四川理工学院毕业设计
G?Vo?o?106Um?m?p1?n?(m/t) 9Up?10得：n? ?1000GUptV0m?p?m?0Um
1000?1200?1667?7280?200?0.85?0.9?0.8?70000 ?5.605(台）
故选择6台发酵罐可满足生产。
经计算后得公称容积186.74m，全容积196.56 m。
(2) 种子罐公称容积及台数： 种子罐台数?发酵罐台数?种子罐周期
发酵罐周期3
3
n中?6?(56?25)/24?3（台）
7故选择3台二级种子罐可满足生产。
n小?3?(64?30)/24?2（台）
7故选择2台一级种子罐可满足生产。 （n中即二级发酵罐，n小即一级发酵罐）
取二级发酵罐辅助时间为25 小时，取一级发酵罐辅助时间为30小时
种子罐容积?发酵罐计量体积?接种比?（1?流体损失率）
种子罐装料系数（流体损失率取10%） 二级种子罐体积?200?80%?15%?(1?10%)
70% =37.73m3
取38m3，计算得公称容积38.83m3，全容积40.86m3 一级种子罐体积?38?70%?15%?(1?10%)
65% ?6.75m3
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第四章 设备设计及选型
取6.8m3，计算得公称容积6.82m3，全容积7.18m3 (3) 物料计算：
进料=基础培养基（消后）+种子液+补料 出料=发酵液+逃液与蒸发损失 ① 发酵罐
发酵液=186.74×90%=168.07 m3
损失=发酵液体积×3%=168.07×3%=5.05m3 （损失率取=3%） 种子液=发酵液体积×接种比=168.07×15%=25.21m3 补氨=168.07×48×1×10=8.07 m 补油=168.07×20×1×10=3.36 m3
-3
-3
3
泡敌=168.07×20×1×10-3=3.36 m3 补料=168.07×320×1×10-3=53.82m3
∴消后培养基=出料+损失-种子-补氨-补油-泡敌-补料=168.07+5.05-25.21-8.07-3.36-3.36-53.82=79.3m3 ② 二级种子罐
出料=发酵罐种子=25.21m3
损失=25.21×3%=0.76 m3 （损失率取=3%） 种子=25.21×15%=3.78 m3
∴消后培养基=出料+损失-种子=25.21+0.76-3.78=22.19m3 ③ 一级种子罐
出料=二级种子罐种子=3.78 m3
损失=3.78×3%=0.113 m3 （损失率取=3%） 种子=3.78×15%=0.576 m
∴消后培养基=出料+损失-种子=3.78+0.113-0.576=3.317m3 各阶段物料添加量及损失，见图3-1.
3
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图3-1 物料流程图
表3-1 原料消耗表
原料名称 黄豆饼粉 葡萄糖 碳酸钙 KH2PO4 苯乙酰胺 氨水 油酸甘油酯 豆油 硅油 玉米油 泡敌 硝酸钾 规格 含蛋白质45% 含量99%以上 工业用含量99%以上 含量99%以上 工业用含量99%以上 工业用含量28% 工业用含量99%以上 工业用含量95%以上 工业用含量99%以上 工业用含量85%以上 工业用含量89%以上 工业用含量99%以上 批次用量（吨） 968 118 4 35 12 28 81 185 8 17 4 4 年用量（吨） 7741 938 29 279 96 220 645 1480 59 133 26 29
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第四章 设备设计及选型
3.4 能耗计算
3.4.1 水
(1) 发酵热效应[5] Q=QF×V公
发酵罐Q大=5500×186.74×80%=8.2×10kJ/m·h 二级种子罐Q中=5500×38.83×70%=1.50×105 kJ/m·h
一级种子罐Q小=5500×6.82×65%=2.44×10 kJ/m·h
(2) 循环冷却水（水温 20～25℃，△t=5℃，0.3MPa） 循环水用量（c=水的比热容4.2kJ/kg·℃）： W大=4
33
5
3
Q大c??t8.2×105??39047kg/hr 4.2×5Q中1.5?105??7143kg/hr W中=4.2?5c??tQ小2.44?105??1162kg/hr W小=4.2?5c??t以工作状态6个发酵罐，3个二级种子罐，2个一级种子罐计，并取安全系数1.2，则循环冷却水总量为：
W总=1.2×（39047×6+7143×3+1162×2）×10
-3
=1.2×258.035
=309.642t/hr
考虑到一级种子罐实消所需冷却水：取夹套传热系数K=400 kcal/㎡·h·℃，冷却水进口温度20℃，冷却水出口温度25℃，取冷却时间2.5hr，计算可得所需冷却水量W冷?3000kg/hr
则冷却水高峰用量：Wmax?309.642?3?312.642t/hr
(3) 低温冷却水（水温9～14℃，△t=5℃，0.3MPa，夏季使用） 低温水用量（c=水的比热容4.2kJ/kg·℃）
Q大8.2×105??39047kg/hr W大? c×△t4.2×5
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Q中1.5?105??7143kg/hr W中=4.2?5c??tQ小2.44?105??1162kg/hr W小=4.2?5c??t
以工作状态6个发酵罐，3个二级种子罐，2个一级种子罐计，并取安全系数1.2，则低温冷却水总量为：
W总 =1.2×（W大×6+W中×3+W小×2）×10-3
3
=1.2×（39047×6+7143×3+1162×2）×10-
=1.2×258.035
=309.642t/hr
(4) 自来水
① 洗涤用水：采用浸泡式清洗，用水量取设备公称容积的80%
3 ?80%?149.392m W发酵洗?186.74
W二级洗=38.83?80%=31.064m3
3W一级洗=6.82?80%=5.456m
也可以采用喷淋式清洗，用水量约为罐体积的10%～15%。 ② 配料用水：
培养基原料大多为固体
?配料用水量≈消后培养基体积
W发酵配=79.30m
W二级配?22.19m3
3
W一级配?3.317m3 ③ 自来水用量：
取安全系数1.2，则自来水总用量：
W总=1.2×（W发酵洗×2+W二级洗+W一级洗+W发酵配×2+W二级配+W一级配）
=1.2×（149.392×2+31.064+5.456+79.30×2+22.19+3.317） =623.2932m
3
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