【《发酵法制备鼠李糖脂工艺计算过程案例》1700字】

发酵法制备鼠李糖脂工艺计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u208651.1物料衡算 1237101.2.2灭菌离心超滤后升温 281851.3水量衡算 2105631.4.1发酵冷却用水 2202261.4设备选型 396901.4.1发酵罐选型 3251581.4.2发酵罐数量 41.1物料衡算9台100m³发酵罐，装液量为50%。全年330天，发酵时间96h，产物处理时间为12h，产量38g/L,收率为85%的条件下,由上述求得可知年产量为：每批鼠李糖脂产量：玉米油的每次消耗量比kg/kg为1.32，则每玉米油的消耗量为：表3-1单批次其他发酵培养基成分需求量名称消耗量kg硝酸钠3217.5磷酸氢二钠2245.5磷酸二氢钾1494.0七水合硫酸镁180.0无水氯化钙4.5七水合硫酸亚铁32.4七水合硫酸锌5.4二水合硫酸锰5.4酸沉盐酸鼠李糖脂的每批的消耗量比kg/kg为0.000197，则每批次酸沉使用6mol/L盐酸的为：活性炭每次消耗量比kg/kg0.27，则单批次活性炭的消耗量为：1.2热量衡算1.2.1发酵产热阶段发酵热又被称为呼吸热。发酵热为：计算发酵液升温到发酵温度的耗热量，按照公式单批次m=14535kgc=4.2kJ/kgt=30℃t0=15℃则Q=14535kg×4.2kJ/kg×（30℃−15℃）=9.16×101.2.2灭菌离心超滤后升温超滤后的发酵液50℃以下，取45℃，经过板式换热器升温至60℃，此时发酵液经过板框过滤及超滤流程，单批次发酵液质量为：14535kg。c=4.2kJ/kg蒸汽温度:120℃蒸汽比热:1kJ/kg℃r热量损失:3%T=60℃T进=45℃发酵完成的发酵液经板式换热器升温到60℃，所消耗的热量为：消耗的蒸汽量为：1.3水量衡算1.4.1发酵冷却用水发酵罐放出热量发酵罐放出的热量为：发酵产热：蒸热量：射散热量：冷却水用量其中冷却水的进、出温度分别为18℃，25℃。考虑到冷却水可循环利用，因此可按3%的耗用率计算，则冷却水用量:1.4设备选型1.4.1发酵罐选型采用公称容积为100m³的发酵罐。查相关文献可得，公称容积为100m³发酵罐，总容积为118m³取高径比：合并方程：解得：查阅文献《钢制压力容器用封头》(JB/T4746-2002)标准，当公称直径D=3800mm时，标准椭圆封头的曲面高度h=950mm，直边高度为hb=50mm，总深度为ha=1000mm，内表面积罐筒身高：四舍五入取整为9m此时：，与假设符合，所以D=3800mm，H=9000mm为符合要求的高径比。实际发酵罐体积:。根据《钢制压力容器用封头》(JB/T

4746‐2002)标准，由发酵罐内径D=3800mm可知得封头规格：表3-2封头规格公称直径(D)直边高度(hb)曲面高度(h)内表面积(Af)容积(Vf)1.8m0.05m0.95m16.2m²7.75m³1.4.2发酵罐数量鼠李糖脂年产1000t，生产时间300天，计算可得每天产出鼠李糖脂为：1.34t。鼠李糖脂主要过程参数如下：发酵罐放罐产量为38g/L，总提取率为85%，则每天需要发酵液量为：发酵液。发酵周期为96h，填料系数为50%，需要100m³发酵罐个发酵罐，若选8个发酵罐则年产量不足。则需要100m³发酵罐9个发酵罐，同时留有1个备用发酵罐。总共需要10台100m³发酵罐可满足年产1000t鼠李糖脂的要求。1.4.3发酵系统配置（1）无菌空气系统流程：空压机→冷却器→析水机→总过滤器→分过滤器→发酵罐（2）温度控制系统：独立控制，互不干扰。（3）pH控制系统：独立控制，互不干扰。（4）空气流量及压力控制系统：进口传感器，自动控制。（5）电气及控制系统：采用S型生物反应控制器；专用模块，数据采集分析、独立控制，互不干扰。表3-3发酵设备配置设备性能要求3m3种子罐1.内筒Ф1200×3000×8mm，上下封头，内盘管Ф57×3mm，全部304材质SEW减速机。2.pH、DO、温度及各种工艺要求标准接口，接口处夹套扳边手工或机械滚边。2.搅拌系统顶搅拌，约翰克兰机械密封，德国SEW电机，电机功率22KW；变频无级调速，日本富士变频器；数据有相应信号输出，供数据采集；三档发酵搅拌器，四档板，材质为SS304，轻触式安全视镜灯。100m3发酵罐1.内筒Ф3800×9000×11mm，上下封头，内盘管Ф80×3mm，全部304材质SEW减速机，约翰克兰机械密封。2.搅拌系统顶搅拌，约翰克兰机械密封，德国SEW电机，电机功率125KW；搅拌转速130rpm，变频无级调速，日本富士变频器；发酵搅拌器，四档板，材质为SS304，轻触式安全视镜灯。100m3储罐内筒Ф4000×8000×11mm，304不锈钢，带定速搅拌。3m³酸罐内筒Ф1200×2500×10mm，316材质;夹套Ф1300×1050×5mm，304材质，SEW减速搅拌。5m3消泡罐内筒Ф1500×2000×8mm,上下封头；304材质，定速搅拌。50m3配料罐内筒Ф3100×6200×6mm,平盖下封头，304材质。空气处理系统1.空气减压阀。2.0.01μm除菌精过滤器5m3/min3只，不锈钢抛光外壳；快速装夹结构，装拆方便，便于清理（用于100L一级种子罐的进风）。1.0.01μm除菌精过滤器20m3/min6只，不锈钢抛光外壳；