注射水系统采用纯蒸汽灭菌所用的纯蒸汽用量

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1、注射水系统采用纯蒸汽灭菌所用的纯蒸汽用量注射水系统采用纯蒸汽灭菌所用的纯蒸汽用量注射水系统同 10m3 的立式不锈钢储罐及长 100m、管径 DN50R 316L 不锈钢管道及输送泵组成。采用 0.3MPa（表压）的纯蒸汽灭菌，灭菌时用卡箍连接的同材质短管代替泵连接管路系统。已知:不锈钢材料的定压比热容 Cp=0.50KJ/(Kg)；10m3 不锈钢注射水储罐质量 m=1900Kg,直径 D=2400mm，筒体高度H=2000mm，立式椭圆形封头；管路系统不保温；灭菌温度 121，维持 30min。计算：注射水系统采用纯蒸汽灭菌所用的纯蒸汽用量。解解： 先分析管路系统从 20（环境温度）升温到

2、 121后的传热情况。1)传入热量传入热量 系统内持续通入 0.3MPa 的饱和纯蒸汽，温度 143其焓值 H1=2742.1KJ/Kg；121水的焓值H2=507.9KJ/Kg。143饱和纯蒸汽转化为 121水的焓值变为 2234.2 KJ/Kg，设通入蒸汽量为 G1。2)传出热量传出热量 管路系统通过热传导散热量 Q1 可按下式计算：Q1=KAt查化工工艺设计手册 ，取 K=125.6 KJ/（m2h）A 为 10m3储罐及 100m 管道的外表面积之和；储罐表面积：A1=DH+2（封头表面积）3.142.42+26.6028.3 m2管道表面积：A2=DL=3.14 0.05100=15

3、.7 m2t=121-20=101Q1=125.6（28.3+15.7）101=558166 KJ/h管路系统内表面温度为 121，假设外表面温度近似为 121，其辐射量为 Q2。将管路系统近似看成黑体，其最大辐射量为：Q2=C0A=5.67(28.3+15.7）=60120.2w=60120.2(J/S) 216432.7 KJ/H 100T441002731213)排放活蒸汽的量排放活蒸汽的量 G2 采用纯蒸汽灭菌时，各使用点及储罐需分别打开阀门排气以达到活蒸汽灭菌的目的。假设每次同时排气点 2 个，排气管径 DN10，蒸汽流速 20m/s，蒸汽密度 2.12kg/m3，则蒸汽排放量G2=

4、2d2u=20. 7850.012202.12360024Kg/h4根据能量守恒定律，达到灭菌稳态时通入蒸汽量 G1 用于克服热损失，则：G1H= Q1+Q2，G1=（Q1+Q2）/H=（558166+216432.7）/2234.2=346.7 Kg，因此灭菌达到稳态时纯蒸汽耗量为：346.7+24=370.7 Kg/h再分析纯不系统从 20升温至 121时的传热情况。这是一个非稳态过程，由于升温时间可以调节，可以通过适当延长通入纯蒸汽的时间来达到。整个管路系统从所需吸收的总能量Q=CMt储罐质量 m1=1900kg，假设管道壁厚为 2.0mm，其质量为 3.5kg/m，则管路系统的总质量m

5、2=1003.5=350kgQ=0.50（1900+350）（121-20）=113625KJ其热量相当于蒸汽量为 113625/2234.2=50.8kg考虑升温时热量损失为 15%，蒸汽量为：50.81.15=58.42kg。该数值与维持稳态灭菌时蒸汽消耗量 370.7kg/h 相对比较小，因此保证蒸汽量为 370.7kg/h 可满足该管路系统灭菌要求。此例目的仅作为介绍计算方法。实际生产中，纯化水系统一般采用 80热水循环的巴氏消毒法，注射水系统考虑用纯蒸汽灭菌。纯蒸汽灭菌系统的大小相对纯蒸汽灭菌时的消耗量有重要影响。L车间主管设计与配管设计根据生产工艺要求，车间管道系统设置为：城市自来水系统、纯化水系统、注射用水系统、0.3MPa 及 0.6MPa 饱和蒸汽系统、0.3MPa 纯蒸汽系统、冷冻水系统、循环水系统、压缩空气系统及氮气系统。管道材质选择：城市自来水系统采用不锈钢管；纯化水系统、注射用水系统、纯蒸汽系统、压缩空气系统、氮气系统采用 316L 不锈钢管；0.3MPa 及 0.6MPa饱和蒸汽系统采用无缝钢管；冷冻水系统、循环水系统采用焊接钢管。进入洁净区后的管道，除饱和蒸汽外，其余管道材质均为不锈钢。