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1、 庆大霉素生产物料衡算.1 设计指标及主要物性参数1、设计指标(见2.1.2 主要技术资料 的主要设计指标)2、设计经济指标3、主要物性参数水:比热1kcal/kg蒸汽:135,313.11KPa,热焓651.84kcal/kg,焓(液体)134.90 kcal/kg,汽化热516.95kcal/kg,密度1.715kg/m3,蒸汽比体积0.5831 m3/kg.2 物料衡算.2.1公称体积与台数计算2.1.1大罐、 由年产量决定每天放罐体积(G为年产量/吨,为成品单位u/mg,为年工作日,为发酵单位u/ml,为总收率,为染菌率)2、公称体积与台数为使提炼工段生产效率均衡,避免不必要的贮罐,设
2、计为每天放一罐所以(每天放一罐,以平衡提炼工段与发酵工段生产水平,发酵罐装料系数)取辅助时间32h(辅助时间包括进料时间、灭菌操作时间、移种时间、放罐压料时间、清洗与检修发酵罐时间),这样设备周转更好,也可以处理染菌及其他突发情况,则有:大发酵罐发酵周期为所以需要7台2.1.2 二级种子罐其中取损失比为15%(下同)取辅助时间为40h,得其周期为采用单种法 2.1.3 一级种子罐取辅助时间32hr则其周期为.2.2 物料衡算2.2.1 大罐物料衡算1、 出料量 2、 进料量 3、 补料量 进料=基础培养基量(消后)+种子液量+补料量1出料=成品液量(发酵液量)+逃液与蒸发损失量1氨水:消沫油:
3、 NaOH:全料:稀料:所以,总补料量:种子流量7.2.2.2中罐物料衡算1、 出料量 2、 进料量 7.2.2.3 小罐物料衡算1. 出料量:2. 进料量: 计算结果汇总:大罐每天每罐放罐体积57.38m3,公称容积76.51m3,发酵时间136hr,共7台;二级种子罐共4台,公称容积14.14m3;一级种子罐共4台,公称容积2.28m3;(各罐全容积见9 设备计算及选型)进出料与补料情况见以下框图7.3 物料衡算框图(每一罐批)接种1.291 m3培养基23.87 m3接种8.607 m3放罐57.38m3小罐损失0.194 m3培养基1.485 m3中罐损失1.291 m3培养基8.60
4、7m3大罐损失8.607m3补氨459L补氢氧化钠114.8L补消沫油229.5L补全料21.23m3补稀料11.476 m37.4 原材料消耗表(每一罐批)表7-1 小罐培养基配料表(1559.25kg)原料名称一级种子罐培养基配比%一级种子罐消耗量(kg)黄豆饼粉3.044.55葡萄糖0.57.425淀粉2.537.125氯化钠0.45.94硝酸钠0.11.485酵母粉0.111碳酸钙0.68.91磷酸二氢钾0.0050.07425消沫油459.4表7-2 中罐培养基配料表(9037.35kg)原料名称二级种子罐培养基配比%二级种子罐消耗量(kg)黄豆饼粉2.5215.175葡萄糖0.54
5、3.035淀粉2.5215.175氯化钠0.3630.9852硝酸钠0.18.607酵母粉0.18.607碳酸钙0.434.428淀粉酶(kg)0.1%淀粉量0.215消沫油2.67229.8表7-3 大罐培养基配料表(25063.5kg)原料名称发酵罐培养基配比%发酵罐消耗量(kg)黄豆饼粉3.5835.45淀粉6.01432.2氯化钴0.0010.2387碳酸钙0.495.48蛋白胨2.0477.4硫酸亚铁0.00751.79淀粉酶(kg)0.1%淀粉量1.4322消沫油0.485.48表7-4 全料培养基配料表(22291.5kg)原料名称全料培养基配比%发酵罐消耗量(kg)黄豆饼粉3.
6、5743.05淀粉6.51379.95氯化钴0.0010.2123碳酸钙0.484.92蛋白胨1.5318.45表7-5稀料培养基配料表(12049.8kg)原料名称全料培养基配比%发酵罐消耗量(kg)黄豆饼粉2.5286.9葡萄糖0.557.38淀粉3.0344.28氯化钠0.445.9硝酸钠0.111.476碳酸钙0.445.9淀粉酶(kg)0.1%淀粉量0.34428消沫油1114.76表7-6 原材料消耗总表8 能量衡算8.1 能量衡算1)发酵热计算 2) 蒸汽冷凝热效应 输料过程中料液已经散热冷却了部分,所以不必明细计算冷凝热。3)循环冷却水(冬季用)(水温2023,t=3,0.3M
7、Pa)循环水用量:W大=Q大罐ct=3150003=105000 kg/hrW中=544003=18133.33 kg/hrW小=81513=2716.67 kg/hr小罐考虑培养基冷却用水以最大工作状态6个大罐、4个中罐、4个小罐,安全系数1.1, 则循环冷却水总量为:4)低温循环水(水温914,t=5,0.3MPa,夏季使用) 低温水用量:同理取安全系数1.1,设最大工作了为6台大罐,4中罐,4小罐所以 一级种子罐采用培养基实消,蒸汽量需计入培养基,所以所以5)自来水洗罐用水也用于制备软水,无盐水,以设备公称容积80%计W配料用水培养基原料大多为固体,所以培养基用水量约为消后培养基体积量所
8、以 所以总计因为另有日常用水,种子用水,车间清洗用水等,安全系数以1.1计以每天各有1个罐清洗和配料的高峰用量计所以 W水总=(W+W配)*1.1=(74.344+33.962)*1.1=119.14 m 高峰用量为大罐清洗时。水计量汇总:(1)发酵热:大罐=3.16105 kcal/hr,中罐=5.44104 kcal/hr,小罐=8151 kcal/hr;(1) 循环冷却水:大罐=1.05105 kg/hr,中罐=1.81104 kg/hr,小罐=2.72103 kg/hr,总水量=724.9t/hr(水温2023,t=3,0.3MPa)(2) 低温循环水:大罐=5.31104 kg/hr
9、,中罐=1.09104 kg/hr,小罐=1.6103kg/hr,总水量=541.1t/hr(水温914,t=5,0.3MPa,夏季使用) (4) 自来水:自来水主要用于洗涤与配料,总量238m36)配电P总=7*P发+4*(P中+P小)=7*132+4*(55+4)=1160kw又用电扇空调等需15kW,照明种子等需150kW取安全系数1.1所以 P电=1.1*(1160+15+150)=1457.5kw用电情况汇总:用电主要包括电机搅拌以及其他用电; 各罐电机搅拌总功率=1160计用电功率=1457.57)空气每天有一大罐待工,其气用来压料,搅拌,维持罐压,为安全起见,中罐小罐均按4台工作
10、计算。Qg=(vvm)VL=6*0.8*76.51+4*(1.5*14.14*0.7+2*2.28*0.65)=438.5m/min要求配套设计空气系统供给压缩空气量。(标准状况下的空气量)动力车间供应的压缩空气为0.3MPa(表压)408)蒸汽(计算中各管径见9.2 设备计算) 查工艺手册得饱和蒸汽多项特性指标3蒸汽:135,313.11KPa,热焓651.84kcal/kg,焓(液体)134.90 kcal/kg,汽化热516.95kcal/kg,密度1.715kg/m3,蒸汽比体积0.5831 m3/kg动力车间供应的蒸汽为0.3MPa,此时有 焓比热 黏度重度A 一级种子罐采用实罐灭菌
11、直接加热所需蒸汽量*(30%50%),以40%计即=S3=412.47*40%=164.99 kgS=164.99+412.47=577.46 kg保温阶段t2=0.5hr所以实消的总时间=t1+t2=1.03hrB 发酵罐,二级种子罐采用连续灭菌C 总计考虑到其他因素,取安全系数1.3所以8.2 公用工程负荷表8.2.1 自来水负荷表序号设备使用时间(hr/d)用水量备注位号名称数量(台)小时最大(m3/hr)小时平均(m3/hr)日用量(m3/d)1R101A-D小罐411.4850.1383.309清洗和配料2R102A-D中罐425.6560.4711312清洗3R103A-G大罐73
12、20.42.5561.21清洗其他240.460.4611其他用水合计20.93.6286.83附:以每天各有1个罐清洗和配料的高峰用量计8.2.2 循环冷却水负荷表序号设备使用时间(hr/d)用水量备注位号名称数量(台)小时最大(t/hr)小时平均(t/hr)日用量(t/d)水温2023,t=3,0.3MPa1R101A-D小罐42410.910.9260.82R102A-D中罐42472.572.51740.83R103A-G大罐72473573517640合计724.9724.917397.6附:以每天有6个大罐、4个中罐、4个小罐同时工作且各一个罐用作培养基冷却计算总量,高峰用量以大罐计