庆大霉素生产物料衡算

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)134.90kcal/kg，汽化热516.95kcal/kg，密度1.715kg/m3，蒸汽比体积0.5831m3/kg.2物料衡算.2.1公称体积与台数计算2.1.1大罐１、由年产量决定每天放罐体积d/m38.5703.01*7.0*1400*330600*30*1000)1(UmU1000V3fqd）（染（G为年产量/吨，p为成品单位u/mg，m为年工作日，m为发酵单位u/ml，p为总收率，m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，设计为每天放一罐所以1nd32dd0m51.7675.0*138.57nVV大（dn—每天放一罐，以平衡提炼工段与发酵工段生产水平，L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天辅发7243213624TT所以需要7台2.1.2二级种子罐种子罐装料系数损失比）（接种比计量体积中1**V03m14.147.0)15.01(*15.0*38.57其中取损失比为15%（下同）取辅助时间为40h，得其周期为天4244056采用单种法发酵罐周期种子周期发酵罐台数*n台474*72.1.3一级种子罐30m28.265.015.01*15.0*15.0*38.571**V）（种子罐装料系数损失比）（接种比计量体积小取辅助时间32hr则其周期为天4243264台474*7n.2.2物料衡算2.2.1大罐物料衡算1、出料量3m38.57V放3m607.8V15.0V放损2、进料量3m607.838.57*15.0V*V接种比种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：33m4590.038.57*10*8消沫油：33m2295.038.57*10*4NaOH：33m1148.038.57*10*2全料：33m23.2138.57*10*370稀料：33m476.1138.57*10*200所以，总补料量：3m51.33476.1123.211148.02295.0459.0种子流量3m067.8%15*V放3m87.23067.8067.851.3338.57VVVVV损接补放消后7.2.2.2中罐物料衡算1、出料量3m607.838.57*15.0V*V放大放中接种比3m291.1607.8*15.0V*15.0V放中损2、进料量3m291.1607.8*15.0V*V放中接接种比3m607.8291.1291.1067.8VVVV接损放中消后7.2.2.3小罐物料衡算1.出料量：3m291.1607.8*15.0V*V放中放接种比2.进料量：3m0V接3m485.1019365.0291.1VVVV接损放消后计算结果汇总：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）§7.4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)接种1.291m3培养基23.87m3接种8.607m3放罐57.38m3小罐损失0.194m3培养基1.485m3中罐损失1.291m3培养基8.607m3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11.476m3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0.543.035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)表7-4全料培养基配料表(22291.5kg)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7-5稀料培养基配料表(12049.8kg)表7-6原材料消耗总表§8能量衡算§8.1能量衡算1）发酵热计算原料名称全料培养基配比%发酵罐消耗量(kg)黄豆饼粉3.5743.05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1114.76hr/kcal8151%652285500Qhr/kcal1044.5%7014.145500Qhr/kcal1016.3%7551.765500QVQVQQhrm/kcal5500Q450FLF3F小罐中罐大罐发酵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20～23℃，△t=3℃，0.3MPa）循环水用量：W大=Q大罐÷c÷Δt=315000÷3=105000kg/hrW中=54400÷3=18133.33kg/hrW小=8151÷3=2716.67kg/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：hrtW/724.910)4102.724101.816105.01(1.13345总4）低温循环水（水温9～14℃，△t=5℃，0.3MPa，夏季使用）低温水用量：hrW/kg63200511016.3tcQ5大罐大同理hr/kg2.1630Whr/kg8.10887W小中取安全系数1.1，设最大工作了为6台大罐，4中罐，4小罐所以)]2.16308.10887(*47.63120*6[*1.1总Whrm/2199.4723一级种子罐采用培养基实消，蒸汽量需计入培养基，所以hr/m82.0hr/kg820W31即所以hrmWW/473W31总高峰5)自来水①洗罐用水也用于制备软水，无盐水，以设备公称容积80%计W3000m344.7428.214.1451.76*8.0)VVV%(80）（小中大②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以3m87.23V发3m607.8V中3m485.1V小所以3m962.33W配③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=119.14m³高峰用量为大罐清洗时。水计量汇总：（1）发酵热：大罐=3.16×105kcal/hr，中罐=5.44×104kcal/hr，小罐=8151kcal/hr；（1）循环冷却水：大罐=1.05×105kg/hr，中罐=1.81×104kg/hr，小罐=2.72×103kg/hr，总水量=724.9t/hr（水温20～23℃，△t=3℃，0.3MPa）（2）低温循环水：大罐=5.31×104kg/hr，中罐=1.09×104kg/hr，小罐=1.6×103kg/hr，总水量=541.1t/hr（水温9～14℃，△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台工作计算。Qg=∑（vvm）VL=6*0.8*76.51+4*（1.5*14.14*0.7+2*2.28*0.65）=438.5m³/min∴要求配套设计空气系统供给min/4503m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）40℃min/m26.94273313*4.01.0*87.32827340273*3.01.01.0*QQ3g,g8)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)134.90kcal/kg，汽化热516.95kcal/kg，密度1.715kg/m3，蒸汽比体积0.5831m3/kg动力车间供应的蒸汽为0.3MPa，此时有3airm/kg24.958焓kg/J08.560i比热11PKkgkJ373.4c黏度sPa159.223重度3gm/kg599.1A一级种子罐采用实罐灭菌直接加热所需蒸汽量*（30%~50%），以40%计即=%40*)1(*ct)tt(G212ckg412.47%151*1*12108.56020121*1050*485.11）（）（SS3=412.47*40%=164.99kgS=164.99+412.47=577.46kg)(35.036002009.009.045831.07.4412221为蒸汽在管道中的流速，为进蒸汽管道的截面积为蒸汽比体积，直接加热所需时间：FVhrFSVt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kg7.611599.1*51.76*5V5Ss发发kg05.113599.1*14.14*5V5Ss中中C总计考虑到其他因素，取安全系数1.3所以kg7.115605.1137.61199.164*3.1S）（总§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425.6560.4711．312清洗3R103A-G大罐7320.42.5561.21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/