年产1000吨苏云金芽孢杆菌的发酵车间工艺设计
?Hm?TmKM
式中：?Hm—熔融热，kcal/kg
M—相对分子质量
Tm—熔点，K
其中：K的取值：元素：2-3，可取2.2 无机物：5-7
有机物：10-16，可取13.5
（3）溶解热
气态溶质的溶解热可取蒸发潜热的负值；固态溶质的溶解热则近似可取其熔融热的值。
4.3.3 化学反应热的计算
为计算各种温度下的反应热，规定当反应温度为298K 及标准大气压时反应热的数值为标准反应热，习惯上用ΔH°表示，负值表示放热，正值表示吸热。这与在热量衡算中所规定的符号正好相反，为避免出错，现用符号q°r表示标准反应热，放热为正，吸热为负，则q°r=－ΔH°。标准反应热的数据可以在《化学工程手册》（第一册）或《化学工艺设计手册》（下）中查到；当缺乏数据时用标准生成热或标准燃烧热求得
4.4热量衡算
4.4.1反应过程的热量衡算 （1）酒糟原料 3341 Kg（25℃） 水：3341Kg
（2）豆粕原料138Kg（25℃） 杂质：30Kg
（3）母液 6490.45Kg（60℃） BT 0.45 Kg 酒糟3000 Kg
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豆粕130 Kg 水3300 Kg 杂质：60Kg 计算过程 (1)Q1的计算：
Q1=ΣmtCp（以0℃为基准）
Cp 的求取：（即：0℃～25℃之间的平均比热容） ABT估算为1.4476； B豆粕估算为2.7043；
C水的Cp 可查阅《化学数据速查手册》上册第70页； D杂质的Cp用以上物质的平均值估算
表2物质的Cp 值一览表 Table 2 Cp of substance list
物质 25℃
A 1.4476
B 2.7043
C 4.1828
D 2.7782
由以上计算可知：
Q1-A=3341×1.4476×25=11005.05KJ Q1-B=138×2.7043×25=9329.835KJ Q1-C=3341×4.1828×25=349368.37KJ Q1-D=30×2.7782×25=2134.005KJ 所以：Q1= Q1-A＋Q1-B＋Q1-C＋Q1-D =401932.26kJ （2）Q4的计算：
（3）Q4=ΣmtCp（以0℃为基准）
Cp 的求取：
A BT的 Cp可根据“科普法则”估算而得；
C??Can（kJ/kg?℃） M17
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=
(1.8?6?2.3?12?2.6?4)?4.18
140.18=1.455158 kJ/Kg·℃
B酒糟估算； C豆粕估算；
D水的Cp 可查阅《化学数据速查手册》上册第70页； E杂质的Cp用以上物质的平均值估算
表3物质的Cp 值一览表 Table 3 Cp of substance list
物质 温度 60℃
A BT 1.746
B 酒糟 1.737
C 豆粕 3.245
D 水 5.019
E 杂质 2.937
由以上计算可知：
Q4-A =0.45×1.7462×60=47.1473KJ Q4-B =3300×1.7371×60=343945.8KJ Q4-C =130×3.2452×60=25312.56KJ Q4-D =3300×5.0194×60=993841.2KJ Q4-E =60×2.9370×60=10537.2KJ
所以：Q4=Q4-A+ Q4-B+Q4-C+Q4-D+Q4-E =1373683.907kJ
(3)Q3的计算：
BT生物反应热查看有关资料得出为1122976.17 （4）Q5＋Q6的计算
据工艺要求，可以有：Q5＋Q6=5%～10%（Q5＋Q6＋Q4） 故取Q5＋Q6=8%（Q5＋Q6＋Q4）=119450.7739 （5）Q2的计算
∵Q1＋Q2＋Q3 = Q4＋Q5＋Q6
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∴Q2 =Q4＋Q5＋Q6－Q1－Q3
=1373683.90+119540.7739-401932.26-1122976.17 =-31.6837kJ （6）冷却剂的消耗量： W=-Q2/C(Tk-Th)
Th：冷却剂的初温为-5℃；
Tk：放出的冷却剂的末温为15℃；
C：冷却剂的比热容（-5℃与15℃之间的平均比热容），可查阅《化工工艺设计手册》第647 页
可得：2.8197KJ/kg·℃
则：w为0.56kg
所需冷冻盐水量为：0.56Kg。
4.4.2过滤和离心过程的热量衡算 浓缩液3300 Kg 乌洛托品0.45 Kg 杂质60 Kg 水3300Kg
离心和过滤后： 滤饼 2000 Kg 水3000Kg
乌洛托品0.45×99.9%=0.45 Kg 杂质200Kg
计算过程 （1）Q1的计算：
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Q1即上工段带来的Q4 （2）Q4的计算：
所以：Q1= 1373683.907
Q4=ΣmtCp（以25℃为基准） 所以： Q4=－0.2 Q1=-274736.7814kJ （3）Q3的计算：
① 化学反应热：此过程没有发生化学反应，故化学反应热为0KJ； ② 状态变化热：
结晶热：（有0.01kg 的BT结晶出来）
乌洛托品的结晶热可以近似采用其熔融热，对于有机物： Hm=Tm/M*K
根据文献记载：BT的熔点为130～134℃，用405.15K计算，系数取13.5： Hm=405.15/140.18*13.5=39.02kcal/mol=163.11kJ/mol 则结晶热为：5467*1000/140.18*(-163.11)=-6361266.73KJ 则结晶热为：【0.01X1000X（—163.11）】/140.18=-11.63 所以：Q3=11.63kJ （4）Q5＋Q6的计算
据工艺要求，可以有：Q5＋Q6=5%～10%（Q5＋Q6＋Q4）
取Q5＋Q6=8%（Q5＋Q6＋Q4）
Q5＋Q6=-23890.08kj （5）Q2的计算：
∵Q1＋Q2＋Q3 = Q4＋Q5＋Q6 ∴Q2 =Q4＋Q5＋Q6－Q1－Q3
=-274736.781+(-23890.08)-1373683.907-11.63=-1672322.128kJ （6）冷却剂的消耗量： W=-Q2/c(Tk-Th)
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