证产品质量符合国标，外销产品还必要满足销售地区质量规定。
◆尽量采用成熟、先进技术和设备。努力提高原料运用率，提高劳动生产率，减少水、电、汽及其她能量消耗，减少生产成本，使工厂建成后可以迅速投入生产，使短期内达到设计生产能力和产品质量规定，并做到生产稳定、安全、可靠。
◆尽量减少三废排放量，有完善三废治理办法，以减少或消除对环境污染，并做好三废回收和综合运用。
◆保证安全生产，以保证人身和设备安全。
◆生产过程尽量采用机械化和自动化，实现稳产、高产。
5.2 工艺流程方框图(见附图4.1)

6 工艺耗费时间
发酵
配料 　 0.8 h
搅拌 0.5 h
投料 0.5 h
蒸汽灭菌 1 h 共耗时约48 h
冷却到27℃　 约1 h
接种 0.20 h
发酵 44 h

7 物料及热量衡算
7.1 物料衡算
7.1.1物料流程图

发酵罐 种子罐
葡萄糖 20kg
豆粕 16kg
豆油 0.48kg
硫酸镁 0.48kg
磷酸二氢钾 0.08kg
蛋白胨 2.4kg
25 ºC，30min

葡萄糖 800kg
豆粕 200kg
豆油 7.2kg
硫酸镁 7.2kg
磷酸二氢钾 1.6kg
蛋白胨 48kg
消泡剂 4.8kg
25 ºC，30min

料水比1：4 料水比1：4
自来水
25℃

30min 30min

121℃ 121℃

121℃，30min 121℃，30min

1h
冷却至27 ºC
冷却至27 ºC
接种量12%
发酵罐

图7.1 物料流程图

7.1.2工艺技术指标及基本数据
（1）重要技术指标如表所示：
表7.1 冬虫夏草发酵工艺重要技术指标
指标名称
单位
指标数
指标名称
单位
指标数
生产规模
t/a
50
葡萄糖转化率
%
48
生产办法
发酵
倒罐率
%
1
生产天数
d/a
300
发酵周期
h
48
发酵初糖
kg/m3
100
冬虫夏草提取率
%
16.5%
（2）二级种子培养基
二级种子培养基（kg/m3）配方如下：葡萄糖25，豆粕20，豆油0.6，硫酸镁0.6，磷酸二氢钾0.1，蛋白胨3，接种量12%。
发酵罐培养液（kg/ m3）配方如下：葡萄糖100，豆粕25，豆油0.9，硫酸镁0.9，磷酸二氢钾0.2，蛋白胨6，消泡剂0.6，接种量12%。
7.1.3发酵车间物料衡算
发酵液量生50吨纯度100%冬虫夏草菌粉，需耗用原辅材料及其她物料量
(1) 发酵液量：V1= 50000÷(100×48%×16.5%×99%)=6.4×103(m3)
式中 100——发酵培养基初糖浓度（kg/m3）
48%——葡萄糖转化率
16.5%——冬虫夏草提取率
99%——除去倒罐率1%后发酵成功率
(2) 发酵液配制需糖量（以纯糖计）：m1 = V1×100=6.4×105(kg)
(3) 二级种子液量：V2=12%×V1=8.0×102(m3)
式中 12%——接种量
(4) 二级种子培养液所需糖量：m2=25×V2=2.0×104 (kg)
式中 25——二级种液含糖量（kg/m3）
(5) 生产50吨冬虫夏草需糖总量：m=m1+m2=6.6×105 (kg)
(6) 硫酸镁耗用量：m(MgSO4)=0.6V2+0.9V1=6.24×103 (kg)
(7) 磷酸二氢钾耗用量：m(KH2PO4)= 0.1V2+0.2V1=1.36×103(kg)
(8) 消泡剂耗用量：m（消泡剂）=0.6V1=3.84×103 (kg)
(9) 豆油耗用量：m（豆油）=0.6V2+0.9V1=6.24×103 (kg)
(10)蛋白胨耗用量：m（蛋白胨）=3V2+6V1=4.08×104(kg)
(11)豆粕耗用量：m（豆粕）=20V2+25V1=1.76×105(kg)
(12)冬虫夏草菌丝体量:
1) 发酵液冬虫夏草菌丝体含量为：
m（冬虫夏草）=6.6×105×48%×（1－1%）=3.1×105 (kg)
2) 实际生产冬虫夏草（提取率16.5%）菌丝体为：
m（实际）=3.1×105×16.5%=51150(kg)=50.2（t）
50t/a 冬虫夏草发酵车间物料衡算表如下：
表7.2 50t/a 冬虫夏草发酵车间物料衡算表
物料名称
生产50t冬虫夏草物料量
每日物料量
发酵液量（m3）
6.4×103
21.33
二级种液量(m3)
8×102
2.67
发酵用糖量(kg)
6.4×105
2133.33
二级种子液用糖量(kg)
2.0×104
66.67
糖液总量(kg)
6.6×105
2200
硫酸镁(kg)
6.24×103
20.8
磷酸二氢钾(kg)
1.36×103
4.53
消泡剂(kg)
3.84×103
12.8
豆油(kg)
6.24×103
20.8
豆粕(kg)
1.76×105
586.67
蛋白胨(kg)
4.08×104
136
冬虫夏草菌粉(kg)
50.2
167.33

7.2热量衡算
（一）发酵罐需配料量为：G1=800+200+7.2+7.2+1.6+48+4.8=1061.6 (kg)
（二）种子罐需配料量为：G2=20+16+0.48+0.48+0.08+2.4=39.44 (kg)
（三）依照工艺，需加水量为：GW=（1061.6+39.44）×4=4404.16(kg)
（四）料液总量为：G=G1+G2+GW=1061.6+39.44+4404.16=5505.2 (kg)
（五）醪液煮沸耗热量Q总
由发酵工艺流程（图7.1）可知， Q总=Q’+Q’’+Q’’’
(1) 发酵罐内料液由初温t0=25℃加热至t1=121℃耗热，料液总量G=5505.2kg
Q’= Gc（t1- t0）=5505.2×3.7×（121-25）=1.96×106（kJ）
式中 c——发酵液比热容,3.7 kJ/(kg·K)
(2) 煮沸过程中蒸汽带出热量
煮沸时间30min，蒸发量为每小时5%，则蒸发水分量为
V1=G×5%×30÷60=5505.2×5%×30÷60=137.63(kg)
故Q’’= V1·I=137.63×2198.91 kJ/kg=3.03×105（kJ）
式中 I——为在温度121℃下水汽化潜热，为2198.91 kJ/kg
(3) 热损失Q’’’
料液升温和煮沸过程热损失约为前二次耗热量15%，即：
Q’’’=15%（Q’+ Q’’）=15%×(1.96×106+3.03×105)=3.39×105（kJ）
(4) 由上述成果可得：
Q总=Q’＋Q’’＋Q’’’=1.96×106+3.03×105+3.39×105=2.60×106（kJ）
(5) 故单罐耗用蒸汽量D
使用表压为0.4MPa饱和蒸汽，I=2737.23 kJ/kg，则
D= Q总/[( I-i)η]= 2.60×106/[(2737.23－601.53)×95%]=1282.65(kg)
式中 i——相应冷凝水焓（601.53 kJ/kg）
η——蒸汽热效率，取η=95%
(5) 发酵过程单罐每小时最大蒸汽耗量Qmax
在各环节中，加热过程耗热量最大，且知加热时间为30min，热效率为95%，
故 Qmax= Q总/（30/60×95%）=2.60×106/(0.5×95%)=5.47×106 (kJ/h)
相应最大蒸汽耗量为：
Dmax=Qmax/(I-i)= 5.47×106 /(2737.23－601.53)=2562.95(kg/h)
式中 I——使用表压为0.4 MPa饱和蒸汽，I=2737.23 kJ/kg
i——相应冷凝水焓（601.53 kJ/kg）
(6) 蒸汽耗量
已知发酵需要48 h，放罐、洗罐、维修时间要60天，一年生产300天，60天用于维修，48小时发酵，大概4天生产一批产品，每年生产75批产品。通过计算，总共需要5个发酵罐。
据设计，每年发酵次数为75批，共产生冬虫夏草50.2吨。年耗蒸汽总量为：
DT= D×75×11=1282.65×75×5=4.81×105 (kg)
每吨成品耗蒸汽量：
DS=4.81×105/50.2=9.6×103 kg/t
最后，把上述计算成果列成热量消耗综合表，如表所示。
表7.3 50t/a冬虫夏草发酵车间总热量衡算表
名称
规格
每吨产品消耗定额（kg）
每小时最大用量(kg/h)（为单罐）
年消耗量（kg/a)
蒸汽
0.4（表压）
9.6×103
2562.95
4.81×105
7.3. 发酵车间水衡算
(1) 原料预解决用水量
已知一次发酵原料预解决用水量为4404.16kg，每年发酵次数为75次。共有5个发酵罐，故发酵原料预解决总用水量GW为：GW=4404.16×75×5=1.65×106(kg)
(2) 单罐发酵工序用水量
A. 蒸汽灭菌用水量
由上述热量衡算可知
D= Q总/[( I-i)η]=1282.65(kg)
式中 η——蒸汽热效率，取η=95%
I——使用表压为0.4 MPa饱和蒸汽，I=2737.23 kJ/kg
i——相应冷凝水焓（601.53 kJ/kg）
B. 冷却水用量
已知发酵一次，料液总量为G=5505.2kg，把醪液从t1=121℃冷却至t2=25℃，冷却水使用t3=20℃深井水，终温为t4=70℃，逆流操作，冷却时间t=1h。则每小时耗水量为：
W=Gc（t1- t2）/(c水t (t4- t3) )
=5505.2×3.7×(121-25)/(4.18×(70-20)×1)
=9356.2 (kg)
式中 3.7——发酵液比热容（kJ/(kg·K)）
4.18——水比热容（kJ/(kg·K)）
年发酵工序用水量
据设计，每年发酵次数为75次，罐子数为11，年发酵工序用水量G：
G=D+W=(9356.2+1282.65)×75×5 =3.99×106 (kg)
(3) 发酵车间总用水量G总= G原料+ G=1.65×106 + 3.99×106 =5.64×106 (kg)
表7.5 50t/a冬虫夏草发酵车间用水量衡算表
名称
规格
每吨产品消耗定额（t/t）
每小时用量（kg/h)
每天用量(t/d)
年耗量（t/a)
水
自来水或深井水
112.5
783.3
18.8
5.64×106
7.4. 发酵过程无菌空气消耗量计算
发酵车间无菌空气消耗量重要用于菌丝体发酵过程中通风供氧。
7.4.1.单罐发酵无菌空气耗用量
10 m3规模通气搅拌发酵罐通气速率为0.20-0.25vvm,取最高值0.25vvm进行计算。
(1) 单罐发酵过程用气量（常压空气） V=10×80%×0.25×60=120（m3/h）
式中 80%——发酵罐装料系数
(2) 单罐年用气量 Va=V×48×75=4.32×105（m3）
式中 75——每年单罐发酵批次
48——发酵周期（h）
7.4.2.种子培养等其她无菌空气耗量
普通取这些无菌空气消耗量之和约等于发酵过程空气耗量25%。故这项无菌空气耗量为：
V’=25%V=25%×120=30（m3/h）
每年用气量为：
Va’=25%Va×5=25%×4.32×105×5=5.4×105（m3/a）
式中 5——发酵罐个数
7.4.3.发酵车间高峰无菌空气消耗量
Vmax=5（V+V’）=5×（120+30）=750（m3/h）
7.4.4.发酵车间无菌空气年耗量
Vt=5×75×（V+V’）×48=2.7×106（m3/a）
式中 5——发酵罐个数
75——每年单罐发酵批次
48——发酵周期（h）
7.4.5.发酵车间无菌空气单耗
依照设计，实际冬虫夏草年产量m（实际）=50.2 (t)，故发酵车间无菌空气单耗为：
Vo=Vt/G=2.7×106/50.2=5.38×104（m3/t）
依照上述计算成果，可得出50t/a冬虫夏草厂无菌空气用量衡算表，如表所示。
表7.6 发酵车间无菌空气衡算表
发酵罐公称容积（m3）
单罐通气量（m3/h）
种子培养耗气量（m3/h）
高峰空气消耗量（m3/h）
年空气耗量m3
空气单耗（m3/t虫草）
10
120
30
750
2.7×106
5.38×104
8 重要工艺设备设计和选型
8.1 设备设计与选型原则
从设备设计选型状况，可以反映出所设计工厂先进性和生产可靠性。因而在设备工艺设计和选型时应考虑如下原则：
(1) 保证工艺过程实行安全可靠（涉及设备材质对产品质量安全可靠；设备材质强度耐温、耐压、耐腐蚀安全可靠；生产过程清洗、消毒可靠性等）。
(2) 经济上合理，技术上先进。
(3) 投资省，耗材料少，加工以便，采购容易。
(4) 运营费用低，水电汽消耗少。
(5) 操作清洗以便，耐用易维修，备品配件供应可靠，减轻工人劳动强度，实行机械化和自动化以便。
(6) 构造紧凑，尽量采用通过实践考验证明拟定性能优良设备。
(7) 考虑生产波动与设备平衡，留有一定裕量。
(8) 考虑设备故障及检修备用。
(9) 发酵罐生产能力、数量和容积拟定。
8.2 重要设备选型[6]
8.2.1发酵罐
8.2.1.1 发酵罐容积拟定
由《发酵工厂工艺设计概论》表6-2可知10m3发酵罐，公称容积为10m3，总容积为10.8m3。
8.2.1.2 生产能力计算
每天需要发酵液量V＝21.33 m3
设发酵罐填充系数φ＝0.8，
则每天需要发酵罐总容积V0＝21.33/φ＝26.66 m3
8.2.1.3罐个数拟定
使用单罐公称容量为10m3六弯叶机械搅拌通风发酵罐，则需要发酵罐个数为N1。公称容积为10m3发酵罐，总容积为10.8m3，依照公式有
N1＝V0τ/（V总·24）＝26.66×48/(10.8×24)=5（个）
其中： τ＝48h——发酵生产周期
V0——每天需要发酵罐总容积
24——一天有24h
故取公称容积10m3发酵罐5个；
8.2.1.4重要尺寸计算
已知V全=V筒+2V封=10.8 m3；封头折边忽视不计，以以便计算。则有
V全=0.785D2×2D＋(π/24)D3×2=10.8,H=2D；
解方程得：1.57D3＋0.26D3=10.8
D=1.8,故H=2D=3.6m ；
据《发酵工厂工艺设计概论》附录一表15，知封头高H封=ha+hb=450＋50=500(mm)
验算全容积V全：
V’全=V筒+2V封=0.785D2×2D＋(π/24)D3×2+0.785 D2×0.05×2
=0.785×1.82×3.6+π/12×1.83+0.785×1.82×0.05×2
=10.9 m3
与V全=10.8 m3 相近
8.2.1.5 冷却面积计算
为了保证发酵在最旺盛、微生物消耗基质最多及环境气温最高时也能冷却下来，必要按照发酵生成热最高峰、一年中最热半个月气温下，冷却水也许达到最高温度恶劣条件下，设计冷却面积。
计算冷却面积使用牛顿传热定律公式，即
F=Q/（K·△tm）
对于冬虫夏草发酵，每1 m3发酵液，每1h传给冷却器最大热量约为：
4.18×6000 kJ/（m3·h）。
采用竖式列管换热器，取经验值K=4.18×500 kJ/（m3·h·℃）
平均温差△tm：△tm=（△t1－△t2）/（ln（△t1/△t2））
32℃→32℃
20℃→27℃
代人，得 △tm=（12－5）/（ln12/5）=8℃
对公称容量10 m3发酵罐，每天装2.5罐，每罐实际装液量为21.33/2.5=8.53(m3）
换热面积F=Q/（K·△tm）=4.18×6000×8.53/(4.18×500×8)=12.8 (m2)
8.2.1.6搅拌器设计
机械搅拌通风发酵罐搅拌涡轮有三种型式，可依照发酵特点、基质及菌体特性选用。由于冬虫夏草发酵过程有中间补料操作，对混合规定较高，因而选用六弯叶涡轮搅拌器。
该搅拌器重要尺寸如下：
搅拌器叶径 Di=D/3=1.8/3=0.6(m) 取d=0.6（m）
弧长l=0.375d=0.375×0.6=0.225(m)
底距C=D/3=1.8/3=0.6(m)
盘径di=0.75Di=0.75×0.6=0.45(m)
叶弦长L=0.25d=0.25×0.6=0.15(m)
叶距Y=D=1.8(m)
弯叶板厚δ=12（mm）

取两档搅拌，搅拌转速N2可依照10m3罐，搅拌器直径0.63m，转速N1=145r/min，以等P0/V为基准放大求得：
N2=N1(D1/D2) 2/3 =145×（0.63/0.6）2/3 =150(r/min)
8.2.1.7设备构造工艺设计
设备构造工艺设计，是将设备重要辅助装置工艺规定交代清晰，供制造加工和采购时获得资料根据。其内容涉及：空气分布器、挡板、密封方式、搅拌器及冷却管布置等。现分别简述如下：
(1) 空气分布器：对于好气发酵罐，分布器重要有两种形式，即：多孔（管）式和单管式。对通风量较小（如Q=0.02-0.5ml/s）设备，应加环型或直管型空气分布器；而对通气量大发酵罐，则使用单管通风，由于进风速度高，又有涡轮板阻挡，叶轮打碎、溶氧是没有问题，本罐使用单管进风。
(2) 挡板：挡板作用是加强搅拌强度，增进液体上下翻动呵控制流型，防止产生涡轮而减少混合和溶氧效果。如罐内有相称于挡板作用竖式冷却蛇管，扶梯等也可不设挡板。为减少泡沫，可将挡板上沿略低于正常液面，运用搅拌在液面上形成涡旋消泡。本罐应有扶梯和竖式冷却蛇管，故不设挡板。
(3) 密封方式：随着技术进步，机械密封已在发酵行业普遍采用，本罐拟采用双面机械密封方式，解决轴与罐动静问题。
(4) 冷却管布置：对于容积不大于5m3发酵罐，为了便于清洗，多使用夹套冷却装置。随着发酵罐容量增长，比表面积变小，夹套形成冷却面积已无法满足生产规定，于是使用管式冷却装置。蛇管因易沉积污垢且不易清洗而不采用;列管式冷却装置虽然冷却效果好，但耗水量过多；因而广泛使用是竖直蛇管冷却装置。在环境温度较高地区，为了进一步增长冷却效果 ，也有运用罐皮冷却。
为了保证发酵罐冷却，单是计算出冷却面积是不够，还要有足够管道截面积，以供足够冷却水通过。管道截面太大，管径太粗不易弯制，冷却水没有充分运用；太细则冷却水流经管路不到一半，水温已与料温相等。

8.2.1.8设备材料选取
发酵设备材质选取，优先考虑满足工艺规定另一方面是经济性。为了减少造价，冬虫夏草发酵可用碳钢制作发酵设备，本设备选用A3钢制作。

参照文献
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[2]朱印酒,段双全,欧珠朗杰. 冬虫夏草研究进展[J].中央民族大学学报，18(2).
[3] 金顺姬.冬虫夏草作用及应用[J].中华人民共和国社区医师,第21期（综合版）（第9卷总第174期）.
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[5] 王德利,徐一强.虫草头孢菌种发酵工艺研究[J].山西医科大学学报(Shanxi Med Univ)1999,30(增刊).
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[9] 陆幼兰.冬虫夏草菌丝体深层培养[J].广州食品工业科技，/19/4. 
[10] 刘 炜.冬虫夏草液体发酵--虫草菌丝体[C].《中华人民共和国食品添加剂》增刊中华人民共和国国际食品添加剂会议论文集，0401，283-284.

附录
附图1 生产工艺流程图
附图2 主体设备图
附图3 车间平面图
附图4 工厂平面图