内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
Q4?M?C??t?M淀粉C淀粉?M糊精C糊精?M豆饼粉C豆饼粉?M酵母粉C酵母粉?M?NH4?2SO4C?NH4?2SO4????MNaClCNaCl?MCaCOCCaCO?MKHPOCKHPO?M豆油C豆油?M水C水?MCoClCCoCl33242422?1.576?1.629???162.76?1.92?19.53?1.81?81.38?1.76?19.53?1.79?26.04??2????0.890?0.8970.939?0.9680.981?1.011???13.02??24.41??0.98???222??2.119?2.1864.220?4.2630.624?0.629???2907.46??0.06??4.42?0.926??222????100?125?????t2?t1???
??323612.22 kJ
（3）设备向环境散热
Q6?F?T?tW?t???
由消毒阶段得F?19.23 m2；tw?112.04 ?C
?T?8?0.05tw?8?0.05?112.04?13.60 w/m2??C
所以Q6?3?19.23?13.60??112.04?25??10?60?10?3?40974.11 kJ （4）放出的水蒸汽的量
Q2?Q4?Q5?Q6
??323612.22?80679.6?40974.11
??363317.71 kJ
由一级种子罐的热量衡算知112.04 ℃下水蒸汽的气化热2226.70 kJ/kg,125 ℃下的水蒸汽汽化热r=2191.8 kJ/kg
Q363317.71m水蒸汽???163.16 kg
r2226.73、冷却阶段
温度由100 ℃降至31 ℃，操作周期为20 min。 （1）冷却设备放出的热量
Q5?MC??t2?t1??2645.4?3?0.4605??31?100???252168.79 kJ （2）冷却物料放出的热量
30
内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
Q4?M?C??t?M淀粉C淀粉?M糊精C糊精?M豆饼粉C豆饼粉?M酵母粉C酵母粉?M?NH4?2SO4C?NH4?2SO4????t?t?????MNaClCNaCl?MCaCOCCaCO?MKHPOCKHPO?MC?MC?MCoClCCoCl?21豆油豆油水水33242422??1.576?1.429???162.76?1.92?19.53?1.81?81.38?1.76?19.53?1.79?26.04??2????0.890?0.8710.939?0.8500.981?0.866???13.02??24.41??0.98???222??4.220?4.1740.624?0.607??4.42?0.926?2.119?1.947?2907.46??0.06???222????31?100? ??883912.94 kJ
（3）设备向环境散热
Q6?F?T?tW?t???
由消毒阶段得F?19.23 m2；
tw?58.91?C，则?T?8?0.05tw?8?0.05?58.91?10.95 w/m2??C 所以Q6?19.23?10.95??58.91?25??20?60?10?3?3?25705.36 kJ （4）放出的水蒸汽的量
Q2?Q4?Q5?Q6
??883912.94?252168.79?2505.36 ??1110376.37 kJ
由冷却水的进口温度为20 ℃，出口温度为28 ℃得： m冷却水?Q2?110376.37?33236.84 kg
CP??t4.176??28?20?4、发酵阶段
温度控制在31 ℃，已知土霉素的平均发酵热16760 kJ/m3?h,操作周期28 h. （1）发酵热
Q发酵热?16760?3306.68?28?10?3?1551758.79 kJ。 据《发酵工厂工艺设计概论》表6-2得，功率为5.5 kw。
Q搅拌热?3600p?N?3600?5.5?0.93?3?55242 kJ Q3?Q发酵热?Q搅拌热?1551758.79?55242?1607000.79 kJ （2）设备向环境散热
Q6?F?T?tW?t???
由消毒阶段得F?19.23 m2；
?T?8?0.05tw?8?0.05?31?9.55 w/m2??C
31
内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
Q6?19.23?9.55??31?25??60?60?28?10?3?3?333208.21 kJ （3）需要.冷却水的用量
Q冷却水?Q6?Q3??1273792.58 kJ
由冷却水的进口温度为20 ℃，出口温度为28 ℃得：
Qm冷却水?冷却水?1273792.58?38128.37 kg
CP??t4.176??28?20?4.5.3三级发酵罐
1、消毒阶段
温度由25 ℃升至125 ℃，操作周期30 min，125 ℃水的比热容4.263 kJ/kg??C。（1）物料代入的热量：Q1?MC??t，Q1?0。 （2）溶解热
Q3?Q溶解热?Q?NH4?2SO4m?NH4?2SO4?QNaClmNaCl?QKH2PO4mKH2PO4?QCoCl2mCoCl2
??1.49?10??7.28???0.844?10??48.55???0.752?10??267.01
=
222?5.91?102?1.14 =?24587.75 kJ
（3）加热设备需要的热量
Q5?MC??t2?t1??3689.6?3?0.4605??125?25??509718.24 kJ （4）加热物料需要的热量
Q4?M?C??t?M淀粉C淀粉?M豆饼粉C豆饼粉?M酵母粉C酵母粉?M淀粉酶C淀粉酶?M?NH4?2SO4C?NH4?2SO4????MNaClCNaCl?MCaCOCCaCO?MKHPOCKHPO?M豆油C豆油?M水C水?MCoClCCoCl33242422?1.417?1.629???1941.86?1.92?703.92?1.76?97.09?1.79?0.06?1.76?267.01??2????0.868?0.8970.817?0.9680.853?1.011???48.55??145.64??7.28???222??1.93?2.1864.179?4.2630.605?0.629?9.19?0.926???21061.89??1.14???222????125?25??9723443.76kJ????t2?t1??? （5）设备向环境散热
Q6?F?T?tW?t???
32
内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
F?F筒体?F封头??DiH0?S封?2 =3.14?2.3?4.6?6?2?45.22 m2
因为空气做自然对流,?T?8?0.05tw,壁面温度取25℃和125℃对数平均值。
tw?62.13 ?C
则?T?8?0.05tw?8?0.05?62.13?11.11 w/m2??C
Q6?3?45.22?11.11??62.13?25??30?60?10?3?100731.04 kJ （6）需要的水蒸汽的量
Q2?Q4?Q5?Q6?Q1?Q3
=9723443.76?509718.24?100731.04?24587.75
=10358480.79 kJ
查化工流体流动与传热得
125℃下的水蒸汽汽化热r汽化热=2191.8 kJ/kg
m水蒸汽?Q2?4726.01 kg r2、放气阶段
温度由125 ℃降至100 ℃,操作周期10min,100℃水的比热容4.22 kJ/kg??C。 （1）冷却设备放出的热量
Q5?MC??t2?t1??3689.6?0.4605??100?125??3??127429.56 kJ （2）冷却物料放出的热量
Q4?M?C??t?M淀粉C淀粉?M豆饼粉C豆饼粉?M酵母粉C酵母粉?M淀粉酶C淀粉酶?M?NH4?2SO4C?NH4?2SO4????MNaClCNaCl?MCaCOCCaCO?MKHPOCKHPO?M豆油C豆油?M水C水?MCoClCCoCl33242422?1.576?1.629??.86?1.92?703.92?1.76?97.09?1.79?0.06?1.76?267.01??1941?2????0.89?0.8970.939?0.9680.981?1.011???48.55??145.64??7.28???222??2.119?2.1864.22?4.2630.624?0.629?9.19?0.926???21061.89??1.14???222????100?125???2378106.90kJ????t2?t1???
（3）设备向环境散热
Q6?F?T?tW?t???
由消毒阶段得F?45.22 m2；tw?112.04 ?C
?T?8?0.05tw?8?0.05?112.04?13.60 w/m2??C
33
内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
所以Q6?3?45.22?13.60??112.04?25??10?60?10?3?96352.03 kJ （4）放出的水蒸汽的量
Q2?Q4?Q5?Q6
=?2378106.90?127429.56?96352.03 =?2409184.43 kJ
由一级种子罐的热量衡算知112.04 ℃下水蒸汽的气化热2226.70 kJ/kg,因为112.04 ℃下的水蒸汽汽化热:r(汽化热)=2226.70 kJ/kg
Q2474501.24m水蒸汽???1081.95 kg
r2226.73、冷却阶段
温度由100 ℃降至31 ℃，操作周期为20 min。 （1）冷却设备放出的热量
Q5?MC??t2?t1??3689.6?3?0.4605??31?100???351705.59 kJ （2）冷却物料放出的热量
Q4?M?C??t?M淀粉C淀粉?M豆饼粉C豆饼粉?M酵母粉C酵母粉?M淀粉酶C淀粉酶?M?NH4?2SO4C?NH4?2SO4????MNaClCNaCl?MCaCOCCaCO?MKHPOCKHPO?M豆油C豆油?M水C水?MCoClCCoCl33242422?1.576?1.629???1941.86?1.92?703.92?1.76?97.09?1.79?0.06?1.76?267.01??2????0.89?0.8710.939?0.8500.981?0.866???48.55??145.64??7.28???222??2.119?1.9474.22?4.1740.624?0.607???21061.89??1.14??9.19?0.926??222????31?100???6494417.69kJ????t2?t1???
（3）设备向环境散热
Q6?F?T?tW?t???
由消毒阶段得F?45.22 m2
tw?58.91 ?C，则?T?8?0.05tw?8?0.05?58.91?10.95 w/m2??C
Q6?45.22?10.95??58.91?25??20?60?10?3?3?30223.52 kJ （4）放出的水蒸汽的量
Q2?Q4?Q5?Q6
=?6494417.69?351705.59?30223.52
=?6815899.76 kJ
由冷却水的进口温度为20 ℃，出口温度为28 ℃得：
34